chương 1 "Như đã trình bay ở trên các công trình dạng trọng lực khi nói đến khả năng mat én định toàn khối của công trình thường dé cập đến các khả năng. mắt én định trượt, lật, day nổi. Trong đó bé tiêu năng là một bộ phận công trình có đặc điểm làm việc phức tạp, áp lực thủy động và mạch động lớn do vậy đánh giá khả năng làm việc của bể tiêu năng trong quá trình vận hành là hết sức quan trọng. Trong chương 1, tác giả tổng quan các điều kiện làm việc và sự cần thiết của dé tài.
Tác giả trình bay các hình thức tiêu năng, đặc biệt là tiêu năng dòng đáy, dạng tiêu năng bê, có thiết bị như mé tiêu năng. Day là hình thức tiêu năng được áp dụng ở một số công trình thủy lợi, thủy điện như hồ chứa Cita Đạt - Thanh Hóa, hồ Nước Trong - Quảng Ngai, nhà máy thủy di Tuyên Quang ~ Tuyên Quang,. Trong các chương sau tác giả nghiên cứu cụ thé hơn về điều kiện làm việc, én định cũng như độ bén của hình thức tiêu năng này. Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Tế Đức Anh.
CÁC PHƯƠNG PHÁP TINH TOÁN ĐỘ BEN VÀ ĐỘ ON ĐỊNH BE TIÊU NANG CUA DAP TRAN BE TONG DAM LAN TRỌNG LỰC. Khái niệm về phân tích độ bền, độ ôn định của bể tiêu năng. Bé tiêu năng được xây dựng cả trên nền đất và nền đá, các đập có chiều. cao lớn chủ yếu được xây dựng trên nền đá.
Bé tiêu năng Li một khối bê tông lớn liên kết chặt chẽ với nền. On định của bể khi chịu các tác động phụ thuộc. vào khả năng chịu tải của nền và khả năng chịu tải của bản thân. Phân tích ổn định bẻ tiêu nang nhằm đánh giá ôn định tổng thé của cả khối bể - nền: lật , trượt, đây nổi còn đánh giá độ bền bể tiêu nang nhằm xác định khả năng chịu lực của bổ, Tuy thuộc loại nền mà bể có thé bị trượt theo các hình thức khác nhau như: trượt phẳng, trượt sâu, trượt phức hợp.
Khi bể xây trên nền đá thường xảy ra trượt phẳng ở mặt tiếp xúc giữa bản đáy và nền, các dang mặt trượt do đứt gẫy của đá, hình thành vùng cục bộ đá bị suy yếu do tự nhiên hoặc do thi công. Tuy thuộc vào hình thức mat cắt t, tinh không đồng nhất của nên, tổ hợp các tác động, công trình có thể bị lún nghiêng hoặc lật về phía hạ lưa.Các hình thái mắt ôn định trên trong tính toán quy về các trường hop mắt ôn định tổng thể. Về sơ đồ kết cấu, bể tiêu năng là một kết cấu chịu nén lệch tâm cả về hạ lưu và thượng lưu tuy thuộc vào trường hợp làm việc. Vật liệu bê tông làm bể có thể bị phá hoại cả về cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo.
Do cường độ chịu kéo của bê tông nhỏ hơn so với cường độ chịu nén (thông thường bằng 10%+15% của chịu nén) nên công trình thường thiết kế tận dung da khả năng chịu nén cửa bê tông và hạn chế tối đa việc sử dụng khả nang chịu kéo. Trong thiết kế, phân tích ứng suất với các tổ hợp tải trọng nhằm. đánh giá ôn định cường độ của mọi điểm trong công trình, vì ứng suất kéo thường xảy ra ở các mép phía trước của nên người thiết kế phải tinh toán phân tích độ bền cục bộ tại những khu vực này. Để xác định hệ số an toàn cho phép khi tính ổn định cũng như độ bén sử dụng các phương pháp tính như phương, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Tế Đức Anh.
