(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của cột nước tràn đỉnh tới ổn định đập đất

LỜI

CAM ĐOAN

Tên tơi là Đào Trọng Tồn, học viên lớp cao học 22C21, trường Đại học Thủy Lợi,
chuyên ngành xây dựng cơng trình thủy khóa 2014-2016 xin cam đoan luận văn thạc
sỹ kỹ thuật: “ Nghiên cứu ảnh hương của cột nước tràn đỉnh tới ổn định của đập
đất ” là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Những nội dung và kết quả trình bày
trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ cơng trình khoa học
nào.
Tác giả

Đào Trọng Tồn

i


LỜI CẢM ƠN
“Nghiên cứu ảnh hước của cột nước tràn đỉnh tới ổn định của đập đất ” là kết quả
nghiên cứu nỗ lực và nghiêm túc của tác giả trên cơ sở trau dồi lý luận từ các tài liệu,
sách báo đã được các nhà khoa học, chuyên gia nghiên cứu và cơng bố, cùng với sự
hướng dẫn, góp ý chuyên môn của các Thầy, cô giáo khoa Công Trình trường Đại học
Thủy Lợi.
Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS. Hồ Sỹ Tâm, là thầy giáo trực tiếp
hướng dẫn khoa học, giúp đỡ tận tình tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trường đại học Thủy Lợi, khoa Cơng Trình,
phịng Đào Tạo đã giúp tác giả trau dồi được nhiều kiến thức quý báu trong những
năm học tập tại trường.

Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2016
Tác giả

Đào Trọng Toàn


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU...................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐẬP ĐẤT, HIỆN TƯỢNG NƯỚC TRÀN ĐỈNH ĐẬP
VÀ CÁC VẤN ĐỀ VỀ ỔN ĐỊNH ĐẬP.................................................................................4
1.1. Tổng quan về hồ chứa và đập đất ở Việt Nam........................................................ 4
1.1.1. Tình trạng hồ chứa ở Việt Nam........................................................................... 4
1.1.2. Tổng quan về đập đất........................................................................................... 5
1.2. Các vấn đề về an tồn đập...................................................................................... 7
1.2.1. Tình trạng an toàn hồ đập ở Việt Nam................................................................ 7
1.2.2. Các hướng nghiên cứu để đảm bảo an toàn hồ đập............................................ 10
1.3. Các phương pháp tính thấm và ổn định đập đất.................................................... 12
1.3.1. Mục đích và nhiệm vụ của tính tốn thấm......................................................... 12
1.3.2. Các phương pháp tính tốn thấm....................................................................... 12
1.3.3. Ổn định đập đất.................................................................................................. 16
1.3.4. Ứng dụng phần mềm Geo – Slope vào tính tốn ổn định đập đất.....................20
1.4. Kết luận chương................................................................................................... 24
CHƯƠNG 2 : NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỰC NƯỚC HỒ CHỨA
KHI VƯỢT ĐỈNH ĐẾN ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐẤT.......................................................26
2.1. Đặt vấn đề............................................................................................................. 26
2.1.1. Đặt vấn đề về ổn định đập đất trong trường hợp lũ vượt thiết kế.......................26
2.1.2. Các trường hợp tính tốn................................................................................... 27
2.2. Ảnh hưởng của mực nước hồ khi không cho nước tràn đỉnh đến ổn định mái đập. 31
2.2.1. Tải trọng tác dụng lên thân đập..........................................................................34
2.2.2. Thiết lập mơ hình PTHH, tính tốn thấm qua thân đập.....................................35
2.2.3. Tính tốn ổn định đập đất..................................................................................36
2.2.4. Kết quả tính tốn................................................................................................37

2.2.5. Đánh giá kết quả tính tốn.................................................................................38
2.3. Ảnh hưởng của mực nước hồ khi cho nước tràn đỉnh đến ổn định mái đập..........38
2.3.1. Tải trọng tác dụng lên thân đập..........................................................................38
2.3.2. Tính toán thủy lực trên mái hạ lưu đập dâng đoạn cho nước tràn đỉnh đập.......40


2.3.3. Thiết lập mơ hình PTHH , tính thấm qua thân đập............................................45
2.3.4. Tính tốn ổn định đập đất.................................................................................. 46
2.3.5. Kết quả tính tốn................................................................................................ 47
2.3.6. Đánh giá kết quả tính tốn................................................................................. 48
2.4. Kết luận................................................................................................................48
CHƯƠNG 3 : TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁI ĐẬP HỒ CHẤN SƠN KHI CHO
NƯỚC TRÀN ĐỈNH.................................................................................................... 50
3.1. Giới thiệu về cơng trình........................................................................................50
3.1.1. Vị trí địa lý, địa hình, địa mạo........................................................................... 50
3.1.2. Đặc điểm địa chất.............................................................................................. 50
3.1.3. Điều kiện khí hậu, khí tượng............................................................................. 51
3.1.4. Hiện trạng cơng trình đầu mối hồchứa nước Chấn Sơn.................................... 53
3.1.5. Lũ vượt thiết kế đối với hồ chứa nước Chấn Sơn.............................................. 55
3.2. Tính tốn đề xuất giải pháp đảm bảo an toàn khi mực nước lũ vượt đỉnh đập......55
3.2.1. Tính tốn giải pháp đảm bảo an tồn cho đập khi lũ đến................................... 55
3.2.2. Tính tốn điều tiết lũ.........................................................................................55
3.3. Tính tốn ảnh hưởng của mực nước hồ khi tràn đỉnh đến ổn định mái đập..........62
3.3.1. Tính tốn thủy lực mái hạ lưu đập khi nước tràn đỉnh....................................... 62
3.3.2. Tính tốn ổn định đập khi nước tràn đỉnh.......................................................... 65
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 70
PHỤ LỤC................................................................................................................... 71

