Luận văn thạc sĩ xây dựng công trình thủy nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi mực nước thượng lưu đến ổn định của đập đất khu vực bắc miền trung

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu xây dựng công trình thủy nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi mực nước thượng lưu đến ổn định của đập, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Lê Văn Đạt
• Người hướng dẫn: TS. Lê Xuân Khâm
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi mực nước đến ổn định đập đất miền Bắc Trung Bộ
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• BAN CAM DOAN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẬP ĐẤT Ở KHU VỰC BẮC MIỀN TRUNG
• 1.1. Tổng quan về đập đất và ổn định của đập đất
• 1.2. Tình hình xây dựng đập trên thế giới
• 1.3. Tình hình xây dựng đập đất tại Việt Nam
• 1.4. Tổng quan về ổn định của đập đất ở Việt Nam
• 1.5. Đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu các vấn đề ảnh hưởng đến ổn định đập đất trong và ngoài nước
• 1.5.1. Tình hình nghiên cứu các vấn đề ảnh hưởng đến ổn định đập đất trên thế giới
• 1.5.2. Tình hình nghiên cứu các vấn đề ảnh hưởng đến ổn định đập đất ở Việt Nam
• 1.6. Hiện trạng đập đất ở khu vực Bắc Miền Trung
• 1.7. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA MỰC NƯỚC HẠ ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH CỦA ĐẬP
• 2.1. Phân tích, lựa chọn loại đập để nghiên cứu
• 2.1.1. Các loại đập được sử dụng phổ biến hiện nay
• 2.1.2. Sơ lược về tình hình xây dựng đập đất ở khu vực Bắc Miền Trung
• 2.1.3. Lựa chọn loại mặt cắt đập để nghiên cứu
• 2.2. Cơ chế và các hình thức mất ổn định của đập
• 2.2.1. Mất ổn định về thấm
• 2.2.2. Thấm mạnh gây sùi nước ở vai đập
• 2.2.3. Thấm mạnh gây sùi nước ở mảng công trình
• 2.2.4. Thấm mạnh hoặc sùi nước trong phạm vi
• 2.2.5. Trượt mái hạ lưu
• 2.2.6. Trượt mái thượng lưu khi mực nước rút nhanh
• 2.3. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định của đập đất
• 2.3.1. Ảnh hưởng của nước mưa và nhiệt độ
• 2.3.2. Biến dạng của nền và thân đập
• 2.3.3. Ảnh hưởng của mực nước thượng hạ lưu đối với mái đập khi hồ đã chứa nước với các mực nước thượng lưu khác nhau
• 2.3.4. Ảnh hưởng khi mực nước trong hồ rút nhanh
• 2.4. Xây dựng quan hệ giữa chiều cao đập, mực nước thượng lưu đến sự ổn định của đập
• 2.4.1. Mục đích tính toán
• 2.4.2. Lựa chọn các thông số và các trường hợp tính toán
• 2.4.3. Phần mềm tính toán
• 2.4.4. Phương pháp tính toán, kết quả tính toán, nhận xét kết quả đạt được
• 2.5. Các giải pháp xử lý khi đập đất bị mất ổn định
• 2.5.1. Công nghệ chống thấm bằng màng địa kỹ thuật
• 2.5.2. Công nghệ phụt cao áp (Jet — grouting)
• 2.5.3. Công nghệ chống thấm bằng tường hảo bentonite
• 2.5.4. Nâng chiều cao đập hiện trạng
• 2.6. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA NƯỚC HAO HAO - THANH HÓA
• 3.1. Giới thiệu về công trình
• 3.2. Hiện trạng và các điều kiện biên để tính toán
• 3.3. Tính toán, đánh giá khả năng ổn định đập đất của hồ chứa Hao Hao
• 3.3.1. Tính toán ổn định với mực nước lũ thiết kế
• 3.3.2. Tính toán với mực nước +27.4
• 3.4. Các giải pháp tăng sự ổn định của đập đất
• 3.4.1. Lựa chọn giải pháp tăng sự ổn định cho đập đất của hồ chứa Hao Hao
• 3.4.2. Tính toán ổn định cho đập đất của hồ chứa Hao Hao với các giải pháp lựa chọn
• 3.5. Kết luận chương 3
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung về đập đất và tác động của biến đổi khí hậu

