LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên cứu giải pháp kết cấu xây dựng đập trọng lực bê tông trên nền đá có đứt gãy lớn chịu ảnh hưởng của động đất” được hoàn thành ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tác giả còn được sự giúp đỡ nhiệt tình của các Thầy, Cô, cơ quan, bạn bè và gia đình. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Văn Lệ đã tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cần thiết cho luận văn. Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo Phòng đào tạo đại học và Sau đại học, khoa Công trình - Trường Đại học Thuỷ Lợi đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập, cũng như quá trình thực hiện luận văn này. Để hoàn thành luận văn, tác giả còn được sự cổ vũ, động viên khích lệ thường xuyên và giúp đỡ về nhiều mặt của gia đình và bạn bè. Hà Nội, ngày 01 tháng 03 năm 2013 Tác giả luận văn VŨ VĂN TRƯỜNG LỜI CAM KẾT Tên tôi là: Vũ Văn Trường Học viên lớp: 19C12 Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Những nội dung và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào. Tác giả VŨ VĂN TRƯỜNG MỤC LỤC LỜI CAM KẾT 2 DANH MỤC HÌNH VẼ 6 MỞ ĐẦU 1 I. Tính cấp thiết của đề tài 1 II. Mục đích của đề tài 1 III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 2 IV. Kết quả dự kiến đạt được: 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐẬP TRỌNG LỰC BÊ TÔNG VÀ XỬ LÝ NỀN ĐẬP TRỌNG LỰC BÊ TÔNG 3 1.1 Tổng quan về xây dựng đập trọng lực bê tông 3 1.1.1. Giới thiệu về đập trọng lực bê tông 3 1.1.2 Tình hình xây dựng đập trọng lực bê tông trên thế giới 5 1.1.3. Tình hình xây dựng đập trọng lực bê tông ở nước ta 8 1.2.Đứt gãy trong nền đập và biện pháp xử lý. 11 1.2. 1.Khái niệm về đứt gãy 11 1.2.2. Các phương pháp nhận biết đứt gãy 12 1.2.3. Các đới đứt gãy chính trên lãnh thổ Việt Nam 15 1.2.4. Các đới đứt gãy hoạt động trên phần lãnh thổ Việt Nam 18 1.2.5. Ảnh hưởng của đứt gãy đến ứng xử của đập trọng lực bê tông và biện pháp xử lý. 20 1.3. Kết luận chương 1 22 CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT - BIẾN DẠNG CỦA ĐẬP DƯỚI TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG TĨNH VÀ ĐỘNG 23 2.1. Các phương trình cơ bản tính đập dưới tác dụng của tải trọng tĩnh 23 2.1.1. Phương trình cân bằng tĩnh Navier 24 2.1.2. Phương trình hình học Cauchy 24 2.1.3. Phương trình vật lý 24 2.2. Các trường hợp tính toán và phương pháp tính toán 26 2.2.1. Các trường hợp tính toán 26 2.2.2. Phương pháp tính toán 26 2.3. Tính đập trọng lực bê tông dưới tác dụng của tải trọng động đất 28 2.4. Giới thiệu phần mềm ANSYS 33 2.5. Kết luận chương. 36 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT, BIẾN DẠNG CỦA ĐẬP TRỌNG LỰC BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN NẬM NA 3 PHỤC VỤ CHO VIỆC PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP XỬ LÝ ĐỨT GÃY DƯỚI NỀN 37 3.1.Giới thiệu chung về công trình thủy điện Nậm Na 3 37 3.1.1.Giới thiệu chung 37 3.1.2.Nhiệm vụ của dự án 40 3.1.3.Cấp công trình: 40 3.1.4. Tóm tắt các thông số thủy điện Nậm Na 3 trong TKKT 40 3.2.1.Các chỉ tiêu cơ lý của bê tông dung trong tính toán 43 3.2.2.Tài liệu về địa chất 43 3.3.Xây dựng mô hình và xác định các trường hợp tính toán 48 3.3.1. Các trường hợp tính toán 48 3.3.2. Tính toán tĩnh với bài toán không gian, mô hình cho một block đập 50 3.4.Kết luận chương 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 1.Kết luận 85 2. Kiến nghị 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 Tiếng Việt 86 Tiếng Anh 86 DANH MỤC BẢNG BIỂU 41TUBảng 1. 