Luận văn thạc sĩ về ảnh hưởng độ cứng nền tới ứng suất và biến dạng của đập tràn ôphixêrốp

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu xây dựng công trình thủy nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng của nền tới trạng thái ứng suất và biến dạng, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Nguyễn Tuấn Đức
• Người hướng dẫn: PGS.TS Vũ Thành Hải
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Xây Dựng Công Trình Thủy
• Đề tài: Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Độ Cứng Nền Đến Ứng Suất Và Biến Dạng Của Đập Tràn Ôphixêrốp
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của Đề tài
• 0.2. Mục đích của Đề tài
• 0.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐẬP TRÀN
• 1.1. Các loại đập tràn
• 1.1.1. Phân loại theo hình dạng cửa tràn
• 1.1.2. Phân loại theo chiều dày đỉnh đập tràn
• 1.1.3. Phân loại theo hình dạng ngưỡng tràn trên mặt bằng
• 1.1.4. Phân loại theo ảnh hưởng của mực nước hạ lưu
• 1.2. Tổng quan về tính toán kết cấu đập tràn
• 1.2.1. Các phương pháp sơ bản
• 1.2.2. Phương pháp sức bền
• 1.2.3. Phương pháp lý thuyết đàn hồi
• 1.2.4. Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH)
• 1.3. Ảnh hưởng của nền đến sự phân bố ứng suất thân đập tràn
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐẬP TRÀN
• 2.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp phần tử hữu hạn
• 2.2. Các nguyên lý công khai
• 2.3. Thể năng biến dạng
• 2.4. Nguyên lý cực tiểu thể năng
• 2.5. Nội dung của phương pháp phần tử hữu hạn
• 2.6. Tính toán kết cấu với mô hình tương thích
• 2.7. Cấu tạo đập tràn Ophixérép
• 3. CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG ĐỘ CỨNG CỦA NỀN TỚI TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG CỦA ĐẬP TRÀN VÀ TRỤ PIN VAN CUNG HỒ CHỨA NƯỚC MỸ LÂM
• 3.1. Giới thiệu chung về hồ chứa nước Mỹ Lâm
• 3.2. Địa điểm xây dựng công trình
• 3.3. Nhiệm vụ của công trình
• 3.4. Các chỉ tiêu thiết kế công trình
• 3.5. Quy mô công trình
• 3.6. Thông số cơ bản của đập tràn
• 3.7. Tính toán các lực tác dụng lên đập tràn
• 3.7.1. Trọng lượng bản thân
• 3.7.2. Áp lực nước thượng lưu
• 3.7.3. Áp lực nước thấm
• 3.7.4. Áp lực nước cửa van
• 3.7.5. Tổ hợp tải trọng
• 3.8. Mô hình hóa kết cấu của đập tràn Ophixérép, trụ pin van cung và nền công trình bằng phần tử khối
• 3.9. Chương trình tính toán kết cấu SAP2000
• 3.9.1. Mô hình tính toán kết cấu
• 3.9.2. Xây dựng mô hình phần tử mặt Area trong SAP2000
• 3.9.3. Xây dựng mô hình phần tử khối Solid trong SAP2000
• 3.9.4. Gán các lực tác dụng lên mô hình
• 3.9.5. Gán các điều kiện biên vào nền
• 3.9.6. Chạy chương trình
• 3.10. Kết quả tính toán trạng thái ứng suất và biến dạng của đập tràn và trụ pin
• 3.10.1. Trạng thái ứng suất tại một điểm trong phần tử khối
• 3.10.2. Kết quả tính toán với độ cứng của nền có E = 5,2 (0T/m)
• 3.10.3. Phân tích trạng thái ứng suất và biến dạng của đập tràn và trụ pin khi độ cứng của nền thay đổi
• 3.10.4. Phân tích ứng suất đáy đập
• 3.10.5. Phân tích chuyển vị đáy đập
• 3.10.6. Phân tích ứng suất trụ biển và trụ giữa
• 3.10.7. Phân tích chuyển vị trụ biển và trụ giữa
• 3.10.8. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: ẢNH HƯỞNG ĐỘ CỨNG CỦA NỀN TỚI TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG CỦA TRỤ PIN ĐẬP TRÀN THEO CÁC MÔ HÌNH KHÁC NHAU
• 4.1. Mô hình hóa trụ pin bằng phần tử vỏ
• 4.2. So sánh kết quả tính toán ứng suất và biến dạng theo hai mô hình
• 4.2.1. Trạng thái ứng suất tại một điểm trong phần tử vỏ
• 4.2.2. So sánh kết quả tính toán ứng suất theo hai mô hình
• 4.2.3. So sánh kết quả tính toán chuyển vị theo hai mô hình
• 4.3. Kết luận chương 4
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của Đề tài

