Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu sử dụng kết hợp mô hình toán trong kiểm định chất lượng đập bê tông đầm lăn trong quá trình thi công

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.41 MB, 114 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THUY LỢI

NGHIEN CUU SU DUNG KET HOP MO HINH TOAN TRONG KIEM DINHCHAT LƯỢNG DAP BE TONG DAM LAN TRONG QUA TRÌNH THI CONG

LUẬN VĂN THAC SĨ

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO. BỘ NONG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THUY LỢI

Nguyễn Mạnh Hiển

Chun ngành: Cơng trình thủy

Mã số: 60.58.401

LUẬN VĂN THẠC SĨ

"Người hưởng dẫn khoa học

GS- TS Nguyễn Văn Mao

Hà Nội ~2012

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

LLY LICH SƠ LƯỢC:

Ho và êm Nguyễn MạnhHiễn Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 6/10/1984. Noi sinh: Hịa BìnhQ quần: Lê Chân ~ Hải Phịng Dân tộc: Kinh

Chức vụ, đơn vị cơng tác rước khi di học tập, nghiên cứu Ảnh 4x6

Kỹ sử đoàn TKTD Sơn La ~ Công ty CP Tự vin xây dựng Điện 1

“Chỗ ở biện nay hoặc địa chỉ liễ lạc:

Số 35 LK 12 ~ Khu đồ thị Văn Khê ~ Hà Đông ~ Hà Nội

Điện thoại cơ quan: Điện thoại nha riêng:

Fax: Email: Di động: 0988955384

IL QUÁ TRÌNH ĐÀO TAO:

1. Trung học chuyên nghiệ

Hệ dio tao: "Thời gian từ: J đến J

oi học (trumg,thanh phổ):Ngan học:

2. Đại học:

Hệ đảo tạo: Chính quy Thời gian từ: 9/2002 đến 7/2007

‘Noi bọc (trường, thành phổ): cơ sở 2 Đại học Thủy Lợi ~ Tp. Hồ Chí Minh

"Ngành học: Cong trình thủy lợi

"Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Thiết kể hỗ chứa thủy điện Sẽ San 4"Ngày va nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 6/2007, Tp. Hồ Chí Minh"Người hướng dẫn: GS-TS Nguyễn Văn Mao

3. Thạc sĩ

Hệ dio tạo: Chính quy. - Thờigian từ: 9/2009 đến9/2012Noi học (rường, thành phố): Đại học Thủy Lợi ~ Hà NộiNgành học: Cơng trình thủy

Tên luận vẫn: Nghiên cứu sử dung kết hợp mơ hình tốn rong kơng dim lin trong q trình thi cơng,

Ngày và nơi bảo vệ

Người hướng dẫn: GS-TS Nguyễn Văn Moo

m định chất lượng đập bê

4. Trinh độ ngoại ngữ (bit ngoại ngữ gi, mức độ) Tí

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

5. Học vi, học him, chức vụ kỹ thị được chính thức cấp: số bằng, ngày cẤp và nơi cấp:

IIL QUÁ TRÌNH CONG TÁC CHUYÊN MÔN TỪ KHI TOT NGHIỆP ĐẠI HỌC:

Thời gian Nơi cơng tác (Cong việc đảm nhiệm

2/2007 Đồn TKTĐ | - Công ty CP tư vẫn xây dựng Kỹ sư thiết kế (hợp

Điện | đồng thời vụ)1/2009 Doan TRTD Sơn La— Công ty CP tư vẫn xây. Kỹ sư thiết kế

XÁC NHAN CUA CƠ QUAN CỬ ĐI HỌC. Ngày 4 tháng 12 năm 2012

"Người khai ký tên.

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Để hồn thành chương trình cao học và viết luận văn này, tôi đã nhậnđược sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của q thầy cơ trường Đại học

“Thủy Lợi. Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn đến qui thầy cô trường Đại học

“Thủy Lợi — Hà Nội, đặc biệt là những thay cô đã tận tình dạy bảo cho tơi suốtthời gian học tập tại trường. Tôi xin gửi lời biết on sâu sắc đến Giáo sư — Tiền sĩ

Nguyễn Văn Mao đã đành thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu và giúp

tôi hồn thành luận văn tốt nghiệp.

Nhân đây, tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học

“Thủy Lợi cùng q thầy cơ trong Khoa Cơng Trình, Khoa Đào Tạo và Sau ĐạiHọc đã tạo rất nhiều điều kiện đẻ tơi học tập và hồn thành tốt khóa học,

Mặc dù tơi đã có nhiều cố gắng hồn thiện luận tuy nhiên khơng thể tránh.khỏi những thiếu sót, rat mong nhận được những đóng góp qui báu của q thay

hang 12 năm 2012.

Học viên

Nguyễn Mạnh Hiển

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

TONG QUAN VE KIEM ĐỊNH CHAT LƯỢNG RCCD 6 VIỆT NAM...12

1. Sơ lược về tinh hình phát triển RCCD ở Việt Nam...

1.2 Kiểm định chất lượng RCCD trong công tác xây dựng dp...

1-3 Tình hình nghiên cứu trong quá trình kiểm định một số đập RCCD ởnước ta AS

14 Sự cần thiết nghiên cứu phát triển phương pháp kết hop mô hình tốn.

trong cơng tác kiểm định RCCD :

¬-1.5 Kết luận chương l... wT

CHUONG 2... 2555121 2111021..11.1211dz.eesaeoaoe 1D

PHAN TÍCH TRUONG UNG ST RCCD.. 111...

“TRONG Q TRÌNH THI CƠNG... sentences —2.1. Các nhân tố ảnh hưởng đến trường ứng suất của RCCD trong q trình

thi cơng. 19

2.1.1... Sự phát trién cường độ và các đặc tinh của bê tông dim lăn trong

thời gian thi công. : oe 192.1.2... Truong nhiệt độ trong đập...

2.1.3. Trường ứng suất nhiệt trong đập.2.2. Phương pháp và phần mềm sử dụng.

2.2.1... Cơ sở của lý thuyết đàn hỗi nhiệt... —...

2.2.2... Phần mềm sử dụng tinh toán. 30

2.3 Các bai tốn nghiên cứn... 5¬... „x30

Toc viên Nguyen Mạnh Hiến

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

CHƯƠNG 3 : can : 32

NGHIEN CỨU SỬ DUNG KET HỢP MƠ HÌNH TỐN KIÊM ĐỊNH.

CHAT LƯỢNG DAP SE SAN 4. „32

3.1. Giới thiệu tóm tit tinh hình xây dựng đập Sê San 4... .323.1.1... Nhiệtđộ môi trường...

3.1.2. Ton thất nhiệt vào nên đá. .334.13... Đối lưu tại các bề mặt 3

3.1.4... Nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp bê tông dim lăn tại khối đỗ... 34

3.1.5... Các đặc tính nhiệt của bê tơng dim lăn 4

3.1.10. Tiến độ thi công đập, 36

3.1,11. Các thông số dau vào cho bai tốn 23.1.12. Các thơng số đầu vào cho bai tốn 3

3.2. Các số liệu thí nghiệm trong phòng, hiện trường, quan trắc ở đập _ Sẽ San—...ÔÔÔÔÔỎ 393.2.1... Số liệu thi nghiệm trong phing.. 39

3.2.2... Số liệu thu thập từ hiện trường và thiết bị quan trắc. 403.3.. Trường ứng suất nhiệt đập Sẻ san 4 41

3.3.1... Phân tích trường nhiệt độ. 41

3.3.2. Bài tốn 1: Phân tích trường ứng suất trong đập bê tơng tông dim

ân trong thời ki thi công do nhiệt độ tác dung... 493.4. Trường ứng suất chất tải va tải trong thi công. "1...

