Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết độ tin cậy để đánh giá rủi ro và tính toán thiết kế cho kè phú đa tỉnh phú yên

L I CAM OAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u c a riêng tôi. Các s li u và k t qu
trong lu n v n là hoàn toàn đúng v i th c t và ch a đ
trình tr

c đây. T t c các trích d n đã đ

c công b trong các công

c ghi rõ ngu n g c.

Hà N i, ngày 23 tháng 04 n m 2015
Tác gi lu n v n

V Th Hoài


L IC M

N

Sau m t th i gian nghiên c u, th c hi n lu n v n Th c s v i đ tài “Nghiên
c u ng d ng lý thuy t đ tin c y đ đánh giá r i ro và tính toán thi t k cho kè
Phú a - t nh Phú Yên” tác gi đã hoàn thành theo đúng n i dung c a đ c ng
nghiên c u, đ c H i đ ng Khoa h c và ào t o c a tr ng i h c Th y L i phê
duy t. Lu n v n đ c th c hi n v i m c đích nghiên c u ng d ng lý thuy t đ tin
c y trong thi t k t i u h th ng phòng ch ng l .
có đ

c k t qu nh ngày hôm nay, tác gi xin bày t lòng bi t n sâu

s c t i TS. ng Kim H nh B môn Công ngh & qu n lý xây d ng, các th y cô
giáo chuyên nghành - Tr ng
i h c Th y l i đã t n tình h ng d n, ch b o và
đóng góp các ý ki n quý báu trong su t quá trình th c hi n lu n v n.
Tác gi xin g i l i c m n chân thành t i lãnh đ o tr ng i h c Th y L i,
Phòng ào t o đ i h c và sau đ i h c, khoa Công trình và các th y cô đã tham gia
gi ng d y trong th i gian qua, đã t o đi u ki n thu n l i đ tác gi có th hoàn
thành khóa h c và Lu n v n c a mình.
Cu i cùng, tác gi xin g i l i c m n t i gia đình, b n bè, đ ng nghi p
nh ng ng i đã đ ng viên, t o đi u ki n cho tác gi trong su t quá trình h c t p và
nghiên c u v a qua.
Trong quá trình th c hi n lu n v n, do th i gian và ki n th c còn h n ch
nên ch c ch n không th tránh kh i nh ng sai sót. Vì v y, tác gi r t mong nh n
đ c s đóng góp ý ki n c a th y cô, đ ng nghi p đ giúp tác gi hoàn thi n v m t
ki n th c trong h c t p và nghiên c u.
Xin trân tr ng c m n!
Hà N i,ngày 23 tháng 04 n m 2015
Tác gi lu n v n

V Th Hoài


M

M CL C
U ....................................................................................................................1

1. Tính c p thi t c a đ tài ..........................................................................................1
2. M c đích c a đ tài .................................................................................................2

3. i t ng và ph m vi nghiên c u ...........................................................................2
4. Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u .............................................................2
5. K t qu đ t đ c .....................................................................................................2
CH
NG 1. T NG QUAN V
NG D NG LÝ THUY T
TIN C Y VÀ
XÂY D NG KÈ ........................................................................................................3
1.1. Lý thuy t đ tin c y trong an toàn công trình trên th gi i và Vi t Nam ............3
1.1.1. Trên th gi i ................................................................................................3
1.1.2. T i Vi t Nam ...............................................................................................5
1.2. Các công trình b o v b ......................................................................................7
1.2.1. Công trình b o v b sông ...........................................................................7
1.2.2. Công trình b o v b bi n ...........................................................................8
1.3. Ph ng pháp thi t k truy n th ng ......................................................................9
1.3.1. Ph
1.3.2. Ph

ng pháp ng su t cho phép ..................................................................9
ng pháp tính theo h s an toàn .........................................................10

1.3.3. Ph ng pháp tính theo tr ng thái gi i h n ................................................10
1.4. Ph ng pháp thi t k ng u nhiên. ......................................................................10
1.5. K t lu n ch ng 1 ..............................................................................................11
CH
NG 2. LÝ THUY T
TIN C Y VÀ PHÂN TÍCH R I RO TRONG
THI T K H TH NG PHÒNG CH NG L ..................................................13
2.1. Phân tích r i ro do l l t ..................................................................................14
2.2. Phân tích đ tin c y c a thành ph n h th ng .................................................16

2.3. C s toán h c c a ph ng pháp ng u nhiên..................................................18
2.3.1 Tính toán c p đ I .......................................................................................18
2.3.2. Tính toán c p đ II.....................................................................................19
2.3.3 Tính toán c p đ III ....................................................................................24
2.4. Các bài toán trong thi t k ng u nhiên công trình phòng ch ng l ...................25
2.4.1. Bài toán 1 – ánh giá an toàn c a h th ng đê. ........................................25
2.4.2. Bài toán 2: T i u tiêu chu n an toàn theo quan đi m kinh t ..................33
2.5 K t lu n ch ng 2 ...........................................................................................36


CH
NG 3. ÁNH GIÁ AN TOÀN H TH NG PHÒNG CH NG L VÀ
NG D NG CHO H TH NG PHÒNG CH NG L TUY N KÈ PHÚ A,
HUY N ÔNG HÒA, PHÚ YÊN .........................................................................37
3.1. M t s đ c đi m chính v khu v c xây d ng kè Phú a...................................37
3.1.1. V trí đ a lý .................................................................................................37
3.1.2. i u ki n đ a hình......................................................................................37
3.1.3. c đi m khí h u .......................................................................................38
3.1.4. Tình hình m ng l i quan tr c ..................................................................38
3.1.5. c di m Khí t ng n m 2009 .................................................................39
3.1.6. Tình hình dân sinh kinh t - Kinh t Xã h i huy n ông Hòa theo th ng
kê n m 2009.........................................................................................................39
3.1.7. M t s đánh giá hi n tr ng v khu v c xây d ng kè Phú a ....................40
3.2. Mô t h th ng kè Phú a ..................................................................................41
3.3. Tính toán cao trình đ nh đê theo thi t k truy n th ng ......................................43
3.3.1. Cao trình đ nh kè .......................................................................................44
3.3.2.Cao trình đ nh chân kè ................................................................................44
3.3.3. Cao trình đáy chân kè ................................................................................44
3.4. Xác đ nh cao trình đ nh đê h p lý theo lý thuy t đ tin c y ..............................45
3.4.1 Bài toán 1 – ánh giá an toàn h th ng đê hi n t i ...................................45