pháp Sức bền vật liệu (ứng suất cho phép, đản hồi), nội lực phá hoại, trạng thái giới hạn 2. Xác định hệ số an toàn cho phép theo phương pháp trang thái giới hạn Nết đặc thù của phương pháp tính theo trạng thái giới hạn là việc sử ‘dung một nhóm các hệ số an toàn mang tinh đặc trưng thống kê: hệ số tổ hợp tải trọng n,, hệ số điều kiện lâm việc m, hệ số độ tin cậy Ky, hệ số lệch tải n, hệ số an toàn vật liệu Ky. Nhóm các hệ số này thay thé cho một hệ số an toan chúng Đối với công trình và nền công trình được gọi là đạt đến trạng thái giới hạn khi chúng mắt khả năng chống lại các tai trọng và tác động từ bên ngoài, hoặc khi chúng bị hư hỏng hay biến dang quá mức cho phép, không còn thoả mãn được các yêu cầu khai thác bình thường. Có 2 nhóm trạng thái giới hạn: ~ Trang thái giới han thứ nhất: Đây là trạng thái giới hạn về cường độ, và ôn định trong điều kiện khai thác bắt lợi nhất.
Nếu tải trọng vượt ¡ hạn này thì kết cấu, nền bị mắt én định. Để tính toán trang thái giới hạn này sử dụng tải trọng tính toán và cường độ tính toán. Tải trọng tính toán là tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số vượt tải, đây là hệ số kể đến các trường. hợp nguy hiểm nhất của tai trọng ~ Trang thái giới hạn thứ hai: Đây là trạng thái giới hạn về biến dang, chuyển vị.
Trạng thái giới hạn thứ hai là trạng thái giới hạn về điều kiện sử dụng trong điều kiện khai thác bình thường. Để tính toán trạng thái giới hạn này sử dụng tải trọng tiêu chuẩn. Tải trọng tiêu chuẩn là tải trọng ở điều kiện bình thường, được xác định bằng cách thí nghiệm nhiều lần để cho ra giá trị trung bình của tải trọng ở điều kiện bình thường. Khi tính với trạng thái giới hạn thứ hai, ta chỉ tỉnh theo tai trọng tiêu chuẩn vì nếu trong nhất thời, có bị Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Tế Đức Anh.
vượt quá thi cũng không gây nguy hiểm quá nhiều (kết cấu chưa bị phá huỷ. nếu chưa vượt trạng thái giới hạn 1). Công thức chung để xác định hệ số an toàn cho phép theo trạng thái giới hạn theo TCXDVN-285-2002. {x} ne ey Trong đó: ne là hệ số tổ hợp tai trọng.
m___ :làhệ số điều kiện làm việc K, : là hệ số độ tin cậy của công trình. Độ dn định bể tiêu năng của đập bê tông Dưới tác dụng của các tổ hợp tải trong, bể tiêu năng phải thoả mãn các điều kiện: - Ôn định chống trượt - On định chống lật. Thực chất đối với bể tiêu năng do bản đáy rộng, tải trọng ngang nhỏ hơn so với tải trọng đứng nên thông thường bể đảm bảo ổn định chống lật. Ôn định về lật, trượt phải thoả mãn các điều kiện quy định của ~ On định đầy nỗi On dịnh lật của công trình Kết cấu trên nền có khả năng mắt ổn định về vị trí lật quanh trục qua mép day móng hạ lưu công trình do đó điều kiện én định của kết c boi biểu thức sau = Ku Sy (2-2) Trong đó Kin hệ số an toàn én định về lật SA, — :là tổng các momen của các lực giữ cho công trình khỏi bị lật đối với điểm mép đáy móng hạ lưu.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Tế Đức Anh. SM, là tổng các momen của các lực gây lật công trình đối với cùng điểm đó. Ik] 14 hệ số an toàn én định cho phép xác định theo 2. Ôn định trượt của công trình Dé đảm bảo sự ôn định của công trình, hệ công trình ~ nền dưới tác dụng của tai trọng, cần phải tính toán nền theo sức chịu tải.
