Xây dựng công nghệ phân tích ổn định trượt sâu của đập bê tông trọng lực theo hai hệ thống tiêu chuẩn nga việt và m

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI
Hiện nay khi tính tốn kiểm tra ổn định đập bê tơng nói chung ở Việt Nam vẫn
còn tồn tại một số hạn chế. Với đặc thù thường được áp dụng của hình thức đập bê tông ở
Việt Nam là xây dựng trên nền đá cứng nên việc tính tốn ổn định thường được tiến hành
kiểm tra với hình thức ổn định trượt phẳng với mặt trượt là mặt phẳng hoặc mặt gẫy khúc
tiếp xúc giữa đáy đập và nền. Các tính tốn kiểm tra ổn định của đập bê tông đang tuân
thủ theo tiêu chuẩn ngành 14 TCN 56-88 ra đời vào những năm 80 của thế kỉ trước. Vấn
đề ổn định của đập được xét đến dựa trên quan điểm xét đến đến ma sát cũng như thành
phần chống cắt trên mặt phá hoại. Sự tương tác giữa các khối đất đá thượng và hạ lưu tác
dụng lên đập cũng mới chỉ được đề cập đến thông qua việc thay thế tác dụng của chúng
như những thành phần áp lực chủ và bị động. Chính quan điểm này đã dẫn đến việc chưa
xét được đầy đủ các yếu tố của nền tương tác lên đập trong quá trình duy trì ổn định
chống trượt.
Tuy nhiên thực tế xây dựng đập bê tông ở Việt Nam nói chung , thơng thường
chiều sâu xử lý nền tương đối lớn.Một phần không nhỏ chiều cao đập được đặt ngập sâu
vào nền. Chính vì vậy nên ảnh hưởng của các khối đất đá thượng và hạ lưu đập có ảnh
hưởng khơng nhỏ đến vấn đề ổn định của đập. Chính vì vậy nên việc mơ phỏng tác dụng
của các khối đất đá này như những thành phần áp lực chủ, bị động để kiểm tra ổn định
trượt của đập theo các mặt trượt giả định trước là còn nhiều hạn chế.
Với đặc điểm tồn tại như vậy nên đề tài xây dựng cơng nghệ phân tích ổn định
trượt sâu của đập bê tông trọng lực theo hai hệ thống tiêu chuẩn Nga- Việt và Mỹ nhằm
tập trung nghiên cứu các quan điểm về tính tốn ổn định, từ đó có những nhận định cũng
như cách nhìn đúng đắn và chọn lựa ra được các quan điểm tính tốn phù hợp với tình
hình thực tế cũng như sự phát triển của khoa học công nghệ. Thông qua các nghiên cứu
phân tích này có thể đưa ra được cơng nghệ tính tốn ổn định trượt sâu của đập bê tơng
trọng lực nhằm tổng qt hóa cơng nghệ tính tốn phân tích ổn định đập bê tơng trọng lực.
Hơn nữa, cùng với sự hịa nhập thế giới, càng ngày các cơng ty tư vấn thiết kế,
xây dựng cơng trình từ nhiều nước trên thế giới cũng tham gia thiết kế, xây dựng nhiều
cơng trình ở Việt Nam. Chính vì vậy nên đề tài này tiến hành nghiên cứu so sánh tính
tốn ổn định trượt của đập bê tông trọng lực nhằm có bức tranh tổng quát hơn về vấn đề
ổn định của đập bê tông trọng lực.

1


I. Mục tiêu của đề tài:
Thông qua hai hệ thống tiêu chuẩn Nga-Việt và Mỹ để có những so sánh và xây dựng được
cơng nghệ tính tốn phù hợp hơn đối với vấn đề ổn định trượt của đập bê tông trên nền.

II. Kết quả đạt được của đề tài:
1. Nội dung chính của đề tài:
Đề tài đã hồn thành được 3 nội dung chủ yếu mà đề cương đã đặt ra với 3 nội dung
chính:
Chuyên đề 1:Tổng quan về tình hình xây dựng đập bê tơng trọng lực trên Thế giới và ở Việt
Nam

Chuyên đề 2: Phân tích các quan điểm tính tốn ổn định đập bê tơng trọng lực theo hai hệ
thống tiêu chuẩn Việt – Nga và Mỹ.