3.5. Trường ứng suất nhiệt va chất tải, tải trọng thi công. 57

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

Luin vin Thạc sĩ

3.6. Trường ứng suất nhiệt và chất i,t trong thi công qua tỉnh thi công s

Devan seven seven =—ð OD

3.7. Phân tích chất lượng đập RCC Sẽ San4... 63.7.1... Khảo sắt chất lượng RCC thân đập mơ hình l... 643.7.2. . Khảo sắt chất lượng RCC thượng lưu... 66

3.7.3. . Khảo sắt bê tong RCC hạ lưu. _ 63.7.4. . Khảo sắt chất lượng RCC thân đập mô hình 2. 603.7.5. . Khảo sắt chất lượng RCC thượng lưu đập mơ hình 2. 703.1.5. Khảo sit chất lượng RCC hạ lưu đập mơ hình 2. 72

3.8. Kết luận chương 3 1. 1. TB

CHUONG 4... 75

KET LUẬN VA KIEN NGHỊ cu "_—.

4.1. Các kết luận rút ra từ các nghiên cứu của luận văn. 754.2. Những vẫn đề tồn tại 75

43. Kiến nghị... so so 16

TAL LIEU THAM KHAO ...rrsnroninnnnninnnnninnrnnarnanasnnseese T7

Toc viên Nguyen Mạnh Tien

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

DANH MỤC CÁC HÌNH VE

Hình 1. Kiểm định theo sơ đồ kết hợp. . 10

Hình 2. Sơ đồ tiếp cận... se sseersrnerrrrrrroeeo TE19

Hình 2.2. Đường cong phát triển độ bền kéo của bê tơng dam lan...20Hình 2.1, Đường cong phát triển độ bền nén của bê tơng đảm lăn.

Hình 2.3. Đường cong phát triển môđun din hồi của bê tông dim lăn..20Hình 2.4. Đường cong hệ số từ biển của bê tơng dim lăn. 22

Hình 2.5, Đường cong co ngót của bê tơng đầm lăn. ren 23

Hình 2.6, Biển dang của bê tơng theo thời gian. Hình 2.7. Đường cong nhiệt thuỷ hố của bê tơng dam lãn...24

¬-.-Hình 2.8. Q trình diễn biến nhiệt độ trong khối đập... 25

Hình 2.9. Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng 29

Hình 3.1. Thi cơng đập bê tơng đầm lăn trên cơng trình thuỷ điện Sẽ San 4..32

Hình 3.2 Sơ đỗ lưới phần tử mặt cắt đập.... _ 36Hình 3.3. Tiến độ thi cơng đập. ° : 37Hình 3.4, Đường cong phát trién độ bên nén của bê tơng đầm lãi 40Hình 3.5. Biểu đồ sự phát triển cường độ nén tại hiện trường...41Hình 3.6. Phân bố nhiệt độ thân đập ở 360 (h)... senseHình 3.7. Phân bố nhiệt độ thân đập ở $400 (h)...42Hình 3.8. Phân bổ nhiệt độ thân đập ở 5760 (h)... ~.đâHình 3.9. Phân bé nhiệt độ thân đập ở 10800 (hy. 43

Hình 3.10. Phan bố nhiệt độ thân đập ở 11160 (h)...Hình 3.11. Phân bố nhiệt độ thân đập ở 18300 (h)...Hình 3.12. Phân bố nhiệt độ thân đập ở 21000 (h)...Hình 3.13. Phân bố nhiệt độ thân đập ở 21360 (h)....

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Luin vin Thạc sĩ Š

Hình 3.14. Phân bố nhiệt độ thân đập ở 21360 (h)... “

Hình 3.15. Phân bé nhiệt độ thân đập ở 30120 (h),Hình 3.16. Phân bỗ nhiệt độ thân đập ở 34680 (h)...Hình 3.17. Trường ứng suất nhiệt trong đập ở 5400 gi

Hình 3.18. Trường ứng suất nhiệt trong đập ở 10800 giờ... Hình 3.19. Trường ứng suất nhiệt trong đập ở 21000 giờ... 50Hình 3.20. Trường ứng suất nhiệt trong đập ở 29640 giờ... 51

_-Hình 3.21. Trường img suất nhiệt trong đập ở 34680 giờ. 52

Hình 3.22. Ứng suất nhiệt biên hạ lưu. 53

Hình 3.28. Trường ứng suất trong đập do chất tải và tải trong thi công ở

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

Hình 3.32. Trường ứng suất do nhiệt độ và chất tai, tải thi cơng tác dụng ở.

Hình 3.39. Dữ liệu kết quả tính tốn ứng suất 65

Hình 3.40. Biểu đồ phát triển ứng suất thân đập. 66

Hình 3.41. Biểu đồ phát triển ứng suất thượng lưu đập. 6

Hình 3.42. Biểu đỗ phát triển ứng suất hạ lưu đập...6

Hình 3.43. Sơ đỗ 3 đường phan tử thân đập. 70

Hình 3.44. Sơ đồ 3 đường phần tử thượng lưu đập... _—..

Hình 3.45. Sơ đổ 3 đường phần tử hạ lưu đập. 3

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Luin vin Thạc sĩ 7

DANH MỤC CÁC BANG BIEU

Bảng 1.1. Danh sách các đập bê tông đầm lăn ở Việt Nam đến năm 2013.

Bảng 3.1. Nhiệt độ môi trường cho các

Bảng 3.2. Cường độ nén tiêu chuẩn của bé tông đã

Bang 3.3. Cường độ nén thực đo của bê tông dim lăn Sẽ San 4.Bảng 3.4. Kết quả tính tốn ứng suất phần tử thân đập.

Bang 3.5. Kết quả tính tốn phần tử thượng lưu đập...

Bang 3.6. Kết quả tính tốn phần tử hạ lưu đập.

Bang 3.7. Cường độ nén thân đập của bê tông đầm lăn Sẽ San 4..

Bảng 3.8. Cường độ nón thực đo phẩn tử thân đập,

Bang 3.9. Kết quả tính tốn phan tử than đập mơ hình 2.Bảng 3.10. Cường độ nén thực đo phan tử thượng lưu đập..

Bảng 3.11. Kết qua tính tốn phan tử thượng lưu đập mơ hình 2...Bảng 3.12. Cường độ nén thực đo phần tử hạ lưu đập...

Bảng 3.13. Kết qua tính tốn phan tử hạ lưu đập mơ hình 2.

tặt khối RCC tính tốn.

lăn Sẽ San 4...