Đập tràn là một trong những công trình thủy lợi quan trọng, có nhiệm vụ kiểm soát mực nước và xả lũ, đảm bảo an toàn cho các hồ chứa. Việc nghiên cứu độ cứng nền ảnh hưởng đến ứng suất và biến dạng của đập tràn Ôphixérốp là cần thiết, vì nó giúp xác định các yếu tố tác động đến tính ổn định và hiệu quả hoạt động của công trình. Đặc biệt, việc tính toán chính xác ứng suất và biến dạng giúp cải thiện thiết kế và thi công, từ đó nâng cao độ an toàn cho công trình. Các nghiên cứu trước đây thường bỏ qua tác động của nền đất, dẫn đến kết quả không chính xác. Điều này đặt ra yêu cầu cấp bách cho việc nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của nền đến trạng thái làm việc của đập tràn.

1.1. Mục đích của Đề tài

Mục đích chính của đề tài là nghiên cứu và phân tích ảnh hưởng độ cứng nền đến trạng thái ứng suất và biến dạng của đập tràn Ôphixérốp và trụ pin van cung. Nghiên cứu sẽ áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn để mô hình hóa và tính toán, từ đó so sánh ứng suất và biến dạng của các cấu trúc khi thay đổi độ cứng của nền. Mục tiêu cũng bao gồm việc phát triển một phương pháp tính toán chính xác cho các công trình thủy lợi, nhằm nâng cao độ tin cậy trong thiết kế và thi công.

II. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu được chia thành nhiều bước cụ thể. Đầu tiên, cần thu thập và tổng hợp tài liệu liên quan đến các nghiên cứu trước đây về đập tràn và cấu trúc địa chất. Tiếp theo, áp dụng phương pháp phân tích lý thuyết và mô hình hóa bằng phần mềm SAP2000 để tính toán ứng suất và biến dạng. Việc sử dụng mô hình không gian 3 chiều giúp phản ánh chính xác hơn các tác động của nền đến trạng thái làm việc của đập tràn. Cuối cùng, phân tích kết quả và so sánh các mô hình khác nhau để đưa ra nhận định về ảnh hưởng của độ cứng nền đến biến dạng vật liệu và khả năng chịu lực của đập.

2.1. Các bước thực hiện

Các bước thực hiện nghiên cứu bao gồm: (1) Xác định các thông số cơ bản của đập tràn và nền đất; (2) Mô hình hóa các yếu tố ảnh hưởng đến ứng suất và biến dạng; (3) Sử dụng phần mềm SAP2000 để thực hiện các tính toán cần thiết; (4) Phân tích kết quả và so sánh với các nghiên cứu trước đây. Kết quả thu được sẽ giúp đánh giá chính xác hơn về trạng thái làm việc của đập và đưa ra các khuyến nghị thiết kế phù hợp.

III. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng độ cứng nền có ảnh hưởng trực tiếp đến ứng suất và biến dạng của đập tràn Ôphixérốp. Các mô hình tính toán cho thấy rằng khi tăng độ cứng của nền, ứng suất tại các điểm quan trọng trên đập giảm đáng kể, điều này cho thấy rằng nền đất có vai trò quan trọng trong việc phân bổ ứng suất. Ngoài ra, sự thay đổi trong biến dạng vật liệu cũng được ghi nhận, cho thấy rằng việc thiết kế nền đất cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo an toàn cho công trình.

3.1. Phân tích kết quả

Phân tích kết quả cho thấy rằng các yếu tố như áp lực nước thượng lưu, áp lực nước thấm, và áp lực nước cửa van đều có ảnh hưởng đến ứng suất và biến dạng của đập. Đặc biệt, sự thay đổi trong độ cứng nền đã làm thay đổi đáng kể các thông số này, từ đó ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của đập. Kết quả này không chỉ có giá trị trong nghiên cứu lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong thiết kế và thi công các công trình thủy lợi.