1: Thống kê các đập cao điển hình đã được xây dựng trên Thế giới[1]U41T 8 41TUBảng 1. 2: Một số đập bê tông lớn được xây dựng ở Việt Nam (giai đoạn trước năm 1945)[2] U41T 9 41TUBảng 1. 3: Một số đập trọng lực bê tông lớn được xây dựng ở Việt Nam đến năm 2013[3] U41T 10 41TUBảng 1. 4: Phân loại theo tính chất phá hoại tính liền khối của khối đáU41T 12 41TUBảng 2. 1: Bảng quan hệ giữa cấp động đất với hệ số động đấtU41T 31 41TUBảng 2. 2: Bảng giá trị hệ số ảnh hưởng động đất theo phương ngang αURU max UR41T 31 41TUBảng 2. 3: Bảng giá trị chu kỳ đặc trưng TUR g R41T 31 41TUBảng 2. 4: Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng theo loại nền đấtU41T . 33 41TUBảng 3. 1 :Thông số cơ bản của dự ánU41T 40 41TUBảng 3. 2: Chỉ tiêu cơ lý của các vật liệu bê tôngU41T 43 41TUBảng 3. 3. Đặc trưng cơ bản của đứt gãy chính khu vực công trình thuỷ điện Nậm Na 3 U41T 45 41TUBảng 3. 4: Giá trị tính toán cơ lý của nền đáU41T 47 41TUBảng 3. 5: Bảng tổng hợp kết quả tính toán các trường hợp tĩnhU41T 52 41TUBảng 3. 6: Tính toán giá trị phổ phản ứng ứng với 10 tần suất dao độngU41T 62 41TUBảng 3. 7: Kết quả tính toán chuyển vị và ứng suất khi nền đập là nền tôt không có đứt gãy trong nền đập U41T 63 41TUBảng 3. 8 : Kết quả tính toán giá trị phổ phản ứngU41T 69 41TUBảng 3. 9: Kết quả tính toán chuyển vị và ứng suất khi xét tới động đấtU41T 70 41TUBảng 3. 10: Tính toán giá trị phổ phản ứng ứng với 10 tần suất dao độngU41T 77 41TUBảng 3. 11: Kết quả tính toán chuyển vị và ứng suất xử lý vòm qua đứt gãy khi xét tới động đất U41T 78 DANH M ỤC HÌNH VẼ 41TUHình 1. 1: Phân loại đập theo kết cấu mặt cắt ngang đậpU41T 4 41TUHình 1. 2: Phân loại đập theo chức năngU41T 4 41TUHình 1. 3: Đập Trọng lực bê tông Grande Dixence cao 285m – SwitzerlandU41T 7 41TUHình 1. 4: Đập Trọng lực bê tông Miyagase cao 156m – Nhật BảnU41T 7 41TUHình 1. 5: Đập Trọng lực bê tông Long Than cao 216m – Trung QuốcU41T 7 41TUHình 1. 1: Đập Trọng lực bê tông Toktogul cao 215m – KyrgyzstanU41T 7 41TUHình 1. 7: Đập thuỷ điện Sơn La, cao 138mU41T 11 41TUHình 1. 8 : Đập thuỷ điện Hủa Na, cao 138mU41T 11 41TUHình 1. 9: Xử lý đứt gãy bằng nút nêm bê tông (hoặc bê tông cốt thép)U41T 21 41TUHình 2. 1: Tách phân tố trong thân đậpU41T 23 41TUHình 2. 2: Sơ đồ chia lưới phần tử của đập và nềnU41T 27 41TUHình 2. 3: Đường cong hệ số ảnh hưởng của động đất quy định trong GB 50011 – 2001 U41T 31 41TUHình 2. 4: Phổ phản ứng dùng trong thiết kế quy định trong TCXDVN 375:2006 U41T 32 41TUHình 2. 5: Mô phỏng tính toán kết cấu bản đáy và tường xung quanh nhà máy Thuỷ Nậm Ban 1 huyện Phong Thổ tỉnh Lai Châu U41T 34 41TUHình 2. 