Chun đề 3: Xây dựng cơng nghệ tính tốn ổn định trượt sâu của đập bê tông trọng lực.
2. Kết quả đạt được của đề tài:
2.1. Kết quả dạng II, III
Đề tài đã hoàn thành 3 chuyên đề theo đúng đề cương đặt ra:
Chuyên đề 1:Tổng quan về tình hình xây dựng đập bê tông trọng lực trên Thế giới và ở Việt
Nam

Chuyên đề 2: Phân tích các quan điểm tính tốn ổn định đập bê tơng trọng lực theo hai hệ
thống tiêu chuẩn Việt – Nga và Mỹ.

Chuyên đề 3: Xây dựng cơng nghệ tính tốn ổn định trượt sâu của đập bê tông trọng lực.
2.2. kết quả dạng IV.

Đề tài đã hoành thành được nội dung và yêu cầu đề cương đặt ra:
1. Đào tạo được 2 thạc sỹ kỹ thuật :
Tên đề tài

Năm bảo vệ

TT

Tên học viên

1

Đoàn Bình Minh

Nghiên cứu ổn định đập bê tơng trọng lực
khi có xét đến trượt sâu của nền

2

Hồng Minh Tú

Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ tin học 03/2009
phân tích ổn định đập bê tông trọng lực

05/2008

2. Xây dựng công nghệ phân tích ổn định đập bê tơng trọng lực theo tiêu chuẩn hiệp hội

kỹ sư quân đội Mỹ. Nguyễn Quang Hùng, Hồng Minh Tú. Tạp chí Thủy Lợi và Mơi Trường
03/2009.

Các kết quả của đề tài đã đạt được đủ nội dung và yêu cầu do đề cương đặt ra
2


III.

Các kết quả chính của đề tài

Thơng qua thống kế , so sánh hai hệ thống tiêu chuẩn Nga- Việt và Mỹ , đề tài đã cho
thấy rõ một số nét cơ bản về sự khác nhau giữa hai hệ thống tiêu chuẩn này và cho thấy
rõ một số quan điểm chính trong các hệ thống tiêu chuẩn.
Chính từ sự khác nhau từ quan điểm tính tốn nên với mỗi một hệ thống tiêu chuẩn
khác nhau đều có những điều kiện áp dụng khác nhau và kéo theo những hệ thống tiêu
chuẩn phụ trợ kèm theo.
Điểm khác biệt cơ bản giữa hai hệ thống tiêu chuẩn là việc phân cấp và tổ hợp tải
trọng dùng trong tính tốn.
Nếu như trong hệ thống tiêu chuẩn Nga-Việt quy định phân cấp công trình theo nhiều
cấp độ khác nhau phụ thuộc vào mức độ quan trọng của cơng trình và tổ hợp tải trọng
theo tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời thì trong hệ thống tiêu chuẩn Mỹ lại có
quan điểm khác biệt. Tiêu chuẩn Mỹ phân cơng trình thành 2 loại theo mức độ thiệt hại
khi xảy ra đổ vỡ: Cơng trình nguy hiểm và cơng trình bình thường. Việc phân loại tải
trọng cũng được phân chia theo tần suất xuất hiện một cách chặt chẽ hơn: tải trọng
thường xuyên có tần suất xuất hiện P≥10%, khơng thường xun 3.3%o trọng đặc biệt P<3.3%o
Nếu như đối với hệ thống tiêu chuẩn Nga - Việt dựa trên quan điểm tính tốn cơng
trình theo trạng thái giới hạn thì tiêu chuẩn Mỹ dựa trên quan điểm tính tốn cơng trình
theo trạng thái cân bằng giới hạn. Chuẩn mực đánh giá an toàn ổn định cũng khác nhau
trong hai hệ thống tiêu chuẩn. Đối với hệ thống tiêu chuẩn Việt-Nga : Hệ số an toàn ổn
định cho phép được xác định dựa vào cấp cơn g trình, tổ hợp tải trọng, điều kiện làm việc.

Đối với tiêu chuẩn Mỹ : Độ dự trữ bền cho phép được xác định dựa vào thơng tin vị trí
xây dựng cơng trình, độ tin cậy về các thông tin tải trọng, nền... Những điểm khác nhau
này được thể hiện chi tiết trong bảng 1 và bảng 2.