Đập đất là một trong những công trình quan trọng trong việc quản lý nguồn nước, đặc biệt tại miền Bắc Trung Bộ, nơi chịu ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu. Biến đổi khí hậu đã dẫn đến sự gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan, ảnh hưởng trực tiếp đến mực nước sông và ổn định của các đập đất. Theo nghiên cứu, biến đổi khí hậu có thể gây ra những biến động lớn trong mực nước sông, dẫn đến tình trạng nguy cơ sạt lở và ổn định đập đất. Điều này đặt ra thách thức lớn cho công tác quản lý và thiết kế đập ở khu vực này. Nghiên cứu này sẽ phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của đập đất trong bối cảnh biến đổi khí hậu, từ đó đưa ra những giải pháp cụ thể nhằm bảo đảm an toàn cho các công trình này.

1.1. Tình hình xây dựng đập đất tại miền Bắc Trung Bộ

Khu vực miền Bắc Trung Bộ có nhiều đập đất được xây dựng nhằm phục vụ cho các mục đích như tưới tiêu, kiểm soát lũ lụt và cung cấp nước sinh hoạt. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, mực nước trong các hồ chứa có sự thay đổi đáng kể, gây ảnh hưởng đến ổn định đập đất. Theo báo cáo, nhiều đập đã phải đối mặt với tình trạng thấm nước và sạt lở, dẫn đến nguy cơ mất an toàn. Việc phân tích tình hình xây dựng và vận hành các đập đất tại khu vực này sẽ giúp xác định các yếu tố nguy cơ và đề xuất các biện pháp khắc phục kịp thời.

II. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định của đập đất

Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích các yếu tố chính tác động đến ổn định đập đất, đặc biệt là mực nước thượng lưu. Các yếu tố như thời tiết, nhiệt độ, và lượng mưa sẽ được xem xét kỹ lưỡng. Theo tài liệu, khi mực nước trong hồ chứa thay đổi đột ngột, có thể dẫn đến sự trượt mái hạ lưu hoặc trượt mái thượng lưu. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến an toàn đập mà còn có thể gây thiệt hại lớn về kinh tế và an toàn cho người dân. Việc xây dựng quan hệ giữa chiều cao đập và mực nước thượng lưu sẽ là một trong những mục tiêu chính của nghiên cứu này.

2.1. Phân tích cơ chế ổn định của đập đất

Cơ chế ổn định của đập đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm cấu trúc vật liệu, điều kiện địa chất và mực nước. Theo nghiên cứu, sự ổn định của đập đất có thể bị ảnh hưởng bởi thấm nước và áp lực nước trong đất. Việc áp dụng các phương pháp tính toán hiện đại sẽ giúp phân tích chính xác hơn về khả năng chịu lực và ổn định đập. Các giải pháp công nghệ như chống thấm bằng màng địa kỹ thuật hay phụt cao áp cũng sẽ được đề xuất nhằm tăng cường ổn định đập trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

III. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc theo dõi và đánh giá tác động của nước đến ổn định đập đất. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc quản lý và thiết kế các công trình đập cần phải được điều chỉnh theo những biến đổi của mực nước sông do biến đổi khí hậu. Để đảm bảo an toàn cho các công trình đập đất tại miền Bắc Trung Bộ, cần có các biện pháp quản lý nước hiệu quả, cũng như áp dụng các công nghệ mới trong xây dựng và bảo trì. Đề xuất các giải pháp cụ thể như tăng cường công tác khảo sát và đánh giá tình trạng đập định kỳ sẽ giúp nâng cao an toàn đập và giảm thiểu rủi ro cho cộng đồng.