6: Mô phỏng tính toán kết cấu bệ đỡ nhà máy thuỷ điện Nậm Ban 1 huyện Phong Thổ tỉnh Lai Châu U41T 35 41TUHình 2. 7: Mô phỏng tính toán kết cấu tràn xả lũ thuỷ điện Nậm Ban 1 huyện Phong Thổ tỉnh Lai Châu U41T 35 41TUHình 3. 1: Mặt bằng tổng thể công trình thuỷ điện Nậm Na 3U41T 38 41TUHình 3. 2: Mặt bằng tổng thể thể hiện các đứt gãy công trình thuỷ điện Nậm Na 3 U41T 38 41TUHình 3. 3: Mặt cắt dọc công trình thuỷ điện Nậm Na 3U41T 39 41TUHình 3. 4: Mô hình của sở đồ tính xây dựng trong AutocadU41T 50 41TUHình 3. 5: Mô hình của nêm xử lýU41T 50 41TUHình 3. 6: Mô hình của sở đồ tính xây dựng trong AutocadU41T 51 41TUHình 3. 7: Mô hình của vòm xử lý qua đứt gãy nền đậpU41T 51 41TUHình 3. 8: Mô hình tính toán trong AnsyU41T 51 41TUHình 3. 9: Chuyển vị tổng TH nền tốtU41T 53 41TUHình 3. 10: Chuyển vị Ux TH nền tốtU41T 53 41TUHình 3.11: Chuyển vị Uy TH nền tốtU41T 54 41TUHình 3. 12: Chuyển vị Uz TH nền tốtU41T 54 41TUHình 3. 13: Ứng suất Sx TH nền tôtU41T 54 41TUHình 3. 14:Ứng suất Sy TH nền tốtU41T 54 41TUHình 3. 15: Ứng suất Sz TH nền tốtU41T 54 41TUHình 3. 16: Ứng suất S1 TH nền tốtU41T 54 41TUHình 3. 17: Ứng suất S2 TH nền tốtU41T 54 41TUHình 3. 18: Ứng suất S3 TH nền tốtU41T 54 41TUHình 3.19: Chuyển vị tổng TH xử lý bằng nêm qua đứt gãyU41T 55 41TUHình 3.20: Chuyển vị Ux TH xử lý bằng nêm qua đứt gãyU41T 55 41TUHình 3.21: Chuyển vị Uy TH xử lý bằng nêm qua đứt gãyU41T 55 41TUHình 3.22: Chuyển vị Uz TH xử lý bằng nêm qua đứt gãyU41T 55 41TUHình 3.23: Ứng suất Sx TH xử lý bằng nêm qua đứt gãyU41T 55 41TUHình 3.24: Ứng suất Sy TH xử lý bằng nêm qua đứt gãyU41T 55 41TUHình 3.25: Ứng suất Sz TH xử lý bằng nêm qua đứt gãyU41T 56 41TUHình 3.26: Ứng suất S1 TH xử lý bằng nêm qua đứt gãyU41T 56 41TUHình 3.27: Ứng suất S2 TH xử lý bằng nêm qua đứt gãyU41T 56 41TUHình 3.28:Ứng suất S3 TH xử lý bằng nêm qua đứt gãyU41T 56 41TUHình 3.29: Mô hình nêm tính toán trong AnsysU41T 56 41TUHình 3.30: Chuyển vị Ux mô hình nêm tính 3 chiều toàn khốiU41T 56 41TUHình 3.31: Chuyển vị Uy mô hình nêm tính 3 chiều toàn khốiU41T 57 41TUHình 3.32: Chuyển vị Uz mô hình nêm tính 3 chiều toàn khốiU41T 57 41TUHình 3.33: Ứng suất Sx mô hình nêm tính 3 chiều toàn khốiU41T 57 41TUHình 3.34: Ứng suất Sy mô hình nêm tính 3 chiều toàn khốiU41T 57 41TUHình 3.35: Chuyển vị Sz mô hình nêm tính 3 chiều toàn khốiU41T 57 41TUHình 3.36: Ứng suất S1 mô hình nêm tính 3 chiều toàn khốiU41T 57 41TUHình 3.37: Chuyển vị S2 mô hình nêm tính 3 chiều toàn khốiU41T 58 41TUHình 3.38: Ứng suất S3 mô hình nêm tính 3 chiều toàn khốiU41T 58 41TUHình 3.39: Chuyển vị tổng TH xử lý bằng vòm qua đứt gãyU41T 58 41TUHình 3.40: Chuyển vị Ux TH xử lý bằng vòm qua đứt gãyU41T 58 41TUHình 3.41: Chuyển vị Uy TH xử lý bằng vòm qua đứt gãyU41T 58 41TUHình 3.42: Chuyển vị Uz TH xử lý bằng vòm qua đứt gãyU41T 58 41TUHình 3.43: Ứng suất Sx TH xử lý bằng vòm qua đứt gãyU41T 59 41TUHình 3.44: Ứng suất Sy TH xử lý bằng vòm qua đứt gãyU41T 59 41TUHình 3.45: Ứng suất Sz TH xử lý bằng vòm qua đứt gãyU41T 59 41TUHình 3.45: Ứng suất S1 TH xử lý bằng vòm qua đứt gãyU41T 59 41TUHình 3.47: Ứng suất S2 TH xử lý bằng vòm qua đứt gãyU41T 59 41TUHình 