3


III.1 So sánh hệ thống tiêu chuẩn Nga – Việt và Mỹ
Bảng 1. Bảng tổng hợp các nội dung của các hệ thống tiêu chuẩn dùng khi phân tích ổn định trượt đập BTTL
TT
CÁC NỘI DUNG
TIÊU CHUẨN VIỆT NGA
TIÊU CHUẨN MỸ
1
Các tiêu chuẩn dùng khi
- Tiêu chuẩn Việt Nam - Nền các cơng trình - Stability Analysis of Concrete Structure – EM
phân tích ổn định
thủy cơng - Tiêu chuẩn thiết kế - TCVN 1110-2-2100
4253-86.

- Gravity dam design – EM 1110 – 2 – 2200

- Tiêu chuẩn Thiết kế đập bê tông và bê của hiệp hội kỹ sư quân đội Mỹ (US Army
tông cốt thép – 14 TCN 56-88.

corps of Engineer).

- Cơng trình Thuỷ lợi – Các quy định chủ
yếu về thiết kế - TCXDVN 285: 2002.

2
3

Ngun lý tính tốn

- Tiêu chuẩn thiết kế Nền cơng trình thuỷ
cơng - CHиП 2.02.02.85 – OCHOBAHИЯ
ГИДPOTEXHИЧECКИX
COOPУЖEHИИ (Mocквa 1986), bản tiếng
Việt.
Trạng thái giới hạn
Cân bằng giới hạn

Phân loại và cấp cơng trình - 3 loại cơng trình : chủ yếu, thứ yếu, tạm 2 loại theo mức độ thiệt hại khi đổ vỡ : Cơng
thời.

trình nguy hiểm và cơng trình bình thường

- 5 cấp cơng trình
4

Loại tải trọng và tổ hợp tải
trọng

2 loại tải trọng: Tải trọng thường xuyên, tải 3 loại tải trọng:
trọng tạm thời

- Thường xuyên : (P>10%)
4

Tổ hợp tải trọng: Tổ hợp tải trọng cơ bản, - Không thường xuyên 3.3%o
5

Các tham số ảnh hưởng
đến hệ số an toàn

tổ hợp tải trọng đặc biệt.

- Đặc biệt (P<3.3%o )

N: Hệ số lệch tải.

Thơng tin vị trí xây dựng (site information

N c : hệ số tổ hợp tải trọng.

category)

M: hệ số điều kiện làm việc.

Độ tin cậy cao ( về nền, tải trọng….)

K n Hệ số tin cậy

Độ tin cậy ở mức độ hạn chế.
Thông tin hạn chế.

6

Điều kiện kiểm tra

K≥[K]

F s ≥[F s ]

(K-[K])/[K]≤ 15%
7

An toàn cho phép

[K] phụ thuộc tổ hợp tải trọng và cấp cơng [F s ] phụ thuộc loại cơng trình và tổ hợp tải
trình

trọng. ( chi tiết xem bảng 2.2 chuyên đề II)

5


TT

Trường
hợp

Bảng 2. Phân tích ổn định đập bê tơng trọng lực theo các tiêu chuẩn thiết kế
Tiêu chuẩn Nga - Việt [2],[3]
Tiêu chuẩn Mỹ [11]
Sơ đồ tính

Cơng thức

- Tính tốn theo bài tốn trạng thái giới hạn

Sơ đồ tính

Cơng thức

- Tính tốn theo bài tốn cân bằng giới hạn

- Hệ số an toàn cho phép [K] được xác định - Hệ số an toàn cho phép [Fs] được xác định theo tổ hợp lực.
theo cấp cơng trình và tổ hợp lực.