3.4.2. Bài toán 2 – Xác đ nh cao trình đ nh kè h p lý theo ph ng pháp lý thuy t
đ tin c y..............................................................................................................59
K T LU N VÀ KI N NGH ................................................................................68
1. Nh ng k t qu đ t đ c ........................................................................................68
2. Nh ng t n t i .........................................................................................................68
3. Ki n ngh ...............................................................................................................69
4. H ng ti p t c nghiên c u ....................................................................................69
TÀI LI U THAM KH O ......................................................................................71


DANH M C B NG

B ng 2. 1–

ng kính (cm) t

ng đ

ng c a đ t sét .............................................30

B ng 2. 2 - H s không đ u c a l u t c n: ..............................................................30
B ng 3. 1- Danh sách bi n ng u nhiên theo c ch ch y tràn đ nh đê: ...................45
B ng 3. 2 - Xác su t x y ra s c c a c ch ch y tràn ...........................................46
B ng 3. 3 - Danh sách bi n ng u nhiên theo c ch m t n đ nh mái b o v ..........47
B ng 3. 4- Xác su t x y ra s c c a c ch m t n đ nh KCBV mái ......................48
B ng 3. 5- Danh sách bi n ng u nhiên theo c ch m t n đ nh mái b o v ...........49
B ng 3. 6 - Xác su t s c và h s

nh h

ng c ch m t n đ nh mái b o v ......49

B ng 3.7 - Các bi n ng u nhiên c a c ch xói ng m, đ y tr i cho o n 1 ..........51
B ng 3. 8 - Xác su t x y ra s c và nh h

ng c a các bi n ng u nhiênđ n c ch

xói ng m ....................................................................................................................52
B ng 3. 9 - Xác su t x y ra s c và nh h

ng c a các bi n ng u nhiênđ n c ch

đ y tr i ......................................................................................................................53
B ng 3. 10 - Các bi n ng u nhiên c a c ch m t n đ nh mái đê ..........................54
B ng 3. 11 - H s

n đ nh mái kè ............................................................................55

B ng 3. 12 - Xác su t x y ra s c c a c ch m t n đ nh mái kè .........................56
B ng 3. 13 – Các h s chi phí nâng c p đ n v c a kè Phú a ..............................59
B ng 3. 14 – Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l và chi phí nâng c p kè ......60
B ng 3. 15– Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l và chi phí q.lý v n hành .....61
B ng 3. 16 – Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l và chi phí đ u t ...............62
B ng 3. 17 – S li u th ng kê v thi t h i kinh t do l l t t i huy n ông Hòa .....62
B ng 3. 18 – Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l t ng chi phí đ u t , chi phí
r i ro và t ng chi phí c a h th ng ...........................................................................65


DANH M C HÌNH
Hình 2. 1- S đ quá trình phân tích r i ro [6]. .................................................. 16

Hình 2. 2 - Hàm tin c y bi u di n trong m t ph ng RS [6]. ................................. 17
Hình 2. 3 -

nh ngh a xác su t x y ra s c và ch s đ tin c y [6] ................... 18

Hình 2. 4 - C ch xói ng m/đ y tr i [8] ............................................................ 31
Hình 2. 5 – Ph

ng pháp xác đ nh đi m t i u thi t k v kinh t ........................ 35

Hình 3. 1 - Khu v c xây d ng kè ...............................................................................37
Hình 3. 2 - S h a khu v c xây d ng kè ...................................................................42
Hình 3. 3 - S đ cây s c h th ng phòng l huy n ông Hòa, Phú Yên .............43
Hình 3. 4 - Phân ph i MNL d a trên s li u đo đ c theo BESTFIT ........................46
Hình 3. 5 - nh h

ng c a các bi n ng u nhiên đ n xác su t x y ra s c c a c

ch ch y tràn .............................................................................................................46
Hình 3. 6 - nh h

ng c a các bi n ng u nhiên đ n c ch m t n đ nh KCBV mái .....48

Hình 3. 7 - nh h

ng c a các bi n ng u nhiên đ n c ch xói chân .....................50

Hình 3. 8 - nh h

ng c a các bi n ng u nhiên đ n c ch xói ng m ....................52

Hình 3. 9 - nh h

ng c a các bi n ng u nhiên đ n c ch đ y tr i.......................53

Hình 3. 10 - Tr
n

ng h p 1 - Công trình v a thi công xong, m c n

c sông là m c

c ki t MNK= -2,5m .............................................................................................55

Hình 3. 11- Tr

ng h p 2 - M c n

c rút t MNL =5m xu ng m c n

c =3.5m

trong m t ngày ..........................................................................................................56
Hình 3. 12 - M t c t đ i di n tuy n phòng ch ng l ................................................59
Hình 3. 13- Xác đ nh giá tr thi t h i do l l t .............................................................63
Hình 3. 14 - Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l Pf v i Chi phí r i ro kinh t
Rpf và T ng chi phí nâng c p c a h th ng Ctot .........................................................66


B NG CÁC KÝ HI U

σmax

:

ng su t tính toán l n

[σ]

:

ng su t cho phép

K

: H s an toàn;

Fg

: Y u t gây n đ nh;

Ft

: Y u t gây m t n đ nh;

Kcp

: H s an toàn cho phép

Ntt

: Tr s tính toán c a t i tr ng t ng h p;

R

:

S

: T i tr ng hay kh n ng gây h h ng.

Z

: Hàm tin c y

γΡ

: H s an toàn c a đ b n;

γΣ

: H s an toàn c a t i tr ng.

qc

:L ul

ng tràn t i h n gây h h ng công trình [m3/s/m];

q0

:L ul

ng tràn th c t qua công trình [m3/s/m];

Zc

: Cao trình đ nh đê (m);

Zmax

:M cn

ht

: Chi u sâu b o v c a k t c u chân đê;

hx

: Chi u sâu h xói d ki n tr

h

: Chi u sâu n

c tr

c chân đê;

Hs

: Chi u cao sóng tr

c chân đê;

α

: Góc mái th

b n hay kh n ng kháng h h ng

c l n nh t tr

ng l u đê.

c (m);

c chân đê.