3.1. Đề xuất giải pháp ứng phó với biến đổi khí hậu

Để ứng phó với biến đổi khí hậu, cần thiết phải xây dựng các kế hoạch quản lý nước bền vững, bao gồm việc điều chỉnh các quy định về thiết kế và vận hành đập. Cần tăng cường công tác nghiên cứu và phát triển công nghệ mới trong xây dựng đập đất, đồng thời cải thiện khả năng dự báo và ứng phó với các hiện tượng thời tiết cực đoan. Việc xây dựng các mô hình dự báo chính xác sẽ giúp các nhà quản lý đưa ra các quyết định kịp thời và phù hợp nhằm bảo đảm an toàn cho các công trình đập đất trong khu vực.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Đập đất là loại công trình thủy lợi phổ biến trên thế giới và tại Việt Nam, đặc biệt ở khu vực Bắc Miền Trung, nơi có nhiều đập đất nhất nước ta. Theo thống kê, Việt Nam hiện có khoảng 4600 đập đất, đứng thứ 16 trên thế giới về số lượng đập vật liệu địa phương. Khu vực Bắc Miền Trung gồm sáu tỉnh: Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên Huế, chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của biến đổi khí hậu với các hiện tượng bão, lũ lụt và hạn hán diễn biến phức tạp. Các trận lũ lịch sử như năm 1999, 2002, 2003, 2005, 2006, 2008, 2009 và hạn hán kéo dài đã gây ra nhiều thiệt hại nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn và ổn định của các đập đất.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xây dựng quan hệ giữa chiều cao đập, mực nước thượng lưu và sự ổn định của đập đất khu vực Bắc Miền Trung, từ đó áp dụng để tính toán, kiểm tra an toàn cho các công trình thực tế. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các đập đất có chiều cao từ 20 đến 30 mét, với các mô hình mặt cắt điển hình và sử dụng phần mềm tính toán hiện đại Geo-Slope. Ý nghĩa của nghiên cứu nằm ở việc cung cấp công cụ đánh giá nhanh khả năng tích thêm nước của hồ chứa trong điều kiện biến đổi mực nước thượng lưu, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành đập đất, giảm thiểu rủi ro vỡ đập và thiệt hại về người và tài sản.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về ổn định đập đất, bao gồm:

• Lý thuyết ổn định trượt mái đập: Phân tích các dạng trượt mái hạ lưu và thượng lưu, nguyên nhân gây trượt như biến dạng nền, chất lượng vật liệu đắp, và tác động của mực nước thay đổi nhanh.
• Lý thuyết ổn định thấm: Nghiên cứu các hiện tượng thấm mạnh, sủi nước tại chân khay và thân đập, ảnh hưởng của gradient thấm đến sự suy giảm cường độ kháng cắt của đất.
• Mô hình tính toán bằng phần mềm Geo-Slope: Sử dụng các modul SEEP/W để tính toán dòng thấm và SLOPE/W để đánh giá hệ số an toàn ổn định mái đập, kết hợp với SIGMA/W để phân tích ứng suất trong đập.

Các khái niệm chính bao gồm: chiều cao đập (Hd), chiều dày tầng thấm (T), mực nước thượng lưu (MNLTK), gradient thấm (J), hệ số ổn định mái đập (K), và khả năng tích thêm nước của hồ chứa (ΔH).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu được thu thập từ các hồ chứa và đập đất khu vực Bắc Miền Trung, bao gồm chỉ tiêu cơ lý của đất đắp và nền, số liệu mực nước thực tế, và các sự cố liên quan đến ổn định đập. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm các đập đất có chiều cao từ 20 đến 30 mét, với mặt cắt điển hình được lựa chọn dựa trên đặc điểm phổ biến của khu vực.

Phương pháp phân tích sử dụng phần mềm Geo-Slope phiên bản 6, áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn để mô phỏng dòng thấm và tính toán hệ số ổn định. Các trường hợp tính toán được thiết lập với các biến đổi về chiều cao đập, chiều dày tầng thấm và mực nước thượng lưu, nhằm xây dựng quan hệ giữa các yếu tố này và sự ổn định của đập. Timeline nghiên cứu kéo dài trong khóa học cao học 2011-2015, với giai đoạn thu thập số liệu, mô phỏng và phân tích kết quả từ năm 2013 đến 2014.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của mực nước thượng lưu đến gradient thấm và hệ số ổn định: Khi mực nước thượng lưu tăng, giá trị gradient thấm tại chân khay đập tăng lên, trong khi hệ số ổn định mái hạ lưu giảm. Ví dụ, với đập cao 25m và chiều dày tầng thấm 0m, gradient tại vị trí chân khay số 4 là 0.674, hệ số ổn định đạt 1.15; khi chiều dày tầng thấm tăng lên 2.5m, gradient tăng lên 0.82, hệ số ổn định giảm nhẹ nhưng vẫn đảm bảo an toàn.

2. Ảnh hưởng của chiều dày tầng thấm: Tầng thấm càng dày thì gradient thấm càng lớn, làm giảm hệ số ổn định mái đập. Tuy nhiên, sự giảm này không quá lớn nhờ vào thiết bị thoát nước thân đập như ống khói kết hợp lăng trụ thoát nước. Ví dụ, với đập cao 30m, khi tầng thấm tăng từ 0m lên 10m, gradient tại chân khay tăng từ 0.75 lên 0.90, hệ số ổn định giảm từ 1.15 xuống khoảng 1.05.