Toc viên Nguyen Mạnh Hiến

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

MO DAU

1... Tính cấp thiết, ý nghĩa thực tiễn và tính khoa học của đề tài

Công nghệ đập bê tông đầm lăn (RCCD) là một tiền bộ trong lĩnh vực.xây dựng đập trong những thập kỷ cuối của thế kỷ XX. Do có nhiều đặc điểm.nỗi trội nên cơng nghệ này được phát triển rộng khắp trên thể giới. Tuy mới

chỉ sử dung công nghệ RCCD một số năm gần đây nhưng phần lớn các đập bêtông trong các dự án thủy điện, thủy lợi ở nước ta hiện nay đã được lựa chọnlà RCCDP.

Đối với Việt Nam, công nghệ xây dựng RCCD hiện đang là một cơng.

nghệ mới. Vì vậy, công tác thiết kể, thi công theo công nghệ RCCD ở nước tavẫn còn nhiều vấn đề cần nghiên cứu để rút kinh nghiệm nhằm hồn thiện.cơng nghệ này theo điều kiện Việt Nam. Một trong những vấn đẻ bức xúc.

trong quản lý xây dựng RCCD hiện nay ở nước ta là kiểm định chất lượngRCC trong quá trinh thi công.

độ bền và

Chất lượng RCC là một nhân tổ quan trọng ảnh hưởng.

tuỗ thọ của đập. Thực tẾ công tác kiểm định chất lượng RCC trong phịng vàthí nghiệm hiện trường kết hợp với những giám sát và các số liệu thực đo thicông để kết luận về chất lượng. Các phân tích bằng mơ hình tốn như trường.nhiệt độ, trường ứng suất nhiệt, ứng suất bao gồm cả nhiệt và các tải trọng.

mới chi chú y đến trong giai đoạn thiết kế. Các phân tích này trong giai đoạnthi cơng cịn rất han chế. Vi vậy khi xảy ra những hiện tượng như nút, thắm.

ngoài ý muốn thiếu cơ sở khoa học để giải thích và kết luận.

Tương quan giữa cường độ của RCC và ứng suất phát sinh trong đậptrong q trình thi cơng là một chỉ tiêu quan trong để đánh giá chất lượng

RCCD. Nghiên cứu ứng dụng mơ hình tốn đủ độ tin cây dé phân tích trường.

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Luin vin Thạc sĩ 9

ứng suất RCCD trong q trình thi cơng kết hop với số liệu thi nghiệm trongphịng thí nghiệm hiện trưởng và số liệu quan trắc tại đập là hướng tích cựcđóng góp vào phương pháp kiểm định chất lượng thi cơng RCCD ở nước ta

hiện nay.

Đề tài: “Nghién cứu sử dụng kết hợp mơ hình tốn trong kiểm định:chất lượng đập bê tong đầm lăn trong q trình thi cơn;

2... Mục đích và nội dung nghiên cứu

Sử dụng được mơ hình tốn phân tích được trường ứng suất đập RCCD.trong q trình thi cơng và biết sử dung các kết quả tính tốn kết hợp với các

số liệu thí nghiệm và quan trắc dé đánh giá chất lượng RCCD.

1) Phân tích các đặc tính của bê tơng đầm lăn phụ thuộc vào thời gian thicơng

2) Phân tích trường nhiệt độ của đập bê tông dim lăn trong thời gian thi

3) Phân tích trường ứng suất của đập bê tơng dim lăn do nhiệt độ tác

dụng trong thời gian thi công.

4) Phân tích trường ứng suất của đập bê tơng dam lăn do q trình chất

ti và tải trong thi cơng trong thời gian thi cơng.

5) Phân tích trường ứng suất của đập bê tơng đầm lăn do đồng thời tải

trọng ngồi và nhiệt độ tác dụng trong thời gian thi công.

6) Đánh giá các yêu tổ bat lợi xảy ra trong q trình thi cơng; dé ra các

giải pháp nhằm khống chế ứng suất của đập bê tông đầm lăn trong giới

hạn cho phép của vật liệu

7) Sử dụng mơ hình toán kết hợp đề đánh giá chất lượng RCCD.

Toc viên Nguyen Mạnh Hiến

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

3... Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Từ thực tiễn các cơng trình đã và đang thiết kế và thi công, ứng dụng các

tiến bộ khoa học kĩ thuật tiến hành nghiên cứu trường ứng suất trong đập bêtông đầm lăn trong thời gian thi công, đề xuất các giải pháp khống chế ứng.suất trong đập trong giới hạn cho phép của vật liệu.

~_ Phương pháp đánh giá chất lượng theo phương pháp kết hợp như sơ.đồ

Cường độ (4) Cường độ phát triển theo thời

sian lý thuyết (thí nghiệm.

trong phịng)

(6) Cường độ thực RCC (thínghiệm hiện trường)

6) ong suất tính tốn

“Thời gian (theo tiến độ thi cơng)

Hình 1: Kiểm định theo sơ dé kết hợp.

- Sử dụng phần mềm Midas Civil và sơ đồ hình 1 kiểm định chất lượng.

đập Sesan 4.

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

Luin vin Thạc sĩ "

Tiếp cận thực

Phân đợt thi

Rựcc =tThí nghiệm

Kiểm định theo <——Noi sơ đồ kết hợp

Hiệntườg Ì ——_ sứ

Chất lượng

Hình 2: Sơ đỗ tiếp cận4. Các kết quả nghiên cứu đã đạt được

Luận văn đã phân tích các đặc tính của bê tơng đầm lăn thay đổi theothời gian (sự phát trién cường độ, mô đun đàn hồi, co ngót và từ biển) và ảnh.hưởng của chúng đến trường ứng suất trong đập bê tông đầm lăn trong thời

gian thi cơng,

Luận văn đã phân tích và làm rõ tác động của nhiệt độ và qua trình chấttải, tải trong thi công đến trường ứng suất và trạng thái làm việc của đập bê

tông dim lăn trong q trình thi cơng. Kết hợp dùng mơ hình tốn để đánh giáchất lượng bê tơng RCC. Từ đó làm cơ sở đề ra các giải pháp khống chế sự

phát triển của ứng suất trong đập bê tông dim lăn trong thời gian thi công.

Toc viên Nguyen Mạnh Hiến

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

CHƯƠNG 1

TONG QUAN VE KIEM ĐỊNH CHAT LUQNG RCCD Ở VIET NAM

1.1 Sơ lược về tinh hình phát triển RCCD ở Việt Nam

Tốc độ phát triển đập bê tông đầm lan, Việt Nam dén với công nghệ bêtông đầm lăn tương đối muộn so với một số nước trên thế giới, nhưng trước.sự phát triển nhanh chóng của nó và đặc biệt là nước láng giềng Trung Quốc,

nước có đặc điểm tự nhiên gin tương tự như Việt Nam, nên có rất nhiều dự án

thuỷ lợi thuỷ điện lớn đã và đang được thi công với công nghệ này. Từ nay

đến năm 2013 nước ta có số đập bê tông dam lan lên đến 24 đập. Việt Namtrở thành nước xếp hang thứ bảy về tốc độ phát triển bê tông đầm lăn [3].Bảng 1.1 là danh sách các đập bê tông đầm lan đã và dang được thi công ởVigt Nam đến năm 2013. [6]

Bang 1.1 Danh sách các đập bê tông dm lăn ở Việt Nam đến năm 2013

1 | PliKrông 7 Kontum 2007 | Dang VI

5 Bắc Hà 100 Lào Cai 2008 | Dang XD

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

Luin vin Thạc sĩ

9 Đồng Nai 4 129 Đắc Nông 2008. Dang XD.

