Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

1

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được hoàn thành tại Khoa Sau đại học trường đại học Thủy
Lợi tháng 5 năm 2010.
Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, tác giả đã
nhận được sự giúp đỡ chân thành, nhiệt tình của tập thể các Giáo sư, Phó Giáo sư,
Tiến sĩ, Giảng viên cùng toàn thể cán bộ khoa Sau đại học.
Tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và các anh chị đồng nghiệp
đã nhiệt tình trao đổi, đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho luận văn này.
Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Giáo sư, Tiến sĩ Phạm
Ngọc Khánh giảng viên trường đại học Thuỷ lợi Hà Nội, là người trực tiếp hướng
dẫn tác giả đã tận tình giúp đỡ và cung cấp các thông tin khoa học cần thiết cho
luận văn.
Hà Nội, tháng 5 năm 2010

Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

2

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Cống ngầm đã được sử dụng rất phổ biến và phát triển ngày càng hiện đại.
Cống ngầm được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như thủy lợi, thủy điện, cơ
sở hạ tầng đô thị và các công trình có chức năng đặc biệt.
Khác với những kết cấu trên mặt đất chỉ có móng chịu tác dụng tương hỗ với
đất nền, cống ngầm làm việc trong điều kiện đất bao bọc xung quanh. Đất vừa là môi
trường nền cống tựa lên, vừa là môi trường áp lực của tải trọng (xe cộ) từ trên mặt đất
truyền xuống. Môi trường này biến dạng cùng với ống dẫn nên các áp lực từ đất đắp
tác dụng vào cống phụ thuộc vào chiều sâu cột đất tác dụng, tính chất cơ lý của đất,
độ cứng của cống, cách tựa cũng như cách đặt cống trên nền. Vì vậy cống ngầm chịu
tác dụng của trọng lượng bản thân, áp lực đất, áp lực nước trong và ngoài cống, các
tải trọng từ trên mặt đất truyền xuống, các tác dụng nhiệt và động đất…. Việc tính
toán kết cấu cống ngầm để xác định hình dạng kết cấu công trình đảm bảo an toàn ổn
định trong quá trình vận hành là cần thiết và có tính ứng dụng thực tế cao.
Gần đây sự xuất hiện của động đất xảy ra thường nhật hơn. Tuy nhiên những
nghiên cứu về ảnh hưởng của động đất đến ứng suất và biến dạng của cống ngầm
còn chưa nhiều. Việc áp dụng các quy trình tiêu chuẩn dựa trên nguyên tắc chống
động đất còn chưa được xem xét đầy đủ.
Vì vậy việc “Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng
phương pháp phần tử hữu hạn” là cần thiết và bức xúc nhằm giải quyết các tồn tại
hiện nay trong công tác nghiên cứu thiết kế cống ngầm ở khu vực có động đất.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
Trên thế giới hiện nay có nhiều quan niệm, tiêu chuẩn quy định tính toán về
động đất tác động đến công trình khác nhau. Việc xem xét tính toán cho công trình
nếu không phù hợp với thực tế làm việc của công trình sẽ là nguyên nhân gây biến
dạng, nứt, phá huỷ công trình. Động đất tác dụng lên công trình là một vấn đề hết
sức phức tạp, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Sóng gia tốc động đất, địa chất nền,
hình dạng công trình... Nó khó có thể xác định chính xác được về cường độ, và thời
Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

3

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

gian xảy ra động đất mà tất cả chỉ là dự báo. Vì vây động đất luôn là mối nguy hiểm
đối với các công trình xây dựng. Hậu quả của động đất để lại là rất nặng nề về
người và vật chất, để khắc phục hậu quả sau trận động đất phải trong thời gian rất
dài. Vì vậy việc thiết kế các công trình nằm trong vùng động đất cần phải nghiên
cứu, phân tích đúng đắn để đảm bảo an toàn cho công trình.
Khi nghiên cứu tính toán kết cấu một công trình thường chỉ tính toán cho
từng cấu kiện nhỏ và tải trọng tác động lên công trình khi xét đến trường hợp có tải
trọng động đất thì các tải trọng này chỉ được nhân với các hệ số an toàn “n” để tính
toán. Để giải quyết vấn đề trên, trong phạm vi nghiên cứu của luận văn sẽ mô hình
hoá cả công trình và các tải trọng tác động lên công trình được sát với thực tế điều
kiện làm việc của công trình bằng phương pháp phần tử hữu hạn nhằm giải quyết
các vấn đề sau:
- Về tải trọng tác động: gồm tất cả các lực tác động lên công trình đặc biệt
lựa chọn tải trọng động đất để tính tải trọng động.
- Về mặt hình học: mô tả tổng thể công trình nên xem xét được tương tác
giữa các cấu kiện.
- Về ứng suất biến dạng: phân tích ứng suất và biến dạng cho tất cả các cấu
kiện và tổng thể công trình.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Cống ngầm nói chung và cống qua đê nói riêng (cống ngầm có áp) dưới tác
dụng của tải trọng động đất.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Tổng quan các nghiên cứu về động đất nói chung, xem xét đánh giá các
phương pháp hiện hành tính toán các tải trọng tác động lên công trình khi có tải

trọng động đất.
- Sử dụng phương pháp lý thuyết và sử dụng phần mềm tính toán để tiến
hành giải các phương trình động học bằng phương pháp số. Trong luận văn này
dùng phương pháp PTHH, sử dụng phần mềm Sap 2000 Version 12.0.0 mô hình
hoá không gian cả kết cấu công trình để giải.
Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

4

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

- Áp dụng tính toán vào thực tiễn, đề xuất một số giải pháp chống động đất
cho công trình.
5. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC
- Nắm vững phương pháp tính toán kết cấu cống ngầm khi có xét tới tải trọng
động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn.
- Rút ra những nhận xét về ảnh hưởng của động đất đến ứng suất và biến
dạng của cống ngầm.

Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


5

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CỐNG DƯỚI ĐÊ - TÌNH HÌNH ĐỘNG ĐẤT
TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
1.1. TỔNG QUAN VỀ CỐNG DƯỚI ĐÊ [ ]
Nước ta có hơn 3.200 km đê biển, 5.000 km đê sông và hàng ngàn cống dưới
đê. Các cống dưới đê có vai trò rất quan trọng trong sự phát triển kinh tế xã hội và có
liên quan đặc biết đến an toàn tính mạng và tài sản của hàng triệu dân cư. Theo thống
kê chỉ với hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình tổng số đã có 1102 cống (Bảng 1.1)
Bảng 1.1: Cống dưới đê của các tỉnh, thành phố thuộc hệ thống
sông Hồng và sông Thái Bình
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Tên tỉnh, thành phố
Phú Thọ
Vĩnh Phúc
Bắc Giang

Bắc Ninh
Hà Tây
Hà Nội
Hưng Yên
Hải Dương
Hải Phòng
Thái Bình
Hà Nam
Nam Định
Ninh Bình
Tổng số
1.1.1 Khái niệm cống

Tổng số cống
31
37
82
79
67
55
10
119
255
83
32
216
36
1102

Ghi chú

Đê TW
Đê TW
Đê TW
Đê TW
Đê TW
Đê TW
Đê TW
Đê TW
Đê TW
Đê TW
Đê TW
Đê TW
Đê TW

Cống là một loại kết cấu phổ biến trong việc xây dựng đường xá, trong các
công trình công nghiệp, đặc biệt được dùng trong các công trình thuỷ lợi. Trong
công trình thuỷ lợi cống là loại công trình dùng để điều tiết lưu lượng và khống chế
mực nước nhằm phục vụ cho các ngành như: cấp nước cho nhu cầu tưới, phát điện,
công nghiệp, sinh hoạt, phân lũ và tiêu úng...
1.1.2 Phân loại cống
Theo điều kiện làm việc có thể phân thành 2 loại chính [7] sau đây:

Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

6

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

1.1.2.1 Cống lộ thiên
Là loại cống phía trên hở, không đắp đất (hình 1.1). Để đảm bảo qua lại, phía
trên bố trí cầu giao thông. Loại này gồm những kiểu sau:
- Cống lấy nước: Lấy nước từ sông, hồ chứa, phục vụ cho các ngành dùng
nước. Ở vùng đồng bằng thường gặp loại cống lấy nước từ sông vào kênh gọi là
cống lấy nước đầu kênh.
- Cống điều tiết: Xây dựng trên sông để dâng cao đầu nước về mùa kiệt, đảm
bảo đưa nước vào cống lấy nước. Về mùa lũ mở cống để tháo nước. Trên hệ thống
kênh nhiều khi nếu cống đầu kênh đảm bảo lưu lượng cho toàn hệ thống thì quá lớn.
Vì vậy trên tuyến kênh thường xây dựng một số cống khi đóng có tác dụng giữ và
dâng cao đầu nước để tưới cho vùng thượng lưu, khi cần sẽ mở cống để cấp nước
cho vùng hạ lưu hoặc có thể tiêu nước.
- Cống tiêu: Dùng để tháo nước, chống úng cho một khu vực nhất định.
Trường hợp trên một hệ thống kênh có các trạm thuỷ điện hoặc cần tháo nước thừa
từ các xí nghiệp ra, người ta cũng dùng cống tiêu để thoát nước khi các nhu cầu
khác không dùng lượng nước ấy.
- Cống phân lũ: Dùng để tháo một phần lưu lượng về mùa lũ của một con
sông đi theo hướng khác hoặc tập trung nước phân lũ này vào một vùng trũng để
sau này, nhằm hạ thấp đỉnh lũ, tránh ngập lụt trong thời kỳ lũ lớn.
- Cống ngăn triều: Xây dựng bên bờ của các đoạn sông gần biển chịu ảnh
hưởng của thuỷ triều. Ở một thời kỳ nhất định, khi thuỷ triều dâng làm nước sông ứ
lại dâng cao, lúc đó mở cống lấy nước ngọt từ sông vào đồng phục vụ tưới. Khi
thuỷ triều rút là thời kỳ lợi dụng chân triều thấp nhất để tháo tiêu nước từ đồng ra.
Ngoài nhiệm vụ lấy nước tưới, ngăn mặn, cống có tác dụng thay đổi nước trong
đồng nhằm thau chua rửa mặn cho đất.
- Cống tháo cát: Để tháo rửa bùn cát lắng đọng phía trước công trình dâng và
điều tiết nước.

Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn

7

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

c¾t däc khoang cèng
phÝa cÇu xe cò

phÝa s«ng th¸i b×nh

Hình 1.1 : Cắt dọc cống lộ thiên
1.1.2.2 Cống ngầm
Là loại công trình đặt dưới đê, đập vật liệu địa phương, dùng vào việc tháo
nước và dẫn nước. Cống có các bộ phận chính: thân cống, bộ phận lấy nước, cửa
vào, cửa ra... (hình 1.2).
c¾t däc cèng

Hình 1.2 : Cắt dọc cống ngầm
Cống ngầm được chia làm các loại sau:
- Theo vật liệu xây dựng: Có các loại cống ngầm bằng sành, sứ, bê tông, bê
tông cốt thép và ống kim loại. Trong thực tế xây dựng sử dụng nhiều nhất là cống

Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


8

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

bằng bê tông cốt thép và kim loại, chỉ trong trường hợp cột nước thấp, đường kính
ống nhỏ mới sử dụng ống sành, ống bê tông.
- Theo hình dạng kết cấu: cống tròn (hình 1.3a), cống hộp (hình 1.3b), cống
vòm (hình 1.3c)
b)

c)

8
0.