ρc

: Tr ng l

ng đ n v bão hòa c a l p đ t n n;

ρw

: Tr ng l

ng đ n v c a n

g

: Gia t c tr ng tr

d

:B dày l p đ t sét tính t chân đê đ n l p cát n n bên d

∆Η

:C t n

I∆H

: Chi phí nâng c p cho h th ng phòng ch ng l

IPf

: T ng v n đ u t cho h th ng phòng ch ng l

D

: Thành ph n r i ro thi t h i

MNTK

:M cn

c thi t k ;

MNB

:M cn

c bi n đ i;

∇M

: Cao trình m t đ t t nhiên c a bãi tr

TN

c;

ng;

c áp l c;

c chân đê;

Pf

: Xác su t s c trong 1 n m;

E(M)

: Chi phí duy tu b o d

E(D)

: Thi t h i có th trong tr

r

: T l lãi su t hi u qu ;

T

: Th i đo n quy ho ch (tu i th công trình), n m.

ng kh d hàng n m;
ng h p l x y ra;

i;


1
M

U

1. Tính c p thi t c a đ tài
Các vùng châu th sông th
màu m , g n ngu n n

ng là các vùng đ

c thiên nhiên u đãi: đ t đai

c, đ a hình b ng ph ng thu n l i cho s t p trung phát tri n

kinh t xã h i c a con ng

i. Vì th h u h t các thành ph l n, các trung tâm kinh

t , các khu công nghi p, các vùng nông nghi p t p trung t i đây. Tuy v y các vùng
này hàng n m cùng th

ng xuyên b đe d a b i nguy c ng p l t do n

h th ng sông. T i nhi u vùng

c l t các

Vi t Nam, nhi u n m g n đây l l t đã x y ra và

đã gây thi t h i r t l n đ n con ng

i tài s n, nh h

ng l n đ n quá trình phát tri n

kinh t và n đ nh xã h i.
Sông Bánh Lái là m t đo n c a con sông Bàn Th ch.
d c sông th ng
ngu n r t l n 750/00, sau đó ch y qua vùng đ ng b ng đ d c ch còn 20/00. Sông
Bánh Lái có di n tích không l n, nh ng sông n m c nh dãy núi cao đón gió mùa
ông B c, nên thu c vùng có l ng m a d i dào ch sau vùng núi cao l u v c sông
Hinh, l i n m sát bi n nên hay x y ra nh ng tr n l riêng bi t ngay trong mùa khô.

i n hình là tr n l l ch s n m 2009 v a qua đã gây thi t h i không ít v ng i và
c a cho khu v c hai bên b sông.
Hi n nay trong tính toán thi t k đ u d a vào các tiêu chu n, quy ph m hi n
hành đ xác đ nh quy mô, c p công trình t đó tính toán và xác đ nh các h s an
toàn, thông s thi t k cho công trình, ch a xét đ n tính t ng th c a m t h th ng
hoàn ch nh, ch a xem xét c c b đ có gi i pháp đánh giá s an toàn cho công trình.
Tuy nhiên, ph ng pháp thi t k công trình theo lý thuy t đ tin c y và phân tích
r i ro có nhi u u đi m và gi i quy t đ c t ng th bài toán này.
ng d ng lý thuy t đ tin c y trong thi t k công trình xây d ng nói chung
và công trình th y l i nói riêng hi n đang ph bi n và là xu th chung trên th gi i.
Vi t Nam nghiên c u ng d ng lý thuy t này trong thi t k công trình đang
nh ng b c đ u. Tr c nh ng nh h ng b t l i c a các bi n hình th i ti t và di n
bi n b t th ng c a thiên tai do hi n t ng B KH, c ng v i yêu c u đ m b o đ an
toàn cao h n c a các vùng b o v nh m ph c v phát tri n b n v ng kinh t - xã
h i, vi c nghiên c u phát tri n ng d ng lý thuy t đ tin c y trong thi t k t i u h
th ng phòng ch ng bão, l và d a trên c s

đó xây d ng lên b tiêu chí đánh giá


2
an toàn theo lý thuy t đ tin trong đi u ki n Vi t Nam

th i đi m hi n t i và t

ng

lai là vô cùng c n thi t.
2. M c đích c a đ tài
-

Xây d ng đ

c ph

ng pháp đánh giá an toàn h th ng đê sông theo lý thuy t

đ tin c y;
-

Thi t l p đ

c các bài toán m u trong phân tích đ tin c y, đánh giá an toàn, đ

r i ro và m c đ m b o an toàn áp d ng cho h th ng đê sông;
-

ng d ng nghiên c u cho h th ng kè Phú a, ;

3.

it

ng và ph m vi nghiên c u

Nghiên c u phát tri n ng d ng lý thuy t đ tin c y trong đánh giá an toàn
h th ng kè Phú a – B B c sông Bánh Lái huy n ông Hòa, t nh Phú Yên và đ a
ra ki n ngh đ đ a t n su t thi t k đ m b o t i u theo quan đi m kinh t .
4. Cách ti p c n và ph
-

ng pháp nghiên c u

ng d ng lý thuy t đ tin c y và phân tích r i ro;
Nghiên c u các tài li u trong và ngoài n

c v phát tri n ng d ng lý thuy t đ

tin c y trong thi t k t i u h th ng công trình đ c bi t là h th ng đê sông;
-

K th a các k t qu nghiên c u liên quan t i h th ng đê sông.

5. K t qu đ t đ
-

c

Nghiên c u và áp d ng đ
đánh giá, nâng c p kè Phú

c lý thuy t đ tin c y và phân tích r i ro cho bài toán
a – b B c sông Bánh Lái – Huy n

ông Hòa –

T nh Phú Yên.
-

Xác đ nh đ

c t n su t đ m b o t i u cho kè Phú a.

-

V i các k t qu đóng góp c a lu n v n làm c s ban đ u cho các c quan h u
quan, các nhà ho ch đ nh chính sách trong công tác xây d ng, nâng c p tiêu
chu n an toàn, quy ho ch h th ng phòng l , b o v b cho huy n
t nh Phú Yên nói riêng và vùng h th ng đê sông trên c n

ông Hòa –

c nói chung.


3
CH

NG 1. T NG QUAN V

NG D NG LÝ THUY T

TIN C Y VÀ

XÂY D NG KÈ
1.1. Lý thuy t đ tin c y trong an toàn công trình trên th gi i và Vi t Nam
Vi t Nam có h th ng sông ngòi dày đ c và b bi n kéo dài t B c vào Nam,
vì v y h th ng đê và các công trình b o v b đóng m t vai trò c c k quan tr ng
trong vi c phòng ch ng, gi m nh thiên tai, b o v an toàn cho các trung tâm v n
hóa, chính tr , kinh t , các vùng dân c r ng l n tr i dài theo các tri n sông, các

vùng duyên h i c a c n

c.