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Biểu đồ tỷ lệ phần trăm phân loại số lượnghồ đập theo dung tích trữ.............4
Hình 1.2 : Sơ đồ tính ổn định mái đập theo Ghecxevanop...........................................17
Hình 1.3: Sơ đồ xác định vị trí cung trượt nguy hiểm theo Filennit............................18
Hình 1.4: Sơ đồ xác định vị trí cung trượt nguy hiểmkết hợp Fanđêep và W.Fellenius
.......................................................................................................................................20
Hình 1.5 : Sơ đồ tính ổn định theo phương pháp Bishop.............................................23
Hình 2.1 : Kích thước đập trường hợp ngăn khơng cho nước tràn đỉnh.......................28
Hình 2.2 : Kích thước đập trường hợp cho nước tràn đỉnh..........................................28
Hình 2.3 : Gia cố đỉnh và mái đập cho phép nước tràn qua........................................31
Hình 2.4: Sử dụng giải pháp gia cố bờ sơng vào bờ hồ đập:........................................33
Hình 2.5 : Biểu đồ áp lực nước tác dụng lên thân đập khi khơng cho nước tràn đỉnh 35
Hình 2.6 : Mơ hình PTHH tính thấm qua đập đất trường hợp ngăn nước tràn đỉnh.....36
Hình 2.7 : Mơ hính tính ổn định đập đất trường hợp ngăn nước tràn đỉnh...................36
Hình 2.8: Biểu đồ quan hệ h~K khi nước vượt đỉnh đập.............................................37
Hình 2.9 : Kết quả tính tốn ổn định đập trường hợp ngăn nước tràn đỉnh.................38
Hình 2.10 : Biểu đồ nước tác dụng lên đập trong trường hợp nước tràn đỉnh..............40
Hình2.11 : Sơ đồ tính tốn đường mặt nước trên dốc nước.........................................43
Hình 2.12: Mơ hình PTHH và các điều kiện biên tính tốn trường hợp nước tràn đỉnh
.......................................................................................................................................46
Hình 2.13 : Mơ hình tính ổn định đập đất trường hợp nước tràn đỉnh.........................46
Hình 2.14 : Biểu đồ quan hệ h~K khi cho nước tràn đỉnh đập đất...............................47
Hình 2.15 : Tải trọng nước tĩnh tác dụng lên khối trượt trường hợp nước tràn đỉnh....49
Hình 3.1 : Đường quá trình lũ đến hồ Chấn Sơn.........................................................52
Hình 3.2. Đỉnh đập nhìn từ vai phải.............................................................................54
Hình 3.3 Đỉnh đập nhìn từ vai trái...............................................................................54
Hình 3.4. Đỉnh đập bên vai phải..................................................................................54
Hình 3.5 Đỉnh đập bên vai trái.....................................................................................54
Hình 3.6 Vị trí bố trí cho nước tràn đỉnh đập Chấn Sơn..............................................62
Hình 3.7 Ổn định đập Chấn Sơn khi nước tràn đỉnh...................................................66

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 : Bảng thông số các trường hợp tính tốn ổn định đập đất...........................29
Bảng 2.2 : Chỉ tiêu cơ lý đât đắp đập...........................................................................29
Bảng 2.3 : Bảng số liệu địa chất phục vụ tính tốn......................................................30
Bảng 2.4 :Bảng kết quả tính tốn ổn định đập khi khơng cho nước tràn đỉnh.............37
Bảng 2.5 :Bảng tính độ sâu mặt cắt đầu mái đập hạ lưu khi cho nước tràn đỉnh.........43
Bảng 2.6 :Bảng tổng hợp cột nước cuối dốc mái hạ lưu khi nước tràn đỉnh................45
Bảng 2.7 :Bảng kết quả tính toán ổn định đập khi cho nước tràn đỉnh........................47
Bảng 3.1: Các chỉ tiêu đặc trưng của lưu vực..............................................................50
Bảng 3-2: Thông số cơ bản của cơng trình đầu mối hồ chứa nước Chấn Sơn.............53
Bảng 3.3 : Thông số tràn xả lũ hiện trạng hồ Chấn Sơn..............................................56
Bảng 3.4 : Kết quả tính toán khả năng tháo của tràn hiện trạng hồ Chấn Sơn.............57
Bảng 3.5: Bảng kết quả tính tốn điều tiết lũ nước tràn đỉnh.......................................61
Bảng 3.6 : Bảng kết quả tính tốn thủy lực mái đập Chấn Sơn cho nước tràn đỉnh.....64
Bảng 3.7 : Bảng số liệu địa chất đập Chấn Sơn...........................................................65

vi


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ở nước ta hiện nay có rất nhiều hồ chứa vừa và lớn, trong đó các đập trong cơng trình
đầu mối có số lượng lớn nhất là đập vật liệu địa phương (đập đất, đấp đất đá hỗn
hợp…). Do có nhiều ưu điểm và lợi thế nên đập đất càng được sử dụng nhiều so với
các loại đập khác như đập bê tông, đá xây…
Theo cấu tạo, đập đất được phân thành các loại như sau: đập đồng chất, đập đất không
đồng chất, đập có tường nghiêng mềm hoặc cứng, đập có tường lõi mềm hoặc cứng,
đập hỗn hợp.Những đặc điểm làm việc chủ yếu của đập đất:

- Thấm qua thân đập và nền;
- Ảnh hưởng của mực nước thượng hạ lưu đối với mái đập;
- Chịu ảnh hưởng của nước mưa và nhiệt độ;
- Biến dạng của nền và thân đập.
Đập đất thường là loại đất không tràn nước, để đảm bảo tháo lũ hay lấy nước phải xây
dựng các cơng trình riêng: Cơng trình tháo lũ, cống….
Tuy nhiên hiện nay có nhiều hồ chứa đã được xây dựng từ 30 – 40 năm trước, quá
trình bồi lắng đã làm thay đổi dung tích hồ theo hướng bất lợi, giảm khả năng điều tiết
lũ của hồ. Cùng với sự thay đổi của thời tiết đã làm tăng mưa lũ cực đoan, hiện tượng
tập trung dòng chảy lũ nhanh do thay đổi tầng phủ đã làm cho mực nước lũ của nhiều
hồ chứa vượt qua đỉnh đập đất. Trong trường hợp này, giải pháp lựa chọn của các đơn
vị quản lý thường dùng là đắp con chạch bằng các bao tải đất để ngăn không cho nước
tràn đỉnh đập.Điều này về lý thuyết là đúng, tuy nhiên, việc mực nước hồ dâng cao có
thể gây xói hai bên mang tràn hoặc làm giảm hệ số ổn định đập đất.Với các hồ chứa
nhỏ, việc cho nước tràn đỉnh có gia cố tạm thời bằng vải bạt hoặc vải địa kỹ thuật đã
được áp dụng nhiều [3],[9]. Tuy nhiên khi đó sẽ làm suy giảm khả năng chống trượt
của mái đập.Vì vậy việc nghiên cứu đánh giá sự thay đổi của hệ số ổn định đập đất
khi


nước vượt qua đỉnh đập khi cho nước tràn đỉnh và không cho nước tràn đỉnh là cần
thiết giúp người quản lý có giải pháp ứng xử phù hợp.

