Nghiên cứu kích thước bản mặt bê tông cho đập đá đổ sông cạn

LỜI CẢM ƠN

1. MỞ ĐẦU

1.1. Tính cần thiết của đề tài

1.2. Mục đích của đề tài

1.3. Cách tiếp cận và phương pháp thực hiện

1.4. Kết quả đạt được

2. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP ĐÁ ĐỔ

2.1. Tình hình xây dựng đập đá đổ bản mặt bê tông trên thế giới

2.2. Tình hình xây dựng đập đá đổ bản mặt bê tông ở Việt Nam

2.3. Những thành tựu, tồn tại trong xây dựng đập đá đổ bê tông bản mặt ở Việt Nam

2.3.1. Những thành tựu

2.3.2. Những tồn tại

2.4. Những vấn đề kỹ thuật trong thiết kế đập đá đổ bê tông bản mặt

2.4.1. Phân loại đập đá đổ bê tông bản mặt

2.4.1.1. Phân loại theo vật liệu đắp đập

2.4.1.2. Phân loại theo chiều cao đập

2.4.1.3. Cấu tạo các bộ phận của đập đá đổ bê tông bản mặt

2.4.2. Điều kiện nền xây dựng đập CFRD

2.4.3. Vật liệu làm lớp nền và vùng chuyển tiếp

2.4.4. Vật liệu đá đắp thân đập

2.4.5. Vấn đề ổn định trượt

2.4.6. Vấn đề ứng suất - biến dạng

2.4.7. Vấn đề về thấm

2.4.8. Giải pháp chống thấm cho thân đập ở vùng có địa chắn

2.5. Tình hình chịu lực và đặc điểm của bản mặt bê tông

2.5.1. Ưu điểm của đập đá đổ bê tông bản mặt

2.5.2. Nhược điểm của đập đá đổ bê tông bản mặt

2.6. Kết luận

3. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ĐẬP ĐÁ ĐỔ BÊ TÔNG BẢN MẶT

3.1. Các phương pháp chủ yếu tính toán trạng thái ứng suất biến dạng cho CFRD

3.2. Phương pháp tính toán được lựa chọn để phân tích trong luận văn

3.2.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH)

3.2.2. Trình tự giải bài toán bằng phương pháp PTHH

3.2.3. Giải bài toán phân bố ứng suất - biến dạng trong thân đập và bản mặt bê tông bằng phương pháp PTHH

3.2.4. Các giả thiết cơ bản và phiên hàm thế năng. Phần tử diện và hàm xấp xỉ bậc nhất

3.2.5. Phần tử tam giác hình chữ nhật. Tổng quan về phần mềm SAP2000

3.2.6. Phần mềm SAP2000 và những ưu điểm

3.2.7. Bài toán hình khối (Solid)

3.2.7.1. Khái niệm về bài toán khối

3.2.7.2. Một số quy ước về phần tử khối

3.2.7.3. Trình tự giải bài toán kết cấu bằng SAP2000 V14

3.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG

4. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC BẢN MẶT VÀ ÁP DỤNG CHO ĐẬP SÔNG CẠN

4.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của các nhân tố tới đập bản mặt

4.1.1. Mô hình tính toán

4.1.2. Tải trọng và tổ hợp tải trọng

4.1.3. Ảnh hưởng của chiều cao đập

4.1.4. Các tham số tính toán

4.1.5. Kết quả tính toán

4.1.5.1. Ảnh hưởng của nhân tố nền

4.1.5.2. Ảnh hưởng của mái đập

4.1.6. Xây dựng mối tương quan giữa chiều rộng bản mặt và chiều cao của đập

4.2. Áp dụng cho đập đá đổ bê tông bản mặt Sông Cạn

4.2.1. Giới thiệu công trình

4.2.2. Vị trí địa lý

4.2.3. Quy mô công trình

4.2.4. Chỉ tiêu cơ lý của đá đắp đập và nền

4.2.5. Tính toán lựa chọn kích thước bản mặt

4.2.5.1. Phạm vi tính toán. Tham số hình học và sơ đồ tính toán

4.2.5.2. Phân tích kết quả tính toán

4.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1. Những kết quả đạt được của luận văn