Trong nh ng n m g n đây, trên th gi i nguy c thiên tai nói chung và l l t
nói riêng có xu th gia t ng đáng k v t n su t xu t hi n và m c đ
ki n thiên tai l l t g n đây mang tính l ch s

Các s

Orleans, M 2005; Anh Qu c và

nh h

ng t i.

ph i k đ n nh : New

ông Âu (2007), Bangladesh và khu v c Nam Á

(2007), Pakistan (2008), và g n đây nh t là th m h a l l t l ch s t i khu v c th
đô Bang Kok c a Thái Lan (2011). L l t đã gây ra nh ng thi t h i n ng n v con
ng

i và tài s n. Vì v y vi c gi m thi u r i ro do l l t hi n nay đ

c đ c bi t quan

tâm t i nhi u qu c gia trên th gi i.
1.1.1. Trên th gi i

M t s các d u n khoa h c và các ch
n

ng trình nghiên c u tiêu bi u ngoài

c liên quan đ n an toàn phòng ch ng l l t và an toàn đê đi u, phát tri n ng

d ng lý thuy t đ tin c y trong an toàn h th ng, an toàn công trình có th k đ n
nh sau:
Hà Lan: Là qu c gia đi đ u trong công tác phòng ch ng l Hà Lan liên t c
đ u t nghiên c u và đi đ u trong KHCN thu c l nh v c này. Lý thuy t đ tin c y
đã đ

c đ a vào ng d ng thi t k các h p ph n quan tr ng c a các ch

ng b ng (Deltaplan) t nh ng n m 70. Lý thuy t đ tin c y ti p t c đ

ng trình
c phát

tri n và m r ng ng d ng liên t c và tr thành các môn h c b t bu c trong kh i
ngành k thu t xây d ng t nh ng n m 1985. Tiêu chu n thi t k theo lý thuy t đ
tin c y đ

c c p nh t vào các n m 1990, 1995 và 2000. D án VNK đ

c th c hi n


4

t 2001 đ n 2003 b i Vi n nghiên c u chi n l
Hydraulics và tr

ng

c PNO, Vi n Th y L c Delft

i h c Công ngh Delft v i m c tiêu nghiên c u c p nh t

công ngh tính toán, nghiên c u ph

ng pháp mô ph ng an toàn các h th ng đê

theo lý thuy t đ tin c y v i sai s r t nh và đ tin c y cao. K t qu d án là các
tiêu chí đ tin c y đ

c c p nh t trong tiêu chu n thi t k . Ti p theo, D án VNK2

(2007-2010) và SBW (2008-2011) đ

c th c hi n b i cùng nhóm nghiên c u nêu

trên. Các d án này t p trung nghiên c u nâng cao đ chính xác c a các mô hình
mô ph ng ng u nhiên t i tr ng và đ b n c a các công trình phòng ch ng l , đ u
vào quan tr ng c a bài toán phân tích đ tin c y công trình. Ngoài ra, v n đ
h

ng chi u dài c a h th ng đê trong đánh giá an toàn c ng đ

Mô hình thi t k 3 chi u (3D) theo lý thuy t đ tin c y đ

ro l l t đ

c nghiên c u k .

c đ a ra. Tiêu chu n r i

c rà soát và c p nh t l i theo các quan đi m v cá nhân, c ng đ ng,

kinh t và k đ n các giá tr khác không quy v ti n đ
tr

nh

c nh v n hóa, l ch s , môi

ng vv...
Anh Qu c và Châu Âu: K th a và phát tri n các nghiên c u c a Hà Lan

v n d ng theo các đ c đi m chung và riêng c a các qu c gia trong khu v c. D án
“Reliability of Flood Defences and Intergrated Flood Risk Management”, tên vi t
t t FLOODSite đ

c th c hi n t 2005-2009 b i 38 vi n nghiên c u và các tr

ng

đ i h c l n c a h n 20 qu c gia trong khu v c, đã đ a ra cách ti p c n t ng h p
trong đánh giá an toàn h th ng phòng ch ng l , trong qu n lý và gi m thi u r i ro
l l t. Lý thuy t đ tin c y đ

c kh ng đ nh s d ng và phát tri n thành mô hình lõi

trong đánh giá an toàn h th ng và phân tích r i ro h th ng phòng ch ng l . Các
mô hình đánh giá an toan, thi t k h th ng t i u, các mô hình ph ng thi t h i do
ng p l t đ

c phát tri n và ki m nghi m thông qua ng d ng th nghi m t i các

qu c gia. Các mô hình k t h p Nhóm gi i pháp 1 & 2 đ

c phát tri n đ áp d ng

cho các qu c gia thành viên. Các qu c gia đi đ n th ng nh t chung xây d ng và
cùng s d ng h th ng tiêu chu n đánh giá an toàn đê đi u và phòng ch ng l t bão.
M và Canada: Hai qu c gia này đã phát tri n ng d ng lý thuy t đ tin c y
trong an toàn đ p, đ c bi t là áp d ng cho đ p cao t nh ng n m 90. H th ng tiêu


5
chu n đã đ
ph

c chuy n đ i hoàn toàn t tiêu chu n an toàn truy n th ng (theo

ng pháp h s an toàn) sang ph

Tiêu bi u v

ng pháp an toàn theo đ tin c y cho phép [ ].

ng d ng toàn di n tiêu chuân thi t k theo đ tin c y g n đây t i M

là d án thi t k , quy ho ch h th ng phòng ch ng l b o v vùng New Orleans v i
đ tin c y cho phép c a h th ng [ ]=4.2.
Nga và Trung Qu c:

ã ng d ng lý thuy t đ tin c y trong đ nh l

ng an

toàn công trình thông qua các tiêu chu n k thu t b ng đ tin c y cho phép [ ].
d ng ch y u đ

ng

c tri n khai trong công tác thi t k đ p dâng.Trung Qu c kh ng

ch đ tin c y c a m t s k t c u c th b ng nh ng giá tr đ tin c y c đ nh. Ví d
đ tin c y c a k t c u bê tông c t thép 3,6 ≤
ch nh m t s h s trong thi t k nh h s v