3. Khả năng tích thêm nước của hồ chứa: Dựa trên các kết quả tính toán, tác giả xây dựng biểu đồ quan hệ giữa chiều cao đập, chiều dày tầng thấm và khả năng tích thêm nước (ΔH). Với đập cao 25m và tầng thấm 0m, hồ có thể tích thêm khoảng 1m mực nước; khi tầng thấm tăng lên 2.5m, khả năng tích thêm nước giảm gần như bằng 0.

4. So sánh với tiêu chuẩn an toàn: Hệ số an toàn tối thiểu theo Quy chuẩn Việt Nam (QCVN 04-05:2012/BNNPTNT) là 1.15 cho đập cấp II. Kết quả tính toán cho thấy các trường hợp nghiên cứu đều đạt hoặc vượt mức này, đảm bảo an toàn trong điều kiện biến đổi mực nước thượng lưu.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự thay đổi ổn định đập là do biến đổi mực nước thượng lưu gây ra sự thay đổi áp lực thủy tĩnh và gradient thấm trong thân đập. Khi mực nước tăng đột ngột, áp lực nước trong đập tăng, làm giảm cường độ kháng cắt của đất và tăng nguy cơ trượt mái hoặc thấm mạnh gây sủi nước. Kết quả mô phỏng phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về ảnh hưởng của mực nước đến ổn định đập đất.

So với các nghiên cứu trước đây, luận văn đã mở rộng phạm vi phân tích bằng cách kết hợp chiều cao đập và chiều dày tầng thấm, đồng thời áp dụng phần mềm Geo-Slope hiện đại để mô phỏng chính xác hơn. Việc xây dựng biểu đồ quan hệ giúp các nhà quản lý và kỹ sư có công cụ đánh giá nhanh khả năng tích thêm nước mà vẫn đảm bảo an toàn đập, rất cần thiết trong bối cảnh biến đổi khí hậu và hiện tượng lũ vượt tần suất thiết kế ngày càng phổ biến.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ gradient thấm theo chiều cao đập và mực nước, bảng tổng hợp hệ số ổn định cho các trường hợp tính toán, giúp minh họa rõ ràng sự ảnh hưởng của các yếu tố đến an toàn đập.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường giám sát mực nước thượng lưu và hệ thống cảnh báo sớm: Ban quản lý hồ chứa cần lắp đặt hệ thống đo đạc mực nước tự động, kết hợp với phần mềm dự báo để kịp thời điều chỉnh vận hành, giảm thiểu nguy cơ tăng mực nước đột ngột. Thời gian thực hiện: trong vòng 1 năm; chủ thể: các cơ quan thủy lợi và quản lý hồ chứa.

2. Áp dụng công nghệ chống thấm hiện đại: Sử dụng công nghệ phụt cao áp Jet-Grouting hoặc màng địa kỹ thuật để xử lý các vị trí thấm mạnh, nâng cao khả năng chống thấm và ổn định đập. Thời gian thực hiện: 1-2 năm; chủ thể: đơn vị thi công và quản lý công trình.

3. Nâng cao năng lực thiết kế và thi công đập đất: Đào tạo kỹ thuật viên, kỹ sư về các phương pháp tính toán ổn định và thấm, áp dụng phần mềm mô phỏng hiện đại để thiết kế đập phù hợp với điều kiện biến đổi khí hậu. Thời gian thực hiện: liên tục; chủ thể: các trường đại học, viện nghiên cứu và doanh nghiệp xây dựng.

4. Xây dựng công cụ đánh giá nhanh khả năng tích thêm nước: Phát triển phần mềm hoặc bảng biểu đồ dựa trên kết quả nghiên cứu để hỗ trợ các chủ hồ chứa trong việc ra quyết định vận hành an toàn. Thời gian thực hiện: 6 tháng; chủ thể: viện nghiên cứu và cơ quan quản lý.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các kỹ sư thiết kế và thi công công trình thủy lợi: Nghiên cứu cung cấp kiến thức chuyên sâu về ảnh hưởng mực nước thượng lưu đến ổn định đập đất, giúp cải tiến thiết kế và thi công phù hợp với điều kiện thực tế.

