1988, QCVN 04-05: 2012)
3.3.3. Tớnh toỏn theo tiờu chuẩn Mỹ
3.3.3.1. Giới thiệu về phần mềm CADAM
Phần mềm CADAM do nghiờn cứu viờn Martin Leclerc, M.Eng trường tổng hợp Montreal Canada nghiờn cứu và phỏt triển năm 2003. Mục tiờu chớnh của chương trỡnh là tớnh toỏn phõn tớch ổn định và ứng suất theo cỏc tiờu chuẩn Mỹ.
Việc tớnh toỏn ứng suất dựa trờn phương phỏp sức bền vật liệu hay cũn gọi là phương phỏp phõn tớch trọng lực. Cơ sở của phương phỏp là dựa trờn cõn bằng trọng lực và lý thuyết dầm. Chương trỡnh CADAM dựng để ỏp dụng tớnh toỏn cho bài toỏn 2 chiều. Nú thực hiện sự phõn tớch ổn định dưới tỏc dụng của lực thủy tĩnh và lực động đất.
a. Cơ sở lý thuyết của phần mềm Cadam:
Phần mềm Cadam được xõy dựng dựa trờn cỏc giả thiết sau:
- Phõn tớch ứng suất để xỏc định chiều dài vết nứt cú thể xảy ra và cỏc ứng suất nộn - Phõn tớch ổn định để xỏc định cỏc dự trữ an toàn chống trượt dọc theo cỏc nỳt quy ước và vị trớ của cỏc hợp lực tỏc dụng lờn cỏc nỳt.
Phần mềm này sử dụng phương phỏp trọng lực để tớnh toỏn với cỏc giả thiết đơn giản húa sau:
- Thõn đập được chia thành cỏc nỳt với cỏc đặc tớnh đồng nhất dọc theo chiều dài của chỳng, khối bờ tụng và cỏc nỳt là cỏc vật liệu đàn hồi đồng nhất.
- Toàn bộ cỏc lực tỏc dụng được truyền lờn múng của đập mà khụng tương tỏc với cỏc khối đỏ bờn cạnh.
- Khụng cú sự tương tỏc giữa cỏc nỳt, mà mỗi nỳt được phõn tớch khụng phụ thuộc vào cỏc nỳt khỏc.
- Ứng suất được phõn bố tuyến tớnh dọc theo mặt phẳng nằm ngang
- Ứng suất cắt phõn bố theo quy luật parabol dọc theo mặt phẳng nằm ngang trong cỏc điều kiện khụng cú vết nứt.
b. Chức năng chớnh của phần mềm Cadam
- Phõn tớch tĩnh: Thực hiện việc phõn tớch tĩnh cho trường hợp mực nước dõng bỡnh thường và mực nước lũ kể cả khi nước tràn qua đỉnh đập.
- Phõn tớch động đất: Cú thể thực hiện phõn tớch động đất thụng qua sử dụng phương phỏp tải trọng giả tĩnh (phương phỏp hệ số động đất) hoặc hệ số động giả tạo tương ứng với việc đơn giản húa phõn tớch phổ đỏp ứng đó được miờu tả trong Chopra (1988) cho đập BTTL.
cú tớnh chất nhạy cảm bằng mỏy tớnh và vẽ đồ thị cho cỏc trường hợp tớnh toỏn điển hỡnh (vớ dụ như hệ số ổn định trượt) như chức năng của cỏc ứng dụng trong cỏc loại tải trọng tỏc dụng.
3.3.3.2. Cỏc trường hợp tớnh toỏn theo tiờu chuẩn Mỹ 1, Tổ hợp tải trọng bất thường – 1 (TH1)
Hoàn thành xõy dựng đập Thượng và hạ lưu chưa cú nước
2, Tổ hợp tải trọng thụng thường – 2 (TH2) Mực nước hồ chứa là MNDBT : 215 m Ở hạ lưu mực nước nhỏ nhất : 112,83 m Áp lực ngược, ỏp lực bựn cỏt 3, Tổ hợp tải trọng đặc biệt – 3 (TH3) Mực nước hồ chứa là MNDBT : 215 m Ở hạ lưu mực nước nhỏ nhất : 112,83 m Áp lực ngược khi thoỏt nước hiệu quả 0% Áp lực bựn cỏt
4, Tổ hợp tải trọng đặc biệt – 4 (TH4)
Động đất thiết kế (OBE) hướng về thượng lưu Hoàn thành xõy dựng đập
Thượng và hạ lưu chưa cú nước
5, Tổ hợp tải trọng bất thường – 5 (TH5) Động đất thiết kế (OBE) Mực nước hồ chứa là MNDBT : 215 m Ở hạ lưu mực nước nhỏ nhất : 112,83 m Áp lực ngược, ỏp lực bựn cỏt 6, Tổ hợp tải trọng đặc biệt – 6 (TH6) Động đất tớnh toỏn lớn nhất (MCE) Mực nước hồ chứa là MNDBT : 215 m Ở hạ lưu mực nước nhỏ nhất : 112,83 m
Áp lực ngược, ỏp lực bựn cỏt
7, Tổ hợp tải trọng đặc biệt – 7 (TH7)
Mực nước hồ chứa là MNLKT : 228,07 m
Ở hạ lưu mực nước phự hợp lưu lượ.ng khi cú lũ kiểm tra Áp lực ngược, ỏp lực bựn cỏt 8, Tổ hợp tải trọng sau động đất – 8 (TH8) Sau động đất Mực nước hồ chứa là MNDBT : 215 m Ở hạ lưu mực nước nhỏ nhất : 112,83 m Áp lực ngược, ỏp lực bựn cỏt
3.3.3.3. Kết quả tớnh toỏn theo tiờu chuẩn Mỹ
Tổ hợp tải trọng
Điểm đặt
hợp lực Vết nứt [Kc]
K trượt Ứng suất đỏy múng (T/m2) Ứng suất cho phộp (T/m2) Đỉnh Dư σtl σhl σnộn σkộo TH1 Thoả món 0 1,7 >100 >100 375,34 3,39 800 -48 TH2 Thoả món 0 3,0 3,138 2,197 158,05 138,94 480 0 TH3 Thoả món 0 1,7 2,756 1,930 125,50 135,36 800 -48 TH4 Đỉnh Thoả món Cú 1,3 >10 >10 434,21 0 1230 -120 Liờn tục Thoả món Cú >10 >10 413,33 0 1230 -120 TH5 Đỉnh Thoả món 0 1,7 2,430 1,702 108,53 186,13 800 -48 Liờn tục Thoả món 0 2,563 1,794 120,42 175,01 800 -48 TH6 Đỉnh Thoả món 0 1,3 2,016 1,412 61,84 229,95 1230 -120 Liờn tục Thoả món 0 2,253 1,578 90,54 202,98 1230 -120 TH7 Thoả món 0 1,3 2,369 1,659 86,58 190,78 1230 -120