≤ 4,2. Nga dùng đ tin c y

đ đi u

t t i v.v. Các tiêu chu n qu n lý r i

ro và đánh giá an toàn công trình phòng ch ng l nh đê đi u, h đ p đã đ

c xây

d ng và áp d ng trong 5 n m tr l i đây.
Thành ph n quan tr ng trong đánh giá an toàn công trình theo lý thuy t đ
tin c y là xác đ nh xác su t x y ra ng p l t Pf. Giá tr này th hi n kh n ng x y ra
s c h th ng công trình ch ng l nh các h th ng đê, đ p. Nó liên quan tr c ti p
đ n đ an toàn hay m c đ m b o c a m t công trình, h th ng công trình liên quan
đ n các c ch phá h ng riêng bi t đ

c mô t là các xác su t x y ra s c có liên

quan đ n các c ch phá h ng công trình.
1.1.2. T i Vi t Nam
Ti p c n v i thi t k ng u nhiên và phân tích r i ro trong l nh v c công trình
xây d ng đ i v i Vi t Nam đây còn là m t cách ti p c n m i. Cho đ n nay,
Nam, các h th ng th y l i đã và đang đ

c thi t k theo ph

Vi t

ng pháp truy n

th ng. M t s các nghiên c u m i g n đây ng d ng lý thuy t đ tin c y trong l nh
v c th y l i c ng m i ch thu đ

c

m c đ các lu n v n ti n s và th c s v các

v n đ nh : “Probabilistic Design of Coastal Flood Defences in Viet Nam – Thi t

k ng u nhiên h th ng phòng l b bi n Vi t Nam” [8]; “ Nghiên c u xây d ng
ph

ng pháp đánh giá ch t l

ng h th ng công trình th y nông theo lý thuy t đ


6
tin c y trong đi u ki n Vi t Nam”, “ Phân tích n đ nh c a m t s tuy n đê thu c
h th ng sông H ng và sông Thái Bình”, “ Thi t k xác su t và phân tích r i ro cho
đê sông

u ng –

ng b ng châu th sông H ng Vi t nam”, “ Nghiên c u đ

n

đ nh mái d c đê đ p” [10]. Các nghiên c u trên là ti n đ thu n l i cho vi c nghiên
c u áp d ng lý thuy t đ tin c y và phân tích r i ro vào bài toán đánh giá an toàn
cho công trình th y l i và h th ng th y l i c a Vi t Nam nói chung và kè Phú ab B c sông Bánh Lái – Huy n ông Hòa – T nh Phú Yên nói riêng.
đánh giá m t cách t ng quan v công tác đê đi u và v n đ an toàn phòng
ch ng l l t hi n t i Vi t Nam có th trích d n m t s đi m đ
“Chi n l

c nêu rõ trong

c qu c gia phòng ch ng và gi m nh thiên tai đ n n m 2020” nh sau:

- Vi t Nam n m trong vùng nhi t đ i gió mùa, m t trong n m
v c châu Á - Thái Bình D

ng, th

bão c a khu

ng xuyên ph i đ i m t v i các lo i hình thiên

tai, nhi u nh t là l và bão.
- Trong nh ng n m qua, thiên tai x y ra
ra nhi u t n th t v ng
đ ng x u đ n môi tr
m t tích g n 7500 ng

kh p các khu v c trên c n

i, tài s n, các c s h t ng v kinh t , v n hóa, xã h i, tác
ng. Trong 10 n m g n đây (1997-2006) thiên tai đã làm ch t,
i, thi t h i

c tính chi m kho ng 1,5% GDP. Do tác đ ng

c a bi n đ i khí h u toàn c u, Vi t Nam n m trong nhóm n
c an

c gây

c ch u nh h

ng nh t

c bi n dâng và các tác đ ng khác làm cho thiên tai ngày càng gia t ng v

quy mô c ng nh chu k l p l i và khó l

ng.

- Trong nhi u th p k , đ u t c a nhà n

c và công s c c a nhân dân đã t o

nên h th ng c s h t ng phòng, ch ng và gi m nh thiên tai t

ng đ i đ ng b

trên các vùng. H th ng đê sông đê bi n dài trên 4.500 km, các h ch a n
ph c v c t gi m l , đi u ti t n

cl n

c, phát đi n đã c n b n đ nh hình trên nh ng l u

v c sông l n. Các công trình th y l i giao thông, xây d ng các khu dân c v

tl ,

tránh l , công trình ch ng s t l , các khu neo đ u tàu thuy n tránh bão, h th ng
c nh báo d báo, thông tin liên l c, c u h c u n n ...

7
- T ng c

ng h p tác qu c t có t m quan tr ng v phòng, ch ng và gi m

nh thiên tai. Vi t Nam đã tích c c tham gia và có đóng góp vào các di n đàn và
cam k t qu c t và khu v c v phòng ch ng và gi m nh r i ro thiên tai và bi n đ i
khí h u nh Khung hành đ ng Hyogo, Ngh đ nh th Kyoto, Th a thu n chung
Asean v h p tác ng phó tr

c th m h a. C ng đ ng qu c t đã giúp đ Vi t Nam

đào t o ngu n nhân l c, chuy n giao công ngh , kinh nghi m, nâng cao nh n th c
c ng đ ng, xây d ng các mô hình trình di n, đ c bi t là các d án ODA giành cho
các công trình phòng, ch ng và gi m nh thiên tai, các d án ODA không hoàn l i
cho các ngành các đ a ph

ng đã đem l i hi u qu r t thi t th c.

1.2. Các công trình b o v b
Hi n nay v i v n đ bi n đ i khí h u toàn c u, Vi t Nam là m t trong ít n
trên th gi i ch u nh h

c

ng n ng n nh t. T th c t các tr n l l t trong nh ng

n m trong nh ng n m qua cho th y có nh ng đo n b sông, b bi n đã n đ nh
trong nhi u n m, nay ph i tr i qua nh ng di n bi n ph c t p do đ i dòng, bi n l n

vào đ t li n…Ngoài ra, xu h
th gi i là h

ng phát tri n c a Vi t Nam c ng nh các n

ng ra bi n, các thành ph l n t p trung

c trên

ven bi n, phát tri n tài

nguyên bi n, du l ch và giao thông th y. Do đó, h th ng đê và đ c bi t các công
trình b o v b có vai trò h t s c quan tr ng, ngoài nhi m v b o v dân c và các
c s h t ng, còn có nhi m v t o ra các đi m du l ch ngh d
nhiên t

ng, c nh quan thiên

i đ p, t o ra các vùng trú n cho tàu thuy n, b o v c ng khi có bão.
Do đ c đi m tác d ng c a dòng ch y và sóng gió lên công trình, th

ng phân

bi t các công trình b o v b sông và công trình b o v b bi n.
1.2.1. Công trình b o v b sông
Lo i này ch u tác đ ng ch y u là t các dòng ch y trong sông, đ c bi t là v
mùa l . Các công trình b o v b sông đ

c xây d ng b o v b kh i b xói l , bi n

d ng do dòng ch y m t, và đ lái dòng ch y m t hay dòng bùn cát di theo h
xác đ nh theo m c đích ch nh tr sông.
Thu c lo i này bao g m:

ng


8

+ Các lo i kè mái.
+ Các đ p m hàn đ lái dòng ch y trong sông đi theo h
+ Các m hàn m m đ

ng xác đ nh.

