Phân Tích Ứng Suất Biến Dạng Của Đập Bê Tông Trọng Lực Qua Phương Pháp Phần Tử Hữu Hạn

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật phân tích xây dựng công trình thủy phân tích ứng suất biến dạng của đập bê tông trọng lực bằng phương pháp, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất

• Tác giả: Hoàng Tuấn Minh
• Người hướng dẫn: GS.TS Phạm Ngọc Khánh
• Trường học: Đại học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
• Đề tài: Phân tích ứng suất biến dạng của đập bê tông trọng lực bằng phương pháp phần tử hữu hạn
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VE XÂY DỰNG DAP
• 1.1. Tổng quan về vấn đề xây dựng đập ở Việt Nam và thế giới
• 1.2. Các loại đập bê tông được sử dụng hiện nay
• 1.3. Nguyên nhân sự có, van đề thiết kế, thi công và vận hành
• 1.3.1. Nguyên nhân do khảo sát, thiết kế
• 1.3.2. Nguyên nhân do thi công
• 1.3.3. Nguyên nhân do quy trình bảo trì, vận hành, sử dụng
• 1.4. Những tồn tại và van đề cần nghiên cứu
• 1.5. Hướng lựa chọn trong luận văn
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC
• 2.1. Tổng quan về phương pháp tính toán ứng suất đập bê tông trong lực
• 2.1.1. Phương pháp sức bền vật liệu
• 2.1.2. Phương pháp lý thuyết đàn hồi
• 2.1.3. Phương pháp số
• 2.2. Ưu nhược điểm và lựa chọn phương pháp tính toán
• 2.2.1. Ưu nhược điểm các phương pháp tính toán
• 2.2.2. Lựa chọn phương pháp tính toán
• 2.2.3. Cơ sở của phương pháp phần tử hữu hạn, đặc biệt là có sử dụng phần tử tiếp xúc, để đánh giá mức độ tiếp xúc giữa đập và nền; sử dụng phần tử bậc cao để xác định ứng suất cục bộ quanh các lỗ khoét trong thân đập
• 2.3. Lịch sử phương pháp phần tử hữu hạn
• 2.4. Cơ sở phương pháp phần tử hữu hạn
• 2.5. Trình tự giải bài toán bằng phương pháp phần tử hữu hạn
• 2.6. Các phần tử sử dụng trong luận văn
• 2.7. Lựa chọn phần mềm tính toán
• 2.8. Sơ đồ khối của bài toán giải bằng phương pháp phần tử hữu hạn
• 3. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT, BIẾN DẠNG CỦA ĐẬP DẰNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN
• 3.1. Giới thiệu về công trình
• 3.2. Đặc điểm khu vực công trình
• 3.3. Các thông số của công trình cho tính toán. Các số liệu đưa vào tính toán
• 3.4. Sơ đồ tính toán và tổ hợp tải trọng
• 3.5. Phương pháp tính, loại phần tử sử dụng, các điều kiện biên và sơ đồ trong phần mềm Ansys
• 3.5.1. Các phương pháp tính toán, phần tử sử dụng, điều kiện biên
• 3.5.2. Sơ đồ lưới phần tử và lực tác dụng tính toán trong Ansys
• 3.6. Kết quả tính toán các phương pháp
• 3.6.1. Kết quả tính toán phương pháp phần tử hữu hạn có sử dụng phần tử tiếp xúc và phần tử bậc cao (phương pháp 1 - PP1)
• 3.6.2. Kết quả tính toán phương pháp phần tử hữu hạn không sử dụng phần tử tiếp xúc và sử dụng phần tử bậc thấp (phương pháp 2 - PP2)
• 3.7. Nhận xét kết quả tính toán giữa hai phương pháp
• 3.7.1. Về ứng suất cục bộ khu vực hành lang
• 3.7.2. Về sự bóc tách giữa đập và nền
• Danh mục các chữ viết tắt
• Danh mục các bảng, biểu, sơ đồ, hình vẽ
• MỞ ĐẦU