5.2. Những kết luận của luận văn

5.3. Những tồn tại của luận văn

5.4. Những kiến nghị của luận văn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

I. Giới thiệu chung về đập đá đổ bê tông

Đập đá đổ bê tông (CFRD) là một loại hình đập được xây dựng bằng vật liệu địa phương, với phần lớn khối lượng đắp là từ đá tự nhiên khai thác tại chỗ. Kích thước bản mặt của đập đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn nước và đảm bảo an toàn cho công trình. Việc thiết kế và thi công đập đá đòi hỏi phải tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền của công trình. Bê tông là vật liệu chính được sử dụng cho bản mặt, giúp ngăn chặn sự thấm nước từ thượng lưu xuống hạ lưu. Để đánh giá hiệu quả của cấu trúc bê tông, cần tiến hành phân tích ứng suất và biến dạng của đập trong quá trình hoạt động. Các nghiên cứu trước đây cho thấy rằng việc lựa chọn kích thước bản mặt hợp lý có thể giúp giảm thiểu rủi ro và tăng cường tính ổn định cho công trình.

1.1. Tình hình xây dựng đập đá đổ bê tông trên thế giới

Từ những năm 1980, đập đá đổ bê tông đã trở thành xu hướng xây dựng phổ biến tại nhiều quốc gia, đặc biệt là ở Trung Quốc và Mỹ. Những ưu điểm nổi bật của loại đập này bao gồm khả năng thi công nhanh, giảm khối lượng vật liệu và khả năng ứng dụng cho các đập cao. Theo số liệu thống kê, tính đến năm 2008, đã có khoảng 200 đập CFRD được xây dựng trên thế giới với chiều cao lớn hơn 100m. Việc áp dụng công nghệ mới trong thiết kế và thi công đã giúp cải thiện đáng kể hiệu quả và độ bền của các công trình này.

II. Phân tích và lựa chọn kích thước bản mặt bê tông

Việc xác định kích thước bản mặt bê tông cho đập đá đổ là một trong những yếu tố quan trọng trong thiết kế. Các phương pháp tính toán hiện đại, như phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH), được sử dụng để phân tích ứng suất và biến dạng của bản mặt bê tông dưới tác động của tải trọng. Các nghiên cứu cho thấy rằng kích thước bản mặt cần được điều chỉnh dựa trên các yếu tố như chiều cao đập, loại vật liệu sử dụng và điều kiện địa chất của khu vực xây dựng. Khả năng chịu lực của bản mặt bê tông cũng cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo an toàn cho công trình. Sự kết hợp giữa lý thuyết sức bền vật liệu và thực tiễn xây dựng sẽ giúp đạt được thiết kế tối ưu cho đập đá đổ bê tông.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước bản mặt

Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến kích thước bản mặt của đập đá đổ bê tông, bao gồm tải trọng nước, áp lực đất và các yếu tố môi trường. Đặc biệt, chiều cao của đập là một yếu tố quyết định đến thiết kế bản mặt. Khi chiều cao đập tăng, áp lực tác động lên bản mặt cũng tăng theo, dẫn đến yêu cầu về độ dày và kích thước bản mặt cần phải điều chỉnh. Các tham số tính toán như hệ số an toàn và khả năng chịu lực của vật liệu cũng cần được xem xét để đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình.

III. Ứng dụng và thực tiễn xây dựng đập đá đổ bê tông tại Việt Nam

Việt Nam đã bắt đầu áp dụng công nghệ xây dựng đập đá đổ bê tông trong một số công trình thủy điện và thủy lợi. Các công trình như Thủy điện Tuyên Quang và Cửa Đạt đã chứng minh tính hiệu quả của loại hình đập này trong điều kiện địa chất và khí hậu của Việt Nam. Việc lựa chọn kích thước bản mặt hợp lý cho các công trình này đã giúp giảm thiểu rủi ro và tăng cường tính ổn định cho công trình. Đặc biệt, việc áp dụng công nghệ hiện đại trong thiết kế và thi công đã giúp nâng cao chất lượng và hiệu quả của các công trình này.

3.1. Tình hình xây dựng đập đá đổ bê tông ở Việt Nam

Đập đá đổ bê tông đã được áp dụng tại Việt Nam từ những năm gần đây và đang dần trở thành lựa chọn phổ biến cho các công trình lớn. Các công trình như Thủy điện An Khê và Sông Bung 2 đã cho thấy sự phát triển mạnh mẽ của loại hình đập này. Mặc dù còn nhiều thách thức trong quá trình thi công, nhưng với sự tiến bộ của công nghệ và thiết bị hiện đại, việc xây dựng các đập đá đổ bê tông sẽ ngày càng trở nên khả thi và hiệu quả hơn.

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu kích thước bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông sông cạn