c làm phên và c c hay bãi cây chìm đ đi u khi n

bùn cát đáy, gây b i, ch ng xói b và chân d c.
+ Các h th ng lái dòng đ c bi t (ví d h th ng lái dòng Potapop) đ h
dòng ch y m t vào c a l y n

ng

c, xói trôi bãi b i, b o v các đo n b xung y u…

1.2.2. Công trình b o v b bi n
Khác v i công trình b o v b sông, các công trình b o v b bi n ch u tác
đ ng c a hai y u t chính là:
+ Tác d ng c a sóng gió.
+ Tác d ng c a dòng ven b . Dòng này có th mang bùn cát b i đ p cho b

hay làm xói chân mái d c d n đ n s t l b .
Ngoài ra các công trình b o v b bi n đ
n

c xây d ng trong môi tr

ng

c m n nên c n l a ch n v t li u thích h p.
Công trình b o v b bi n g m các lo i sau:
+ Các lo i kè bi n:
Dùng các v t li u khác nhau đ gia c b tr c ti p, ch ng l i s phá ho i c a

sóng và dòng ch y.
Do tác d ng c a sóng gió, gi i h n trên c a kè ph i xét đ n t h p b t l i c a
sóng gió và th y tri u, trong đó k c đ dâng cao c a m c n

c do gió bão.

+ Các lo i công trình gi m sóng, ng n cát.
c xây d ng trên vùng bãi phía tr

c m c tiêu c n b o v . Thu c lo i này

Các r ng cây ng p m n ch ng sóng.

ây là m t gi i pháp b o v b r t h u

bao g m:
hi u, t o ra hi u qu t ng h p v ng n sóng và t ng kh n ng l ng đ ng phù sa,

hình thành các bãi b i ven bi n. Tuy nhiên nó ch thích h p nh ng vùng g n c a
sông, có bãi tho i và ngu n phù sa t

ng đ i d i dào.


9
ê m hàn c ng nh đ p m hàn

b sông, đ

c xây d ng nhô ra kh i b

đ c n sóng và h n ch các dòng ven có tính xâm th c. Lo i này không thích h p
v i b có bãi tho i và r ng.
ê d c đ t khúc xa b : Thích h p v i các b có bãi tho i và r ng. Khi có đê
đ

c đ t song song v i b , và cách b m t kho ng nh t đ nh (xác đ nh theo đi u ki n

kinh t - k thu t). ê đ
th làm cao h n m t n

c b trí g m các quãng li n và đ t xen k , các quãng li n có
c (đê n i) ho c chìm d

in

Các m hàn dang ch T, ch Y: là các ph

c (đê ng m gi m sóng)
ng án k t h p gi a đê m hàn và

đê d c đ t khúc đ t ng hi u qu c n sóng, b o v b .
1.3. Ph

ng pháp thi t k truy n th ng

Thi t k truy n th ng hi n nay là tính toán công trình theo mô hình t t đ nh.
Theo ph

ng pháp này các giá tr thi t k c a t i tr ng và các tham s đ b n đ

xem là xác đ nh, t

ng ng v i tr

ch n đi u ki n gi i h n và t
h p. Gi i h n này th
Công trình đ

ng t

ng h p và t h p thi t k . Ng

c

i thi t k l a

ng ng v i nó là các t h p t i tr ng thi t k thích

ng ng v i đ b n đ c tr ng c a công trình.

c coi là an toàn khi kho ng cách gi a t i tr ng và đ b n đ l n

đ đ m b o th a mãn t ng tr ng thái gi i h n c a t t c các thành ph n công trình.
Tính toán theo cách này m i ch gi i quy t đ

c hai v n đ là n đ nh t ng

th và n đ nh theo đ b n c a công trình.
N i dung các ph
1.3.1. Ph

ng pháp thi t k nh sau:

ng pháp ng su t cho phép

Theo ph

ng pháp này, đi u ki n b n có d ng:

σmax≤ [σ]

(1.1)

* Trong đó:
+ σmax- ng su t tính toán l n nh t t i m t đi m, xác đ nh t t h p t i tr ng
b t l i nh t;
+ [σ] - ng su t cho phép, l y theo tài li u, tiêu chu n

10
1.3.2. Ph
Ph

ng pháp tính theo h s an toàn
ng pháp này th

ng đ

c ng d ng trong tính toán n đ nh. Khi đó

công th c ki m tra là:
K = Fg/Ft≥ Kcp

(1.2)

* Trong đó:
+ K - h s an toàn;
+ Fg - y u t gây n đ nh;
+ Ft- y u t gây m t n đ nh;
+ Kcp - h s an toàn cho phép, ph thu c c p công trình và t h p t i tr ng;
1.3.3. Ph

ng pháp tính theo tr ng thái gi i h n

Nét đ c thù c a ph

ng pháp tính theo tr ng thái gi i h n là vi c s d ng

m t nhóm các h s an toàn mang đ c tr ng th ng kê: h s t h p t i tr ng nc, h
s đi u ki n làm vi c m, h s tin c y Kn, h s l ch t i n, h s an toàn v v t li u
KVL. Nhóm các h s này thay th cho m t h s an toàn chung K. Ph

ng pháp

này phân làm 2 nhóm tính toán là theo tr ng thái gi i h n th nh t và tr ng thái gi i
h n th 2. i u ki n đ m b o n đ nh hay đ b n c a công trình là:
nc.Ntt≤ mR/Kn

(1.3)

Trong đó:
+ Ntt - tr s tính toán c a t i tr ng t ng h p;
+ R: tr s tính toán c a đ b n công trình.
1.4. Ph
Ph

ng pháp thi t k ng u nhiên.
ng pháp thi t k ng u nhiên là ph

xác su t th ng k đ phân tích t

ng pháp thi t k d a trên c s toán

ng tác gi a các bi n ng u nhiên c a t i tr ng và

c a s c ch u t i trong các c ch phá ho i theo gi i h n làm vi c c a công trình.
Trong thi t k ng u nhiên, t t c các c ch phá h ng đ
ho c mô hình mô ph ng t

c mô t b i mô hình toán

ng ng. Tính toán xác su t phá h ng c a m t b ph n

k t c u ho c c a công trình đ

c d a trên hàm đ tin c y c a t ng c ch phá h ng

[8]. C s lý thuy t và ng d ng c a ph
vào phân tích và nghiên c u trong ch

ng pháp thi t k ng u nhiên tác gi đi sâu

ng 2.