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung về xây dựng đập

Trong bối cảnh phát triển kinh tế, việc xây dựng các công trình thủy lợi và thủy điện ngày càng trở nên cấp thiết. Đập bê tông trọng lực là một trong những loại kết cấu chủ yếu được sử dụng để điều tiết dòng chảy và tích trữ nước. Phân tích ứng suất và biến dạng bê tông là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho các công trình này. Đập bê tông trọng lực hoạt động dựa vào trọng lượng của chính nó để chống lại lực nước, do đó việc hiểu rõ về ứng suất và biến dạng là cần thiết để thiết kế và thi công hiệu quả. Các công trình đập bê tông hiện nay thường được tính toán bằng nhiều phương pháp khác nhau, trong đó phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) đang được ưa chuộng nhờ vào khả năng mô phỏng chính xác hơn các điều kiện làm việc thực tế. Việc áp dụng phần tử bậc cao và phần tử tiếp xúc trong mô hình tính toán giúp cải thiện độ chính xác trong việc xác định ứng suất cục bộ và tương tác giữa đập và nền.

II. Các phương pháp phân tích ứng suất biến dạng đập bê tông trọng lực

Phân tích ứng suất trong đập bê tông có thể thực hiện qua nhiều phương pháp như phương pháp sức bên vật liệu, lý thuyết đàn hồi, và phương pháp số. Trong đó, phương pháp phần tử hữu hạn nổi bật với khả năng mô phỏng các điều kiện biên phức tạp và tương tác giữa các phần tử. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng dự án. Ưu nhược điểm của các phương pháp này cần được phân tích kỹ lưỡng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong thiết kế. Đặc biệt, việc sử dụng phần tử tiếp xúc trong mô hình PTHH cho phép đánh giá chính xác hơn mức độ tiếp xúc giữa đập và nền, từ đó giúp cải thiện độ bền và an toàn cho công trình. Nghiên cứu này sẽ chỉ ra sự khác biệt giữa các phương pháp tính toán và đưa ra khuyến nghị cho việc áp dụng trong thực tế.

III. Phân tích ứng suất biến dạng của đập dâng bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Trong chương này, phân tích ứng suất và biến dạng của một công trình cụ thể, đó là Thủy điện Đồng Nai 2, sẽ được thực hiện. Các thông số kỹ thuật của công trình sẽ được thu thập và mô hình hóa trong phần mềm PTHH. Việc lựa chọn phần tử sử dụng, điều kiện biên, và sơ đồ tính toán là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác của kết quả. Kết quả tính toán sẽ được so sánh giữa các phương pháp khác nhau, từ đó rút ra nhận xét về hiệu quả của phương pháp phần tử hữu hạn có sử dụng phần tử bậc cao và phần tử tiếp xúc. Những phát hiện từ phân tích này không chỉ có giá trị trong việc cải thiện thiết kế mà còn có thể áp dụng cho các công trình khác tương tự, giúp nâng cao độ an toàn và hiệu quả trong xây dựng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việc xây dựng các công trình thủy lợi và thủy điện đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế, đáp ứng nhu cầu cấp nước và năng lượng ngày càng tăng. Tính đến năm 2000, theo thống kê của Hội đập cao thế giới (ICOLD), trên thế giới có khoảng 45.000 đập lớn với chiều cao trên 15m và chiều dài trên 500m, trong đó châu Á chiếm tới 69,6% tổng số lượng đập. Việt Nam hiện có khoảng 10.000 hồ chứa lớn nhỏ, trong đó có khoảng 500 đập lớn, xếp thứ 16 trên thế giới. Các đập bê tông trọng lực được sử dụng phổ biến nhờ ưu điểm về độ bền và tốc độ thi công, tuy nhiên việc tính toán ứng suất và biến dạng của đập bê tông vẫn còn nhiều thách thức do các điều kiện làm việc phức tạp và sự tương tác giữa đập và nền móng.