Hình 1: Hồ Chấn Sơn – cho nước tràn đỉnh đập
2. Mục đích của đề tài
- Đánh giá được mức độ ổn định đối với các cơng trình đập đất khi có hiện tượng mực
nước tràn đỉnh.
- Từ kết quả đánh giá ở trên, đề xuất các biện pháp ứng xử phù hợp cho cơng trình đập
đất khi có hiện tượng mực nước vượt đỉnh đập.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

3.1. Cách tiếp cận
- Từ thực tế: Các trường hợp xảy ra hiện tượng nước tràn qua đỉnh đập đất.
- Từ thực trạng các cơng trình là đập đất : đã xây dựng từ lâu, do địa phương đắp
không theo thiết kế, chưa có vốn để nâng cấp sửa chữa.
- Tiếp cận từ các điều kiện kinh tế - kỹ thuật: Cơng trình phải đảm bảo điều kiện bền,
ổn định và kinh tế.
3.2. Phương pháp nghiên cứu
- Thu thập thông tin, kế thừa các kết quả nghiên cứu đã có.
- Thu thập tài liệu phục vụ đánh giá an toàn về ổn định của đập đất.

2


- Từ các tài liệu đã có, xây dựng mơ hình bài tốn, áp dụng các phần mềm thích hợp để
tính tốn, kiểm tra ổn định cơng trình.
- Ứng dụng cho cơng trình thực tế.
4. Kết quả dự kiến đạt được
- Đánh giá được mức độ ổn định đối với các cơng trình đập đất khi có hiện tượng mực
nước tràn đỉnh.

- Từ kết quả đánh giá ở trên, đề xuất các biện pháp ứng xử phù hợp cho công trình đập
đất khi có hiện tượng mực nước vượt đỉnh đập.
5. Nội dung luận văn
 Chương 1: Tổng quan về đập đất, hiện tượng nước tràn đỉnh đập và các vấn đề
về ổn định đập.
 Chương 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của mực nước hồ chứa khi vượt đỉnh đến ổn
định đập đất.
 Chương 3: Tính tốn ổn định mái đập hồ Chấn Sơn khi nước tràn đỉnh.
 Kết luận và kiến nghị.

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐẬP ĐẤT, HIỆN TƯỢNG NƯỚC TRÀN
ĐỈNH ĐẬP VÀ CÁC VẤN ĐỀ VỀ ỔN ĐỊNHĐẬP
1.1. Tổng quan về hồ chứa và đập đất ở Việt Nam
1.1.1. Tình trạng hồ chứa ở Việt Nam
Hồ chứa nước là cơng trình tích nước và điều tiết dịng chảy nhằm cung cấp nước cho
các ngành kinh tế quốc dân, sản xuất điện năng, cắt giảm lũ cho vùng hạ lưu v.v... Ở
Việt Nam theo Báo cáo của Bộ NN&PTNT hiện nay, cả nước có gần 7.000 hồ chứa
thuỷ lợi với tổng dung tích trữ khoảng 11 tỷ m3, trong đó 560 hồ chứa lớn có dung
tích trữ trên 3 triệu m3, 1752 hồ có dung tích trữ từ 0,2 đến 3 triệu m3, cịn lại là 4336
hồ có dung tích nhỏ hơn 0,2 triệu m3. [1]

Hình 1.1 Biểu đồ tỷ lệ phần trăm phân loại số lượnghồ đập theo dung tích trữ
Hiện nayở nước ta có nhiều hồ chứa đã được xây dựng từ 30 – 40 năm trước. Các
cơng trình này phần lớn xây dựng bằng phương tiện thô sơ, huy động sức dân, bộ đội,
công nhân nông trường tại địa phương, sử dụng vật liệu đất đá có sẵn tại khu vực, chất
lượng vật liệu đắp khơng được thí nghiệm kiểm định, quy trình đắp khơng đảm bảo
theo các quy trình quy chuẩn, kiểm định chất lượng về lớp đắp, kỹ thuật đắp, vật liệu
đắp, độ đầm chặt, hàm lượng các tạp chất trong đất. Chất lượng của nhiều đập đất
không đảm bảo gây ra các hiện tượng như thấm, lún nhiều làm giảm chiều cao đập,
tức giảm hệ số an toàn đập.
Hầu hết các hồ nhỏ từ khi đầu tư xây dựng đến nay không được bảo trì, cải tạo do
thiếu nguồn vốn đầu tư, nguồn lực huy động của người dân trong vùng hưởng lợi


thường rất ít, do hầu như người dân trong vùng đều nằm trong khu vực khó khăn về
kinh tế, hạ tầng xã hội. Ngay cả việc đánh giá các nguy cơ tiềm tàng, thu thập số liệu
về hoạt động của các hồ hầu như là khơng có. Việc bảo trì hồ chủ yếu là dọn cỏ rác, vá
víu sạt lở từ những người quản lý vận hành.
Ảnh hưởng tiêu cực do BĐKH: Các hồ đập vừa và nhỏ khơng có khả năng điều tiết

hoặc khả năng điều tiết kém, việc tích nước và cấp nước theo năm, theo mùa và thậm
chí là phụ thuộc hồn tồn vào điều kiện tự nhiên của dịng chảy đến, nên trong những
tháng kiệt thì mực nước trong các hồ xuống thấp trầm trọng, có hồ hồn tồn khơng có
nước. Trong những tháng lũ, các hồ thường khơng có dung tích phịng lũ, điều tiết lũ
qua tràn tự do bằng hình thức tràn đất hình thức đập tràn đỉnh rộng, hay đập tràn thực
dụng ô phi xê rốp, rất ít hồ có điều tiết bằng cống tháo lũ, giếng tháo lũ, tràn tự lật,
tràn có điều tiết...
1.1.2. Tổng quan về đập đất
Đập đất là một loại đập được xây dựng bằng các loại vật liệu địa phương sẵn có tại
vùng xây dựng như : đất sét, á sét, á cát, cát, sỏi, cuội… Đập đất có cấu tạo đơn giản,
vững chắc, có khả năng cơ giới hóa cao khi thi cơng và trong đa số trường hợp có giá
thành thấp nên đập đất được ứng dụng rộng rãi nhất trong hầu hết các nước trên thế
giới nói chung và nước Việt Nam nói riêng.[4].
Đập đất là loại đập khơng tràn có nhiệm vụ giữ nước và dâng nước trong các hồ chứa
hoặc cùng với các loại đập và cơng trình khác tham gia dâng nước trong các hệ thống
thủy lợi hay xây dựng nhằm mục đích chỉnh trị dịng sơng.
Nhờ sử dụng các thành quả ngày càng hoàn thiện của các ngành kỹ thuật, lý thuyết
thấm, nghiên cứu ứng suất và biến dạng cơng trình và biện pháp thi cơng cơ giới nên
hình thức kết cấu đập vừa hợp lý, vừa kinh tế.
Thực trạng hiện nay ở nước ta đập đất là loại đập phổ biến nhất khi xây dựng hồ
chứa.Những hồchứađãđược xây dựng ởtrong nước hầu hết là sửdụng vật liệu địa
phương, trong đó đập đất chiếm tỉ lệ lớn.
Do đặc điểm về địa hình, địa chất, vật liệu xây dựng, phương tiện thi cơng ... của nước
ta, trong tương lai đập đất cịn nhiều triển vọng phát triển rộng rãi hơn nữa.