IV. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng độ cứng nền có ảnh hưởng lớn đến trạng thái ứng suất và biến dạng của đập tràn Ôphixérốp. Việc áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn đã giúp mô hình hóa chính xác các yếu tố tác động và đưa ra những kết quả đáng tin cậy. Đề tài cũng mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc áp dụng công nghệ thông tin vào thiết kế công trình thủy lợi. Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố khác như ảnh hưởng môi trường và tính chất vật liệu để có thể hoàn thiện hơn các phương pháp tính toán hiện tại.

4.1. Kiến nghị cho nghiên cứu tiếp theo

Đề xuất nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc khảo sát thực địa để thu thập dữ liệu về độ cứng nền và tính chất vật liệu. Bên cạnh đó, nên mở rộng mô hình nghiên cứu để bao quát thêm các yếu tố như biến đổi khí hậu và tác động của con người đến các công trình thủy lợi. Việc này sẽ giúp nâng cao độ chính xác trong thiết kế và đảm bảo an toàn cho các công trình trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Đập tràn là công trình thủy lợi không thể thiếu trong việc xả lũ, điều tiết mực nước và đảm bảo an toàn cho hồ chứa. Theo thống kê của Bộ Xây dựng, tính đến đầu năm 2013, Việt Nam có trên 1.000 hồ chứa thủy điện và thủy lợi lớn nhỏ, trong đó có 35 công trình đập cao trên 50m và hơn 6.000 công trình đập thấp dưới 15m. Đập tràn thường được phân thành nhiều khoang bởi các trụ pin để thuận tiện bố trí cửa van, giao thông và thiết bị vận hành. Tuy nhiên, việc tính toán ứng suất và biến dạng của đập tràn và trụ pin van cung hiện nay chủ yếu dựa trên các mô hình phẳng, chưa phản ánh chính xác trạng thái chịu lực thực tế khi đập, trụ pin và nền cùng làm việc đồng thời trong không gian ba chiều.

Luận văn tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của độ cứng nền đến trạng thái ứng suất và biến dạng của đập tràn Ophixérép và trụ pin van cung tại hồ chứa nước Mỹ Lâm, tỉnh Phú Yên. Mục tiêu chính là phát triển phương pháp tính toán ứng suất và biến dạng theo mô hình không gian 3 chiều bằng phương pháp phần tử hữu hạn, đồng thời phân tích so sánh kết quả khi mô hình hóa trụ pin bằng phần tử khối và phần tử tấm vỏ. Phạm vi nghiên cứu bao gồm tính toán ứng suất và biến dạng của đập tràn và trụ pin trong điều kiện thay đổi độ cứng nền, sử dụng phần mềm SAP2000 trong giai đoạn từ năm 2012 đến 2013.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao độ chính xác của các mô hình tính toán kết cấu đập tràn, góp phần đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành công trình thủy lợi, đồng thời hỗ trợ thiết kế và quản lý chất lượng thi công các công trình tương tự trong tương lai.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn áp dụng các lý thuyết và mô hình nghiên cứu sau:

• Lý thuyết đàn hồi tuyến tính: Giả thiết vật liệu bê tông và nền đập là đàn hồi, đồng nhất, đẳng hướng trong phạm vi đàn hồi, tuân theo định luật Hooke. Quan hệ ứng suất - biến dạng được mô tả bằng ma trận đàn hồi, cho phép tính toán ứng suất và biến dạng trong đập.

• Nguyên lý cực tiểu thế năng Lagrange: Sử dụng nguyên lý này để thiết lập hệ phương trình cơ bản của bài toán kết cấu, đảm bảo trạng thái cân bằng của đập dưới tác dụng của tải trọng.

• Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH): Đây là phương pháp chính được sử dụng để phân tích trạng thái ứng suất và biến dạng của đập tràn và trụ pin. Phương pháp cho phép mô hình hóa chi tiết kết cấu trong không gian ba chiều, xét đến ảnh hưởng của độ cứng nền, các điều kiện biên phức tạp và các loại vật liệu khác nhau.

Các khái niệm chính bao gồm: ứng suất chính, biến dạng, mô đun đàn hồi, hệ số Poisson, mô hình phần tử khối và phần tử tấm vỏ, điều kiện biên và tải trọng tác dụng lên đập.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ hồ chứa nước Mỹ Lâm, tỉnh Phú Yên, bao gồm các thông số kỹ thuật công trình, đặc tính vật liệu bê tông và nền, cùng các tải trọng thủy lực và trọng lượng bản thân đập. Dữ liệu được tổng hợp từ các tài liệu thiết kế, báo cáo kỹ thuật và khảo sát thực tế.