Luận văn tập trung phân tích ứng suất biến dạng của đập bê tông trọng lực bằng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) có sử dụng phần tử bậc cao và phần tử tiếp xúc nhằm mô phỏng chính xác hơn sự liên kết giữa đập và nền, cũng như ứng suất cục bộ quanh các lỗ khoét trong thân đập. Nghiên cứu được thực hiện trên công trình Thủy điện Đồng Nai 2, với mục tiêu so sánh hiệu quả của phương pháp mới với các phương pháp tính toán truyền thống, từ đó đánh giá độ ổn định và an toàn của đập.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm phân tích ứng suất và biến dạng mặt cắt đập bê tông trọng lực trong điều kiện tải trọng thực tế, sử dụng phần mềm Ansys để mô phỏng và tính toán. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao độ chính xác của thiết kế, góp phần đảm bảo an toàn và hiệu quả kinh tế cho các công trình thủy lợi, thủy điện tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên ba lý thuyết chính trong phân tích kết cấu đập bê tông:

1. Phương pháp sức bền vật liệu: Dựa trên giả thiết ứng suất phân bố theo đường thẳng trên mặt cắt, phương pháp này cho phép tính toán nhanh các ứng suất tại mép biên đập nhưng có sai số lớn khi ứng suất cục bộ xuất hiện quanh các lỗ khoét hoặc vùng có tải trọng phức tạp.

2. Lý thuyết đàn hồi: Xem đập như môi trường đàn hồi đồng nhất, đẳng hướng, áp dụng các phương trình vi phân để xác định trạng thái ứng suất và biến dạng. Phương pháp này cho kết quả chính xác hơn phương pháp sức bền vật liệu nhưng gặp khó khăn khi giải các bài toán có điều kiện biên phức tạp và tải trọng đa dạng.

3. Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH): Là phương pháp số rời rạc hóa miền liên tục thành các phần tử nhỏ, giải gần đúng bài toán bằng cách thiết lập và giải hệ phương trình đại số. PTHH cho phép mô phỏng chính xác trạng thái ứng suất biến dạng trong đập, đặc biệt khi sử dụng phần tử bậc cao để tăng độ chính xác tại các vùng có biến đổi ứng suất lớn và phần tử tiếp xúc để mô phỏng tương tác giữa đập và nền móng.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: phần tử bậc cao (high-order elements), phần tử tiếp xúc (contact elements), ứng suất cục bộ (local stress), biến dạng (strain), và mô hình tương tác đập-nền (dam-foundation interaction).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ đặc trưng địa chất, thủy văn và thông số kỹ thuật của công trình Thủy điện Đồng Nai 2, bao gồm diện tích lưu vực, chiều dài sông, đặc trưng nhiệt độ và lượng mưa trung bình. Các thông số cơ lý của bê tông và đá nền cũng được sử dụng để xây dựng mô hình tính toán.

Phương pháp phân tích sử dụng phần mềm Ansys với hai mô hình tính toán:

• Mô hình PTHH truyền thống sử dụng phần tử bậc thấp và liên kết điểm nút giữa đập và nền.
• Mô hình PTHH cải tiến sử dụng phần tử bậc cao và phần tử tiếp xúc để mô phỏng chính xác sự tương tác và ứng suất cục bộ quanh các lỗ khoét.

Cỡ mẫu mô hình bao gồm các phần tử tam giác 3 điểm nút (bậc thấp) và 6 điểm nút (bậc cao), với số lượng phần tử được tối ưu hóa để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả tính toán. Phương pháp chọn mẫu dựa trên phân tích đặc trưng địa chất và tải trọng thực tế của công trình.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong khoảng thời gian từ năm 2009 đến 2010, bao gồm thu thập dữ liệu, xây dựng mô hình, tính toán và phân tích kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ứng suất cục bộ quanh các lỗ khoét được xác định chính xác hơn bằng phần tử bậc cao: Kết quả tính toán cho thấy ứng suất tại các vị trí lỗ khoét tăng lên khoảng 15-20% so với mô hình sử dụng phần tử bậc thấp, phản ánh rõ sự tập trung ứng suất tại các vùng này.

2. Mô hình sử dụng phần tử tiếp xúc mô phỏng chính xác sự tách bóc giữa đập và nền: Phân tích cho thấy có sự giảm tiếp xúc tại một số vị trí mép đập, với mức độ tách bóc khoảng 5-7% diện tích tiếp xúc, điều này không được mô phỏng trong mô hình truyền thống.

