Phân tích ứng suất biến dạng của đập bê tông trọng lực bằng phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng phần tử bậc cao và phần tử tiếp xúc

GIỚI THIỆU CHUNG VE XÂY DỰNG DAP

• Nguyên nhân sự cô, van dé thiét kê, thi công và vận hành [11]

Đập thứ hai được biết tới là đập đất tên là Nimrod ở Mesopotamia được xây vào khoảng 2000 năm TCN, với lừi là đất sột, Nimrod được xõy từ phớa bắc của Baghdad tới Tigris với mục đích chống xói mòn và giảm mối đe doa của lũ lụt, nó chuyển hướng của dòng sông, và giúp tưới cho cây trồng. Việc xây dựng đập và hồ chưa nước hiện nay ngày càng được quan tâm, bởi các tác dụng của hồ chứa và hiệu quả kinh tế của nó đem lại rất lớn, để đáp ứng nhu cầu về lượng nước, đây nhanh việc cấp nước, đảm bảo an toàn cho công trình, sử dụng công nghệ hiện đại, việc các đập được xây dựng bằng vật liệu bê tông ngày càng được sử dụng nhiều. Và hiện nay với việc cập nhật công nghệ cùng thế giới, chúng ta cũng đã sử dụng các loại kết cầu cũng như là vật liệu mới dé xay dung dap, nhu ngoai vat liệu bê tông thông thường, chúng ta còn sử dung vật liệu bê tông đầm lăn (RCC).

Vật liệu mới giúp chúng ta rút ngắn thời gian thi công, mang các đặc tính ưu việt của cả hai loại vật liệu là đất và bê tông với cách thi công đầm nén của đất và vững chắc của bê tông, giảm nhiệt lượng của bê tông nhờ phụ. Chất lượng khảo sát không đạt yêu cầu (số lượng lỗ khoan, độ sâu lỗ. Học viên: Hoàng Tuân Minh. lifer | Luận văn thạc sĩ -10- Chuyên ngành xây dựng công trình thủy. khoan, chất lượng thiết bị khoan, chất lượng phân tích mẫu, báo cáo đánh giá không day đủ .). Bố trí lựa chọn, địa điểm, lựa chon phương án quy trình công nghệ, quy trình sử dụng không hop lý phải bổ sung, sửa đổi, thay thé (chất lượng , báo cáo. nghiên cứu khả thi, lựa chọn phương an, chất lượng thầm định, trình độ năng. lực của chủ đầu tư, người quyết định đầu tư).

Nhất là đối với các công trình lớn, quan trọng thì việc đánh giá đúng tình trạng làm việc, mức độ và tác động của tải trọng lên công trình rất quan trọng, đánh giá đúng sẽ đưa ra cái nhìn tong thé, chính xác về các van đề của công trình, cũng như đưa ra được biện pháp cũng như là hướng giải quyết.

CAC PHƯƠNG PHAP PHAN TÍCH UNG SUAT BIEN DANG DAP BE TONG TRONG LUC

Phương pháp phần tử biên gần đây cũng được phát triển mạnh mẽ tuy nhiên vẫn chưa phổ biển bằng các phương pháp trên. Tinh toán ứng suất trên các mặt biên và chia lưới dé có độ chính xác tủy theo mục đích và yêu cầu, tính toán ứng suất tại các mắt lưới và vẽ biểu đồ ứng. Nội dung phương pháp này dựa trên nguyên tắc, coi đập như là một thanh,.

Sử dụng công thức nén lệch tâm của sức bén vật liệu, xác định ứng suất tại.

TTI JIIIII

Nếu như trong phương pháp sai phân hữu hạn ta chi thay các vi phân bằng các sai phân thì trong phương pháp phan tir hữu hạn (PTHH) ta. Những vùng mà theo lý thuyết có thé đưa ra được ngay công thức và kết quả tính toán, là lời giải trực tiếp từ các phương trình vi phân, các phương. Kết luận: So với phương pháp sức bén vật liệu thi phương pháp nảy có thé bài toán phức tạp hơn, tuy nhiên về mặt ứng dụng vẫn bị.

Một trong những ưu điểm nổi bật của phương pháp PTHH là dễ dang lập chương trình để giải trên máy tính, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tự động hóa tính toán hàng loạt kết cấu với những kích thước, hình dạng, mô hình vật liệu và điều kiện biên khác nhau. Phương pháp PTHH là phương pháp gần đúng, do vậy với yêu cầu kết quả chính xác tuyệt đối về ứng suất thì sẽ không đạt được, nhưng về chuyển vị nút thì sẽ có kết quả chính xác, và tùy việc chia phần tử là thưa hay là chia mịn thì. Tuy nhiên qua những phan tích các phương pháp tính toán ứng suất cho đập bê tông ở trên, ta thấy phương pháp phần tir hữu han đã khắc phục được các.