Phương pháp phân tích sử dụng phần mềm SAP2000 để xây dựng mô hình phần tử hữu hạn không gian 3 chiều của đập tràn Ophixérép và trụ pin van cung. Mô hình bao gồm:

• Mô hình phần tử khối (solid elements) cho trụ pin và đập tràn.
• Mô hình phần tử tấm vỏ (shell elements) để so sánh kết quả ứng suất và biến dạng của trụ pin.

Cỡ mẫu mô hình được chia lưới chi tiết với các phần tử tam giác và tứ giác, tập trung tại các vùng ứng suất cao như tiếp giáp giữa đập và nền, vùng trụ pin. Phương pháp chọn mẫu dựa trên nguyên lý phân tích kết cấu và kinh nghiệm thiết kế để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả tính toán.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong khoảng một năm, từ thu thập dữ liệu, xây dựng mô hình, chạy mô phỏng đến phân tích kết quả và hoàn thiện luận văn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của độ cứng nền đến ứng suất tại đáy đập: Khi mô đun đàn hồi của nền tăng từ khoảng 1,0×10^7 T/m² lên 5,2×10^7 T/m², ứng suất chính tại đáy đập tăng khoảng 15%, đồng thời phân bố ứng suất trở nên đồng đều hơn, giảm nguy cơ tập trung ứng suất gây nứt.

2. Biến dạng đập tràn và trụ pin theo độ cứng nền: Biến dạng lớn nhất tại đỉnh trụ pin giảm khoảng 20% khi độ cứng nền tăng gấp 5 lần, cho thấy nền cứng hơn giúp giảm chuyển vị và tăng độ ổn định kết cấu.

3. So sánh mô hình phần tử khối và phần tử tấm vỏ cho trụ pin: Kết quả ứng suất chính tại trụ pin giữa hai mô hình có sự khác biệt dưới 8%, trong khi biến dạng chênh lệch khoảng 10%. Mô hình phần tử khối cho kết quả chi tiết và chính xác hơn, đặc biệt trong các vùng ứng suất tập trung.

4. Phân bố ứng suất trong đập tràn: Ứng suất nén chiếm ưu thế tại phần thân đập gần nền, trong khi ứng suất kéo xuất hiện tại các mép hạ lưu khi hồ đầy nước, đặc biệt với nền có độ cứng thấp, làm tăng nguy cơ nứt hư hỏng.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của các phát hiện trên là do nền có độ cứng cao hơn hạn chế biến dạng nền, từ đó giảm chuyển vị và phân bố ứng suất trong đập trở nên đồng đều hơn. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây về ảnh hưởng của nền đến kết cấu đập bê tông trọng lực.

Việc sử dụng mô hình phần tử hữu hạn không gian 3 chiều giúp phản ánh chính xác trạng thái làm việc thực tế của đập tràn và trụ pin, vượt trội hơn so với các mô hình phẳng truyền thống. Sự khác biệt giữa mô hình phần tử khối và tấm vỏ cho thấy cần lựa chọn mô hình phù hợp tùy theo mục đích phân tích và yêu cầu độ chính xác.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ phân bố ứng suất theo chiều cao đập, bảng so sánh biến dạng đỉnh trụ pin theo độ cứng nền, và biểu đồ so sánh ứng suất giữa hai mô hình phần tử. Các kết quả này góp phần nâng cao hiểu biết về tương tác giữa đập và nền, hỗ trợ thiết kế và vận hành an toàn công trình.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường khảo sát địa chất nền trước khi thiết kế: Đề xuất thực hiện các khảo sát chi tiết để xác định chính xác mô đun đàn hồi và tính chất cơ lý của nền, nhằm lựa chọn mô hình tính toán phù hợp và đảm bảo an toàn kết cấu.

2. Áp dụng mô hình phần tử hữu hạn không gian 3 chiều trong thiết kế đập tràn: Khuyến nghị sử dụng phần mềm tính toán hiện đại như SAP2000 để mô phỏng trạng thái ứng suất và biến dạng, đặc biệt với các công trình có cấu tạo phức tạp như đập tràn Ophixérép và trụ pin van cung.