70

450
590

70

Hình 1.3 : Các hình thức mặt cắt cống ngầm
- Theo cách bố trí: cống ngầm đặt trực tiếp trên mặt nền (hình 1.3c), Cống
ngầm đặt trong hành lang bằng bê tông cốt thép (hình 1.4)

Hình 1.4 : Cống ngầm đặt trong hành lang
- Theo chế độ thủy lực: cống ngầm chảy không áp, cống ngầm chảy có áp,
cống ngầm chảy bán áp.
1.1.3 Đặc điểm làm việc của cống dưới đê

Cống dưới đê là một công trình nhân tạo có đất đắp bên trên. Cống không chỉ
chịu tác dụng của đất đắp trên nó, trọng lượng bản thân, trọng lượng nước có trong
cống, áp lực nước đáy móng….mà nó còn chịu tác dụng của tải trọng xe chạy trên đê .
Cống dưới đê là loại kết cấu nằm khá sâu trong thân đê nên chế độ làm việc
của nó rất phức tạp, khi thiết kế phải đảm bảo khả năng chịu lực, chống nứt, chống
thấm. Tuy cột nước tác dụng không lớn như cống dưới đập nhưng cống dưới đê
Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn

50

1.5

570

3.5

450

1.2
1.5

5
6.

3.5

1.
5

6.0

70

a)


Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

9

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

thường nằm trên nền mềm yếu nên dòng thấm quanh đáy và vòng quanh công trình
có khả năng gây mất ổn định. Ở các chỗ phân đoạn của kết cấu cống đều bố trí khớp
nối để đề phòng bị nứt gãy do lún không đều. Với thân cống thường cứ 3 ÷ 5m hoặc
5 ÷ 10m phải làm một khớp nối, bố trí cụ thể ra sao phải căn cứ vào địa chất và kết
cấu của thân cống. Khi tính chất của đất thay đổi, chiều sâu chôn móng không giống
nhau hoặc áp lực gây ra trên nền đất thay đổi nhiều, chỗ tiếp giáp giữa hai lớp đất
đều phải bố trí khớp nối.
Các cống dưới đê thuộc hệ thống sông chủ yếu là các cống đầu mối hệ thống,
công tác quản lý đã tuân thủ nghiêm ngặt theo yêu cầu chống lũ, nhưng chưa chú ý
đến nội dung quản lý kỹ thuật, chưa tuân thủ quy trình vận hành để đảm bảo yêu
cầu kỹ thuật, chưa quan trắc thường xuyên lún, thấm, chưa có đánh giá và lập các
căn cứ khoa học để bảo dưỡng, tu sửa.
Các cống dưới đê thường chịu tải trọng phức tạp: Sự chênh lệch mực nước
giữa mùa kiệt và mùa lũ trên đê khá lớn (trung bình dao động 5 ÷ 10m), ngay trong
thời gian diễn ra một trận lũ ở cống đã chịu sự thay đổi của cột nước. Các cống tiêu
tự chảy hoặc tưới tự chảy đáy thường đặt ở cao trình thấp, thường xuyên ngập nước.
Khi có lũ cống chịu tác động của cột nước cao dễ dẫn đến những sự cố do dòng
thấm. Một số cống sau bể xả của trạm bơm thường đặt trên nền cạn, chỉ khi về mùa

lũ hoặc những lúc cần bơm mới ngập nước, những cống này dễ có sự cố. Mặt khác
phía trong đồng bể hút được đào sâu tạo ra chênh lệch đầu nước khá lớn gây bất lợi
cho nền cống về mặt ổn định thấm, trượt. Lũ bão gây ra áp lực lớn đối với kết cấu
phần trên như tường ngực, phần lấy nước của cống. Do sự tôn cao mở rộng mặt cắt
đê nên có nhiều cống có sự tăng tải trọng phía trên, đáng chú ý là sự thay đổi phân
bố tải trọng theo phương dọc. Một số cống còn có sự thay đổi tải trọng tác dụng do
yêu cầu phát triển giao thông.

Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

10

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

1.1.4 Ảnh hưởng của cống dưới đê đến sự an toàn của đê
Sự làm việc không an toàn của cống dưới đê dẫn đến sự cố nghiêm trọng đối
với đê. Các sự cố thường xảy ra vào mùa lũ, gắn liền với sự dao động lên cao của
mực nước sông, đây là trường hợp nguy hiểm.
Khi có công trình (cống dưới đê) được xây dựng, trên nền đất thấm nước khi
có chênh lệch cột nước thượng – hạ lưu, sẽ xuất hiện dòng thấm ở nền, dưới đáy
cống, đồng thời xuất hiện thấm thân đê tiếp giáp cống. Nước thấm qua nền sẽ gây
nên áp lực lên đáy công trình có phương thẳng góc với đáy, ta gọi là áp lực đẩy nổi,
áp lực đó làm giảm nhẹ công trình và làm giảm khả năng chống trượt của công
trình. Nước thấm cũng có thể gây nên phản ứng hóa học, làm hòa tan chất muối
trong đất nền và hình thành nên xói ngầm hóa học. Nước thấm lại có thể mang đi
các hạt đất rất nhỏ về hạ lưu và dẫn đến xói ngầm cơ học. Nếu tiếp diễn lâu, các hạt
đất bị cuốn đi làm cho độ bền và độ ổn định của đất giảm tới mức nguy hiểm. Hiện