10 | DakRing 100 | Quang Ngai | 2008 Chuẩnbị

" ae KonTum 2009 Chuan bj

12 | NướcTrong 70 | QuangNgai | 2010 | Chuan bi

13 Son La 138 Sơn La 2010 | Dang Vt

23 | Nam Chiến 130 Sơn La 2013 | Chuan bj

24 | TàPao - Bình Thuận - — | Chuan bi

Các hình thức mặt cắt đập bê tông đầm lăn. Mặc dù đập bê tông dim lăn

trong những năm gần đây mới được ứng dụng tại Việt Nam nhưng đã có tốcđộ phát triển nhanh chóng. Hầu hết các đập lớn trong thời gian gần đây đều.dùng hình thức đập bê tơng đầm lăn với lớp chống thắm ở mặt thượng lưu.thường là GEVR (bê tơng dim lăn giầu vita xi măng) có chỉ

đến Im, Ngoài ra một

day từ 0.5m

ỗ đập sử dụng bê tông mác cao ở thượng lưu làm lớp.

chống thắm (thủy điện Sẽ San 4..), hoặc khơng có lớp chồng thắm ở thượnglưu (thuỷ điện Đồng Nai 3...).

Toc viên Nguyen Mạnh Hiến

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

Tình hình sử dung vật liệu của đập bê tông đằm lăn. Hiện tại ở Việt Nam

một số đập bê tông dam lăn sử dụng chat kết dinh có hàm lượng xi mang cao.(như đập thuỷ điện Sê San 4, Plêikrông là 90 kg/m’, đập thuỷ điện A Vương.là 80 kg/m”...), một số đập sử dụng chất kết dính có hàm lượng xi măng thấp.(như đập thuỷ điện Sơn La là 60kg/m’, đập thuỷ điện Đồng Nai 3 là 65kg/m’...). Đặc thù của đập bê tông dim lăn là tốc độ lên đập nhanh, nhiệt thuỷ.hố trong bê tơng gần như tích tụ hồn tồn trong đập, nhiệt tod ra chủ yếu.

phát tn ra môi trường từ biên thượng hạ lưu đập. Do đó với những đập sử

dụng hàm lượng xi mang trong tổng lượng chất kết dính lớn sẽ làm cho lượng

nhiệt thuỷ hố trong bê tông lớn, dẫn tới nhiệt trong thân đập tăng cao, gâybắt lợi về nhiệt cho đập. Ngược lại, đổi với các đập sử dụng hàm lượng ximăng trong tổng lượng chất kết dính nhỏ sẽ có lượng nhiệt thuỷ hố trong bê

tơng thấp, dẫn tới an tồn về nhiệt, nhưng phát triển cường độ chịu kéo và néncủa bê tông là kém hơn trường hợp trên, đặc biệt là trong thời gian đầu sau thi

Các tiêu chuẩn thiất ké áp dụng trong tính tốn. Các tính tốn thiết

của Việt Nam hiện tại dựa trên đồng thời hai hệ thống các tiêu chuẩn thiết kế

của Việt Nam - Nga và Mỹ,

1.2. Kiểm định chất lượng RCCD trong công tác xây dựng đập

Công tác kiểm định chất lượng đập bê tông dim lăn tương tự với bê tông.

dim rung,

~ Phương pháp khoan lắy mẫu (phá hủy).

- Phương pháp sử dụng súng bật nay (không phá hủy).

- Phương pháp đo vận tốc xung siêu âm (không phá hủy).

- Phương pháp sử dung kết hợp máy đo siêu âm va súng bat nay.

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Luin vin Thạc sĩ 15

Mức độ chính xác của phương pháp thí nghiệm được xếp hạng từ cao đến

thấp như sau:

~ Phương pháp khoan lẫy mẫu xác định cường độ bê tông hiện trường quy về

mẫu lập phương chuẩn (Rạ,) với sai số trong phạm vi „ trong đó n làsố lượng mẫu khoan.

- Phương pháp đo vận tốc xung siêu âm xác định cường độ bê tông hiện

trường quy về mẫu lập phương chuẩn (Ry,) với sai số trong phạm vi +20%

~ Phương pháp dùng súng bật nảy cho cường độ bê tông hiện trường quy về

mẫu lập phương chuẩn (Rạ,) với sai số trong phạm vi + 25%. [6]

Công tác kiểm định chất lượng đập bê tông đầm lăn gin tương tự với bê

tông thường. Điểm khác biệt lớn nhất là đập bê tông đầm lăn có tiễn độ thi

cơng rất nhanh và q trình bê tơng đạt đủ cường độ ứng suất dé có thé tiến

hành các cơng tác thí nghiệm kiểm định là 90 ngày. Trong thời gian này thikhối bê tông đủ cường độ được đổ chim bởi các dải bé tông mới nên thông.thường việc kiểm định chat lượng chỉ được tiến hành đối với các khoảnh bêtông dang ở thời kỳ nghỉ thi công đài

Phương pháp kiểm định bê tơng đầm lăn đạt độ chính xác cao nhất được

áp dụng rộng rãi Li khoan lay mẫu bê tơng.

1.3. Tình hình nghiên cứu trong quá trình kiểm định một số đập RCCD

ở nước ta

Trong thực tế, công tác khoan lấy mẫu bê tơng thường được áp dụng khicó u cầu kiểm tra vì nghỉ ngờ chất lượng bê tơng. Cơng tác kiểm định.khoan lấy mẫu để thí nghiệm nhằm mục đích so sánh số liệu hiện trường với.6 liệu thiết kế. Các số liệu hiện trường có thể được tập hợp thông qua các.thiết bị quan trắc được đặt sẵn nhằm phục vụ công tác kiểm định.

Toc viên Nguyen Mạnh Hiến

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

Các đập RCCD tại Việt Nam đa số được khoan lấy mẫu theo dai sự pháttriển ứng suất khá toàn diện. Nhat là các đập RCCD lớn do EVN đầu tư đều tổ.chức thường xuyên việc kiém tra cơng tác thí nghiệm kiểm định chat lượng.