3. Sử dụng mô hình phần tử khối cho phân tích chi tiết trụ pin: Để có kết quả chính xác hơn về ứng suất và biến dạng, nên ưu tiên mô hình phần tử khối thay vì mô hình tấm vỏ trong các phân tích quan trọng.

4. Theo dõi và kiểm tra định kỳ biến dạng và ứng suất trong quá trình vận hành: Thiết lập hệ thống quan trắc để giám sát biến dạng và ứng suất thực tế, từ đó phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường và có biện pháp xử lý kịp thời.

Các giải pháp trên nên được thực hiện trong vòng 1-3 năm, phối hợp giữa các cơ quan quản lý công trình, đơn vị thiết kế và nhà thầu thi công để đảm bảo hiệu quả và an toàn lâu dài.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế công trình thủy lợi và thủy điện: Luận văn cung cấp phương pháp tính toán ứng suất và biến dạng chính xác, giúp cải thiện thiết kế đập tràn và trụ pin, giảm thiểu rủi ro kết cấu.

2. Chuyên gia khảo sát địa chất công trình: Thông tin về ảnh hưởng độ cứng nền đến kết cấu đập hỗ trợ đánh giá và đề xuất các biện pháp xử lý nền phù hợp.

3. Nhà quản lý vận hành công trình thủy lợi: Hiểu rõ trạng thái ứng suất và biến dạng giúp xây dựng kế hoạch bảo trì, giám sát và xử lý sự cố hiệu quả.

4. Nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành xây dựng công trình thủy: Luận văn là tài liệu tham khảo quý giá về ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong tính toán kết cấu đập, đồng thời cung cấp case study thực tế tại Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng nền đến đập tràn?
   Độ cứng nền ảnh hưởng trực tiếp đến phân bố ứng suất và biến dạng của đập. Nền mềm có thể gây biến dạng lớn, tập trung ứng suất, làm giảm tuổi thọ và an toàn công trình.

2. Phương pháp phần tử hữu hạn có ưu điểm gì trong tính toán đập?
   Phương pháp này cho phép mô hình hóa chi tiết kết cấu trong không gian 3 chiều, xét đến các điều kiện biên phức tạp và vật liệu không đồng nhất, từ đó cho kết quả chính xác hơn các phương pháp truyền thống.

3. Mô hình phần tử khối và phần tử tấm vỏ khác nhau thế nào?
   Mô hình phần tử khối mô phỏng kết cấu ba chiều chi tiết, phù hợp với các vùng có ứng suất tập trung. Mô hình tấm vỏ đơn giản hơn, thích hợp cho các kết cấu mỏng nhưng có thể thiếu chính xác ở các vùng phức tạp.

4. Làm thế nào để xác định mô đun đàn hồi của nền?
   Thông thường sử dụng các phương pháp khảo sát địa chất như thí nghiệm nén mẫu đất, đo biến dạng thực tế hoặc sử dụng dữ liệu từ các công trình tương tự trong khu vực.

5. Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng cho các công trình khác không?
   Có thể áp dụng cho các đập tràn và trụ pin có cấu tạo tương tự, đặc biệt trong điều kiện nền và tải trọng tương đồng, tuy nhiên cần điều chỉnh thông số phù hợp với từng công trình cụ thể.

Kết luận

• Nghiên cứu đã phát triển thành công mô hình phần tử hữu hạn không gian 3 chiều để phân tích ảnh hưởng độ cứng nền đến ứng suất và biến dạng đập tràn Ophixérép và trụ pin van cung.
• Độ cứng nền tăng giúp giảm biến dạng và phân bố ứng suất đồng đều hơn, góp phần nâng cao độ an toàn kết cấu.
• Mô hình phần tử khối cho kết quả chính xác hơn mô hình tấm vỏ, đặc biệt trong các vùng ứng suất tập trung.
• Kết quả nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao, hỗ trợ thiết kế, thi công và vận hành các công trình thủy lợi tương tự.
• Đề xuất tiếp tục mở rộng nghiên cứu với các điều kiện tải trọng động đất và biến dạng nền phức tạp hơn trong các giai đoạn thi công và vận hành.

Next steps: Triển khai áp dụng mô hình vào thiết kế các công trình mới, đồng thời xây dựng hệ thống quan trắc biến dạng và ứng suất thực tế để kiểm chứng mô hình.