1

Lật

M ct
≥ [K ]
M gt

K=

2

Vị trí hợp lực =

R
≥ [K ]
Q

FS ≥ [FS]

Trượt
phẳng

∑M
∑V

FS =

[W cos α − U + H sin α]tan φ + CL
H cos α − W sin α

6


3

Trượt

FS>=[FS]

sâu

R = (P’cosα + Qsinα Wđn) tgϕ I + m 1 Eb 2 cosα
+ A’C I ; Q = Qcosα P’sinα

K=

FS =

[(Wi + Vi ) cos α i + (H Li − H Ri )sin α i + (Pi−1 − Pi )sin α i − U i ] tan φ i + C i L i
(H Li − H Ri ) cos α i + (Pi−1 − Pi ) cos α i − (Wi + Vi )sin α i

R
≥ [K ]
Q

7


III.2 Xây dựng cơng nghệ tính tốn ổn định trượt sâu
Dựa trên hai hệ thống tiêu chuẩn Nga-Việt và Mỹ, đề tài đã tiến hành xây dựng
cơng nghệ tính tốn ổn định trượt của đập bê tông trọng lực theo sơ đồ hình 1:

Hình 1 . Sơ đồ khối tính tốn ổn định trượt của đập bê tơng trọng lực
theo chương trình ODDBTTL-TU2009
Nội dung tính tốn theo các sơ đồ đã được trình bày trong mục 3.1 được thể hiện trong
chương trình tính ODDBTTL-TU2009 viết bằng ngơn ngữ Microsoft SQL Server 2005
Bao gồm 3000 dòng lệnh được chia thành 3 modul chính .
Modul 1 : chương trình nhập liệu. Phần modul này được thể hiện bằng hai loại
giao diện chính. Việc nhập liệu được thực hiện trực tiếp trên màn hình với một trực quan
sinh động và thể hiện rõ ràng tại các vị trí cần định vị trực tiếp. Các thông số nhập liệu
này được nhúng trong các bảng tính Exel của bộ phần mềm Ofice. Chính vì vậy việc
quản lý số liệu hết sức thuận tiện. Việc thay đổi số liệu có thể thực hiện trực tiếp thơng
qua hệ thống giao diện đồ họa của chương trình hoặc thay đổi trực tiếp trên hệ thống file
exel của bộ phần mềm office mà chương trình đã tạo ra.

Lựa chọn hệ thống tiêu chuẩn

Lựa chọn sơ đồ tính tốn
Hình 3.1.
Lựa chọn hệ thống tiêu chuẩn và sơ đồ tính tốn
8


Hình 2. Nhập số liệu tính tốn
Modul 2: Chương trình tính tốn hệ số an tồn Fs và K theo hai hệ thống tiêu
chuẩn Mỹ và Nga-Việt. Modul chương trình này quản lý 2 modul chương trình nhỏ riêng
biệt theo hai hệ thống. Trong đó modul tính theo hệ thống tiêu chuẩn Nga- Việt được tiến
hành tính tốn với bài tốn hiện với trình tự giải tường minh theo trạng thái giới hạn theo
sơ đồ khối hình 3.4. Modul tính theo hệ thống tiêu chuẩn Mỹ được tiến hành tính tốn với
bài tốn giải đúng dần để tìm ra hệ thống an toàn ổn định nhỏ nhất theo sơ đồ khối hình
3.3.

Mặt trượt nằm ngang

Mặt trượt nghiêng
Mặt trượt nghiên
Mặt trượt sâu
về thượng lưu
về hạ lưu
Hình 3 Tính tốn hệ số ổn định theo các hệ thống tiêu chuẩn

9


Modul 3: Chương trình xuất kết quả và in kết quả tính tốn. Chương trình này có
nhiệm vụ lưu kết quả của các bước tính và xuất kết quả tính tốn sang chương trình exel
trong hệ thống office của cơng ty Microsoft phục vụ cho công tác viết báo cáo.

Kết quả đồ thì tính tốn

Kết quả tính tốn trung gian
từng giai đoạn

Hình 4. Kết quả tính tốn
III.3 NGHIÊN CỨU MỘT SỐ NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI HỆ SỐ AN TOÀN ỔN

ĐỊNH THEO HAI HỆ THỐNG TIÊU CHUẨN MỸ VÀ NGA-VIỆT.