11
1.5. K t lu n ch

ng 1

T tính c p thi t và m c tiêu c a đ tài, trong ch
rõ đ

ng 1 c a lu n v n đã làm

c nh ng n i dung sau:
Nêu đ

c ch c n ng, nhi m v c a c a các lo i công trình b o v b . Hi n

nay, nhi u khu v c nghiên c u có ti m n ng phát tri n kinh t và ng nghi p, xong
kinh t còn ch m phát tri n, cu c s ng luôn b đe d a vì l l t hàng n m, đ t đai
canh tác theo đ u ng

i th p, hàng n m l i m t đi m t s di n tích đáng k làm cho

tình hình ngày càng tr nên tr m tr ng. Kinh t xã h i th p không phát tri n, còn b
đe d a v tính m ng gây nên tình tr ng b t n đ nh trong c ng đ ng dân c . Hi n
t

ng xói l chân, s t l b ti p t c x y ra

nhi u khu v c, n u kh ng ch đ

quá trình xói l thì h n ch quá trình xói l ti p di n phía h l u, gi đ

c

c th sông

và làm t ng kh n ng thoát l nhanh c a sông.Vì th kè b o v b ch ng xói l
đóng vai trò quan tr ng trong n n kinh t qu c dân và đ i s ng c a nhân dân.
T ng quan đ
đó là: Ph

c các ph

ng pháp đánh giá n đ nh công trình trong h th ng

ng pháp ng su t cho phép, ph

tr ng thái gi i h n và ph

ng pháp h s an toàn, ph

ng pháp

ng pháp lý thuy t đ tin c y. T cái nhìn t ng quan đó có

nh ng nh n đ nh, phân tích u nh

c đi m c a t ng ph

ng pháp này.

M c tiêu c a lu n v n chính là nghiên c u kh c ph c các khi m khuy t c a
ph

ng pháp tính truy n th ng, b ng cách d a trên áp d ng các ph

su t c a lý thuy t đ tin c y đ đánh giá và t đó nâng cao ch t l
mu n c a các công trình xây d ng trong đi u ki n Vi t Nam.

ng pháp xác
ng nh mong

ó c ng là xu h

ng

phát tri n hi n nay trên th gi i nh m góp ph n nâng cao n ng su t nông nghi p,
b o đ m an toàn l

ng th c, an ninh xã h i

Trong đi u ki n Vi t Nam hi n nay, nhi u h th ng công trình th y l i đ
xây d ng đã lâu, xu ng c p nh ng không đ

c

c đ u t nâng c p th a đáng mà h u

nh s a ch a mang tính ch p vá, không đ ng b . Vì v y, vi c xây d ng ph
pháp đánh giá n đ nh h th ng công trình theo đ tin c y đ

ng

c nghiên c u trong

lu n v n không ch nh m ph c v xây d ng m i h th ng, đúng đ a ch , mang l i


12
hi u qu cao (t c là ki m soát đ

c ch t l

ng công trình và c a h th ng theo đ

tin c y) mà còn có th h tr cho vi c l p và so sánh các ph
c p các công trình th y l i đang khai thác.


ng án tu s a, nâng


13
CH

NG 2. LÝ THUY T

TIN C Y VÀ PHÂN TÍCH R I RO TRONG

THI T K H TH NG PHÒNG CH NG L
Trong vài th p k g n đây, công tác thi t k đê, kè, đ p và các công trình
phòng ch ng l khác đã có nh ng phát tri n đ t bi n. Tr
đã đ

ng l , đê

c thi t k ch y u d a theo kinh nghi m. Theo đó, cao trình đ nh đê đ

đ nh c n c vào m c n
đ

c đây, nh th

c xác

c l l n nh t c a các s ki n l l ch s có th ghi chép

c. T i nhi u n i trên th gi i, vi c thi t k đê, kè bi n c ng nh đê sông đ

d a vào khái ni m “m c n

c ng v i t n su t thi t k ”.

này xác đ nh d a trên các s li u th ng kê và đ

c

i v i đê bi n m c n

c g i là m c n

c

c thi t k , xác

đ nh d a trên m t t n su t thi t k hay t n su t su t hi n [6].
T n su t xu t hi n c a m c n

c thi t k đ

r ng rãi nh là m t tiêu chu n an toàn cho vùng đ

c thành l p đ dùng áp d ng
c b o v b i đê, nó đ

c xây

d ng c n c vào xác su t x y ra ng p l t. Tuy nhiên, đi u này ch đúng cho nh ng
tr

ng h p lý thuy t khi mà s c đê x y ra do nguyên nhân l v

thi t k , nó không thích h p khi s c khác x y ra ng v i tr
nh h n m c n

t quá m c n

ng h p m c n

c
cl

c thi t k [6].

Tiêu chu n an toàn cho t ng lo i hình công trình c th theo cách ti p c n
truy n th ng là t n su t thi t k c a t i tr ng và h s an toàn cho phép chung và
c a t ng thành ph n công trình, theo t ng c ch phá h ng. Theo cách ti p c n ng u
nhiên và lý thuy t đ tin c y, tiêu chu n an toàn là gi i h n v xác su t x y ra s c
c a toàn h th ng công trình và h h ng h th ng công trình đ

c coi là s t h p

ng u nhiên h h ng c a các thành ph n thu c h th ng theo các c ch phá h ng có
th có. Xác su t x y ra s c c a h th ng công trình có liên quan m t thi t v i t n

su t v

t quá c a t i tr ng tác đ ng. Tuy nhiên, hai khái ni m không đ ng nh t và

không thay th đ
Trong tr

c cho nhau [6].
ng h p t t c các nguyên nhân x y ra h h ng đê có th li t kê và

xác su t x y ra t ng h h ng đó có th ch c ch n đ
có th xác đ nh đ

c xác đ nh thì v nguyên t c

c xác su t x y ra ng p l t. Do hi n t i các tính toán này ch a


14
ch a th th c hi n ng d ng d dàng trong thi t k , vì v y thi t k đê hi n t i v n
xác đ nh t n su t thi t k (t n su t v

t quá c a các thông s t i tr ng chính) d a

theo t n su t ch p nh n x y ra ng p l t) [6].
C n c vào các v n đ nêu trên, xác su t xu t hi n các thông s t i tr ng
chính đ

c xây d ng trong tiêu chu n thi t k và đ

c ch n làm tiêu chu n đánh

giá an toàn phòng ch ng l l t. T i Vi t Nam, t n su t m c n
kho ng 1/20 đ n 1/100, t n su t thi t k l u l

ng (đ i v i đê sông) kho ng t 1/50

đên 1/1000, giá tr này ph thu c m c đ quan tr ng c a khu v c đ
Theo ý t
ra m t ph

ng c a ph

c thi t k vào

ng pháp lu n nêu trên, ng

c b o v [6].

i ta hoàn toàn có th đ a

ng pháp ti p c n m i trong thi t k công trình v i ý t

ng “C n xem

xét v m c đ có th xây d ng tiêu chu n an toàn công trình c n c vào phân tích
r i ro c a t t c các y u t liên quan”.