Sở dĩ trong những năm gần đây đập vật liệu địa phương trong đó có đập đất, đang phát
triển với một tốc độ nhanh chóng như vậy và hiện đang có xu hướng phát triển nhanh
hơn nữa về số lượng cũng như quy mô là do nhiều nguyên nhân, trong đó có những
nguyên nhân chủ yếu sau đây:

- Yêu cầu chất lượng của nền đập đất không cao lắm so với các loại đập khác. Đập đất
hầu như có thể xây dựng được với bất kỳ điều kiện địa chất, địa hình và khí hậu nào,
những vùng động đất cũng có thể xây dựng được đập đất.
- Với những thành tựu nghiên cứu trong cơ học đất, lý luận thấm, trạng thái ứng suất
cùng với sự phát triển của công nghiệp chất dẻo làm vật liệu chống thấm, người ta có
thể sử dụng được tất cả mọi loại đất hiện có ở vùng xây dựng để đắp đập và mặt cắt
đập ngày càng có khả năng hẹp lại. Do đó giá thành ngày càng có khả năng hạ thấp và
chiều cao đập ngày càng tăng cao.
- Sử dụng phương pháp mới để xây dựng những màng chống thấm sâu trong nền thấm
nước mạnh. Đặc biệt dùng phương pháp phun các chất dính kết khác nhau như xi
măng đất sét vào đất nền. Có khả năng tạo thành những màng chống thấm sâu đến
200m.
- Có khả năng cơ giới hố hồn toàn các khâu đào đất, vận chuyển và đắp đất với
những máy móc có cơng suất lớn do đó rút ngắn được thời giân xây dựng, hạ giá thành
cơng trình và hầu như có thể loại hồn tồn lực lượng lao động thủ công.
- Giảm xuốngđến mức thấp nhất việc sửdụng các loại vật liệu hiếm nhưxi măng, sắt,
thép... và từ đó giảm nhẹ được các hệ thống giao thơng mới và phương tiện giao
thông.
- Do những thành tựu về nghiên cứu và kinh nghiệm xây dựng các loại công trình tháo
nước, đặc biệt là do phát triển việc xây dựng đường hầm mà giải quyết được vấn đề
tháo nước ngoài thân đập với lưu lượng lớn.
Đập đất được xây dựng bằng vật liệu địa phương nên trong quá trình khai thác đập đất
mang những đặc tính sau:


- Đập đất có khối lượng lớn và chịu tác dụng các ngoại lực khá phức tạp cho nên thân
và nền đập cần dảm bảo điều kiện ổn định chống trượt của 2 mái dốc trong mọi trường
hợp.
- Do tác dụng của gió, sóng trong hồ chứa tác dụng lên đập gây hư hóng mái dốc
thượng lưu. Vì vậy đối với mái thượng lưu đập cần phải dùng những hình thức gia cố

chắc chắn để chống lại sự phá hoại đó.Mưa và sự thay đổi của nhiệt độ cũng gây nên
hư hỏng mái dốc hạ lưu cho nên cũng cần thiết phải có những biện pháp bảo vệ mái
dốc hạ lưu.
- Do nước thấm qua thân đập, nền đập và thấm xung quanh bờ làm mất nước ở hồ
chứa và có ảnh hưởng xấu đến ổn định của đập ( xói ngầm và trượt mái dốc ), nên cần
phải có những biện pháp chống thấm khi cần thiết, ngoài ra thấm còn gây nguy hiểm ở
những vùng tiếp xúc của đập đất với những cơng trình khác ( bê tơng , thép , …) hoặc
ở vùng dòng thấm ra mái dốc hạ lưu, cũng như đối với trường hợp nước trong hồ chứa
hạ xuống đột ngột.
1.2. Các vấn đề về an tồn đập
1.2.1. Tình trạng an tồn hồ đập ở Việt Nam
Theo số liệu Bộ NNPTNT như mục 1.1.1 đã nêu: cả nước có gần 7.000 hồ chứa thuỷ
lợi với tổng dung tích trữ khoảng 11 tỷ m3, trong đó 560 hồ chứa lớn có dung tích trữ
trên 3 triệu m3, 1752 hồ có dung tích trữ từ 0,2 đến 3 triệu m3, cịn lại là 4336 hồ có
dung tích nhỏ hơn 0,2 triệu m3. [2]
Các cơng trình hồ đập được đầu tư với các nguồn vốn khác nhau: ngân sách nhà
nước, các doanh nghiệp tư nhân, các nông trường, hợp tác xã, trong đó, nguồn vốn từ
ngân sách nhà nước là chủ yếu. Việc xây dựng nhiều hồ chứa đã góp phần rất lớn vào
phát triển sản xuất nơng nghiệp, phát điện, chống lũ, cấp nước sinh hoạt và bảo vệ môi
trường. Tuy nhiên hồ chứa cũng gây ra các tác động tiêu cực đến môi trường, xã hội.
Những tồn tại trong thiết kế, thi công và quản lý hồ chứa cũng như những biến đổi bất
thường về khí hậu làm cho các tác động xấu này trầm trọng thêm, đặc biệt có thể dẫn
đến nguy cơ làm mất an toàn, làm vỡ đập và gây ra thảm họa cho khu vực hạ du. Mối
nguy tiềm ẩn này luôn hiện hữu ở các đập. Những tồn tại này phần lớn nằm ở các hồ


loại vừa và nhỏ, vì loại cơng trình này có tiêu chuẩn thiết kế (về lũ cũng như an tồn
cơng trình) thấp hơn, đặc biệt đối với các hồ đập được xây dựng trong những năm 70,
80 của thế kỷ trước mà hầu hết đập dâng của các hồ chứa này được xây dựng bằng vật
liệu địa phương (đập đất, đá).