3.48: Ứng suất S3 TH xử lý bằng vòm qua đứt gãyU41T 59 41TUHình 3.49:Mô hình tính toán trong AnsysU41T 60 41TUHình 3.50: Chuyển vị Ux mô hình vòm tính 3 chiều toàn khốiU41T 60 41TUHình 3.51: Chuyển vị Uy mô hình vòm tính 3 chiều toàn khốiU41T 60 41TUHình 3.52: Chuyển vị Uz mô hình vòm tính 3 chiều toàn khốiU41T 60 41TUHình 3.53: Ứng suất Sx mô hình vòm tính 3 chiều toàn khốiU41T 60 41TUHình 3.54:Ứng suất Sy mô hình vòm tính 3 chiều toàn khốiU41T 60 41TUHình 3.55: Chuyển vị Sz mô hình vòm tính 3 chiều toàn khốiU41T 61 41TUHình 3.56:Ứng suất S1 mô hình vòm tính 3 chiều toàn khốiU41T 61 41TUHình 3.57: Chuyển vị S2 mô hình vòm tính 3 chiều toàn khốiU41T 61 41TUHình 3.58: Ứng suất S3 mô hình vòm tính 3 chiều toàn khốiU41T 61 41TUHình 3.59:Hình dạng dao động ứng với tấn số f=2.834(m)U41T 63 41TUHình 3.60: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=3.256(m)U41T 63 41TUHình 3.61:Hình dạng dao động ứng với tấn số f=3.629(m)U41T 64 41TUHình 3.62: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=4.006(m)U41T 64 41TUHình 3.63:Hình dạng dao động ứng với tấn số f=5.862(m)U41T 64 41TUHình 3.64: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=6.006(m)U41T 64 41TUHình 3.65: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=6.508(m)U41T 64 41TUHình 3.66:Hình dạng dao động ứng với tấn số f=6.764(m)U41T 64 41TUHình 3.67:Hình dạng dao động ứng với tấn số f=7.992(m)U41T 65 41TUHình 3.68: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=8.366(m)U41T 65 41TUHình 3.69:Chuyển vị tổng sau khi tính tổ hợp các dao độngU41T 65 41TUHình 3.70:Chuyển vị Ux sau khi tính tổ hợp các dao độngU41T 65 41TUHình 3.71: Chuyển vị Uy sau khi tính tổ hợp các dao độngU41T 65 41TUHình 3.72:Chuyển vị Uz sau khi tính tổ hợp các dao độngU41T 65 41TUHình 3.73:Chuyển vị Utổng tĩnh+động đấtU41T 66 41TUHình 3.74:Chuyển vị Ux tĩnh+động đấtU41T 66 41TUHình 3.75:Chuyển vị Uy tĩnh+động đấtU41T 66 41TUHình 3.76: Chuyển vị Uz tĩnh+động đấtU41T 66 41TUHình 3.77:Ứng suất Sx tĩnh+động đấtU41T 66 41TUHình 3.78:Ứng suất Sy tĩnh+động đấtU41T 66 41TUHình 3.79: Ứng suất Sz tĩnh+động đấtU41T 67 41TUHình 3.80: Ứng suất S1 tĩnh+động đấtU41T 67 41TUHình 3.81:Ứng suất S2 tĩnh+động đấtU41T 67 41TUHình 3.82: Ứng suất S3 tĩnh+động đấtU41T 67 41TUHình 3.83: Chuyển vị Utổng tĩnh - động đấtU41T 67 41TUHình 3.84:Chuyển vị Ux tĩnh - động đấtU41T 67 41TUHình 3.85: Chuyển vị Uy tĩnh - động đấtU41T 68 41TUHình 3.86: Chuyển vị Uz tĩnh - động đấtU41T 68 41TUHình 3.87: Ứng suất Sx tĩnh - động đấtU41T 68 41TUHình 3.88:Ứng suất Sy tĩnh - động đấtU41T 68 41TUHình 3.89: Ứng suất Sz tĩnh - động đấtU41T 68 41TUHình 3.90: Ứng suất S1 tĩnh - động đấtU41T 68 41TUHình 3.91: Ứng suất S2 tĩnh - động đấtU41T 69 41TUHình 3.92: Ứng suất S3 tĩnh - động đấtU41T 69 41TUHình 3.93: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=2.942(m)U41T 71 41TUHình 3.94: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=3.049(m)U41T 71 41TUHình 3.95: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=3.635(m)U41T 71 41TUHình 3.96: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=4.019(m)U41T 71 