2. Ban quản lý và vận hành hồ chứa thủy lợi: Luận văn cung cấp công cụ đánh giá nhanh khả năng tích thêm nước và các giải pháp xử lý thấm, hỗ trợ quản lý vận hành an toàn, giảm thiểu rủi ro vỡ đập.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành xây dựng công trình thủy: Tài liệu tham khảo quý giá về lý thuyết ổn định đập đất, phương pháp mô phỏng bằng phần mềm Geo-Slope và ứng dụng thực tiễn trong điều kiện biến đổi khí hậu.

4. Cơ quan quản lý nhà nước về thủy lợi và phòng chống thiên tai: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, quy chuẩn kỹ thuật và kế hoạch phòng chống rủi ro liên quan đến đập đất và hồ chứa nước.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao biến đổi mực nước thượng lưu lại ảnh hưởng lớn đến ổn định đập đất?
   Mực nước thượng lưu tăng đột ngột làm tăng áp lực thủy tĩnh và gradient thấm trong thân đập, làm giảm cường độ kháng cắt của đất, gây nguy cơ trượt mái và thấm mạnh. Ví dụ, các trận lũ lịch sử ở Bắc Miền Trung đã làm mực nước vượt thiết kế, gây hư hỏng đập.

2. Phần mềm Geo-Slope có ưu điểm gì trong tính toán ổn định đập?
   Geo-Slope sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn, cho phép mô phỏng chính xác dòng thấm và ứng suất trong đập, linh hoạt thay đổi điều kiện biên và vật liệu, giúp đánh giá an toàn hiệu quả hơn so với phương pháp truyền thống.

3. Chiều dày tầng thấm ảnh hưởng thế nào đến khả năng tích thêm nước của hồ chứa?
   Tầng thấm càng dày thì dòng thấm càng lớn, gradient thấm tăng, làm giảm hệ số ổn định mái đập và khả năng tích thêm nước. Khi tầng thấm đạt khoảng 2.5m, khả năng tích thêm nước gần như không còn.

4. Các biện pháp chống thấm nào được khuyến nghị cho đập đất?
   Các công nghệ hiệu quả gồm màng địa kỹ thuật, phụt cao áp Jet-Grouting, và tường hào bentonite. Mỗi công nghệ có ưu nhược điểm riêng, cần lựa chọn phù hợp với điều kiện công trình và kinh phí.

5. Làm thế nào để đánh giá nhanh khả năng tích thêm nước của hồ chứa?
   Dựa vào biểu đồ quan hệ giữa chiều cao đập, chiều dày tầng thấm và khả năng tích thêm nước được xây dựng trong nghiên cứu, các nhà quản lý có thể ước lượng sơ bộ khả năng tích thêm nước mà vẫn đảm bảo an toàn đập.

Kết luận

• Đập đất khu vực Bắc Miền Trung chịu ảnh hưởng lớn của biến đổi khí hậu, đặc biệt là biến đổi mực nước thượng lưu, ảnh hưởng trực tiếp đến sự ổn định và an toàn công trình.
• Nghiên cứu đã xây dựng thành công quan hệ giữa chiều cao đập, chiều dày tầng thấm và mực nước thượng lưu với hệ số ổn định và khả năng tích thêm nước của hồ chứa.
• Phần mềm Geo-Slope được áp dụng hiệu quả trong mô phỏng dòng thấm và tính toán ổn định, cung cấp kết quả chính xác và thực tiễn.
• Các giải pháp công nghệ chống thấm hiện đại như Jet-Grouting và màng địa kỹ thuật được đề xuất nhằm nâng cao độ bền và an toàn đập đất.
• Khuyến nghị phát triển hệ thống giám sát mực nước tự động và công cụ đánh giá nhanh để hỗ trợ quản lý vận hành đập trong điều kiện biến đổi khí hậu.

Next steps: Triển khai áp dụng mô hình tính toán cho các công trình thực tế, hoàn thiện công cụ đánh giá nhanh, và đào tạo nhân lực vận hành, quản lý đập đất.