Về mặt đầu tư, do thiếu kinh phí xây dựng nên các hạng mục cơng trình khơng được
đầu tư xây dựng đầy đủ và có độ kiên cố cần thiết. Một số hồ chứa tràn xả lũ không đủ
năng lực xả, không được xây dựng một cách chắc chắn. Một số đập mái thượng lưu
không được gia cố.Nhiều hồ chứa khơng có đường quản lý, gây khó khăn cho cơng tác
quản lý và ứng cứu khi hồ có sự cố.Trường hợp này xẩy ra phổ biến ở các hồ loại vừa
và nhỏ.
Về mặt khảo sát thiết kế, việc hạn chế các tài liệu về khí tượng thủy văn, địa hình địa
chất cũng như các phương pháp tính tốn dẫn đến việc các hồ sơ thiết kế không sát với
thực tế, chưa đảm bảo mức độ an toàn đặc biệt là những hồ nhỏ. Tiêu chuẩn lũ áp
dụng cho thiết kế hồ chứa được lựa chọn chủ yếu căn cứ vào quy mơ đặc điểm của
cơng trình mà chưa xem xét đến đặc điểm khu vực hạ du đập.
Về mặt thi công, do thiết bị thi công thiếu, kỹ thuật thi công lạc hậu, ở các hồ nhỏ đập
được thi công bằng thủ công dẫn đến chất lượng thi công không bảo đảm. Rất nhiều
đập bị thấm do vật liệu không đảm bảo chất lượng; nền đập không được xử lý đến nới
đến chốn; kỹ thuật đắp không đạt yêu cầu…
Về quản lý, mặc dầu Nhà nước đã ban hành nhiều văn bản, quy định trách nhiệm quản
lý, khai thác và bảo vệ cơng trình thủy lợi thủy điện nói chung và các hồ đập nói riêng,
nhưng nói chung, năng lực về quản lý, theo dõi và vận hành hồ đập tại Việt Nam cịn
nhiều bất cập.
Cơng tác tổ chức quản lý chưa đầy đủ, kém hiệu quả và chưa được quan tâm đúng
mức. Ở các hồ chứa nước lớn và vừa do các Cơng ty Khai thác cơng trình quản lý,
công tác này đã được chú ý hơn nhưng so với yêu cầu đặt ra trong các văn bản, quy
định thì cịn một khoảng cách khá xa. Đối với các hồ vừa và nhỏ, nhiều hồ được giao
cho các xã, HTX, nông trường quản lý nhưng không được hỗ trợ đầy đủ cán bộ kỹ
thuật và đào tạo về chuyên mơn, tình trạng này cũng tương tự đối với các hồ thủy điện


do các công ty cổ phần tư nhân quản lý. Vì vậy cơng tác quản lý chưa đi vào nề nếp,
hiệu quả còn thấp.
Nguồn nhân lực quản lý đập chưa đáp ứng các yêu cầu về công tác quản lý; nhiều nơi

thiếu cán bộ về thủy lợi, đặc biệt là các vùng miền núi. Công tác đào tạo không được
tiến hành thường xuyên, thiếu cán bộ quản lý đập được đào tạo về quản lý an toàn đập.
Ở các hồ giao cho xã, HTX và các nông trường hoặc công ty tư nhân quản lý, cán bộ
quản lý khơng có đủ trình độ chun mơn, thiếu kiến thức về quản lý an tồn đập, khi
tình huống lũ lụt xảy ra khơng có hoặc thiếu lực lượng cán bộ kỹ thuật chuyên ngành
để xử lý ngay từ đầu. Đây là một trong những nguyên nhân dẫn đến tình trạng vỡ một
số đập nhỏ đã xảy ra.
Tình hình trên đã cho thấy nếu việc thiết kế, xây dựng và quản lý vận hành đập khơng
tốt, khơng an tồn để xẩy ra các sự cố vỡ đập hoặc xả lũ lớn bất thường thì ngồi thiệt
hại cho bản thân cơng trình, phá hoại hoặc ngưng trệ sản xuất, cịn có thể gây ra tổn
thất nặng nề về sinh mạng, tài sản ở vùng hạ lưu đập, làm ách tắc giao thông gây thiệt
hại to lớn cho kinh tế, quốc phòng và an ninh của đất nước. Mức độ tác hại của sự cố
phụ thuộc vào quy mơ, vị trí cơng trình cũng như đặc điểm khu vực hạ du nhưng dù ở
mức độ nào thì tổn thất do sự cố vỡ đập gây ra sẽ là rất đáng kể về mặt kinh tế, chưa
nói các tổn thất về sinh mạng tài sản và làm đảo lộn môi trường sinh thái ở một khu
vực nhất định.
Những năm sau này, những thiếu sót, hạn chế trên đã từng bước được khắc phục đối
với các hồ được xây mới. Tuy nhiên, tình hình nhìn chung vẫn chưa được cải thiện
nhiều. Thêm vào đó, diễn biến thời tiết ngày càng bất lợi, cộng với rừng đầu nguồn
của hồ chứa bị tàn phá làm cho lượng lũ tập trung về hồ nhanh và lớn hơn, tăng mức
độ nguy hiểm cho cơng trình.
Những tổn thất có thể do các sự cố mất an toàn đập, những vấn đề tồn tại tiềm tàng
trong hệ thống các hồ đập đã đề cập ở trên, cộng với những hệ lụy của việc biến đổi
khí hậu, mật độ dân cư đơng đúc cũng như yêu cầu phát triển kinh tế xã hội ở khu hạ
du đập đã nói lên yêu cầu bức thiết của cơng tác quản lý an tồn đập ở nước ta.


1.2.2. Các hướng nghiên cứu để đảm bảo an toàn hồ đập
Do đặc điểm địa hình, địa chất, thủy văn, thời gian xây dựng của các đập là rất khác
nhau nên việc nghiên cứu và đánh giá an toàn hồ đập cũng phải được thực hiện riêng