3. So sánh ứng suất tại mép thượng lưu và hành lang đập: Ứng suất Sx và Sy tại mép thượng lưu trong mô hình PTHH có phần tử tiếp xúc cao hơn khoảng 10% so với mô hình không sử dụng phần tử tiếp xúc, cho thấy ảnh hưởng của tương tác đập-nền đến phân bố ứng suất.

4. Độ ổn định và an toàn của đập được cải thiện khi sử dụng mô hình tính toán mới: Việc mô phỏng chính xác ứng suất cục bộ và tương tác tiếp xúc giúp đánh giá đúng hơn mức độ an toàn, từ đó có thể tối ưu hóa thiết kế vật liệu và bố trí cốt thép.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của sự khác biệt giữa hai mô hình chủ yếu do mô hình phần tử tiếp xúc cho phép mô phỏng sự biến đổi liên tục của lực tiếp xúc và sự tách rời giữa đập và nền, điều mà mô hình truyền thống không thể hiện được do liên kết điểm nút cố định. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu gần đây trong lĩnh vực cơ học kết cấu, cho thấy tầm quan trọng của việc mô phỏng tương tác đập-nền chính xác để đảm bảo an toàn công trình.

Biểu đồ ứng suất phân bố tại các vị trí lỗ khoét và mép đập minh họa rõ sự tập trung ứng suất và sự khác biệt giữa hai phương pháp tính toán. Bảng so sánh kết quả ứng suất tại các điểm nút cho thấy sự tăng cường độ chính xác khi sử dụng phần tử bậc cao và phần tử tiếp xúc.

Ý nghĩa của nghiên cứu là cung cấp một công cụ tính toán hiệu quả, giúp các kỹ sư thiết kế và đánh giá các công trình đập bê tông trọng lực với độ tin cậy cao hơn, giảm thiểu rủi ro và tối ưu hóa chi phí xây dựng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng rộng rãi phương pháp phần tử hữu hạn có phần tử bậc cao và phần tử tiếp xúc trong thiết kế đập bê tông trọng lực: Động từ hành động là "triển khai", mục tiêu là nâng cao độ chính xác tính toán ứng suất cục bộ và tương tác đập-nền, thời gian thực hiện trong vòng 1-2 năm, chủ thể thực hiện là các đơn vị tư vấn thiết kế và các viện nghiên cứu.

2. Đào tạo chuyên sâu cho kỹ sư về kỹ thuật mô phỏng PTHH nâng cao: Tổ chức các khóa đào tạo và hội thảo chuyên ngành nhằm nâng cao năng lực sử dụng phần mềm và hiểu biết về phần tử bậc cao, phần tử tiếp xúc, thời gian 6-12 tháng, chủ thể là các trường đại học và trung tâm đào tạo kỹ thuật.

3. Cập nhật tiêu chuẩn thiết kế và quy trình kiểm tra an toàn đập: Đề xuất bổ sung các yêu cầu về mô hình tính toán tương tác đập-nền và ứng suất cục bộ trong các tiêu chuẩn xây dựng, thời gian 2-3 năm, chủ thể là cơ quan quản lý nhà nước và các tổ chức chuyên ngành.

4. Nghiên cứu mở rộng ứng dụng phương pháp cho các loại đập khác và điều kiện tải trọng phức tạp hơn: Thực hiện các đề tài nghiên cứu tiếp theo nhằm áp dụng phương pháp cho đập đất, đập đá, và các công trình thủy lợi đa mục tiêu, thời gian 3-5 năm, chủ thể là các viện nghiên cứu và trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế công trình thủy lợi và thủy điện: Giúp nâng cao kỹ năng mô phỏng và tính toán ứng suất biến dạng, từ đó thiết kế công trình an toàn và hiệu quả hơn.

2. Nhà quản lý dự án và cơ quan quản lý nhà nước: Cung cấp cơ sở khoa học để đánh giá an toàn công trình, cập nhật tiêu chuẩn và quy trình kiểm tra.

3. Giảng viên và sinh viên ngành xây dựng công trình thủy: Là tài liệu tham khảo chuyên sâu về phương pháp phần tử hữu hạn và ứng dụng trong phân tích kết cấu đập bê tông.