Call to action: Các cơ quan quản lý, kỹ sư thiết kế và nhà nghiên cứu nên phối hợp ứng dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao an toàn và hiệu quả khai thác các công trình đập đất tại Bắc Miền Trung.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG ILNGHIEN CỨU CÁC ANH HUONG CUA MYC NƯỚC HO DEN SỰ ÔN ĐỊNH CUA ĐẬP,.1 Phân tích, lựa chọn loại đập dé nghiên cứu. Các loại đập được sử dụng phổ biến hiện nay. Đập bê tông trọng lực: l6 2. Sơ lược về tinh hình xây dựng đập đắt ở khu vực Bắc Miễn Trung.

Lựa chọn loại mặt cất đập để nghiên cứu.2 Cơ chế và các hình thức mắt ôn định của đập 2 2. Mắt én định về thắm. Thắm mạnh gây sài nước ở vai đập. Thắm mạnh gây sùi nước ở mang công trình 27 2.

Thắm mạnh hoặc sii nước trong phạm vi 27 2. Trượt mái hạ lưu, 28 2. Trượt mái thượng lưu khi mực nước rút nhanh.3 Nghiên cứu các yếu tổ ảnh hưởng đến ồn định của đập đất 29 2. Ảnh hưởng của nước mưa và nhiệt độ, 29 2.

Biến dang của nền vả thân đập 30 2. Ảnh hưởng của mực nước thượng hạ lưu đổi với mái đập. Khi hồ đã chứa nước với các mực nước thượng lưu khác nhau. Khi mục nước trong hỗ rút nhanh.4 Xây dựng quan hệ giữa chiều cao đập, mực nước thượng lưu đến sự dn định của đập.1, Mục dich tinh toán.

Lựa chọn các thông số và các trường hợp tinh toán. Phần mềm tinh toán 33 2.4, Phương pháp tính toán. Kết quả tính toán. Nhận xét kết quả đạt được.5 Các giải pháp xử lý khi đập đất bị mắt dn định.

Công nghệ chống thắm bằng mang địa kỹ thuật. Công nghệ phụt cao áp (Jet — grouting). Công nghệ chồng thắm bằng tường hảo bentonite 4 2. Nâng chiều cao đập hiện trạng.6 Kết luận chương 2: 45 CHƯƠNG IIL.

TÍNH TOÁN ÁP DUNG CHO CONG TRÌNH HO CHUA. NƯỚC HAO HAO - THANH HOA.1 Giới thiệu về công trình 4 3.2 Hiện trang và các điều kiện biên để tính toán. Đánh giá sơ bộ về hiện trạng công trình đầu mỗi. Tuy nen eo Văn LiỄn,.

Điều ki tinh toán 49 3.3 Tinh toán, đảnh giá kha nang én định dp đắt của hỗ chứa Hao Hao. Tĩnh toán ôn định với mực nước lũ thiết kế. Tỉnh toán với mực nước $27.4 Các giải pháp tăng sự ôn định của đập đất.1, Lựa chọn giải pháp tăng sự ồn định cho đập dat của hồ chứa Hao Hao. Tinh toán én định cho đập đất của hỗ chứa Hao Hao với các giải pháp lựa chọn.5 Kết luận chương 3.