ây chính là lý do c b n cho s phát tri n

"Thi t k công trình theo lý thuy t ng u nhiên và phân tích đ tin c y" [6].
2.1.

Phân tích r i ro do l l t
Theo các báo cáo nghiên c u v gi i pháp gi m thi u r i ro trong phòng

tránh l l t và thiên tai c a các n

c tiên ti n nh

c, Hà Lan, Nh t, Anh Qu c và

M , đ nh ngh a t ng quát nh t v r i ro do l l t và thiên tai đ
h c qu c t công nh n và hi n đang đ

c các t ch c khoa

c các qu c gia áp d ng r ng rãi nh sau:

R i ro= (Xác su t x y ra ng p l t) × (H u qu c a ng p l t)

(1)

gi m thi u r i ro do l l t, nhi u qu c gia đã th c hi n vi c v n d ng đ nh ngh a
trên b ng s k t h p hai nhóm gi i pháp chính:
1) Nhóm gi i pháp 1- ch ng l : Gi m xác su t x y ra ng p l t, b ng các bi n
pháp nâng cao an toàn c a các h th ng phòng ch ng l l t nh gia t ng đ
b n, c ng c và nâng c p các tuy n đê, đ p và h th ng công trình phòng
ch ng l ;
2) Nhóm gi i pháp 2- phòng tránh l : Gi m thi u h u qu thi t h i khi có

nguy c ng p l t x y ra, b ng các bi n pháp m m nh l p k ho ch ng phó


15
kh n c p, c u h , c u n n k p th i; quy ho ch s d ng đ t, s d ng không
gian h p lý, t ng c

ng tính chính xác c a h th ng d báo và c nh b o s m;

b o hi m l l t vv.
Theo xu th chung trên th gi i, v n đ an toàn phòng ch ng l và an toàn h th ng
đê sông hi n nay đ
-

c hi u theo ngh a r ng liên quan đ n các khía c nh sau:

H th ng đê sông: Bao g m hai thành ph n chính:
Các tuy n đê, đo n đê t o thành “vòng b o v khép kín” cho m t khu

i)

v c dân c / vùng đ
Vùng đ

ii)
-

cb ov ;

c b o v b i h th ng đê.

An toàn h th ng đê: bao g m An toàn n đ nh tuy n đê, đo n đê và an
toàn phòng l c a vùng đ

cb ov .

Nh v y, đánh giá an toàn h th ng đê s bao g m vi c đánh giá an toàn n
đ nh c a vòng đê và vi c đánh giá v s phù h p c a m c đ m b o phòng l hi n
t i c a vùng b o v mà tuy n đê mang l i. Vi c đánh giá này có th th c hi n đ

c

m t cách th u đáo thông qua v n d ng đ nh ngh a t ng quát r i ro nêu trên v i tiêu
chí đ t ra là: r i ro ti m tàng do l đe d a vùng b o v là nh nh t có th (1).
đánh giá đúng m c r i ro l l t ng v i m i k ch b n k t h p hai nhóm gi i
pháp trên, vi c xác đ nh và mô ph ng các thành ph n trong đ nh ngh a (1) là đ c
bi t quan tr ng.
Quá trình phân tích r i ro c a m t h th ng theo ph
bao g m các b

ng pháp ng u nhiên

c:

+ Mô t các thành ph n c a h th ng;
+ Li t kê các ki u nguy c và s c có th x y ra;
+

nh l

ng h u qu cho t t c các s c có kh n ng x y ra;

+ Xác đ nh và đánh giá r i ro;
+ Ra quy t đ nh trên k t qu phân tích r i ro.


16
S đ ti p c n t ng quát đ đánh giá, phân tích r i ro ng d ng cho h th ng phòng
ch ng l đ

c th c hi n nh minh h a t i Hình 2.1
it

ng phân tích r i ro

Mô t h th ng

Tiêu chu n
tham chi u

Li t kê các s
c và th m h a
có th x y ra

Xác đ nh xác
su t x y ra s
c

nh l ng
h u qu

T n su t và
m c đ thi t

K t h p XS
và thi t h i

R i ro
Tiêu chu n
tiêu chí

ánh giá
Ra quy t đ nh

i u ch nh

C p đ r i ro
ch p nh n

Hình 2. 1- S đ quá trình phân tích r i ro [6].
2.2.

Phân tích đ tin c y c a thành ph n h th ng
Tr ng thái gi i h n là tr ng thái ngay tr

xác su t mà tr ng thái gi i h n không b v

c khi s c x y ra.

t qua. Ng

i ta th

tin c y là

ng dùng các tr ng

thái gi i h n đ xây d ng, thành l p các hàm tin c y. Công th c t ng quát c a m t
hàm tin c y có d ng 2.1 sau:
Z=R-S
* Trong đó: + R –

b n hay kh n ng kháng h h ng;

+ S – T i tr ng hay kh n ng gây h h ng.

(2.1)


17
Vi c tính toán xác su t phá h ng c a m t thành ph n đ
c y c a t ng c ch phá h ng. Hàm tin c y Z đ
gi i h n t

c d a trên hàm tin

c thi t l p c n c vào tr ng thái

ng ng v i c ch phá h ng đang xem xét và là hàm c a nhi u bi n và

tham s ng u nhiên. Theo đó, Z<0 đ

c coi là có h

h ng x y ra và h h ng không

x y ra n u Z nh n các giá tr còn l i (Z ≥ 0).
Tr ng thái gi i h n là tr ng thái mà t i đó Z=0 trong m t ph ng RS; đây
đ

c coi là biên s c .
Xác su t phá h ng đ
tin c y đ
Tr

c xác đ nh:

c xác đ nh là :

Pf = P(Z≤0) = P(S≥R)
P(Z>0) = 1-Pf

ng h p đ n gi n, hàm tin c y tuy n tính v i các bi n ng u nhiên c b n

phân b chu n, vi c tính toán xác su t x y ra s c thông qua hàm phân ph i tiêu
chu n ΦN(-β) b ng cách s d ng các giá tr k v ng µZ, đ l ch chu n σZ và ch s
đ tin c y β=µZ/σZ c a hàm tin c y.
Hàm tin c y bi u di n trong m t ph ng RS và xác su t x y ra s c và ch s
đ tin c y đ

c đ nh ngh a trên Hình 2.2 và 2.3 d

S

i đây:

Z=0 Biên s c
Z<0 Vùng s c

Z>0 Vùng an toàn

R

Hình 2. 2 - Hàm tin c y bi u di n trong m t ph ng RS [6].