Đặc biệt ở đập RCCD của thủy điện Sơn La đã có hiện tượng nứt bể mặt

RCC gây sự chú ý rộng rải. Các bên liên quan đã tổ chức công tác kiểm định

chất lượng RCCD Sơn La để tìm ra ngun nhân gây nứt bề mặt. Các mơ.

hình &in được đưa ra nhằm tính tốn nhiệt độ, ứng suất va tải trọng của đập.RCCD Sơn La khẳng định tính tồn ven „ sự ồn định và an toàn của kết cầu.Các tham luận dựa trên các mơ hình tốn của trưởng đại học Thủy Lợi và tư

t kế chính đập RCCD của thủy di

tốn ảnh hưởng của nhiệt thủy hóa, tiến độ thi công (Colenco), tải

Sơn La (Colenco) tập trung giải

trọng do chất tải và tải trong thi công (đại học Thủy Lợi) đến chất lượng đậpRCCD Son La. Qua đó cơ bản giúp chỉ ra nhiễu nguyên nhân kết hợp có thểdẫn đến những h

n tượng tiêu cực và cũng là thực tế khó tránh khỏi với đập

1.4 Sự cần thiết nghiên cứu phát triển phương pháp kết hợp mơ hìnhtốn trong cơng tác kiểm định RCCD.

Cơng nghệ đập bê tông đầm lăn (RCCD) là một tiến bộ trong lĩnh vực.xây dựng đập trong những thập kỷ cuối của thé ky XX. Do có nhiều ưu điểm.nổi trội nên công nghệ này được phát triển rộng khắp trên thé giới. Tuy mới.

chỉ sử dung công nghệ RCCD một số năm gần đây nhưng phần lớn các đập bê

tông trong các dự án thủy điện, thủy lợi ở nước ta hiện nay đã được lựa chọnlà RCCD.

Đối với Việt Nam, công nghệ xây dựng RCCD hiện dang là một công.

nghệ mới. Vì vy, cơng túc thế kế tỉ cơng theo cơng nghệ RCCD ở nước ta

út kinh nghiệm nhằm hồn thiện

vẫn còn nhiều vấn đểnghiên cứu

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

Luin vin Thạc sĩ „

công nghệ nay theo điều kiện Việt Nam. Một trong những van đẻ bức xúc.

trong quản lý xây dựng RCD hiện nay ở nước ta là kiểm định chất lượng,

RCC trong q trình thi cơng.

Chất lượng RCC là một nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến độ bền vàtuổi thọ của đập. Thực tế công tác kiếm định chất lượng RCC trong phịng và

thí nghiệm hiện trường kết hợp với những giám sát va các số liệu thực đo thi

thi cơng cịn rit hạn chế. Vì vậy khi xảy ra những hiện tượng như nút, thẩm.

ngoài ý muốn thiểu cơ sở khoa học để giải thích và kết luận

Tương quan giữa cường độ của RCC và ứng suất phát sinh trong đập.

trong q trình thi cơng là một chỉ tiêu quan trong để đánh giá chất lượngRCCD. Nghiên cứu ứng dụng mơ hình tốn đủ độ tin cậy để phân tích trường

ứng suất RCCD trong q trình thi cơng kết hợp với số liệu thí nghiệm trongphịng thí nghiệm hiện trường và số liệu quan trắc tại đập là hướng tích cực

đóng góp vào phương pháp kiểm định chất lượng thi công RCCD ở nước ta

hiện nay.

1.5 Kết luận chương 1

1. Trong chương của luận văn khái qt tỉnh hình xây dựng và ứng dung,ệ thi

ơng nại ng đập bê tông dim lăn ở Việt Nam.

2. Trong công tác thiết kế và thi công đập bê tông dim lăn còn tồn tại

nhiều vin đề chưa được giải quyết một cách thoả đáng. Việc nghiên cứu.

phương pháp kiềm định chất lượng bê tông dam lăn trong thời gian thi công,xác định được các yếu tổ bat lợi và có biện pháp thích hợp dé khắc phục đượcnhững bắt lợi đó có ý nghĩa thực tiễn to lớn.

Toc viên Nguyen Mạnh Hiến

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

3. Để giải quyết các vấn đề trên, đề xuất các nội dung cần nghiên cứutrong luận văn: “Nghiên cứu sử dung kết hợp mơ hình tốn trong kiểm địnhchất lượng đập bê tơng đầm lăn trong quá trình thi cong” là:

1) Phương pháp tiếp cận: từ thực tiễn các cơng trình đã và đang thiết kếvà thi công, ứng dụng các tiến bộ khoa học kĩ thuật tiến hành nghiên cứu.trường ứng suất trong đập bê tông dim lăn trong thời gian thi công, đánh giá.

cơ bản chất lượng RCC.

2) Công cụ được sử dung trong nghiên cứu: sử dụng phần mềm có sẵn làMIDAS Civil trên cơ sở phương pháp phan tử hữu hạn dé tính tốn trường.nhiệt độ và trường ứng suất của đập.

3) Nội dung nghiên cứu

- Phân tích các tính chất của bê tơng đầm lăn phụ thuộc vào thời

an thi cơng.

- Phân tích trường nhiệt độ của đập bê tơng dim lăn trong thời gian

thi cơng.

~ Phân tích trường ứng suất của đập bê tông đầm lăn do nhiệt độ tác.

dụng trong thời gian thi cơng.

= Phân tích trường ứng suất của đập bê tông dam lăn do q trìnhchất tải và tải trọng thi cơng trong thời gian thi công.

- Phân. trường ứng suất của đập bê tơng đầm lăn do đồng thời

nhiệt độ va q trình chất tải và tai trọng thi công tác dụng trong thời gian thi

- Phân tích mơ hình tốn so sánh giữa kết quả tính tốn với các sốliệu thu thập từ phịng thí nghiệm và hiện trường.

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

2.1.1. Sự phát triển cường độ và các đặc tính của bé tông đầm lăn trong

thời gian thi cong

1. Sự phát triển cường độ của bê tông đầm lăn trong thời gian thi cong

Đặc điểm của bê tông đầm lăn là thời gian ninh kết ban đầu bất đầuchim, cường độ của bê tông phát triển chậm, nhất là trong 7 ngày đầu cường.

độ chịu kéo phát triển rất chậm [3]. Trên hình 2.1 và hình 2.2 là đường cong

phát triển cường độ chịu nén và chịu kéo của bê tơng dim lăn. Q trình thicơng các lớp bê tơng dim lan là liên tục, khi các lớp bê tông bên dưới cườngđộ cịn thấp thì các lớp bê tơng tiếp theo đã được thi công chồng lên. Trongthời gian thi cơng, đập phải chịu q trình chất tải (ải trọng bản thân, tảitrọng do máy đầm tạo ra) khi cường độ bê tông dang phát triển. Tải trọng doquá trình chất tải sẽ ảnh hưởng tới sự phân bố ứng suất cũng như khả năng.

chịu lực của đập khi cường độ bê tơng dim lần chưa đủ tuổi

Hình 2.1. Đường cong phát trién độ bền nén của bê tông dam lăn

Toc viên Nguyen Mạnh Hiến

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

0 5 100 150200 250 500350 400

Thời gian (ngày)

Hình 2.2. Đường cong phát triển độ bền kéo của bê tông đầm lăn

2. Médun đàn hài của bê tông đầm lăn

Médun dan hồi là một hàm của độ hyđrát hoá của bê tơng, nó phụ thuộc.

vào thời gian và cường độ của bê tơng [11]. Hình 2.3 là đường cong mơđun

din hồi của bê tông lần theo thời gian. Ta thấy rằng môđun din hồi của.

bê tông đầm lăn tăng rat chậm trong khoảng một tuần đầu, sau đó mới tăng.

lên nhanh.

sso 2 [Letty

Tine (day)

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

Luin vin Thạc sĩ ?