Điều kiện can phải thoả man LANs ng 2-3) 3) Trong đó. Ko hệ số an toàn ôn định ve trượt. SDM, : là tổng các lực giữ cho công trình khỏi bị trượt SDM, :là tổng các lực gây trượi công trình [KI là hệ số an toàn ôn định cho phép xác định theo 2.1 On định đẩy nỗi của công trình On định về phương điện diy nỗi được đánh giá qua hệ thức sau: Ky G4) Trong đó: Kạ„ - :hệ số én định diy nổi tính toán. N tổng các lực tác dụng lên tim đáy đang xét theo chiều thing đứng từ trên xuống dưới.
U___ : áp lực diy ngược, theo chiều thẳng đứng, từ dưới lên trên, bao gồm áp lực đây nỗi Pạ, và áp lực thắm Pi, IK]: hệ số an toàn cho phép xác định theo 2. * Khi tính toán ổn định diy nổi cho bể tiêu năng của đập bê tông trọng lực thì áp lực đầy nỗi Py, được ước định như sau: Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Tế Đức Anh. Za, — :cao trình đáy bể tiêu năng. œ _ :hệ số diện tích hiệu quả, với nền đá ø=0.
S __ : diện tích tim day đang xét * Áp lực thẩm Py, tác dụng lên tam đáy bể tiêu năng đang xét: Hy =VHI - MNHL Phy = 1/205 x Hạ (2-6) Trong đó: VII: áp lực nước diy ngược tại mép thượng lưu bản đáy bể tiêu năng. Sửa lại ký hiệu VHI trên hình 2.1 MNHL: mực nước hạ lưu bể tiêu năng. 'Với giả thiết áp lực thắm phân bố dạng tam giác giảm dan theo quan hệ đường thẳng từ H ở vị trí giếng thu nước dui ni đập về đến trị số 0 ở vị tí bố trí lọc ngược dưới bể tiêu năng lượng định được áp lực thim Py, trong phạm vi tim tiêu năng đang xét. Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Tế Đức Anh.
Sơ đỗ áp lực thắm, day nỗi tác dụng vào bé tiêu năng. Tiêu chuẩn bền Mohr-Coulomb 2.1 Những luận điểm cơ bản Đánh giá ôn định công trình theo phương pháp cân bằng giới hạn. Đánh giá dn định lật dùng gia thiết vật rắn, áp lực phân bổ đọc mặt cắt theo quy luật tuyến tính. Áp lực đất và day nỗi lên công trình thường dựa trên các giả thiết don giản, Tiêu chuẩn bền Mohr-Coulomb sử dung để đánh giá trạng thái ứng suất của miễn tính toán.
Cường độ chống cắt Nén công trình thường bị phá hoại dưới dạng bị trượt. Sự trượt xây ra theo một mặt nào đó là do ứng suất cất + (do tải trọng ngoài gây ra ) tai các điểm mặt đó quá lớn, lớn bằng cường độ chẳng, it tp. Khi trượt khối dai đá chuyển dich lớn gây mắt ôn định nền dẫn đến hư hỏng công trình. cường độ chống cắt tạ là nhân tố chủ yếu quyết định đối với sự ổn định của Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Tế Đức Anh.
nên và an toàn của công trình. Kha năng chống cắt được đánh giá bằng cường độ chống cắt tạ tại từng. điểm trên mặt trượt.Cường độ chồng cắt xo được hiểu là lực chống trượt lớn nhất trên một đơn vị diện tích tại mặt trượt khi khối đắt nay trượt lên khối dat kia. Cường độ chống cắt tp trước hết phụ thuộc ứng suất pháp _ (do tải trọng ngoài gây ra) tác dụng tại mặt trượt.