cho từng cơng trình cụ thể. Tuy nhiên, trong nghiên cứu có thể phân ra các hướng như
sau.
1.2.2.1 Nghiên cứu về thủy văn-lũ và tràn sự cố
Tính tốn lại thủy văn-lũ của hồ-đập với việc cập nhật các tài liệu mới nhất về khí
tượng, thủy văn, yếu tố mặt đệm bị thối hóa do phá rừng, đào bới trên lưu vực …
Trên cơ sở số liệu tính tốn thủy văn-lũ để nghiên cứu, thiết kế bổ sung tràn sự cố nếu
cần thiết.
Nghiên cứu các mối quan hệ giữa các số liệu khí tượng – thủy văn phục vụ cho việc
cảnh báo, dự báo lũ đối với hồ-đập. Công tác này là rất quan trọng đối với các hồ chứa
lớn, có nhiệm vụ phịng lũ cho hạ du.
1.2.2.2. Nghiên cứu các vấn đề về an tồn của cơng trình tháo lũ
- Khả năng tháo của cơng trình tràn với các điều kiện biên thực tế.
- Các vấn đề tiêu năng, chống xói ở hạ lưu tràn.
- Các vấn đề về mạch động, rung động công trình.
- Các vấn đề về khí thực mặt tràn, dốc nước.
- Vấn đề hàm khí, thốt khí ở cơng trình tháo nước
1.2.2.3. Nghiên cứu về khả năng thoát lũ và an tồn cho vùng hạ du đập
- Khả năng thốt lũ ở hạ du khi tràn xả lũ thiết kế, lũ kiểm tra.
- Sự truyền sóng lũ trong sơng hạ lưu với các kịch bản vỡ đập khác nhau.
- Về chỉ giới thoát lũ và các biện pháp đảm bảo an toàn cho vùng hạ du.
1.2.2.4. Nghiên cứu các vần đề về an toàn đập đặc biệt là đập đất
Nghiên cứu khả năng chống thấm qua thân và nền đập, các giải pháp đảm bảo an toàn
về thấm.


Nghiên cứu ổn định của mái đập trong những điều kiện bất lợi như mưa lớn làm toàn
bộ đất thân đập bịbão hịa nước; thiết bịchống thấm bịthủng; thiết bịthốt nước bị
tắc; …
Nghiên cứu khả năng xói và giải pháp bảo vệ mái hạ lưu đập, ổn định đập khi có nước
tràn đỉnh đập.

Với thực trạng về hồ chứa vừa và nhỏ ở Việt Nam đã nêu ở trên đặc biệt với những
biến đổi bất lợi của khí hậu, tình hình mưa lũ diễn biến bất thường, mưa lũ lịch sử,
dòng chảy lũ về hồ lớn đột biến trong thời gian ngắn dẫn đến khiến cho mực nước
trong hồ chứa dâng cao có những lúc vượt đỉnh đập tiềm ẩn những nguy cơ sạt lở
mạnh ở thân đập, tràn gây vỡ đập, tràn ảnh hưởng thiệt hại lớn sản xuất nơng nghiệp,
dân sinh kinh tế và có thể cả tính mạng và tài sản của người dân hạ du.
Trước những tình hình bất lợi đó chúng ta đã có rất nhiều biện pháp cải tạo nhằm nâng
cao khả năng tháo lũ cho hồ chứa để hạ thấp mực nước trong hồ để giảm bớt những
nguy cơ bất lợi cho đập như : tràn tự lât, tràn tự vỡ, mở rộng bề rộng tràn, bố trí tràn
phụ, cống tháo lũ, giếng tháo lũ,.. Tuy nhiên những biện pháp trên đòi hỏi những điều
kiện về địa hình, địa chất cần được khảo sát kỹ, cần nguồn vốn đầu tư và nằm trong
những dự án cải tạo nâng cấp nên khơng có khả năng ứng phó kịp thời khi mưa lũ đến
bất thường. Hiện nay để ứng phó với những trường hợp mưa lũ khẩn cấp thì biện
pháp cải tạo đối với đập dâng như: nâng cao đỉnh đập dâng, hạ thấp đỉnh đập dâng cho
nước tràn qua đỉnh đập hạ cấp, gia cố đỉnh đập dâng tháo lũ qua đỉnh đập dâng là
những biện pháp đã từng được áp dụng. Với biện pháp cải tạo trên sẽ làm suy giảm
khả năng chống trượt của mái đập, giảm hệ số ổn định của đập đất nên cần tính tốn
kiểm tra kỹ lưỡng sự thay đổi hệ số ổn định của đập khi nước tràn đỉnh và khi nâng
cao đập dâng không cho nước tràn đỉnh để có những biện pháp ững xử phù hợp cho
cơng trình khi có mưa lũ bất thường xảy đến.


1.3. Các phương pháp tính thấm và ổn định đập đất
1.3.1. Mục đích và nhiệm vụ của tính tốn thấm
- Xác định lưu lượng thấm qua thấm và nền đập từ đó tìm lưu lượng tổn thất do thấm
gây ra , từ đó tìm biện pháp phịng chống thấm.
- Xác định vị trí đường bào hịa để tính ổn định của đập.
- Xác định T thấm ở cửa ra để kiểm tra hiện tượng xói ngầm, chảy đất và xácđịnh các
kích thước cấu tạo tầng lọc ngược.
1.3.2. Các phương pháp tính tốn thấm

Có nhiều cách tính tốn thấm, thơng dụng nhất là các phương pháp phân tích lý luận,
đồ giải và thí nghiệm.
Phương pháp phân tích lý luận bao gồm phương pháp cơ học chất lỏng, phương pháp
phần tử hữu hạn và phương pháp thủy lực.
1.3.2.1. Phương pháp cơ học chất lỏng
Phương pháp cơ học chất lỏng xét dòng thấm chuyển động ổn định (không giới hạn
xét chuyển động biến đổi chậm) trong môi trường đồng nhất, đẳng hướng. Dùng các
cơng cụ tốn học để giải phương trình Laplace. Phương pháp cơ học chất lỏng có thể
giải quyết được các bài toán thấm ổn định biến đổi gấp như thấm dưới đáy cơng trình
thuỷ lợi, thấm qua đê, đập đất…
Phương trình cơ bản của dịng thấm ổn định chảy tầng như sau:



2

h

x

V  K .
H
x

H

x

2





2



y

; V  K.

h
2


 y



2

z

h0

(1.1)

2

; V  K.
z

 H
z

y

Với điều kiện biên giới cụ thể, tìm ra hàm số cột nước h(x,y). Chuyển động thoả mãn
điều kiện trên là chuyển động khơng xốy - chuyểnđộng thế.


-Ưu điểm: Phương pháp cơ học chất lỏng chủ yếu có tầm quan trọng về mặt lý thuyết,
trên cơ sở đó người ta có thể đưa ra những cách giải quyết gần đúng, ứng dụng những
lời giải của cơ học chất lỏng ta có thể lập được những biểu đồ tính tốn để dùng trong
thực tế.
-Nhược điểm: Phương pháp này chỉ sử dụng được trong trường hợp bài tốn có sơ đồ
đơn giản, môi trường thấm đồng nhất đẳng hướng. Với những sơ đồ phức tạp (điều
kiện ban đầu và điều kiện biên phức tạp) thì phương pháp này gặp nhiều khó khăn về
mặt tốn học và trong nhiều trường hợp gần như bế tắc. Vì vậy, trong thực tế thiết kế
tính tốn thấm, phương pháp nàyứng dụng rất hạn chế.
1.3.2.2. Phương pháp thủy lực
Khi tính tốn thấm qua đập đất theo phương pháp thủy lực, cần chú ý đến một số giới
hạn và giả thiết sau đây:
-Chỉ giới hạn xét dòng thấm ổn định, biến đổi dần, tuân theo định luật Đarcy.
-Đất là môi trường đồng chất và đẳng hướng, nước không thể ép co được và chứa đầy
các khe rỗng trong đất.
-Trong miền thấm khơng có điểm tiếp nước cũng như khơng có điểm rút nước.
-Chỉ xét với bài tốn phẳng.
-Khơng xét đến sự trao đổi nước thấm giữa thân và nền đập.