41TUHình 3.97: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=5.328(m)U41T 71 41TUHình 3.98: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=6.118(m)U41T 71 41TUHình 3.99: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=6.513(m)U41T 72 41TUHình 3.100: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=6.884(m)U41T 72 41TUHình 3.101: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=7.85(m)U41T 72 41TUHình 3.102: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=8.037(m)U41T 72 41TUHình 3.103: Chuyển vị tổng sau khi tính tổ hợp các dao độngU41T 72 41TUHình 3.104: Chuyển vị Ux sau khi tính tổ hợp các dao độngU41T 72 41TUHình 3.105:Chuyển vị Uy sau khi tính tổ hợp các dao độngU41T 73 41TUHình 3.106: Chuyển vị Uz sau khi tính tổ hợp các dao độngU41T 73 41TUHình 3.107: Chuyển vị Utổng tĩnh+động đấtU41T 73 41TUHình 3.108: Chuyển vị Ux tĩnh+động đấtU41T 73 41TUHình 3.109: Chuyển vị Uy tĩnh+động đấtU41T 73 41TUHình 3.110: Chuyển vị Uz tĩnh+động đấtU41T 73 41TUHình 3.111: Ứng suất Sx tĩnh+động đấtU41T 74 41TUHình 3.112: Ứng suất Sy tĩnh+động đấtU41T 74 41TUHình 3.113: Ứng suất Sz tĩnh+động đấtU41T 74 41TUHình 3.114: Ứng suất S1 tĩnh+động đấtU41T 74 41TUHình 3.115: Ứng suất S2 tĩnh+động đấtU41T 74 41TUHình 3.116: Ứng suất S3 tĩnh+động đấtU41T 74 41TUHình 3.117: Chuyển vị Utổng tĩnh-động đấtU41T 75 [...]... ny B tông cốt thép Nền đập B tông Đứt gãy hoặc nứt nẻ lớn Nền đập B tông Đứt gãy hoặc nứt nẻ lớn Hỡnh 1 9: X lý t góy bng nỳt nờm bờ tụng (hoc bờ tụng ct thộp) +Trong quy phm thit k p trng lc bờ tụng DL-5108-1999 ca Trung Quc cng nờu nh sau: - Khi quy mụ i t góy nỏt vn khụng ln, nhng thnh phn vt liu trong i t góy ch yu l nham thch mm yu, cú nh hng nht nh n cng v bin dng co ộp ca nn p, thỡ cú th dựng. .. Tớnh cp thit ca ti Cựng vi s phỏt trin kinh t v khoa hc cụng ngh trờn ton Th gii núi chung v Vit Nam núi riờng, nhu cu dựng nc cho cỏc ngnh, i sng sinh hot cho con ngi v phũng chng l ngy cng tng, ũi hi phi cung cp y nhu cu dựng nc v cõn i gia cỏc ngnh iu chnh ngun nc phự hp vi yờu cu dựng nc, mt trong nhng bin phỏp ph bin v hiu qu nht l iu tit ngun nc bng h cha Cụng trỡnh h cha nc c xõy dng ngy cng... h lu, khi h khụng cú nc lch tõm v phớa thng lu b Phõn loi p Theo s tay thy li tp 1 tỏc gi PGS.TS Nguyn Chin[2] phõn loi nh sau: +Phõn loi theo chiu cao ca p: Chiu cao p v nn p l mt trong cỏc tiờu chun dựng phõn cp p trng lc bờ tụng - Theo ti liu ca th gii, p thng phõn thnh p cao: Cú chiu cao: H 70m R R p cao trung bỡnh: 30m H . CẢM ƠN Luận văn Nghiên cứu giải pháp kết cấu xây dựng đập trọng lực bê tông trên nền đá có đứt gãy lớn chịu ảnh hưởng của động đất được hoàn thành ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tác. VỀ ĐẬP TRỌNG LỰC BÊ TÔNG VÀ XỬ LÝ NỀN ĐẬP TRỌNG LỰC BÊ TÔNG 3 1.1 Tổng quan về xây dựng đập trọng lực bê tông 3 1.1.1. Giới thiệu về đập trọng lực bê tông 3 1.1.2 Tình hình xây dựng đập trọng. VỀ ĐẬP TRỌNG LỰC BÊ TÔNG VÀ XỬ LÝ NỀN ĐẬP TRỌNG LỰC BÊ TÔNG 1.1 Tổng quan về xây dựng đập trọng lực bê tông 1.1.1. Giới thiệu về đập trọng lực bê tông a.Nguyên lý làm việc của đập trọng lực