Thạc Sĩ Nghiên cứu bố trí phân khe trong đập vòm

LUẬN VĂN THẠC SỸ
NĂM 2014


MỤC LỤC
DANH MỤC VIẾT TẮT 10
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẬP VÒM 1
1.1 TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP VÒM TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM. 1
1.2 NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG ĐẬP VÒM. 3
1.2.1 Công nghệ thi công đập vòm: 3
1.2.2 Vấn đề về thiết kế đập vòm 17
1.3 NHỮNG VẤN ĐỀ ĐÁNH GIÁ AN TOÀN ĐẬP VÒM. 19
1.4 NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ KHẢ NĂNG VÀ BIỆN PHÁP KHÁNG CHẤN ĐẬP VÒM. 20
1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG . 21
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA NGHIÊN CỨU 22
2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT ĐẬP VÒM 22
2.1.1 Phương pháp dầm - Vòm: 22
2.1.2 Phương pháp PTHH . 25
2.1.3 Phương pháp ứng suất đẳng hiệu PTHH 26
2.1.4 Phương pháp PTHH tự thích ứng . 27
2.2 PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN TRONG PHÂN TÍCH ĐẬP VÒM 27
2.2.1 Các hàm chuyển vị . 27
2.2.2 Biến dạng . 28
2.2.3 Ứng suất . 28
2.2.4 Tải trọng . 29
2.2.5 Độ cứng của phần tử 29
2.2.6 Các phương trình cân bằng 29
2.3 LƯỚI PHẦN TỬ HỮU HẠN TỰ THÍCH ỨNG TRONG PHÂN TÍCH ỨNG
SUẤT ĐẬP VÒM. 31
2.3.1 Phương pháp h – thay đổi kích thước phần tử (h – enrichment): 33
2.3.2 Phương pháp p – thay đổi cấp bậc hàm số phần tử (p – refinement): 35
2.3.3 Phương pháp r – thay đổi vị trí điểm nút mạng lưới phần tử (phương pháp
điểm nút di động): . 37
2.3.4 Phương pháp tổ hợp: 37
2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG . 38
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU BỐ TRÍ PHÂN KHE HỢP LÝ TRONG ĐẬP VÒM
. 39
3.1 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỊA HÌNH TỚI ỨNG SUẤT TRONG ĐẬP VÒM . 40
3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỊA CHẤT TỚI ỨNG SUẤT TRONG ĐẬP VÒM 42
3.2.1 Địa chất 42
3.2.2 Mô hình 43
3.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU CAO ĐẬP TỚI ỨNG SUẤT TRONG ĐẬP VÒM. 51
3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG . 54
CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO CÔNG TRÌNH CỤ THỂ 56
4.1 GIỚI THIỆU CHUNG CÔNG TRÌNH 56
4.1.1 Mô hình đập và nền 56
4.1.2 Các chỉ tiêu cơ lý 58
4.1.3 Các lực tác dụng . 58
4.2 PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG THÂN ĐẬP 60
4.2.1 Ảnh hưởng của liên kết nền với đập 60
4.2.2 Phân tích, đánh giá kết quả tính toán chuyển vị của các trường hợp. 61
4.2.3 Phân tích, đánh giá kết quả tính toán ứng suất của các trường hợp. 65
4.3 PHÂN TÍCH VÀ BỐ TRÍ KHE HỢP LÝ 71
4.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG . 71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73
KẾT LUẬN . 73
TỒN TẠI . 73
KIẾN NGHỊ 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO 75
PHỤ LỤC . 76
PHỤ LỤC 3.1 76
PHỤ LỤC 3.2 78
PHỤ LỤC 3.3 79
PHỤ LỤC 4.1 81
PHỤ LỤC 4.2 83
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Một số hình ảnh đập vòm tại các nước phương Tây . 2
Hình 1.2: Một số hình ảnh đập vòm ở Trung Quốc 2
Hình 1.4: Kết cấu khe dẫn đập vòm RCC . 9
Hình 1.5: SCC lấp đầy khối đá đổ hình thành RFC 14
Hình 1.6: Thi công RFC đập vòm . 16
Hình 1.7: Đặc trưng hình học dầm vòm 18
Hình 1.8: Đặc trưng hình học vòm ngang . 18
Hình 2.1: Sơ đồ phân bố tải trọng lên vòm và dầm 22
Hình 2.2: Sơ đồ phân phối tải trọng cho dầm và vòm trên mặt nằm ngang. 24
Hình 2.3: Phương pháp phần tử hữu hạn . 26
Hình 2.4: Ba phương pháp thay đổi mạng lưới phần tử liên tục 33
Hình 3.1: Các loại khe trong đập vòm 40
Hình 3.2: Kết cấu khe thi công 40
Hình 3.3: Những điều kiện địa hình khi xây dựng đập vòm 41
Hình 3.4: Phổ S R 1 R ứng với E R 1 R = 5800 Mpa 44
Hình 3.5: Phổ S R 1 R ứng với E R 2 R = 7200 Mpa 44
Hình 3.6: Phổ S R 1 R ứng với E R 3 R = 9000 Mpa 45
Hình 3.7: Quan hệ E ~ Uy .46
Hình 3.8: Quan hệ E ~ Uz .46
Hình 3.9: Quan hệ E ~ S R 1 R 46
Hình 3.10: Quan hệ E ~ S R 3 R 46
Hình 3.11: Phổ S R 1 R ứng với υ R 1 R = 1,5 48
Hình 3.12: Phổ S R 1 R ứng với υ R 2 R = 2,0 48
Hình 3.13: Phổ S R 1 R ứng với υ R 3 R = 2,5 49
Hình 3.14: Quan hệ υ ~ Uy .49
Hình 3.15: Quan hệ υ ~ Uz .49
Hình 3.16: Quan hệ υ ~
S R 1 R 50
Hình 3.17: Quan hệ υ ~
S R 3 R .50
Hình 3.19: Phổ Uy R R ứng với H R 2 R = 90 m. 52
Hình 3.20: Phổ Uy R R ứng với H R 3 R = 120 m 52
Hình 3.21: Quan hệ H ~ Uy .53
Hình 3.22: Quan hệ H ~ Uz 53
Hình 3.23: Quan hệ H ~
S R 1 R 53
Hình 3.24: Quan hệ H ~
S R 3 R 53
Hình 4.1: Đập Moticello . 56
Hình 4.2: Mô hình mặt bằng đập 57
Hình 4.3: Mô hình cắt ngang đập. 57
Hình 4.4: Mô hình tính toán 57
Hình 4.5: Chuyển vị theo phương Y – TH1 . 62
Hình 4.6: Chuyển vị theo phương Y – TH2 . 63
Hình 4.7: Chuyển vị theo phương Y – TH3 . 63
Hình 4.8: Chuyển vị theo phương Y – TH4 . 64
Hình 4.9: Quan hệ giữa các trường hợp phân khe với chuyển vị theo phương Y . 64
Hình 4.10: Ứng suất S1– TH1 . 65
Hình 4.11: Ứng suất S1– TH2 . 66
Hình 4.12: Ứng suất S1– TH3 . 66
Hình 4.13: Ứng suất S1– TH4 . 67
Hình 4.14: Quan hệ giữa S R 1 R và số khe 67
Hình 4.15: Ứng suất S3– TH1 . 68
Hình 4.16: Ứng suất S3– TH2 . 69
Hình 4.17: Ứng suất S3– TH3 . 69
Hình 4.18: Ứng suất S3– TH4 . 70
Hình 4.19: Quan hệ giữa S R 3 R và số khe 70




DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Tỉ lệ cấp phối một vài đập vòm RCC điển hình ở Trung Quốc . 5
Bảng 1.2: Tính năng kỹ thuật RCC của một vài đập vòm ở Trung Quốc . 7
Bảng 1.3: Thống kê đập vòm ứng dụng bê tông vi giãn nở MgO ở Trung Quốc mấy
năm gần đây 10
Bảng 1.4: Bảng tỉ lệ cấp phối chủ yếu bê tông MgO trộn ngoài đã xây dựng 12
Bảng 1.5: Tỉ lệ cấp phối bê tông MgO thích hợp cho vùng Quảng Đông – Trung Quốc 12
Bảng 1.6: Tham số đặc trưng thí nghiệm phá hoại uốn và cắt 16
Bảng 3.1: Kết quả tính toán với các trường hợp E khác nhau 45
Bảng 3.2: Kết quả tính toán với các trường hợp hệ số Poisson υ khác nhau 49
Bảng 3.3: Kết quả tính toán với các trường hợp chiều cao đập khác nhau . 53
Bảng 4.1: Chỉ tiêu cơ lý . 58
Bảng 4.2: Kết quả tổng hợp chuyển vị ứng ứng suất của hai trường hợp 61
Bảng 4.3: Tổng hợp các chuyển vị của các trường hợp tính toán . 64
Bảng 4.4: Tổng hợp các ứng suất S R 1 R của các trường hợp tính toán 67
Bảng 4.5: Tổng hợp ứng suất chính S R 3 R của đập 70