Hình 2.3. Đường cong phát triển mơđun đản hồi của bê tông dim lăn

3. Từ biển của bê tong

Biến dạng từ biển của bê tông là một hàm của ứng suất duy trì. Độ lớncủa biến dạng từ biến có thé bằng 1,5 đến 3 lần biến dạng đàn hỏi. Từ biến.của bé tông thay đổi phụ thuộc vào các yếu tổ sau [1I]

1 - Tăng ti lệ N/X sẽ làm tăng từ biến

2 - Từ biến giảm với sự tăng của tuổi và cường độ của bé tông.

3 - Biển dang từ biển sẽ tăng với sự tăng của nhiệt độ môi trường và sự

giảm của độ âm.

4 ~ Từ biến cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như chat lượng của bê

tông, điều kiện thi công thực tế, hầm lượng xi măng trong bê tông.v.v..

Theo cường độ bê tơng dat được và q trình hyđrát hố theo thời gian,

nếu tác dụng của tai trong càng chậm thì độ đản hồi va từ biến cảng nhỏ. Quá

trình thi công đập bê tông dim lăn là liên tục, các lớp bê tông được chồng phủ.

liên tiếp lên nhau, do đó q trình chat tai là rit nhanh, dẫn tới độ từ biến của.bê tơng cũng tăng lên. Từ đó làm tăng biển dạng do đản hi và từ biển trongđập trong q trình thi cơng, làm ảnh hưởng đến sự phân bổ của trường ứng

suất trong dap. Trên hình 2.4 là đường cong phát triển độ tự biến của bê tông

dim lăn theo thời gian.

Toc viên Nguyen Mạnh Hiến

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

Ereep Coefficient

‘Tine (day)

Hình 2.4. Đường cong hệ số từ biển của b tông đầm lăn

4. Co ngét của bê tông.

Là một hàm của thời gian. Độ co ngót thường được biểu diễn theo thời

gian từ t„ đến t:

es(k6)=esfftQ) — Ớ.D)

es: hệ số co ngót cuối cing.

thời gian khảo sắt.

1,: thời gian bắt đầu của co ngót

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

Luin văn Thạc st 23

sheiskage Srralnbe-IE-4)

Hình 2.5, Đường cong co ngót của bê tơng đầm lăn

Hình 2.6 là biến dạng theo médun đàn hổi, từ biến và co ngót của bê

tơng theo thời gian, biến dạng của bê tông sẽ bằng tổng biến dang đản hỏi,biển dạng từ biến và biển dạng co ngót.

Hinh 2.6. Biến dang của bê tông theo thời gian

Nhu vậy cường độ, mô đun dan hồi, từ biến, co ngót của bê tơng dim

lăn là những đặc tinh thay đổi theo thời gian, nó làm anh hưởng lớn đến sự

phân bố ứng suất, khả năng chịu tải cũng như trạng thái làm việc của đậptrong thời gian thi công. Điều nay la khác biệt so với các tính tốn thiết kế,khi xem cường độ, môđun dan hoi của bê tông dam lăn đã đạt đến tuổi thiếtkế và bỏ qua ảnh hưởng của từ biến và co ngót đến trường ứng suất trong đập.

Tio viên Nggễn Mạnh Hig

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

2.1.2. Trường nhiệt độ trong dip

1. Nhiệt thuỷ hố của bê tơng đầm lăn

Các khoáng vật trong xi ming khi thuỷ hoá với nước sẽ phát nhiệt. Q

trình thuỷ hố của bê tơng đầm lăn trong thời gian đầu diễn ra rất chậm. Trên.hình 2.7 là đường cong nhiệt thuỷ hố của bê tông dim lăn theo thời gian. Tathấy trong khoảng bẫy ngày đầu lượng nhiệt thuỷ hố toa ra rit ít, sau đó mới.

tăng lên. Bê tơng dim lăn là một loại vật liệu dẫn nhiệt kém, mặt khác quá

trình thi cơng đập là liên tục, do đó nhiệt tod ra trong q trình thuỷ hố của

bê tơng chủ yếu được tích ty lại trong đập và toa dan ra mơi trường chủ yếu.

qua mặt biên đập.

140 Ý

với nhiệt độ tăng thêm do thuỷ hố của bê tơng. Sau khi đạt được nhiệt độ cao

nhất, do quá trình toả nhiệt ra môi trường, nhiệt độ trong khối đập sẽ giảmdần đến nhiệt độ ổn định. Hình 2.8 mơ tả diễn biến nhiệt độ trong khối đập.

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

Hình 2.8. Quá trình diễn biến nhiệt độ trong khối đập

3.1.3. Trường ting suất nhiệt trong đập

Bé tông đầm lăn là loại bê tơng chậm ninh kết, q trình tod nhiệt của bêtông diễn ra trong một thời gian tương đối dài, thời gian nhiệt độ tăng tới đỉnh

cao nhất sau khi dé bê tơng tương đối muộn, quả trình hạ nhiệt cũng diễn ratrong một thời gian dai, sự tod nhiệt chủ yếu qua bề mặt đập. Trong khi phầnlõi đập nhiệt độ tăng cao thì phần biên đập tiếp xúc với mơi trường lại có q

trình hạ nhiệt nhanh, đặc biệt trong các tháng lạnh mùa đơng. Do đó dẫn đến

sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa phần trong thân đập và phần biên đập, gây lên

ứng suất nhiệt. Ứng suất do chênh lệch nhiệt độ giữa phần bên trong và bên.

ngoài thân đập thường gây nứt né bé mặt, trong những điều kiện nhất định nó

có thể phát triển thành nứt nẻ ting sâu hoặc nứt xuyên [5]

Chênh lệch nhiệt độ nền là chênh lệch nhiệt độ cao nhất giữa khối đập

trong phạm vi rằng buộc của nền và nhiệt độ én định. Đó cũng có thé là chênh

nhiệt độ giữa khối đập thi công kế tiếp và khối đập đã thi cơng trước có

thời gian dimg dé dài, phẩn đập đã thi cơng có thể coi là nền của phần đập thi

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

2.2. Phương pháp và phần mềm sử dụng.2.2.1. Cơ sở của lý thuyết đàn hoi nhiệt

Biển dạng ở mọi điểm của vật thé e”, trong trường hợp chung là tổngcủa biển dang dẫn đến trạng thái ứng suất là biển dang ở điểm đã cho e, vabiến dang do sự thay đỗi nhệ:độ ở, (0

tác dung lên đập. Trong đó, trong thời gian thi cơng đập, q trình chất

đập, tải trọng thi cơng của máy móc và nhiệt độ là các tổ tác động chính tác

dụng lên đập

Ngày nay, việc ứng dụng máy tính điện tử vào mơ phỏng và giải các bài

tốn có điều kiện biên phức tạp bằng phương pháp phan tử hữu hạn (PTHH)

cho ta lời giải tin cậy và nhanh chóng. Với bài tốn nghiên cứu trường ứngxuất trong đập RCC trong thời gian thi cơng có các điều kiện biên phức tạp,

quá trình chất tai phát triển theo thời gian, ta thấy việc ứng dụng phương pháp.PTHH vào để giải là hồn tồn hợp lí, đáp ứng được các u cầu của bài tốn

đề ra. Do đó trong luận văn tác giả sử dụng phương pháp PTHH để tính tốn.Phương pháp PTHH ra đời vào những năm 50 nhưng rit it được sử dung,

vi cơng cụ toahọc cịn chưa phát triển. Vào cuối những năm 60, phươngpháp PTHH đặc biệt phát triển nhờ sự phát triển nhanh chồng và sử dụng rộng.

rãi của máy tính điện tử. Đến nay có thé nói rằng phương pháp PTHH đượccoi là phường pháp có hiệu quả nhất dé giải quyết các bài toán cơ học vật rắn

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

Luin vin Thạc sĩ 2

nói riêng và các bài tốn cơ học mơi trường liên tục nói chung như các bai

tốn thuỷ khí lực học, bài tốn về từ trường và điện trường.