SD KET LUẬN VÀ KIEN NGHỊ. TÀI LIEU THAM KHẢO.S<<eeeeerereeruf DANH MỤC CÁC HÌNH V Hind 1.1: Đập Nurek Tajikistan cao 310m, hiện là dp đất cao nhất thể giới.V@ đập Ding Dáng, Trường Lâm - Tinh Gia - Thanh Hóa.1: Toàn cảnh đập trong lực Tân Giang, nhìn từ hạ hưu.2: Đập đá dé Thác Bà nhìn từ hạ lu.3: Biểu đồ quan hệ giữa chiều cao đập (Hd), chiều day tầng thắm (T) và khả năng tích thêm nước của hồ chứa (AH) của đập đồng chất [8] 2 Hình 2.4: Mặt cắt đập điển hình trường hợp đập đồng chất có thếtbị thoát nước thân đập ông khói kết hợp với lãng trụ thoát nước.5; Trượt mái thượng lưu hỗ Tây Di Linh (Lâm Đông).6: Biểu đồ quan hệ giữa chiều cao đập (Ha), chiều diy ting thắm (T) và khả năngtích thêm nước của hỗ chứa ( AH ), 40 Hình 2.7: Sơ đồ công nghệ Jet - grouting 43 Hình 3.1:Cét ngang đập Hao Hao Hình 3.2: Mô phỏng mặt cắt ngang dip đất hỗ chứa Hao Hao trong mô toán bằng phần mềm geoslope. Hình 33 thắm ứng với MNLTK 26.4: Giá trị gradien tai đầy chân khay phía thượng lưu và hạ lưu đập với MNLTK = +26,90 m.5: Kết qua tinh én định ứng với MNLTK = #26,90 m 33 Hình 3.6: Kết qua tinh thắm ứng với MNLTK = +27,40 m 54 Hình 3.7: Giá tri gradien tại day chân khay phía thượng lưu và hạ lưu đập với MNLTK = +26,90 m.8: Kết qua tính én định ứng với mực nước 127,40 m 55 Hình 3.9: Mặt cắt ngang đập sau khi ti "hành phụt cao áp Jet ~ grouting và ng cao cao trình đình đập 37 Hình 3.10: Kết quả inh thắm sau khi xử lý ôn định ứng với MNLTK = 327,40 m58 Hình 3.11: Giá trị gradien tai đấy chân khay phía thượng lưu và hạ lưu đập sau Khi đã xử lý ổn định với MNLTK = 427,40 m ss Hình 3.12: Kết qu tinh Ôn din đập su khi đã xử ý ôn định 39 ứng với mực nước +27,40 m sọ DANH MỤC CÁC BANG BIEU Bảng 1.1: Số lượng đập vật liệu địa phương ở các nước trên thể giới.2: Xếp theo thứ tự thời gian đập đắt ở Việt Nam.1: Một số công tình chứa nước, đập đất của khu vục Bắc Miễn Trung .20) Bảng 22: Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý và hình thức một số đập ở Bắc Min Trung .3: Các trường hợp tính toán.4: Các chỉ tiga sử dụng tỉnh toán 3B Bảng 2.5: Kết quả tinh toán các trường hợp Hạ= 20m, 25m, 30m 35 (0 Js~ gradient tại đây chân khay, xem hình 24) 35 Bảng 3.1: Các thông số cơ bản của hồ chứa Hao Hao [6] 48 Bang 3.2: Các thông số của vật liệu.3: Kết quả tinh toán ôn định hỗ chữa Hao Hao với MNLTK, sỉ (J1, 12, 13, J4 - giá trị gradient tại đáy chân khay phía thượng lưu và hạ lưu đập) si Bảng 3.4: Kết qu tinh toán ôn định hỗ chứa Hao Hao với mực nước +27. 14 giá tr gradient (gi day chân khay phía thượng lưu và hạ lưu đập)53 Bảng 3.5: Các thông số của vật liệu 37 Bảng 3.6: Kết quả tinh toán én định sau khi xử lý ổn định đập với mực nước.

(J1, J2, J3, 14 - giá trị gradient tại day chân khay phía thượng lưu vả hạ lưu đập) 38 MỞ ĐÀU Đập đất là loại đập làm bằng vật liệu địa phương được xây dựng phổ biển ở nước ta và trên thể giới, trong 46 miễn trung là một trong những khu vực có nhiều đập đất nhất ở nước ta.Đây là một loại đập tận dụng được vat liệu tại chỗ, cấu tạo đơn gián, công nghệ thi công không phức tạp, trên mọi loại nền đều có thể xây dựng đập đất, vì vậy giá thành thường rẻ, Miễn trung là một vùng chịu ảnh hưởng nhiều về biến đôi khí hậu: bão. tổ, lũ lụt, hạn hán, nhiễm mặn, xói lở. Thiên tai ở miễn trung ngày cảng xuất hiện din dập hơn, đặc biệt là lũ lụt (1999, 2002, 2003, 2005, 2006, 2008, 2009) và hạn hán (1991, 1992, 1994, 1996, 1998, 2002, 2003, 2005, 2007, 2010.) trong đó có các tinh thuộc Bắc Miễn Trung. Cũng chính vi lý do biến đổi khí hậu dẫn đến hiện tượng bắt thường, điều này có nghĩa là mưa lũ không cồn tuân theo qui luật tự nhiên ma diễn biến phức tạp: mưa lớn, thời gian mưa lâu.Khi thiết kế hd chứa đều tuân thủ các tin suất thiết kế, song mấy năm.

gần đây có nhiều trận lũ vượt tần suất thiết kế đã gây ra nhiều thiệt bại về con người và vật chất. Cũng do biến đổi khí hậu mà nguồn nước đến các hỗ chứa bị thay đổi, có nghĩa mực nước thượng lưu đập dat bị thay đổi. Vấn dé đặt ra là khi mực nước hồ thấp, đập vẫn làm việc an toàn theo thiết kế; nhưng vì ly do bit thường nên mực nước hồ có thé dâng lên đột ngột vượi thi kế, khi đó ảnh hưởng trực tiếp đến sự lâm việc an toàn của đập. Vì vậy để tài “Nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi mực nước thượng lưu.