tượng xói ngầm không những làm giảm sức chịu tải của nền và gây ra lún không
đều mà còn làm tăng lưu lượng thấm. Tại chỗ ra của dòng thấm ở hạ lưu công trình,
phương của dòng thấm hầu như thẳng đứng hướng từ dưới lên. Gradient dòng thấm
rất lớn có thể di đẩy cả khối đất dẫn đến vỡ đê.
Đặc biệt đối với những cống dưới đê đã xây dựng lâu năm, cống có thể phải
chịu tác dụng tăng thêm của tải trọng do đắp tôn cao mặt đê, do yêu cầu giao
thông…kết cấu thân cống giảm cường độ, bị thủng, nứt, gãy… Tại vị trí kết cấu bị
hỏng dòng chảy trong cống lôi đất hai bên mang cống gây ra xói cục bộ, kết hợp với
dòng thấm trong thân đê, nền đê trong mùa lũ làm mất an toàn ổn định của đê.
Lịch sử nước ta đã ghi nhận nhiều sự cố về cống dưới đê gây thiệt hại lớn về
người và của. Vì vậy tầm quan trọng của cống dưới đê và độ an toàn của cống luôn
luôn là sự quan tâm của các cơ quan quản lý Đê từ Trung ương đến địa phương, của
các cơ quan nghiên cứu và của nhiều nhà khoa học.

Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

11

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

1.1.5 Các hư hỏng phổ biến của cống dưới đê
1.1.5.1 Các hư hỏng của cống dưới đê
Cống dưới đê là hạng mục quan trọng trên hệ thống đê. Lịch sử xây dựng các
cống dưới đê gắn liền với quá trình nâng cấp đê phục vụ phát triển và bảo vệ sản
xuất, tính mạng và tài sản của nhà nước, nhân dân. Qua các tài liệu điều tra, những
hư hỏng, tồn tại của cống dưới đê thường gặp có thể tóm tắt như sau:
- Hư hỏng nền cống và đất mang cống: Nguyên nhân chủ yếu của hiện tượng

này là do vùng nền đê yếu, tính phân lớp rõ ràng, một số vùng nền có tính thấm
nước lớn, dòng thấm đi từ sông vào đồng. Do khi thi công xây dựng cống đất đắp
mang cống không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
- Hư hỏng bê tông thân cống: Nứt, gãy, giảm cường độ… Đây là loại hư
hỏng điển hình và khó kiểm soát nhất. Hiện nay vẫn chưa có nhứng giải pháp triệt
để khắc phục loại hư hỏng này. Cần phải có những nghiên cứu nghiêm túc, chính
xác nhằm đưa ra những biện pháp công trình cụ thể để sửa chữa những hư hỏng
trong thân cống.
- Hư hỏng phần nối tiếp trước và sau cống: Sân tiêu năng, tường cánh.
Nguyên nhân hư hỏng có thể nhận thấy qua khảo sát thực tế là chất lượng thi công
rất kém hoặc do tính toán kiểm tra lại thiếu chính xác vì các số liệu đầu vào không
đưa được một cách hoàn toàn chính xác (do vị trí hố khoan khảo sát địa chất nền
không thể bố trí dày đặc, cũng tương tự đối với vị trí lấy mẫu trong một hố khoan
không thể bố trí quá nhiều).
- Hư hỏng khớp nối: Đây là hiện tượng hư hỏng khá phổ biến của hầu hết các
cống, nguyên nhân chính là do nền bị lún vì các cống hầu hết đặt trên nền mềm.
Chính do sử dụng vật liệu, kết cấu đơn giản, không phù hợp cũng là nguyên nhân
làm cho khớp nối bị hư hỏng dẫn đến dò nước. Qua khảo sát thực tế cho thấy các
khe tiếp giáp giưuax vật chắn nước và bê tông không đảm bảo, cất lấp nhét hố khớp
nối bằng nhựa đường nhanh bị lão hóa gây hở khớp nối.
- Hư hỏng cửa cống: Rò rỉ, hỏng thiết bị đóng mở. Do cửa cống làm việc với
sự dao động mức nước thường xuyên, liên tục nên chịu ảnh hưởng của các tác động
Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

12

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

như song, môi trường thay đổi…Thiết bị đóng mở hiện nay chủ yếu là kiểu vít, là
kiểu cố điển nhất, có nhược điểm là đóng mở rất chậm, làm cho việc lấy nước thiếu
chủ động. Vật liệu chế tạo cửa cống chất lượng thấp nên độ bền kém, han rỉ nhiều.
Doăng chắn nước thường xuyên hư hỏng. Kết cấu cửa hiện nay rất đa dạng nhưng
hầu hết trong cống dưới đê đều dùng loại cửa phẳng một lớp kiểu trượt, hình thức
này cũng làm cho lực đóng mở tăng cửa van lên đáng kể.
- Hư hỏng đoạn kênh dẫn vào, ra như bồi lấp, xói lở: Việc chọn tuyến chưa
hợp lý dẫn đến dòng chảy vào cống không thuận lợi. Trong quá trình khai thác,
cống làm việc không đúng năng lực thiết kế như do diện tích tưới bị thu hẹp, nhu
cầu cấp nước ít hơn, cống lại đặt dưới sâu nên vận tốc dòng chảy ở trong cống nhỏ
hơn vận tốc không lắng của bùn cát. Ngoài ra còn có nguyên nhân do mực nước
sông dao động lớn giữa mùa lũ và mùa khô kéo theo lượng bùn cát rất cao. Một
nguyên nhân quan trọng khác là sạt lở bờ kênh bằng đất dẫn đến bản thân kênh bị
bồi lắng nhiều kéo theo sự bồi lắng trong cống.
Theo tài liệu điều tra cống dưới đê của hệ thống sông Hồng và sông Thái
Bình trong tổng số 885 cống dưới đê thì có 240 cống bị hư hỏng ở các mức độ khác
nhau. Các dạng hư hỏng của cống được thể hiện như bảng 1.2.
Bảng 1.2: Tổng hợp phân loại các hư hỏng của cống dưới đê
hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình

1
2

Hỏng cửa van
Hỏng khớp nối

24
11

10.00
4.56

6

Thấm qua nền, móng cống

30

12.50

Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

STT

13

Loại hư hỏng

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Số lượng

Tỷ lệ (%)

Ghi chú

hư hỏng
7
8

Cống ngắn cần nối dài
14
5.83
Sạt mái đá thượng, hạ lưu
23
9.58
240
100
Cộng
1.1.5.2 Đánh giá chung về nguyên nhân hư hỏng của cống dưới đê
1. Do khảo sát địa chất: Những tồn tại chủ yếu về khảo sát địa chất là:
- Chưa tiến hành khảo sát đã thiết kế thi công.
- Tư liệu khảo sát không đầy đủ, không chính xác. Khi khảo sát địa chất,

khoảng cách các lỗ khoan quá lớn, chiều sâu lỗ khoan không đủ, không phản ánh
một cách toàn diện và chính xác tình hình thực tế của nền.
- Sức chịu tải của nền mà khảo sát cung cấp quá cao, khiến cho nền bị phá
hoại cắt, gây nên nghiêng lệch.
2. Do thiết kế: Những tồn tại chủ yếu về mặt thiết kế là:
- Xây dựng trên nền đất yếu hoặc hoàng thổ ướt, thiết kế chưa dùng các biện
pháp cần thiết phù hợp, làm cho móng lún quá lớn.
- Tính chất của đất nền không đều, tính cơ học vật lý của chúng chênh lệch
nhau tương đối lớn, hoặc chiều dày của các lớp đất nền không như nhau, chênh lệch
biến dạng nén lớn.
- Tải trọng của kết cấu bên trên công trình chênh lệch nhau làm cho lún
không đều.

- Độ cứng toàn khối của công trình kém.
- Thiết kế dập khuôn, không dựa vào điều kiện thực tế: Vì điều kiện địa chất
công trình ở các nơi khác nhau rất xa, rất phức tạp, dù ở cùng một địa điểm cũng
không giống nhau. Vì vậy rất khó tìm được một ví dụ hoàn toàn giống nhau, cũng
không thể làm được một bản vẽ điển hình cho tất cả các hiện tượng. Chính vì thế,
dẫn đến tiến hành thiết kế nền móng một cách mù quáng, hoặc sao chép một cách
cứng nhắc sẽ không tránh khỏi thất bại.
- Tính toán thiết kế sai, tải trọng không chính xác, kết cấu chống thấm chưa
đạt yêu cầu, không phù hợp với điều kiện địa chất: loại sự cố này phần lớn do người
Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

14

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

thiết kế không đủ trình độ thiết kế tương ứng, thiết kế lại không được qua kiểm tra
thẩm định tương ứng.
3. Do thi công:
- Do thi công bê tông không đúng quy trình, vật liệu không đảm bảo chất
lượng, không đảm bảo cường độ thiết kế.
- Do đất đắp mang cống không đạt dung trọng, độ dính bám giữa đất đắp với
bề mặt bê tông không đảm bảo.
- Thi công thiết bị chống thấm không đảm bảo sự làm việc như mong muốn
của thiết kế.
- Khi thi công làm xáo trộn hoặc phá hoại kết cấu đất của lớp nền đỡ móng,
làm giảm cường độ chống cắt.
- Không thi công đầy đủ như bản vẽ, không thi công đúng theo yêu cầu của

quy trình thao tác kỹ thuật, quản lý thi công không tốt.
Ngoài ra còn có rất nhiều nguyên nhân khác dẫn đến hư hỏng các cống dưới
đê. Những thiếu sót trong quá trình thiết kế, xây dựng công trình ảnh hưởng xấu đến
an toàn công trình. Đặc biệt, khi cống có sự cố như nứt gãy bê tông thân cống, hư
hỏng khớp nối…, nếu các sự cố này kéo dài sẽ gây nên những khuyết tật trong thân
đê tạo nên khả năng mất an toàn cho công trình.
1.2 CÁC BỘ PHẬN CỦA CỐNG QUA ĐÊ
1.2.1 Bộ phận cửa vào, cửa ra
Hai bộ phận này có tác dụng nối tiếp thân cống với mái đê và hướng dòng
chảy vào ra được thuận.
Cửa vào của cống qua đê (cống ngầm có áp) sử dụng các hình thức thẳng,
lượn cong dạng tròn hoặc elip.
Để dòng chảy vào ra được thuận lợi và sự phân bố lưu tốc đều đặn ở cửa vào hoặc
cửa ra, thường bố trí tường hướng dòng theo hình thức mở rộng dần (hình 1.5). Góc chụm
của hai tường hướng dòng ở cửa vào thường lấy khoảng 18 o ÷ 23o. Góc chụm ở cửa ra
khoảng 8o ÷ 12o. Cấu tạo cửa ra thường kết hợp với việc bố trí các thiết bị tiêu năng.

Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


15

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

b)
R

a)

Hình 1.5: Kiểu tường hướng dòng mở rộng dần và loe rộng
1.2.2 Bộ phận thân cống
Thân cống dài, để tránh rạn nứt do lún không đều gây ra, phải bố trí khe nối chia
thành từng đoạn. Thường lấy mỗi đoạn khoảng 10 ÷ 20m. Mặt cắt ngang thân cống là
một kết cấu khung cứng. Chiều dày thành cống khoảng 20 ÷ 50cm. Chỗ nối tiếp giữa
các đoạn thân cống, cần phải đặt thiết bị chống thấm. Một vài hình thức thường được
dùng để chống thấm ở chỗ nối tiếp giữa các đoạn cống hộp như ở hình 1.6
1

a)

b)
4
2
4

c)

3

3

Hình 1.6: Khe nối giữa các đoạn cống
1. Bao tải tẩm nhựa đường; 2. Dây thừng tẩm nhựa đường;
3. Nhựa đường; 4. Tấm kim loại
1.3 MỘT SỐ HÌNH ẢNH CỦA CỐNG QUA ĐÊ ĐÃ ĐƯỢC XÂY DỰNG

Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

16

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Hình 1.7: Cống tiêu Trại Nứa (huyện Quốc Oai) 2 cửa (1,8 x 1,5m)

Hình 1.8: Cống Thống Nhất (huyện Quảng Xương, Thanh Hóa)
3 cửa (2,5 x 2,5m)

Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

17

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Hình 1.9: Cống Bara-Quỳnh Thuận (Nghệ An) 1 cửa (1,6 x 2m)

Hình 1.10: Cống Xuân Phương (huyện Quảng Xương, Thanh Hóa)
1 cửa 2,5 m + 2 cửa 1,2 m
Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

18

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Hình 1.11: Cống Mộc Nam (tỉnh Hà Nam) 3 cửa (1,5x2,8)m

Hình 1.12: Cống Vũ Xá (huyện Lý Nhai, Hà Nam) 3 cửa (1,05x1,2m)

Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


19

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Hình 1.13: Cống tiêu trạm bơm Đào Xá (huyện Phú Xuyên, Hà Nội)
2 cửa (2,2 x 2,5m)
1.4 TÌNH HÌNH ĐỘNG ĐẤT TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM [13]
1.4.1 Tình hình động đất trên thế giới
Lịch sử đã ghi nhận một trong những thảm họa thiên nhiên khủng khiếp nhất
đối với con người đó là động đất. Kỷ lục về trận động đất xảy ra vào năm 1557 ở
Trung Quốc, nó giáng xuống khu vực nơi người dân chủ yếu sống trong các hang
động bằng đá, dãy đá sụp đổ giết chết khoảng 830.000người. Một trận động đất lớn
khác đó là trận động đất ở Chilê năm 1960 với M = 8,9(9,5 theo NEIC) có năng
lượng lớn gấp trăm lần năng lượng quả bom nguyên tử thả xuống thành phố
Hiroshima, gây ra vết nứt dài 1.600Km. Trận động đất ngày 4/3/1977 có tâm chấn
tại Bucaret(Rumani), với M=7,2 gây ra bởi các cú chấn động mạnh ảnh hưởng rất
xa, thậm chí tại Matxcơva cũng bị rung động với cường độ động đất cấp 4(MSK

64). Trong năm 1999 tổng cộng 22.110 người chết do động đất, năm 2001 số người
chết lên đến 21.357 người. Không thể không nhắc tới trận động đất mạnh gần đây
làm kinh hoàng cả thế giới là trận động đất kèm theo sóng thần ngày 26/12/2004 ở
Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

20

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

bờ biển phía Tây Bắc của Sumatra(Indonesia) mạnh 9.0 richter, sâu 30 km, làm chết
hơn 283.100 người, 14.100 người mất tích, 1.126.900 người mất nhà cửa v.v… Đây
được xem là trận động đất lớn thứ 4 tính từ năm 1900 và là trận động đất lớn nhất
tính từ năm 1964. Một trận động đất mạnh khác vừa mới xảy ra cách đây ít lâu,
ngày 28/3/2005 cũng tại phía Sumatra(Indonesia) mạnh 8,7 độ richter làm chết
1313 người. Và gần đây nhất là 2 trận động đất lớn xảy ra tại Haiti ngày 13/1/2010
mạnh 7 độ richter làm chết 200.000 người (hình 1.14) và trận động đất xảy ra tại
Chile 8,8 độ richter làm chết hơn 300 người (hình 1.15).
Theo số liệu thống kê gần đây, nơi có nhiều động đất nhất là vành đai động
đất Thái Bình Dương (chiếm khoảng 75%), sau đó là vành đai Địa Trung Hải,
Hymalia, biển Đông, Inđônêxia, Philipin (chiếm khoảng 23%) và còn khoảng 2%
xảy ra ở các nơi khác trên đất liền. Ở Liên Xô cũ có hơn 13% đất đai nằm trong
vùng có động đất từ cấp 7 đến cấp 12.
Châu Á là nơi hay xảy ra động đất, trận động đất ở Islamabad ngày
8/10/2005 với cường độ 7,6 độ richter đã huỷ hoại cả một vùng rộng lớn trên lãnh
thổ Pakistan, Afghanistan và Ấn Độ. Các nước khác trong khu vực Châu Á cũng
từng chịu các trận động đất huỷ diệt như ở Iran, Thổ Nhĩ Kỳ, Indonesia... Nguyên
nhân của loại động đất này là do quá trình xô húc giữa các mảng thạch quyển. Một

mảng chúc xuống và húc vào mảng khác. Tại mảng bị húc, xảy ra quá trình hình
thành các dãy núi, ở đây là các dãy Hindu Kusk, Karakoram và Himalaya.
Theo chiều sâu (từ mặt đất vào tâm), trái đất bị phân chia thành nhiều lớp,
trên cùng là vỏ trái đất với bề dày trung bình 40 km, kế đến là lớp manti trên phát
triển ở độ sâu trung bình 40-900 km. Trong lớp manti này lại phân làm hai phần,
lớp trên cứng và lớp dưới mềm (quyển mềm). Vỏ trái đất và phần Manti cứng ở trên
hợp thành lớp giữa thạch quyển. Các bộ phận của thạch quyển chuyển động theo
các hướng khác nhau và bị phân cắt thành các yếu tố riêng biệt mà người ta gọi là
mảng kiến tạo. Các mảng kiến tạo này chuyển động (trôi) trên quyển mềm.

Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

21

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Hình 1.14: Hình ảnh sau trận động đất ở Haiti năm 2010

Hình 1.15: Hình ảnh sau trận động đất ở Chile năm 2010
Ở Nam Á và Đông Nam Á phát triển ranh giới tiếp xúc của 3 mảng: Mảng
Âu - Á, mảng Ấn - Australia và mảng Thái Bình Dương, với hai kiểu là đới hút
chìm và đới đụng độ. Ở ranh giới tiếp xúc này xảy ra quá trình một bộ phận của
mảng này chúc chìm xuống dưới mảng kia, gây ra một quá trình nén ép cực mạnh,
Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


22

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

khi đạt đến ngưỡng tới hạn sẽ gây ra các hiện tượng động đất, núi lửa, sóng thần...
Độ sâu của tâm động đất có thể từ 60-70 km đến 100-120 km. Động đất ở Nam Á
và Đông Nam Á bị chi phối bởi quá trình đụng độ và hút chìm này. Động đất mạnh
ở Nam Á đã và sẽ còn xảy ra.
Số liệu đo vận tốc va chạm của các mảng cho thấy khả năng xảy ra ngày một
mạnh lên, chưa có biểu hiện gì của sự ngừng nghỉ. Cường độ động đất trong các
thập kỷ vừa qua dường như chỉ ra rằng, đới động đất ở Tây Nam Á (khu vực Hindu
Kush) mạnh hơn đới phía Đông (khu vực Himalaya).
Bảng 1.3: Thống kê các trận động đất lớn gần đây trên thế giới
Ngày/tháng/năm
25/01/1999

Nước bị động đất
Colombia

Magnitude
6,2M

Số người chết
1.885

17/08/1999

Turkey

7,6M

17.118

20/09/1999

Taiwan

7,7M

2.297

04/06/2000

Indonesia

7,9M

103

26/01/2001

India

7,7M

20.005

25/03/2002

Afghanistan

6,2M

1.000

21/05/2003

Algeria

6,8M

2.000

26/12/2004

Indonesia

9,0M

283.100

28/03/2005

Indonesia

8,7M

1.313

7,8M

78.000

12/05/2008
China
1.4.2 Tình hình động đất ở Việt Nam

Tại Việt Nam, động đất tập trung ở phía Đông Bắc trũng Hà Nội, dọc theo
Sông Hồng, sông Chảy, sông Đà, sông Mã, sông Cả, ven biển Nam Trung bộ.
Trước năm 1930 thì ở Việt Nam chưa có các thiết bị quan trắc và cũng ít quan tâm,
thống kê đến các trận động đất vì vậy không có số liệu về động đất.
Trong lịch sử từ năm 114 đến năm 2003 Việt Nam đã ghi nhận được 1645
trận động đất mạnh từ 3,5 độ Richter trở lên. Đó là trận động đất cấp 8 xảy ra vào
năm 114 ở bắc Đồng Hới, các trận động đất cấp 7, cấp 8 xảy ra ở Hà Nội vào các
năm 1277, 1278, 1285 ; động đất cấp 8 ở khu vực Yên Định - Vĩnh Lộc - Nho Quan
vào năm 1635 ; động đất cấp 8 vào năm 1821 ở Nghệ An, cấp 7 ở Phan Thiết vào
Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

23

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

các năm 1882, 1887… Trận động đất lớn nhất ở Việt Nam trong vòng 100 năm qua
là trận động đất 6,8 độ Richter ở Tây Nam - Điện Biên Phủ vào năm 1935 với cấp
động đất bề mặt là 8÷9. Tiếp theo là trận động đất 6,7 độ Richter ở Tuần Giáo năm
1983 làm nhiều nhà sụp đổ.

Bảng 1.4: Thống kê các trận động đất ở Việt Nam
Năm

Địa phương

Cường độ(Richter)

1935

Điện Biên

6,8

1968

Nhã Nam, Yên thế

5,5

1983

Lai Châu

6,7

2001

Biên giới Việt - Lào

5,3

Ghi chú
Độ sâu chấn tiêu 25Km, làm
chết 18 người
Chiều sâu chấn tiêu 23Km,
làm chết 61 người

Đáng lưu ý, qua nghiên cứu các nhà khoa học đã phát hiện Thủ đô Hà nội
nằm trong vùng đứt gãy sông Hồng - sông Chảy, nơi xảy ra các trận động đất mạnh
5,1÷5,5 độ Richter. Chu kỳ lặp lại động đất mạnh 5,4 độ Richter ở Hà nội là 1100
năm và trận động đất mạnh cuối cùng xảy ra cách đây đã hơn 700 năm (1285). Hiện
Hà Nội đang trong thời kỳ yên tĩnh nhưng trong tương lai hoạt động động đất có thể
tăng lên và động đất có thể xảy ra. Ngoài ra, Hà Nội còn phải chịu tác động của
động đất mạnh xảy ra ở những vùng đứt gãy lân cận như đứt gãy sông Lô, Đông
Triều, Sơn La…
Một kiểu động đất ở Việt Nam là tiếp nhận năng lượng từ vận động dồn
mảng giữa mảng Ấn Độ Dương (có phần Đại Dương và phần tiểu lục địa Ấn Độ) xô
vào mảng châu Á. Các nhà địa chấn học theo thuyết "kiến tạo mảng" đã chứng minh
rằng hầu hết biến động của lục địa châu Á ngày nay có liên quan đến hành vi của
đới ranh giới giữa hai mảng thạch quyển nói trên. Đới này có hình vòng cung từ nơi
tiếp giáp giữa tiểu lục địa Ấn Độ với dãy Himalaya, vòng xuống vùng biển phái Tây
bán đảo Mã Lai rồi chạy xuống biển phía Tây Nam các đảo Sumatra và Java của
Indonesia, là nơi xảy ra động đất Aceh tạo ra thảm hoạ sóng thần ở Ấn Độ Dương
vừa qua. Vì mối liên hệ này, các biến vị nội lục địa ở châu Á luôn gắn liền nhưng
xảy ra muộn hơn các biến vị của đới ranh giới mảnh nói trên. Nên sau động đất
Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