Một trong những wu điểm nỗi bật của phương pháp PTHH là dé dàng lập.

phương trình để giải bai tốn trên máy tính, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tự

động hố tính tốn hàng loạt kết cấu với những kích thước, hình dang, mơ

hình vật liệu và điều kiện hình dạng khác nhau.

Phương pháp PTHH cũng thuộc loại bài tốn biến phân, song nó khácvới các loại phương pháp biến phân cổ điền phương pháp. Ritz, phương pháp

Galerkin ... ở chỗ nó Khơng tim dang him xp xi của him cần tìm trong tồn

miễn cịn có những đặc tính cơ lý khác nhau như bải tốn phân tích ứng suấttrong đập mà dé tải luận văn đang nghiên cứu.

1) Trình tự giải bài tốn bằng phương pháp PTHH:

Chia miền tính tốn thành nhiều các miễn con gọi là các phần tử. Cácphần tử này được nối với nhau bởi một số hữu hạn các nút, các điểm số nút

này có thể là các đỉnh của các phần tử, cũng có thé là một số sm được quyước trên mặt (cạnh) của phân tử.

Trong phạm vi của mỗi phan tử giả thiết một dạng phân bé xác định naođó của hàm cần tìm, có thể hàm chuyển vị, hàm ứng suất cũng có thể là cả.

ham chuyển vị và hàm ứng suất

“Thông thường giả thiết các ham này là những đa thức nguyên mà các hệ

số của đa thức là các thông số. Trong phương pháp PTHH, các thông số này

được biểu diễn qua các trị số của các đạo hàm của nó tại các điểm nút phan

Tuy theo ý nghĩa của ham xắp xi ma trong các bai tốn ta thường chia

thành ba loại mơ hình sau

Toc viên Nguyen Mạnh Hiến

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

+ Mơ hình tương thích: Ứng với dang mơ hình này ta biểu dign gin đúng.

dang phân bố của chuyển vị trong phan tử. Hệ phương trình cơ bản trong bàitốn của mơ hình này được thiết lập trên cơ sở nguyên lý biến phân Lagrage.

+ Mơ hình cân bằng: Ứng với mơ hình này ta biểu diễn gần đúng dạng.phân bố của chuyển vị trong phần tử. Hệ phương trình cơ bản này được thiết

lập trên cơ sở nguyên lý biển phân Castigliano.

+ Mơ hình hỗn hợp: Ứng với mơ hình này a biểu diễn gần đúng dang

phân bé của cà chuyi ứng suất trong phân tử. Ta coi chuyển vị và ứngsuất là hai yếu tổ độc lập riêng biệt. Hệ phương trình của bai tốn là sử dungmơ hình này được thiết lập trên cơ sở nguyên lý biến phân Reisner —

Các him xắp xi thường được chọn dưới dang da thức nguyên. Dạng da

thức này được chọn như thé nào đó dé đa thức này được hội tụ, có nghĩa là

chọn đa thức sao cho khi tăng số phần tử lên khá lớn thì kết quả tính tốn sẽtiệm cận tới kết qua chính xác hơn. Các hàm xắp xi cin phải chọn để đảm bảo

một số yêu cầu nhất định trước tiên là phải thoả mãn các phương trình cơ bancủa lý thuyết đàn hồi. Nhưng để thoả mãn một cách chặt chẽ tat cả các yêu.cầu thi sẽ có nhiều phức tạp trong việc chọn mơ hình Ia lập thuật tốn giải. Dođó trong thực tế ta phải giảm bớt một số yêu cầu nào đó nhưng vẫn đảm bảo.

nghiệm đạt được độ chính xác yêu cầu.

a, Thiết lập hệ phương trình cơ bản; Để thiết lập phương trình cơ bản của.

bài tốn giải bằng phương pháp PTHH thường dựa vào nguyên lý biển phân.Tir các nguyên lý biến phân rút ra được hệ phương trình đại số tuyến tính

ở dạng

Trong đó: [K]: Ma trận độ cứng

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

Luin vin Thạc sĩ 29

~ (A): Véc tơ chuyển vị

~(E): Vee tơ tải

b, Giải phương trình cơ bản (2-1) sẽ tim được các him an của miễn xét

tại các điểm nút. Giải hệ phương trình trên thì một yêu cầu rất quan trọng là

ma trận độ cứng K khơng được suy biển có nghĩa là det (K) # 0. Để đáp ứng.

được yêu cẩu khi ta cô thé xử lý bằng điều kiện biên, khi đã xử lý điều kiện

biên thì điều kiện trên đương nhiên thoả mãn.

e. Dựa vào phương trình cơ bản của loại bài tốn nghiên cứu để tìm các

đại lượng khác. Đối với các bài tốn kết cau sử dụng các phương trình cơ bancủa lý thuyết đàn hồi để tìm các đại lượng khác.

2) Mé hình vật liệu

Bê tơng là loại vật liệu đá nhân tạo được làm bằng bằng cách đổ khuônvà làm rắn chắc một hỗn hợp bao gồm cốt liệu, chất kết dính và nước, phụ.

hợp bê tơng quyết định cho vật li

hay tính đẻo, dễ chảy. Mơ hình vật liệu của bê tơng bao gồm mơ hình

gia. Việc pha trộn nay cường độ rắnđàn hồi tuyến tính, mơ hình đàn hồi déo... Trong luận văn chi đề cập đến mơ

hình vật liệu là mơ hình dan hồi tuyến tính.

Mơ hình đàn hồi tuyến tính là mơ hình tn theo quy luật Hoocke có.biến dạng tỷ lệ thuận với ứng suất (hình 2.9). Các tham số của mơ hình này làMơ dun dan hồi E, hệ số Poisson 0.