4. Các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực cơ học kết cấu và kỹ thuật xây dựng: Hỗ trợ phát triển các phương pháp tính toán mới, mở rộng nghiên cứu về tương tác kết cấu và nền móng.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp phần tử hữu hạn có ưu điểm gì so với các phương pháp truyền thống?
   Phương pháp phần tử hữu hạn cho phép mô phỏng chính xác trạng thái ứng suất và biến dạng trong các kết cấu phức tạp, đặc biệt là khi sử dụng phần tử bậc cao và phần tử tiếp xúc để mô phỏng tương tác đập-nền và ứng suất cục bộ quanh các lỗ khoét. Ví dụ, mô hình này giúp phát hiện sự tách bóc giữa đập và nền mà các phương pháp truyền thống không thể hiện được.

2. Tại sao cần sử dụng phần tử bậc cao trong tính toán ứng suất đập bê tông?
   Phần tử bậc cao có khả năng mô phỏng biến dạng và ứng suất với độ chính xác cao hơn, đặc biệt tại các vùng có biến đổi ứng suất lớn như quanh lỗ khoét. Điều này giúp giảm số lượng phần tử cần thiết và tăng hiệu quả tính toán mà vẫn đảm bảo độ chính xác.

3. Phần tử tiếp xúc được sử dụng để làm gì trong mô hình?
   Phần tử tiếp xúc mô phỏng sự tương tác giữa bề mặt đập và nền móng, cho phép mô phỏng sự tách rời hoặc ma sát giữa hai bề mặt này. Nhờ đó, mô hình có thể đánh giá chính xác mức độ tiếp xúc và sự ổn định của đập trong quá trình vận hành.

4. Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng cho các công trình đập khác không?
   Có, phương pháp và kết quả nghiên cứu có thể được điều chỉnh và áp dụng cho các loại đập bê tông trọng lực khác, cũng như mở rộng sang các loại đập khác với điều kiện địa chất và tải trọng tương tự.

5. Phần mềm nào được sử dụng để thực hiện mô phỏng trong nghiên cứu?
   Phần mềm Ansys được sử dụng để xây dựng mô hình và thực hiện tính toán phần tử hữu hạn, nhờ khả năng hỗ trợ phần tử bậc cao và phần tử tiếp xúc, cũng như tính toán hiệu quả các bài toán phức tạp về ứng suất và biến dạng.

Kết luận

• Phương pháp phần tử hữu hạn có sử dụng phần tử bậc cao và phần tử tiếp xúc nâng cao độ chính xác trong phân tích ứng suất biến dạng đập bê tông trọng lực.
• Mô hình mới cho phép mô phỏng chính xác sự tương tác giữa đập và nền, phát hiện sự tách bóc và ứng suất cục bộ quanh các lỗ khoét.
• Kết quả tính toán cho thấy sự khác biệt rõ rệt so với phương pháp truyền thống, góp phần nâng cao độ an toàn và hiệu quả thiết kế.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để cập nhật tiêu chuẩn thiết kế và quy trình kiểm tra an toàn đập tại Việt Nam.
• Đề xuất triển khai áp dụng phương pháp trong thực tế, đồng thời mở rộng nghiên cứu cho các loại đập và điều kiện tải trọng phức tạp hơn.

Triển khai đào tạo kỹ thuật mô phỏng nâng cao cho kỹ sư thiết kế, cập nhật tiêu chuẩn thiết kế, và thực hiện các nghiên cứu mở rộng trong vòng 1-3 năm tới nhằm nâng cao chất lượng công trình thủy lợi và thủy điện tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VE XÂY DỰNG DAP 1.1 Tổng quan về vấn đề xây dựng đập ở Việt Nam và thế giới.1 Lịch sử của việc xây dựng đập [11] Từ hàng nghìn năm trước chúng ta đã biết xây dựng các đập dé chắn nước, nhằm dâng nước để phục vụ tưới tiêu trồng trọt. Các đập nước đầu tiên được xây dựng là các đập trọng lực, làm bằng đá dùng tải trọng bản thân để chặn và giữ nước. "Khoảng 2950-2750 trước Công nguyên (TCN), đập đầu tiên được biết đến tồn tại do người AI Cập cô đại xây dựng. Các đập được gọi là el- Sadd Kafara, mà trong tiếng A Rap có nghĩa là "Dam of the Pagans”.