Các đơn vị thiết kế và quản lý công trình thủy lợi nên tích hợp phương pháp phần tử hữu hạn không gian 3 chiều vào quy trình làm việc để nâng cao hiệu quả và an toàn công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết cũ Đềtài Đập tràn xã lũ à công trình không thé thu ở các hỗ chứa nước, nó có nhiệm vụ xa nước thừa dé không chế mực nước cao nhất có thé giữ ở hồ theo thiết kế, đảm. bảo an toàn cho đập. Việc tính toán thủy lực, tinh toán kết edu tri, quản lý chit lượng thi công đều có ảnh hướng lớn tới công tác quản lý và vận hành đảm bảo an toàn công trình sau này Dap trin được phân thành nhiều khoang trần bởi trụ pin để thuận lợi cho việc bố tí cửa van, cỉ công tác, giao thông, máy đồng mỡ.

Ngoài ra trụ pin còn chịu áp lực nước do của van truyền tối Nhiều năm gần đây, việc tính toán ứng suất và biến dạng cho đập tràn trụ pin van cung thường đưa về bãi toán phẳng nên chưa phân ánh đúng trang thi chịu lực của công trình khi làm việc, Trong thực tổ, dip trần, trụ pin, van cung và nền cùng làm việc đồng thời và phải được nh theo bài toán không gia thì môi phân nh được đầy đủ, chính xác trang thái làm việc của công trình. Trong thiết kế, tải liệu về địa chất của nên công trình khó có thể phản ánh chính xác trang thai thực của nền. Các sé liệu nay ảnh hưởng tối ứng suất và biến dạng của đập tràn Ôphixêrốp cửa van cung như thể nào. Dây là nội dung nghiên cứu của luận văn Hiện nay công nghệ thông tin dang phát triển như vũ bão.

Việc áp dụng các phần mém vào tính toán thiết kế công trình đã giải phóng sức lao động cho các ein bộ thiết kế rắt nhiều. HỖ sơ thiết kế được hoàn thành nhanh chóng, chính xác vừa ‘dam bảo yêu cầu kỹ thuật vừa mang tính thậm mỹ cao, Từ thực tin là một kỹ sư tư vấn thiết kế ti Cty tư vấn và chuyỂN giao công nghệ trường Đại học Thủy lợi và những khó khăn gặp phải khi tính toán kết cấu các, công trình thủy lợi tác giả xin đề xuất đềtai luận văn Thạc sỹ *Aghiêm cứu ảnh: wing độ cứng của nền tới trạng thái ứng suất và biển dạng của đập tràn Ophixérép và trụ pin van cung” Hoe viên: Nguyễn Tuấn Đức Lap: CHI9C2T TT Trường Đại Học Thủy Lợi 2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 2. Mục đích của Đề tài Nghiên cứu phương pháp tính toán ứng suất và biến dạng của đập tin Ophixérép và trụ pin cửa van cung theo mô hình không gian 3 chiều bằng phương pháp phần từ hữu hạn Nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng của nén tới rạng thái ứng suất và biển dang của đập tran Ôphixêrỗp và trụ pin van cung. Phân tích so sánh ứng suất và biến dang của trụ pin đập tran khi mô hình hóa tự phần tử khối và phần từ tắm vỏ.Đối tượng và ph vinghién cứu Dil tượng nghiên cứu: ~ Tính toán cho đập tràn xả lũ của hồ chứa nước Mỹ Lâm dự kiến xây dựng trên sông Trong ti thôn Mỹ Lâm 2 thuộc huyện Tây Hòa tỉnh Phú Yên Pham vĩ nghiên cứu: + Tính toán ứng suất và bị dang của đập tran theo mô hình ~ Tru pin = [Nén làm việc đồng thời bằng phần tử khối - Thay đổi độ cứng của nền bing cách thay đổi médun din hồi và hệ số Poison.

Phân tích trang thải ứng suất và biển dang của đập và trụ pin, - Phân tích so sánh ứng tất và biến dạng của trụ pin đập tràn khi mô hình hóa ạ phần từ khối và phần từ tắm vỏ. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu Cách tiếp cận: - Thu thập và tổng hợp các tài liệu nghiên cứu đã có ở trong và ngoài nước. liên quan đến để tải - Thu thập và tổng hợp các tà liệu về công trình hồ chứa nước Mỹ Lâm. “Phương pháp nghiên cứ - Phương php điều tra thu thập tổng hợp tả liệu + Phuong pháp nghiên cứu lý huyết sử dụng mô hình toán + Phương pháp sử dụng phần mè SAP2000 để tính toán ứng suắtvà - Phương pháp phân tích, tổng hợp.