24

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Aceh, đã xảy ra dồn dập các động đất yếu hơn, muộn hơn và phân tán trên lãnh thổ
Việt Nam. Thời gian lan truyền và giải toả năng lượng này còn tiếp diễn và động
đất còn có thể xuất hiện ở nước ta trong thời gian tới.
Nghiên cứu địa chấn và địa vật lý cho thấy ở Việt Nam có 23 đứt gãy sâu có
tiềm năng động đất lớn nhất, 22 trong số đó nằm trên đất liền, 1 nằm ở ngoài biển,
tạo ra sườn lục địa của Biển Đông. Trên mặt địa hình, các đứt gãy sâu này có dạng
tuyến thẳng, trùng với các dải thung lũng phân chia các dãy núi cao và thường có
các dòng sông. Vì vậy phần lớn các đứt gãy sinh động ở Việt Nam đều mang tên
sông như đới động đất sông Hồng, sông Chảy, sông Mã, sông Đà, Hà Tĩnh và một
số đới ở Miền Nam.
Vùng Tây Bắc là nơi xảy ra động đất nhiều nhất ở Việt Nam. Đứt gãy Điện
Biên - Lai Châu và Điện Biên - Sơn La có thể gây ra động đất nguy hiểm nhất Việt
nam. Sau đó là đứt gãy sông Mã có thể gây ra động đất cấp 9. Đứt gãy sông Hồng
có thể gây ra động đất cấp 8. Các đứt gãy khác có thể gây ra động đất cấp 7 trở
xuống. Miền Nam nước ta là nơi có động đất yếu và ít gây hại.
Dựa trên các tài liệu phân vùng động đất của trung tâm địa lý địa cầu thuộc
viện khoa học Việt Nam những vùng có khả năng động đất mạnh có liên quan đến
đặc điểm kiến tạo, mỗi vùng gắn liền với một đới đứt gãy sâu và các thông số địa
chấn, cụ thể như sau:
- Vùng Đông Bắc trung Hà Nội

: Cấp 7

- Vùng Sông Hồng, Sông Chảy

: Cấp 7-8

- Vùng Sông Đà

: Cấp 7

- Vùng Sông Mã

: Cấp 8-9

- Vùng biển Trung Bộ

: Cấp 7

- Vùng biển Nam Bộ

: Cấp 7

Các tài liệu nghiên cứu bước đầu cho thấy tần suất xuất hiện động đất cấp 7 ở
Việt Nam vào khoảng 20-30%.

Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn


Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

25

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

1.4.3. Nguyên nhân gây ra động đất

Động đất là kết quả của sự gãy đột ngột và sự chuyển dịch ngang của các lớp
đất đá trong vỏ trái đất ở độ sâu vài kilomet đến vài trăm kilomet.
Nguyên nhân gây ra động đất là sự rung động đột ngột mạnh mẽ của vỏ trái
đất do sự dịch chuyển của các mảnh thạch quyển hoặc các đứt gãy vỏ trái đất và
được truyền qua những khoảng cách lớn dưới dạng các dao động đàn hồi. Bất kỳ
một trận động đất nào cũng toả ra năng lượng từ một nơi nhất định. Động đất có
nhiều nguyên nhân: nội sinh, ngoại sinh và nhân sinh.
- Nội sinh: Liên quan đến vận động phun trào núi lửa, sự vận động kiến tạo
của trái đất (95%) do sập đổ trần các hang động ngầm, do sự cọ xát của các mảng
thạch quyển đại dương đang bị hút chìm xuống dưới một mảng khác, do hoạt động
đứt gãy địa chấn bên trong các mảng lục địa.
- Ngoại sinh: do thiên thạch va chạm vào trái đất, các vụ trượt lở đất đá với
khối lượng lớn.
- Nhân sinh: Các hoạt động làm thay đổi ứng suất đá gần bề mặt hoặc áp suất
chất lỏng đặc biệt do các vụ thử hạt nhân ngầm dưới đất, các hoạt động xây dựng hồ
chứa làm mất cân bằng trọng lực môi trường, do bơm hút nước ngầm khí đốt gây
sụp đổ ngầm dưới đất.
1.4.4 Khái niệm động đất và các thông số đo động đất
1.4.4.1 Chấn tâm, chấn tiêu
Nơi phát sinh ra dịch chuyển của động đất được gọi là chấn tiêu (hoặc lò động
đất), hình chiếu của chấn tiêu lên mặt đất gọi là chấn tâm của động đất.
Độ sâu chấn tiêu H là khoảng cách từ chấn tiêu lên mặt đất, tức là khoẳng cách
từ chấn tiêu đến chấn tâm. Khoảng cách chấn tiêu là khoảng cách từ một điểm bất kỳ
trên mặt đất tới chấn tiêu (còn gọi là tiêu cự, ký hiệu là ∆). Khoảng cách chân tâm của
một điểm là khoảng cách từ điểm đó đến chấn tâm(còn gọi là tâm cự, ký hiệu là D)
xem hình 1.16

Tính toán kết cấu cống ngầm có kể tới tải trọng động đất bằng phương pháp phần tử hữu hạn