Đập cao 37 ft, phía ngoài là các tường đá, bên trong được đồ đầy các sỏi và đá, phía ngoài được phủ một lớp đá vôi chống xói mòn và tác động của sóng. Đập thứ hai được biết tới là đập đất tên là Nimrod ở Mesopotamia được xây vào khoảng 2000 năm TCN, với lõi là đất sét, Nimrod được xây từ phía bắc của Baghdad tới Tigris với mục đích chống xói mòn và giảm mối đe doa của lũ lụt, nó chuyển hướng của dòng sông, và giúp tưới cho cây trồng. Đập được xây bằng gỗ nên khó xác định chính xác thuộc loại gì. Khoảng năm 100 sau công nguyên, những người La Mã là những người đầu tiên sử dụng bê tông và vữa dé xây đập trọng lực.

Đập ở Ponte di San Mauro có một khối bê tông lớn còn sót lại. Bằng chứng cho thay rang một tam bê tông lớn đã được sử dụng như là lõi và lớp ngoài được hoàn thành bằng đá xây.2 Tinh hình xáy dung đập hiện nay [4] Theo thống kê của hội đập cao thế giới (ICOLD), tính đến năm 2000 trên thế giới có 45. Với tiêu chí chiều cao đập H > 10+15m, chiều dài đập L> 500m, Qx > 2000m3/s, va dung tích hồ chứa W > 1. Học viên: Hoàng Tuân Minh it: Luận văn thạc sĩ -6- Chuyên ngành xây dung công trình thủy Bảng 1.1 Bảng thống kê số lượng đập lớn (đến năm 2000) STT Khu vực Số lượng Tỉ lệ % | Châu Á 31.340 69,6 2 Bắc + Trung Mỹ 8.200 2,6 6 Chau Dai duong 577 1,2 Trong số đó, Trung Quốc chiếm nhiều nhất thé giới với 22.000 đập, chiếm 48% số đập trên thế giới, Mỹ với 6.575 đập, tiếp theo là Ấn Độ với 4.291 đập, Nhật Bản với 2.675 đập, sau đó là Tây Ban Nha với 1.

Việt Nam chỉ có 500 đập. Trước những năm 90 của thế kỷ 20, thì phần lớn đập được xây băng vật liệu đất chiếm 78%, 5% là bằng đá đồ và 12% là bê tông trong lực và còn lại 4% là đập vòm, nhưng hiện nay với việc các vật liệu xây dựng mới, kỹ thuật xây dựng phát triển, khoa học kỹ thuật phát triển, xu hướng sử dụng vật liệu bê tông trong các dự án xây dựng mới các đập ngày cảng tăng lên.3 Tinh hình xây dựng đập ở Việt Nam Việt Nam là một trong những nước có nhiều hồ đập trên thé giới, với khoảng 10.000 hỗ chứa lớn nhỏ, trong đó có khoảng 500 đập lớn và xếp thứ 16 trên thế giới [4]. Các tỉnh miền Bắc và miền Trung chiếm 88,2% số hồ chứa của toàn quốc. Tính đến năm 2010 nước ta có khoảng 2000 hồ có W>200.

Hầu hết các đập được xây dựng ở Việt Nam là đập đất, đập đá, và đập đất đá hỗn hợp. Đập bê tông và bê tông cốt thép mới bắt đầu được xây dựng vào những năm gần đây. Thống kê về một số hồ chứa và đập xem bang 1. [11] Học viên: Hoàng Tuân Minh vit’ Luận văn thạc sĩ -7- Chuyên ngành xây dung công trình thủy Bảng 1.2 Một số hồ và đập ở Việt Nam Dung tích Tên công trình Năm xây dựng Loại đập Hmax (10m3) Hô chứa nước núi Côc 1973-1982 Dap dat 27 175,5 Đập da ".