-Chỉ xét mặt tầng không thấm nước nằm ngang.
-Sử dụng tiên đề Dupuy, giả thiết Cozeny khi có thiết bị thốt nước thấm.
-Sử dụng một số phép biến đổi sơ đồ tương đương để đưa đến các sơ đồ đơn giản của
bài tốn đã biết (ví dụ như biến đổi mái dốc thượng lưu về mái thẳng đứng, biến đổi
đập có tường nghiêng hoặc tường có lõi mềm bằng đất sét ít thấm nước về đất đồng
chất, lấy đáy đập theo cách trung bình hố nằm ngang để đưa vào tính tốn….
-Ưu điểm:


Phương pháp thuỷ lực cho lời giải các thông số dịng thấm dưới dạng biểu thức tính
tốn đơn giản, dễ tính tốn.
Độ chính xác của phương pháp này đáp ứng được yêu cầu kỷ thuật nên được ứng dụng
rộng rãi.
-Nhược điểm và điều kiện ứng dụng:
Kết quả tính tốn thấm theo phương pháp thuỷ lực cho những đặc trưng trung bình của
dịng thấm trong một khu vực thấm hoặc tồn miền thấm.
Điều kiện dùng phương pháp thuỷ lực để tính thấm qua đập đất là dịng thấm biến đổi
chậm (hỗn biến). Do ở khu vực tam giác thượng lưu đường dịng có độ cong lớn,
khơng thoả mãn điều kiện dịng thấm biến đổi chậm, vì vậy nhiều tác giả đã dùng các
phép biến đổi tương đương để tính tốn gần đúng lưu lượng thấm qua phần nêm
thượng lưu.
Để tính tốn thấm qua đập đất phải sử dụng một số tiền đề, giả thiết và sơ đồ hố mặt
cắt tính tốn của đập. Sơ đồ hoá là yêu cầu thường gặp và bắt buộc khi mặt cắt thực
của đập đất không thoả mãn các giả thiết, các điều kiện biên yêu cầu của phương pháp
thuỷ lực. Phương pháp thuỷ lực chỉ xét mặt tầng không thấm nước phẳng (phẳng
nghiêng hoặc phẳng ngang). Vì vậy phải sơ đồ hố mặt tầng khơng thấm nước cong,
gồ ghề về mặt phẳng. Đối với đập đất cịn cần phải sơ đồ hố về mặt nằm ngang.
Nguyên tắc sơ đồ hoá trong mọi trường hợp là phải đảm bảo lưu lượng thấm giữa sơ
đồ thực và sơ đồ biến đổi không vượt quá sai số cho phép.
1.3.2.3. Phương pháp phần tử hữu hạn

Phương pháp mơ hình số trong cơ học nói chung và cho dịng thấm nói riêng (cịn gọi
là phương pháp máy tính số hoặc phương pháp mơ hình tốn học) gồm các mơđun mơ
tả chuyển động và trạng thái của dòng thấm bằng các phương trình vi phân đạo hàm
riêng, thuật tốn để giải các phương trình vi phân và chương trình máy tính để tính
tốn tìm lời giải các thơng số của dịng thấm bằng kết quả số và hình vẽ.[6]
So với mơ hình thấm sai phân hữu hạn, mơ hình thấm phần tử hữu hạn có nhiều ưu
điểm nổi bật hơn vì các phần tử được chia linh động hơn, phù hợp hơn với các mơi
trường thấm phân lớp, thuật tốn giải mềm dẻo và hiệu quả hội tụ tốt, dễ lập chương
trình tính, thuận lợi để tự động hố tính tốn hàng loạt lớp bài tốn có kích thước, hình


dạng, điều kiện biên về thấm khác nhau. Đặc biệt có thể giải được các bài tốn có biên
phức tạp mà các phương pháp thuỷ lực hoặc phương pháp cơ học chất lỏng khó giải
được.
Phương pháp phần tử hữu hạn khơng tìm dạng xấp xỉ của hàm cần tìm trong toàn miền
xác định mà chỉ trong từng miền con thuộc miền xác định (các phần tử). Do đó,
phương pháp phần tử hữu hạn rất thích hợp với những bài tốn vật lý và kỹ thuật,
trong đó hàm cần tìm phải được xác định trên những miền phức tạp, bao gồm nhiều
vùng nhỏ có đặc tính khác nhau. Ma trận chủ yếu lập nên trong phương pháp phần tử
hữu hạn sẽ là ma trận băng làm cho việc tính tốn càng thêm thuận lợi. Đấy là những
lý do chính khiến phương pháp phần tử hữu hạn ngày càng được sử dụng phổ biến
rộng rãi và chiếm ưu thếnổi bật trong các phương pháp số hiện nay.
Trong phương pháp phần tử hữu hạn, hàm xấp xỉ được biểu diễn với các giá trị số của
hàm hoặc có khi cả các trị số đạo hàm của nó ở một số điểm xác định trên miền con.
Các trị số này được coi là các ẩn số và được xác định từ những điều kiện ràng buộc cụ
thể của từng loại bài toán.
Việc đầu tiên khi áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn là cần thay thế miền tính tốn
(ví dụ miền thấm) bằng các miền con, gọi là các phần tử (phương pháp rời rạc hoá).
Các phần tử này xem như chỉ nối với nhau ở một số điểm xác định trên các mặt hoặc
các cạnh biên của phần tử, gọi là các điểm nút. Thông thường, các hàm xấp xỉ được

biểu diễn bằng các trị số của hàm tại các điểm nút này và có thể ở cả một số điểm nút
bên trong phần tử nữa. Hình dạng của các phần tử được lựa chọn sao cho xấp xỉ với
hình dạng mặt biên của miền tính tốn. Với bài tốn phẳng, thường sử dụng các loại
phần tử tam giác hoặc tứ giác. Các phần tử được liên kết với nhau qua một số hữu hạn
các điểm nút. Các điểm nút này là đỉnh của các phần tử và có thể là một số điểm quy
ước trên cạnh của các phần tử.
Phương trình cơ bản của phương pháp phần tử hữu hạn giải bài tốn thấm phẳng là
phương trình quan hệ giữa lưu lượng điểm nút và cột nước áp lực tại điểm nút.
Để rút ra phương trình cơ bản, phương pháp phần tử hữu hạn giải bài toàn thấm phẳng
đã sử dụng nguyên lý biến phân cột nước khả dĩ. Nguyên lý được phát biểu như sau:


“Trong miền kín của dịng thấm ổn định, khi biến thiên cột nước áp lực khả dĩ thì cơng
bù của dịng thấm trên đường vịng quanh miền kín phải bằng cơng bù tương ứng
trong phạm vi miền đó”.
Dùng phương pháp phần tử hữu hạn để giải bài toán thấm qua đập đất trên nền có
nhiều lớp, có hệ số thấm nước khác nhau là hiệu quả nhất so với các phương pháp
khác. Đây là bài toán thấm phức tạp, dùng phương pháp thuỷ lực chỉ tìm được các đặc
trưng trung bình của dịng thấm và khó đạt được độ chính xác cần thiết, dùng phương
pháp cơ học chất lỏng sẽ gặp nhiều khó khăn khơng giải quyết được do tính không
đồng nhất, không đẳng hướng của môi trường thấm.
Kết quả lời giải theo phương pháp phần tử hữu hạn không những cho chúng ta biết
thơng số chính là trường phân bố cột nước áp lực thấm tại các nút phần tử mà cịn cho
biết lưu lượng thấm, đường bão hồ thấm mà còn cho chúng ta biết trường phân bố
gradien cột nước đo áp của dòng thấm tại trọng tâm các phần tử, trường phân bố lưu
tốc, các đường đẳng cột nước áp lực nước lỗ rỗng, hình ảnh phân bố các véc tơ vận tốc
thấm….
Phương pháp phần tử hữu hạn đã giải quyết được nhiều bài toán thấm phức tạp qua
đập đất, là công cụ quan trọng trong thiết kế xây dựng đập.
-Ưu điểm: có thể giải được những sơ đồ thấm phức tạp và cho kết quả tương đối chính

xác, phù hợp thực tế.
-Nhược điểm: khối lượng chuẩn bị để tính tốn và các bước tính tốn của phương pháp
này lớn, người tính tốn phải có kiến thức sâu về máy tính và phần mềm.
1.3.3. Ổn định đập đất
Cơng thức tổng qt để tính ổn định mái đập là:

M
M

K 

C

[Kcp ]

T

∑M

C

: Tổng mô men chống trượt với tâm O

∑M

T

: Tổng mô men gây trượt với tâm O

(1.2)

[Kcp] : hệ số an toàn trượt cho phép tùy thuộc vào cấp cơng trình
Để thiết lập cơng thức tính tốn, nghĩa là tính tổng số mơ men gây trượt và mô men
chống trượt của khối đất ta chia khối đất thành nhiều rải nhỏ có chiều rộng :
b

R
m

(1.3)

R: Bán kính cung trượt.
m: Hệ số bất kỳ lấy bằng 10÷20

 Tính ổn định đập đất theo Phương pháp N.M. Ghecxêvanơp
Sử dụng công thức của N.M. Ghecxêvanôp, giả thiết khối trượt là một vật thể rắn và
như vậy có thể chuyển áp lực thấm thành áp lực thủy tĩnh tác dụng lên mặt trượt và
hướng tâm.
Trị số áp lực này bằng γ n h trong đó h là chiều cao cột nước từ đường bão hòa tới điểm
đang xét mặt trượt.
Phương pháp này mới chỉ đưa ra được tính tốn ổn định khi đã có cung trượt, chưa
đưa ra được cách tính cung trượt và tâm trượt, cần phải kết hợp với các phương pháp
xác định cung trượt và tâm trượt của các tác giả khác như phương pháp V.V.Fanđêep,
W.Fellenius... trên cơ sở bài tốn phẳng.

Hình 1.2 : Sơ đồ tính ổn định mái đập theo Ghecxevanop


Cơng thức tính hệ số ổn định mái đập K như sau:

K
tgn

 (N

Wn )

n

T

(1.4)

C .
n

Ln

n

Trong đó :
Wn : Áp lực thủy tĩnh theo phương hướng tâm cung trượt tại điểm đang xét

Wn   n

.h.

b
cos

(1.5)
n

φn , Cn : góc ma sát trong và lực dính đơn vị tại dải n
Ln: chiều dài đoạn cung trượt tại dải thứ n
R: Bán kính cung trượt
Xác định cung trượt nguy hiểm nhất:

 Phương pháp

W.Filennit:

M1

H

14 2

A
3 5

H

B1 B2 B3

M
4.5H

Hình 1.3: Sơ đồ xác định vị trí cung trượt nguy hiểm theo Filennit

Tâm trượt nguy hiểm nằm ở lân cận trên đường MM

1

(hình 1.4), điểm M

điểm của hai đường thẳng có đi qua điểm A và B, tạo góc 1, 

2

1

là giao

phụ thuộc hệ số mái

đập được xác định ở bảng :
Bảng 1.1: Bảng tra góc giao tìm tâm cung trượt theo Filennit
Độ dốc

Góc nghiêng

Độ dốc

Góc nghiêng

mái đập

mái đập

mái đập

mái đập

1:1,0

450

37

28

1:3,0

18026

35

25

1:1,5

33041

35

26

1:4,0

14003

36

25

1:2,0

26034'

35

25

1:5,0

11010'

39

25

 Phương pháp V.V.Fanđêep:
Theo V.V.Fanđêep, khu vực chứa tâm trượt nguy hiểm của mái dốc nằm trong giới
hạn hình quạt 1234, xác định như hình vẽ 1.5
Qua điểm F giữa mái đập kẻ một đường thẳng đứng và một đường hợp với mái dốc
một góc 850. Hình quạt tạo bởi các cung trịn tâm F bán kính R 1 và R2 và hai đường
thẳng trên chứa tâm trượt nguy hiểm. Bán kính R 1, R2 phụ thuộc vào chiều cao đập và

hệ số mái dốc đập.
Bảng 1.2: Bảng tra R, r xác định vùng tâm cung trượt

1

2

3

4

5

6

R/H

1,50

1,75

2,30

3,75

4,80

5,50

r/H

0,75

0,75

1,00

1,50

2,20

3,00

Mái dốc đập

 Kết hợp cả hai phương pháp V.V.Fanđêep và W.Fellenius, ta có tâm trượt nguy
hiểm nhất ở lân cận đoạn CD