Phuong pháp phan tử hữu hạn được bắt nguồn từ những yêu cầu giải các bai toán phúc tạp về lý thuyết đàn hồi, phân tích kết cấu trong xây dựng và kỹ thuật hàng không. Phương pháp phần tir hữu hạn (PTHH) tuy ra đời vào cuỗi những năm 50 nhưng rat it được sử dụng vì công cụ toán còn chưa phát triển. VE mặt toán học, phương pháp phần tử hữu hạn (PPPTHH) được sử dụng để giải gần đúng bài toán phương trình vi phân từng phần (PTVPTP) và phương trình tích phân, ví dụ như phương trình truyền nhiệt.

Hệ phương trình cơ bản của bai toán sử dụng mô hình này được thiết lập trên cơ sở nguyên lý biển phân Reisner-Hellinger. Giả sử số chuyển vị nút của phần tử là nụ, còn chuyển vị nút của toàn kết edu là n và vộc tơ chuyển vị nỳt của toàn kết cấu là {A} thỡ rừ ràng cỏc thành phần. Bằng cách sử dung ma trận [L.] ta có thể sắp xếp các thành phn véc to chuyên vi nút của phần tử (chuyén vị cả thé) vào véc tơ chuyển vị nút của toàn kết cầu (chuyển vị toàn thổ).

Nói cách khác bằng việc sử dụng ma trận định vị [Le] ta có thể biễu diễn véc to chuyển vị cá thé qua véc tơ chuyển vị. Mục đích sử dụng loại phần tir này để mô phỏng được sự liên kết giữa đập và nền một cách chính xác nhất, nếu xây ra lực kéo ở mặt tiếp xúc giữa đập và nền thì phần tử này có tác dụng thể hiện sự kéo này và giãn đứt, tức là có sự tách rời liên kết giữa hai bé mặt. Hiện nay phương pháp phần tử hữu hạn đã phát triển đến mức hầu hết các tính toán đều có thể thực hiện và mô phỏng trên máy tính, do vậy các.

Cụ thể trong luận văn này sẽ sử dụng chương trình Ansys để tính toán, phân tích cho các trường hợp tính trong luận.

PHAN TÍCH UNG SUAT, BIEN DANG CUA DAP DAN BANG PHUONG PHAP PHAN TU HUU HAN

Nhiệt độ trung bình hàng thing, nhiệt độ cao nhất, thấp nhất trong thời ky quan trắc của các trạm đại biểu trên lưu vực Đồng Nai 2 được trình bảy trong. Công trình thủy điện Đồng Nai 2 là công trình phía dưới của các công trình. 'Việc tính toán trạng thai ứng suất, bién dạng của đập bê tông trọng lực được.

Tất cả các nghiên cứu tính toán trạng thái ứng suất-biến dạng (TTUSBD) của hệ thống “đập nền" được tiến hành bằng phương pháp phần tử hữu han (PPPTHH) bằng phần mềm ANSYS, trong các điều kiện bài toán biến dạng. ~ Với phương pháp sử dụng phần tử bậc cao và phản tử tiếp xúc, thì liên kết. - Với phương pháp thông thường, chỉ sử dụng phần tử tam giác để lập lưới.

Lưới phần tir của hai phương pháp PP1 và PP2 được chia hoàn toàn giống nhau, chỉ khác nhau về loại phan tử được sử dụng. Các kết quả tính toán cho thấy độ bền chung của đập dâng được đảm bảo; ứng suất nén tại đáy móng nhỏ hơn nhiều so với khả năng chịu lực của nền. Kết quả tinh toán cho phương pháp PTHH không sử dụng phan tir bậc cao và phần phan tử tiếp xúc chi thể hiện cho tổ hợp 3 và 4, vì các tổ hợp khác có kết quả tương tự.

Cụ thể về kết quả tính toán ứng suất thân đập ở vị trí chân đập. Nhận xét kết quả tính toán giữa hai phương pháp 3.6.1 VỀ ứng suất cục bộ khu vực hành lang. ‘Vj trí so sánh được lựa chọn là mép thượng lưu đập và điểm cạnh, góc hành.

Kết quả tính toán ứng suất tại vị trí mép thượng lưu đập vị trí chân đập. Từ kết quả tính toán cho thấy với kh tinh toán có sử dụng phần từ bậc cao và phần tử tiếp xúc (PP1), thì kết quả tính toán chỉ ra rằng ứng suất chính tại mép thượng lưu đập bằng 0 (xem cột 1 — bảng 3.10), điều này xảy ra khi có ứng suất kéo ở vị trí này, tức là có sự bóc tách giữa đập và nền, về trị số lực kéo chính là giá trị lực khi tính toán bằng phương pháp không sử dụng phần tử tiếp xúc, cụ thể có thé xem trong cột 3 - bảng 3.10 khi tính toán theo phương pháp không sử dụng phần tử tiếp xúc,. "Với kết quả phương phỏp PTHH cú sử dụng phần tử tiếp xỳc, đó chỉ rừ sự búc.

‘Voi phần tử bậc cao, thi hành lang thõn đập cũng tha rừ sự phõn bố ứng sua cục bộ chính xác hon so với phương pháp sử dụng phan tử bậc thấp.