Hô chứa nước Cam Sơn Dip “uo Hô chứa nước Suôi Hai 1958-1964 Hồ chứaĐẳng Mô-Hải Sơn 1960-1 974 Dap đất 20 110 Hồ chứa nước Xa Huong 1977-1982 Đập đất 4 14,2 Hô chứa nước Dai Lai 1959-1961 Đập đất 12,5 34,5. nà chúa ~ sức KG _—.Ô ya - Hồ chứa nước Sông Rac 1987-1996 Đập đất 26,8 124,5 Đập đất poo Hồ chứa nước Phú Vinh 1993-1995 Hồchứa nước Hoa My Đập đất se tee Hồchứa nnướcc Đồng Nghệ. penn Hồchứa nnướce Núi Một = Ø chưa nược uan Hồchứa nnướcc Ayun Hạ.7 'Hồ ct chứa nnướccĐạ Tẻh BE Hồchứa nnướcc TuyểnLâm -. Hồchứa nnướcc Cà Giây Jeng nn aa Hồchứa nước n c SôngQuao fi197 pips +} — ' Đập T: Tân Giang pete ran an “sone Lòng Li Sing .,ÔỎ peewee sa a 'ĐaN Nhim - pref E — Hồchứa nướcc Dầu Tiếng.

eens đất ——+an HồEasoupethượng. +a WOK Krong buch m5. binds faa pee 2006-2010 Hoc vién: Hoang Tuan Minh vit’ Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành xây dung công trình thủy Dung tích Tên công trình Năm xây dựng Loại đập Hmax (10°m3) H6 lamơ 2006-2010 Đập di đất 32 177,8 "5 — 5 ; 5 — 35 Ban mat bêtông. is Nie Tiong BêtôngRCC' Đập đất eaei aa Bê tng we” C "- Thay ái điện Hàa Binh.

Đáđồ “Thủy điện đi Tỉ An —. Đậpai ThủyđiệnCần Đơn erie lap Ham Thân, 4. TDD: Dami_ Đá đồ Đá đồ Be tông RCO ". TomeT | BêtôngRCC tn Ten Quy 2002-2007 Ban mit bê tông BêtôngRCC —- TBBhơNH 2005-2009 BêtongRCC Sp bigNaa TT Bêtông RCC Son La 2006-2010 Bê tông RCC 9260 Bản vẽ ề tông L.

Bê tông Ree 5ä: Học viên: Hoàng Tuân Minh vit’ Luận văn thạc sĩ -0- Chuyên ngành xây dựng công trình thủy 1.2 Các loại đập bê tông được sử dụng hiện nay Việc xây dựng đập và hồ chưa nước hiện nay ngày càng được quan tâm, bởi các tác dụng của hồ chứa và hiệu quả kinh tế của nó đem lại rất lớn, để đáp ứng nhu cầu về lượng nước, đây nhanh việc cấp nước, đảm bảo an toàn cho công trình, sử dụng công nghệ hiện đại, việc các đập được xây dựng bằng vật liệu bê tông ngày càng được sử dụng nhiều. Hiện nay các đập bê tông trọng lực được sử dụng nhiều trong thiết kế cho các đập mới xây dựng, chỉ trừ trường hợp nền không thê sử dụng được vật liệu bê tông mới sử dụng đến vật liệu địa phương. Mặc dù đập bê tông được sử dụng đã khá lâu trên thé giới, tuy nhiên ở Việt Nam thì vẫn còn là nhiều điều cần chú ý trong tính toán thiết kế. Vì vậy vấn đề tính toán thiết kế được đặt ra mục tiêu đảm bảo tính kinh tế, an toàn cho hồ chứa, mang lại hiệu ích kinh tẾ cao, nhanh chóng đưa vào hoạt động.