đến én định của đập đất khu vực bắc miễn Trung”, mang nhiều ý nghĩa ứng dụng thực tiễn và cấp thiết 2. Mục đích của đề tài - Nghiên cứu xây dựng quan hệ giữa chiều cao đập, mực nước thượng ưa đến sự dn định của đập dit khu vue bắc miễn Trung, ~ Ap dụng đường quan hệ, tính toán kiêm tra cho I công trình thực tế tại Bắc miễn Trung. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu a. Cách tiếp cận = Kể thừa các tài liệu: ‘Thu thập các tài liệu liên quan đến thiết kế đập đất, vật liệu dip đập, các mặt cất điển hình; - Thẳng kê tài liệu Thống kế các sự cố công trình liên quan đến đập và hồ chứa khu vực.

Bắc miễn Trung; “Các tài liệu về lý thuyết tính toán ôn định mái, ôn định thấm của đập đắt. ~ Tiếp cân theo hướng ng dụng mô hình toản hiện đại: Sử dụng các phin mém tính toán mới để mô phỏng tính toán lý thuyết cho các trường hợp khác nhau; ‘Sir dụng kết quả lý thuyết va phần mềm dé tính toán cho 1 công trình cụ thé; b, Phương pháp nghiên cứu = Tầng hợp, thu thập số liệu, dé xuất mặt cắt điền hình Thu thập tải liêu hiện có liên quan đến đập đất khu vực Bắc Miền Trung, tir thu thập, nghiênc suất mặt cất hình; «= Nghiên cửu fj thuyết én định trượt mái, én định thắm cho đập đắt ~ Dé xuất xây dựng quan hệ giữa chiều cao đập, mực nước thượng lưu. én sự làm việc én định của đập thông qua phần mém chuyên dụng Geo-Slope - Tầng hop đánh giá két quả nghiên cứu và các tng dụng cho mội công trình thực tế. CHƯƠNG TONG QUAN VE DAP DAT Ở KHU VỰC BAC MI TRUNG 1.

Tổng quan về đập đất và ôn định của đập đc Đập đất là công trình dâng nước tạo hỗ chứa rit phd biến trên thé giới cũng như ở Việt Nam Những lợi ích mà đập hỗ chứa mang lại là rất lớn, như có tác dụng giúp giảm nhẹ lũ trên sông, cung cấp nước cho vùng hạ du cũng như cho khu vực lân cận, cấp nước trới ôn định cho sản xuất nông nghiệp, tạo nguồn nước sinh hoạt cho khu dân cu, Ngoài ra đập đắt còn tạo ra những ho chứa với dung tích kin, tủy vào điều kiện địa hình, địa chất, dân sinh kinh tế và nhu cầu của khu vực để tiễn tới xây dựng nhà máy thủy điện, phát huy sức mạnh của nước, tạo ra điện năng, phục vụ nhu cầu thiết yếu của nhân dân cũng như của đắt nước, 1.Tinh hình xây dựng đập trên thể giới. Hồ chứa nước trên thé giới được xây dựng và phát triển rất da dạng, phong phú. Đến nay trên thé giới đã xây dựng hơn 1.400 hồ có dung tích hơn 100 triệu mét khối nước mỗi hỗ với tổng dung tích các hỗ là 4.200 tỷ mét khối ‘Theo tiêu chi phân loại của Ủy ban quốc tế về đập lớn, hỗ có dung tích từ một triệu mét khôi nước trở lên hoặc có chiều cao trên 15 mét, thuộc loại hồ đập lớn. Hiện thé giới có hơn 45.

(chiếm 70%), Bắc và Trung Mỹ có 8.010 hỗ, Tây Âu có 4227 hỗ, Đông Âu có 1208 hồ, châu Phi 1.260 hỗ, châu Đại Dương 577 hồ. Đứng đầu danh sách các nước có nhiều hồ là Trung Quốc (22.291 hd), Nhật Ban (2.675 hồ), Tây Ban Nha (1.