e. Hàm mật độ xác suất của chuỗi số liệu thống kê tỷ trọng ∆: Phân phối chuẩn
4.5.3. Tính độ tin cậy của mảng kết cấu lắp ghép bằng cấu kiện bê tông đúc sẵn bảo vệ bờ
bảo vệ bờ
Các cấu kiện thuộc mảng làm việc theo sơ đồ nối tiếp nên hệ thống sẽ xảy ra sự cố khi có ít nhất một trong hai cơ chế đã tính toán ở trên xảy ra sự cố. Xác suất tổng hợp xảy ra sự cố được xác định theo công thức 4.5.
PHT = P{Z1<0 ∪ Z2<0} (4.5)
Trong đó:
+ Z1<0 – Biểu thị sự cố của cơ chế mất ổn định trượt chân kè theo mái dốc.
+ Z2<0 – Biểu thị sự cố của cơ chế hư hỏng kết cấu bảo vệ mái TSC- 178 do đẩy nổi;
Tổng hợp xác suất xảy ra sự cố của hệ thống được thể theo sơ đồ sự cố của hệ thống như Hình 4.9.
Luận văn thạc sĩ - 61 -
Hình 4.9: Sơ đồ cây sự cố mảng cấu kiện bê tông lắp ghép bảo vệ bờ
Các cơ chế có một số biến ngẫu nhiên giống nhau và ảnh hưởng lẫn nhau, việc xác định mức độ ảnh hưởng của một biến ngẫu nhiên trong các cơ chế là phức tạp do đó khó có thể xác định được khoảng biên hẹp của xác suất xảy ra sự cố. Tuy nhiên, có thể xác định khoảng biên rộng của xác suất tổng hợp xảy ra sự cố theo công thức 4.6.
( ) { i } HT n i( ) i 1 max P Z 0 P P Z 0 = < ≤ ≤∑ < (4.6) Kết quả tổng hợp trong Bảng 4.9 và Hình 4.10.
Bảng 4.9: Tổng hợp xác suất xảy ra sự cố của mảng cấu kiện bê tông lắp ghép
TT Cơ chế sự cố Kí hiệu Biên dưới Biên trên
1 Hư hỏng kết cấu bảo vệ mái do đẩy trồi P(Z2<0) 3,43E-10
2 Mất ổn định trượt chân kè theo mái dốc P(Z1<0) 4,35E-04
3 TỔNG HỢP PHT (Z<0) 0,04351408% 0,04351412%
PHT (Z>0) 99,95648592% 99,95648588%
β 3,33 3,33
Luận văn thạc sĩ - 62 -
Hình 4.10: Xác suất xảy ra sự cố của của mảng cấu kiện bê tông lắp ghép
* Nhận xét: Trong hai cơ chế thành phần ảnh hưởng đến xác suất xảy ra
sự cố hệ thống mảng kết cấu kè bảo vệ mái bờ gồm cơ chế mất ổn định của cấu kiện mái kè TSC-178 theo điều kiện đẩy nổi và cơ chế trượt chân kè theo mái dốc thì cơ chế trượt chân kè theo mái dốc có mức độ ảnh hưởng lớn hơn. Tuy nhiên mức độ ảnh hưởng của các cơ chế này vẫn ở mức rất thấp.
4.6. Kết luận chương 4
Với bài toán đánh giá ổn định kết cấu kè mái dốc hiện tại theo phương pháp thiết kế ngẫu nhiên cho thấy: Xác suất sự cố và chỉ số tin cậy của kết cấu mái TSC- 178 chịu ảnh hưởng của rất nhiều điều kiện biên phức tạp. Kết quả tính toán cho cấu kiện mái kè theo cơ chế đẩy nổi cho thấy mức độ ảnh hưởng của các yếu tố điều kiện biên đến cơ chế mất ổn định của cấu kiện rất khác nhau, trong đó chiều cao sóng (Hs) là yếu tố có mức độ ảnh hưởng rất lớn trong khi mức độ ảnh hưởng của trọng lượng cấu kiện (G) và trọng lượng đơn vị vật liệu bê tông (γbt) là không đáng kể.
Đối với xác suất xảy ra sự cố của mảng (xác suất hệ thống) thì ảnh hưởng của xác suất xảy sự cố hư hỏng theo cơ chế đảy nổi của cấu kiện mái kè kiểu TSC 178 và cơ chế mất ổn định trượt chân kè theo mái dốc là rất nhỏ, có thể coi là không xảy ra. Xác suất xảy ra sự cố của toàn hệ thống mảng kết cấu cũng rất nhỏ. Chỉ số tin cậy của mảng kết cấu là rất cao.
Các điều kiện biên, thông số tính toán được tổng hợp từ số liệu khảo sát, đo
Luận văn thạc sĩ - 63 -
đạc thực tế tại công trình, ngoài ra một số điều kiện biên được thành lập giả định để phục vụ việc tính toán đánh giá mức độ ảnh hưởng đến xác suất xảy ra sự cố của công trình, do đó có thể kết quả tính toán chưa thể đánh giá đúng với thực tế.
Việc sử dụng lý thuyết độ tin cậy có những ưu điểm và hạn chế so với các phương pháp tính toán khác như sau:
- Ưu điểm: + Quá trình tính toán theo lý thuyết độ tin cậy đảm bảo theo lôgic của hệ thống.
+ Xét được sự ảnh hưởng lẫn nhau và ảnh hưởng của các điều kiện biên đến xác suất an toàn của công trình.
- Hạn chế: + Số liệu thống kê đáp ứng mô hình tính đòi hỏi rất nhiều.
Kết quả tính toán kiểm tra chất lượng công trình kè bảo vệ mái dốc bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né thuộc dự án Bình Thuận theo lý thuyết độ tin cậy cho thấy kết cấu mảng mềm bằng cấu kiện bê tông lắp ghép hiện tại vẫn đảm bảo tính ổn định cao và xác suất xảy ra sự cố là rất thấp.
------