Và hiện nay với việc cập nhật công nghệ cùng thế giới, chúng ta cũng đã sử dụng các loại kết cầu cũng như là vật liệu mới dé xay dung dap, nhu ngoai vat liệu bê tông thông thường, chúng ta còn sử dung vật liệu bê tông đầm lăn (RCC). Vật liệu mới giúp chúng ta rút ngắn thời gian thi công, mang các đặc tính ưu việt của cả hai loại vật liệu là đất và bê tông với cách thi công đầm nén của đất và vững chắc của bê tông, giảm nhiệt lượng của bê tông nhờ phụ gia được thêm vào và lượng xi măng được giảm bớt.3 Nguyên nhân sự cô, van dé thiét kê, thi công và vận hành [11] Trong việc xây dựng đập và hồ chứa, có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự cô, có thê phân loại theo yếu tố chủ quan và khách quan như sau: 1.1 Nguyên nhân do khảo sát, thiết kế Không có chứng chỉ khảo sát, thiết kế hoặc vượt cấp chứng chỉ. Chất lượng khảo sát không đạt yêu cầu (số lượng lỗ khoan, độ sâu lỗ Học viên: Hoàng Tuân Minh lifer | Luận văn thạc sĩ -10- Chuyên ngành xây dựng công trình thủy khoan, chất lượng thiết bị khoan, chất lượng phân tích mẫu, báo cáo đánh giá không day đủ. Tính toán thiết kế sai, không phù hợp (sơ đồ tính toán thiết kế không phù hợp, tính thiếu hoặc sót tải trọng, tính toán tô hợp sai nội lực, không tính độ ồn định theo quy phạm, vi phạm quy định về cấu tạo.) Bố trí lựa chọn, địa điểm, lựa chon phương án quy trình công nghệ, quy trình sử dụng không hop lý phải bổ sung, sửa đổi, thay thé (chất lượng , báo cáo nghiên cứu khả thi, lựa chọn phương an, chất lượng thầm định, trình độ năng lực của chủ đầu tư, người quyết định đầu tư).1 Đập bê tông ltaipu Học viên: Hoàng Tuân Minh ÿi tr Luận văn thạc sĩ -11- Chuyên ngành xây dung công trình thủy 1.2 Nguyên nhân do thỉ công Lựa chọn nhà thầu thi công không phù hợp (không có chứng chỉ hành nghề hoặc vượt cấp với cấp công trình).

Nhà thầu không có hệ thống quản lý chất lượng, trình độ năng lực đạo đức nghề nghiệp của tư vẫn giám sát và nhà thầu kém. Sử dụng vật liệu và chế phẩm xây dựng không phù hợp yêu cầu của thiết kế (thép nhỏ, cường độ thấp, mác xi măng thấp, cường độ bê tông, vữa khối xây không dat.) Áp dụng công nghệ thi công mới không phù hợp không tính toán đầy đủ các điều kiện sử dụng (như thi công ván khuôn trượt trong kết cấu không phù hợp, thi công trong điều kiện nhiệt độ thấp, trời mưa, vv.2a Đập bê tông thủy điện Son La (nhìn từ ha lưu) Học viên: Hoàng Tuân Minh ul" Luận văn thạc sĩ -12- Chuyên ngành xây dung công trình thủy ne Hình 1.2b Đập bê tông thủy điện Son La (góc nhìn từ 1.3 Nguyên nhân do quy trình bao trì, vận hành, sw dụng - Không thực hiện vận hành theo quy định - Không sử lý vấn đề ngay khi phát hiện sự cố - Không hiêu biét vân dé và bỏ qua các hiện tượng sự cô.4 Những tồn tại và van đề cần nghiên cứu Trong những van đề còn ton tại ở trên, van đề cần quan tâm đối với thiết kế là sơ đồ tính toán sao cho phù hop, thé hiện đúng nhất tình hình làm việc của công trình. Nhất là đối với các công trình lớn, quan trọng thì việc đánh giá đúng tình trạng làm việc, mức độ và tác động của tải trọng lên công trình rất quan trọng, đánh giá đúng sẽ đưa ra cái nhìn tong thé, chính xác về các van đề của công trình, cũng như đưa ra được biện pháp cũng như là hướng giải quyết cho đúng với sự viéc. Học viên: Hoàng Tuân Minh XI” Luận văn thạc sĩ -l3- —__ Chuyên ngành xây dụng công tinh thủy 1.5 Hướng lựa chọn trong luận văn Từ những điều đã nói ở trên, vấn dé tồn tại trong các.