Hoe viên: Nguyễn Tuấn Đức Lap: CHI9C2T TT Trường Đại Học Thủy Lợi 3 Luận văn Thạc si kỹ thuật TONG QUAN VỀ Cie loại đập trần Cc điều tra khảo cổ học đã xúc định công trinh thủy lợi xuất hiện ở Lưỡng Hà và Ai ‘ap vào khoảng thiên niên kỷ 6 TCN. Hệ thống chứa nước và thủy lợi cũng được phát triển bởi nén văn minh Indus ở Pakistan và bắc Án Độ vào năm 3. Theo thống ủa Hội đập cao thé giới (COLD) tính đến năm 2000 trên toàn thé giới có khoảng 45. Theo cách phân loại của ICOLD thi đập có chiễu cao H=10+15m và có chiễu dài L2500m, Qu 22.000 ms; hd có dung tích W21.000,000m' nước được xếp vào loại đập cao.000 đập phân bổ.

không đều trên các châu lục. Nước có nhiều đập nhất trên thể giới là Trung Quốc với khoảng 22.000 đập chiếm 48% số đập trên thé giới. Đứng thứ hai là Mỹ với 6.575 đập, thứ ba là An Độ với 4.291 đập, Tiếp đến là Nhật Bản có 2.675, Tây Ban Nha có 1.196 đập, Việt Nam có 460 đập đứng thứ 16 trong số các nước có nhiễu đập lớn ‘Tir những năm 1960 trở lại đây, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, lý thuyết tinh toán ngày cảng phát triển và hoàn thiện, kích thước và hình dạng dip ngày cing hợp lý, độ an toàn dap ngày cảng được ning cao. Thập kỹ 30640 của thể kỹ 20 tý số giữa diy đập B vi chiều cao đập l1 bằng khoáng 0,9.

Thập kỷ 50+60 tỷ số B/H=0,8. Thập ky 70 tỷ số B/H=0,7. Từ thập ky 30+70 thé tích đập giảm được (20+30)%. Theo thống kế của Bộ xây dựng tính đến đầu năm 2013 ở Việt Nam có trên 1.000 hỗ chứa thủy diện, thủy lợi lớn nhỏ.

Trong đó dp cao từ SOm tr lên là 35 công trình (32 công trình thủy điện, 3 công trình thủy Ii), Đập cno tử 15m đến Som hoạc có dung tích hỗ chứa tử 3 triệu m” trở lên là 605 công trình (54 công trình thay diện, $51 công nh thủy lo). Đập cao dưới 15m và có dụng tích hồ chứa nhỏ hơn 3 triệu mỶ là trên 6.000 công trình. Một số công trình thủy lợi thủy điện tiêu biểu: Hoe viên: Nguyễn Tuấn Đức Lap: CHI9C2T ELT Trường Đại Học Thủy Lợi Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Bang 1-1: Tổng hợp các công trình thủy lợi thủy điện tiêu biểu của Việt Nam (m) (m'is) lam) (105m) 1 vows | A | 27 men n6 | ass) 179 - Hới 2 NA | a2 [anes van uae căm sae] 22 3 WET a | 29 lnww oa al 5 959-7 A | 13 frm din ng wx) 6 Fe a mm 7 eee [ioe] ^ |?! bagmagaos| tad tad —M + Hồ name 71976) 4] án fein yd, xi mat ais sal 2n NAM” [iam| ^ | 3 emcees [asf oy mỊ to QôNg Một NIE] | ae [ân nha seu | quý as 2 wen ie] ^ |” lhmmMie [od ad 5 wage ¡SE 1.an m= wee [Rae] a [ao peace [iol oo 15 pap TanGiang| opy | E | 38 PEEP Te | 107d — DỊ 16 Pipting sing] W]e | 4 flan BCT neu ning x D báu tôm [IS] A | 28 Bitten EE [20d use] LH DEN.bing pool tar] 3 PROTO [la La atom | ad gl 20 fabtame [207 A | 32 [ansiueding eo gs) its) 21 Bồn [3Mg| A | 38 me5 | 7A s4 49 2 MỒShgRe [2M] A | 35 [fanesem.cening | cam 21s) - lợi ‘Hoe viên: Nguyễn Tuấn Đức Lớp: CHI9C21 Trường Đại Học Thủy Lợi 5 Luin văn Thạc Nim Dang “ÔÔÐÔ¡ÔÒ 8Ð. dựng | đẾP đoàn bội (m) (mÙS) (101m) 2 hồeaba BRET © | He PHATE | sod 1369] con 1".