Hình 2.9. Quan hệ giữa ứng suất và biển dạng

Toc viên Nguyen Mạnh Hiến

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

2.2.2. Phần mềm sử dung tính tốn

Trong luận văn sử dụng phần mềm MIDAS Civil làm cơng cụ để tính

tốn. Phần mềm MIDAS Civil là một phần mềm chun dụng tính tốn kếtcấu, đựa trên phương pháp PTHH. Nó được phát triển trên cơ sở các phầnmềm tính kết cấu Sap2000, ETABS, SAFE, kết hợp với các tính năng nỗi trội

của các phần mém khác như AutoCard, Microsoft Office... giúp cho việc môphỏng và giải các bài tốn nhanh và có độ tin cậy cao, đặc biệt là giải các baitốn khơng gian và mơ phỏng theo thời gian

Để giải quyết bai tốn phân tích trường ứng suất của đập bê tông đầm lăn.trong thời gian thi công, các điều kiện biên thay đổi được áp đặt phủ hợp vớithực tế. Các tính chất của vật liệu là hàm của thời gian như cường độ, mơ đun

đàn hồi, từ biển, co ngót của bê tơng... đưa vào tính tốn trong chương trìnhphủ hợp với vật liệu thực tế, Điều này đặc biệt quan trọng với bài tốn của tađang xét, khi mà các tính chất của vật liệu phát triển theo thời gian. Mơ hình

cấu của đập được mô phỏng theo phần tử solid để tính tốn.2.3 Các bài tốn nghiên cứu

Để có thé đánh giá mức độ ảnh hưởng của từng yếu tổ đến trang thái ứng.suất của đập và so sánh với trạng thái ứng suất của đập khi chúng đồng thời

tác dụng ta phải nghiên cứu trường ứng suất do nhiệt độ tác dụng, trường ứng.

suất do chất tải tác dụng và trường ứng suất do nhiệt độ và chất tải t c dụng

đồng thời. Do đó ta tiến hành nghiên cứu các bài toán sau

-_ Bài toán 1: Trường ứng suất trong đập bê tông đầm lăn trong thời

gian thi công do nhiệt độ tác dụng.

= Bài toán 2: Trường ứng suất trong đập bê tông đầm lăn trong thời

gian thi công do chất tải vài trọng thi công tác dung,

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

CHƯƠNG 3

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG KET HỢP MƠ HÌNH TỐN KIEM ĐỊNH

CHAT LƯỢNG DAP SE SAN 43.1. Giới thiệu tóm tắt tình hình xây dựng đập Sé San 4

Thuỷ điện Sẽ San 4 được xây dựng trên sông Sé San thuộc địa phận 2

tỉnh Gia Lai và Kon Tum, có cơng suất lắp máy là 360 MW. Đập chính của

‘ong trình là đập bê tơng trọng lực sử dung ng nghệ bê tông dm lăn lõi

và bê tơng thường bọc bên ngồi, chiéu cao đập lớn nhất là 74.00 m,

Cơng trình được khởi cơng từ năm 2004 và hiện tại đã được đưa vào vận

hành khai thác. Tác giả lấy các số liệu của đập bê tông đầm lăn thuỷ điện SẽSan 4 làm cơ sở tính tốn trong luận văn. Ngồi ra một số các số liệu trong.quá trình thiế

các tiêu chuẩn của Mỹ để làm cơ sở tính tốn (như từ biến và co ngót).

kế của cơng trình khơng tiến hành thí nghiệm tác giả sử dụng.

Hình 3.1. Thi cơng đập bê tơng đầm lăn trên cơng trình thuỷ điện Sé San 4

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

Luin vin Thạc sĩ 33

3.1.1. Nhiệt độ môi trường

Ta sử dụng nhiệt độ trung bình tuyến tính hang tháng của mơi trường tạivị trí cơng trình dé tính tốn. Trong đó đã kể đến ảnh hưởng của bức xạ mặt

trời lên các mặt biên của đập, ảnh hưởng của độ ẩm khơng khí trong chuỗi

nhiệt độ moi trường. Số liệu nhiệt độ mơi trường sử dụng trong tính tốn được

Nhiệt độ ôn định trong nén đá được xem là bằng nhiệt độ trung bình năm

là 22.4"C, việc bóc lộ tầng phủ và loại bỏ lớp bảo vệ trên mặt nền đá chỉ thực.

hiện trước khi thi công b tông trong thời gian tương đổi ngắn, do đó có thẻ.xem nhiệt độ tính tốn trong nền đá bằng nhiệt độ trung bình năm.

Q trình thủy hóa của chất kết dính, một phần nhiệt sẽ được truyền vào.nền đá theo nguyên tắc đối lưu; hệ số truyền nhiệt giữa khối bê tông đầm lăn.và nền đá được lấy theo kinh nghiệm bằng [7]:

Toc viên Nguyen Mạnh Hiến

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

hagcc vi = 0/03W/mƯ/C

Trong thời gian thi cơng, các bề mặt khối bê tông đầm lăn tiếp xúc với

ván khuôn thép và khơng khí. Ti lệ truyền nhiệt bề mặt khối bê tông lănvà vin khuôn thép lấy theo kinh nghiệm bing 12 (kcal/mẺh"C), tỉ lệ trụnhiệt bề mặt khối bê tơng đầm lăn và khơng khí lấy bằng 12 (keal/m’hr'C)

3.14. Nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp bé tông dim lần tụi khối đỗ

Nhiệt độ của hỗn hợp bê tông đầm lan tai khối dé phụ thuộc vào nhiệt độ

của các thành phần vật liệu trong cắp phố, phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình

khơng khí của từng thời kỳ và nhiệt độ do quá trình trộn và vận chuyển.

Ta chọn nhiệt độ ban đầu của bê tông dim lăn là 22.5°C xp xi nhiệt độ

trung bình năm (22.4 "C) dé tính tốn.

3. 5. Các đặc tinh nhiệt của bê tong đằm lăn

- Độ in nhigt: K=1.7 (W/mfC)

~ Nhiệt thuỷ hố: tơng lượng nhiệt thuỷ hố của bê tơng đảm lăn khoảng.

200 We)

3.1.6. Các đặc tính cơ lý của bê tông đầm lăn ở tuổi thiết kế 365 ngày

~ Mô dun dan hồi: Ee= '82.10` kg/cm?

- Hệ số Poisson = 0.18

tường độ kháng nén: R,¿„=l50 kg/em”

- Cường độ kháng kéo: R,¿„=18 kg/cmẺ.~ Dung trọng: gcc=2.4 (Tim)

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

Luin vin Thạc sĩ 35

- Hệ số giãn né nhiệt: Cy=1.20x108 (IFC)

3.1.7. Các đặc tính nhiệt của nền đập~ Nhiệt dung riêng: c=850 (J/kg"C)- Độ dẫn nhigt: K=3.7 (W/mÏC),3.1.8. Các đặc tinh cơ lí cũa nén đập

~ Mơ đun biến dạng: E=10.0 (Gpa)

- Hệ số Poisson = 0.22

= Dung trong: g,‡,=2.65 (Tim)

- Hệ số giăn né nhiệt: Cy=1.008105 (IPC)3.1.9. Mơ hình phan tử kết cau đập

Mặt cắt đập tính tốn là mặt cắt đập có bắt lợi nhất về chịu lực. Ta chọnmặt cit đập có kích thước lớn nhất dé tính tốn. Kích thước hình học của nền.đập: nén đập được lấy về thượng lưu 65 m, về hạ lưu 65 m, chiều sâu nền daplà 100 m. Các phần tir thân đập được chia có kích thước 1.5 m, các phần tử

nên đập được chia có kích thước 4.5 m để đảm bảo độ chính xác của kết quảvà thời gian tính tốn là hợp li, Sơ đồ lưới phần tử được cho theo hình 3.2.

Toc viên Nguyen Mạnh Hiến

</div>