P BTĐL F: Hàm lượng phụ gia khoáng.
2.4.2. Những vấn đề cịn tồn tại trong các phương pháp tính.
2.4.2.1. Tính theo sức bền vật liệu
Ưu điểm
Phương pháp sức bền vật liệu được coi là phương pháp tính tốn cơ bản, giúp cho ta tính tốn ứng suất và biến dạng dễ dàng. Tính được các giá trị
, ,
x y xy
σ σ τ tại các điểm đang xét, từ đó xác định được ứng suất chính và phương chính tại mọi điểm trong đập. Thường được sử dụng để tính tốn trong giai đoạn thiết kế sơ bộ đối với cơng trình cấp III, IV (theo 14TCN 56-88).
Nhược điểm
Kết quả tính tốn có sai số rất lớn, không phản ánh đúng trạng thái ứng suất biến dạng trong đập. Nguyên nhân là do tính theo sức bền vật liệu ta đã coi đập như một thanh được ngàm chặt vào nền, chịu uốn và kéo nén đồng thời, giả thiết sự phân bố ứng suất pháp σytrên mặt phẳng nằm ngang là đường thẳng, trị số tại biên đập được xác định theo công thức nén lệch tâm, vật liệu đồng nhất đẳng hướng. Mặt khác, không thể giải quyết được các bài tồn phức tạp như có biến dạng nền, ứng suất tập trung, ứng suất tại lỗ kht, ứng suất nhiệt, tính dị hướng, khơng xét được trong giai đoạn thi công.
Kết luận
Do sai số rất lớn nên lời giải Sức bền vật liệu hầu như khơng được sử dụng để phân tích ứng suất biến dạng trong thiết kế đập. Thường dùng để tính tốn trong thiết kế sơ bộ.
2.4.2.2. Tính theo phương pháp phần tử hữu hạn
Ưu điểm
Phương pháp phần tử hữu hạn là một phương pháp đặc biệt có hiệu quả để tìm dạng gần đúng của một hàm chưa biết trong miền xác định của nó. Phương pháp này đã giải được bài tốn có xét đến ảnh hưởng của biến dạng, tính dị hướng của nền, xét đến nền có lớp xen kẹp, đứt gãy và giải được bài tốn có điều kiện biên
phức tạp. Phản ánh đúng thực tế sự làm việc của vật liệu là không đồng nhất, không đẳng hướng. Phân tích được trạng thái ứng suất biến dạng quanh lỗ khoét, ứng suất tập trung, ứng suất nhiệt…mà các phương pháp Sức bền vật liệu, Lý thuyết đàn hồi,… không giải quyết được. Cơ sở của phương pháp này là thay kết cấu, môi trường liên tục bằng một mơ hình bao gồm một số hữu hạn phần tử riêng lẽ liên kết với nhau chỉ ở một số hữu hạn điểm nút, tại các điểm nút tồn tại các lực hoặc các đại lượng đặc trưng khác tùy theo bài tốn. Các đại lượng tính tốn bên trong phần tử được biểu diễn thông qua các trị số tại các điểm nút của phần tử.
Cùng với sự phát triển của khoa học cơng nghệ, việc giải quyết các bài tốn có khối lượng lớn, phức tạp được giải quyết và cho kết quả có độ chính xác cao.
Nhược điểm của phương pháp
Khối lượng tính tốn lớn, phức tạp khơng thể thực hiện được bằng thủ cơng, mặt khác phải phân tích kết cấu thực tế để đưa về kết cấu tính tốn sao cho hợp lý và cho kết quả đúng, sát với thực tế.
Kết luận
Phương pháp phần tử hữu hạn giải được các bài tốn có biên phức tạp, phản ánh đúng với thực tế sự làm việc của nền, vật liệu và cho kết quả có độ chính xác cao. Với phương pháp này ta có thể nghiên cứu được bài toán nền dị hướng và trong trường hợp đang thi công, bài tốn nhiệt, bài tốn có xét đến ảnh hưởng của động đất, bài toán thấm…