a 29 2s fata OST a [oo lăn mk mg: cas lai [ma fab x nat hh 26 [Thác Bà lơ | © |9 tiêu năng mũi phụn | 22 249W 216 Fanon ay NI. [fbtfn- | s | sop fing hi c 12 xs hạ ichtuácenlm, | 35.450) S65 ing tên có 6 cửa xa mi ích thước 15415 m 2 TP đn 40 PAprinhtlôetem | nạ are] 2sgi oy i sa hhnöinslmiBmr [am mi 78 mh ng un | In Trảng ngữ ng 39 [Phước Hàa 28 Lựa (labyrinth weir) 4200) Thy He 31 Hàm Thuận fan Optra 94 lãng mũi phun | % 3 Thy đến 32 Đại Ninh ante AE, 56 hãng mũi phun 790 320 233 Thy đến 33 |vương Pant hng ấn 80 hăng mùi phn ĐO M267) Thy tên 2 thù lực duy 4 [Tuyên Quang 2 hăng mùi phun 2243 35 |Dhuy điện D | tox [Trênthực dụng, 10400 1424| 863) cng Huy 36 | 12g [Trên thực dung, teu 10,000 337) 324 Thy den Tenge one cng Huy oy as Do 34889 s30) s3m CHÚ THI A: Đập dat B: Đập đá đổ có lời chống thắm Dap đá đỗ + Bê tông bản mặt. D: Đập be tông dim lăn E: Đập bê tông trọng lực “Theo chức năng, đập bê tông trọng lực được phân thành: ~ Dip không tràn: Đập cô chức năng chin nước, không cho nước trần qua ~ Đập trin nước: Bap cỏ chức năng chin nước, cho nước tn qua Hoe viên: Ngõ Tuấn Đức Lap: CHI9C2T ELT Trường Đại Học Thủy Lợi 6 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Trần mặt b. Kếthợp tràn mặt và xã sâu, “Mình 1-1: Các hình thức đập trọng lực trần nước.

Đập tran là hạng mục không thể thiểu của công trình thủy lợi. Nó dùng dé tháo lượng nước thừa trong mùa lũ đảm bảo an toàn cho công trình. Một số công trình lầu mồi ngoài trân chính còn bổ trí thêm trn phụ và tin sự cổ để có thể thio nước thửa của những con lĩ vượt tin suất thiết kệ ‘Theo quy phạm tinh tn thủy lực đập trin (QPTL C8-76), đập trần được phân loại như sau: 1. Phân loại theo hình dạng cửa tran = Đập tràn cửa chữ nhật (Hình 1-2 a) - Đập tran cửa tam giấc (Hình 1-2 b) ~ Đập trin cửa hình thang (Hình 1-2 ©) - Đập tràn cửa hình tròn (Hình 1-2 đ) ~ Đập trần cửa parabol (Hình 1-2 e) - Đập trần cửa nghiêng (Hình 1-2.) F iS) Tình 1-2: Phân loại đập tran theo hình dang cửa tran “pe viên: Nguyễn Tuấn Đức Lap: CHI9C2T TT Trường Đại Học Thủy Lợi 7 Luận văn Thạc si kỹ thuật 1.

Phân loại theo chiều dày đỉnh đập tràn. = Đập trân thành mỏng: Chiều dãy và hình dang không ảnh hưởng đến làn nước tràn và lưu lượng. Chi u dày đính đập thỏa mãn điều kiện: 0< ö < 0,67H. Đập tràn thành mỏng thường được ding trong phòng thí nghiệm để đo lưu lượng đồng chảy.

Đặp tràn thực dụng: Chiều dày dinh đập ảnh hướng đến làn nước rin nhưng không quá lớn. Mặt cắt đập có thé là đa giác hoạc hình cong. Chiều diy đình đập thỏa mãn điều kiện: 0,67H <ö<(2+3)H.