III.3.1 Các trường hợp tính tốn
Để có thể thấy rõ ảnh hưởng của các nhân tố tới hệ số an toàn ổn định của đập bê
tông, đề tài đã tiến hành tính tốn cho một loạt seri khác nhau với chiều cao đập thay đổi
từ 10÷70 m , độ dốc mái hạ lưu đập thay đổi tương ứng với 3 hệ số 0,75 ; 0,85 và 0,95
( tương ứng với các mặt cắt thơng thường đã được xây dựng) , góc ma sát trong:
φ=2036o, lực dính đơn vị C= 0÷10T/m2. Chiều sâu đào hố móng tương ứng với 3 cấp
đào cho mỗi trường hợp.
Bảng 3 Các trường hợp tính tốn nghiên cứu
TT

Chiều cao đập
H

Phi

C

Chiều rộng đập B
(hệ số m)

Chiều sâu đào
móng h

1

10

20,30,36

0;1;1.8;3;3.6;5;10

0.75 ; 0.85 ; 0.95

2 ; 3; 4

2

20

20,30,36

0;1;1.8;3;3.6;5;10

0.75 ; 0.85

4

3

30

20,30,36

0;1;1.8;3;3.6;5;10

0.75 ; 0.85

5

4

40

20,30,36

0;1;1.8;3;3.6;5;10

0.75 ; 0.85 ; 0.95

6 ; 8 ;10

5

50

20,30,36

0;1;1.8;3;3.6;5;10

0.75 ; 0.85

10

6

60

20,30,36

0;1;1.8;3;3.6;5;10

0.75 ; 0.85

12

7

70

20,30,36

0;1;1.8;3;3.6;5;10

0.75 ; 0.85 ; 0.95

10 ; 12 ; 14
10

III.3.2 Một số nhận xét về các nhân tố ảnh hưởng
Bảng 4. So sánh hai hệ thống tiêu chuẩn Mỹ và Nga-Việt
TT
1

Hđập

Tiêu chuẩn Mỹ

H≤20 m [Fs]=1,5
- Hệ số an toàn Fs phụ thuộc chủ

Tiêu chuẩn Nga- Việt
[K]=1.21
- Hệ số an tồn Fs phụ thuộc chủ

yếu vào góc ma sát trong φ của
nền. .

yếu vào góc ma sát trong φ của
nền.

- Hệ số an toàn Fs giảm rất nhanh
khi chiều cao đập H tăng lên.

- Hệ số an toàn K giảm nhanh khi
chiều cao đập tăng lên nhưng

- Chiều sâu đào móng h ảnh hưởng
rất lớn đến độ an tồn của đập.

không giảm nhanh bằng tiêu chuẩn
Mỹ.

- Yêu cầu chỉ tiêu cơ lý của nền cao - Mức độ ảnh hưởng của chiều sâu
hơn so với hệ thống tiêu chuẩn
đào móng ảnh hưởng đến K gần
2
0
Nga-Việt C≥1.0 T/m , φ≥30 .
như là tuyến tính theo chiều cao
đập H và chỉ tiêu cơ lý của nền
φ,c.
- Yêu cầu chỉ tiêu cơ lý của nền
thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn
Mỹ. C≥1.0 T/m2,
φ≥200.
2

20÷40

[Fs]=1,5
- Mức độ ảnh hưởng của chỉ tiêu
nền giảm dần theo chiều cao.
- C càng lớn thì ảnh hưởng của φ
đến Fs càng lớn khi chiều cao H
tăng dần.
- φ càng lớn thì ảnh hưởng của C
đến Fs càng lớn.
- Ảnh hưởng của chiều rộng đáy

đập B đến hệ số an toàn ổn định Fs
càng lớn khi chỉ tiêu cơ lý φ, c càng
lớn.
H≤30 m : φ≥300 , C≥3 T/m2

[K]=1.26
- Quy luật ảnh hưởng của C,φ đến
hệ số an toàn K gần như không đổi
theo chiều cao.
- Ảnh hưởng của các thông số C, φ
đồng thứ hạng tới hệ số an toàn K.
- Ảnh hưởng của chiều rộng đáy
đập B đến hệ số an tồn ổn định Fs
gần như tuyến tính với sự gia tăng
của chỉ tiêu cơ lý φ, c.
H≤30 m : φ≥300 ,C≥1 T/m2 .
H≤40 m : φ≥250 ,C≥1,8 T/m2

H≤40 m : φ≥300 , C≥5 T/m2
11


3

40÷70

[Fs]=1,5

[K]=1,31

- Mức độ ảnh hưởng của chỉ tiêu

- Mức độ ảnh hưởng của chỉ tiêu

nền φ, c đến Fs giảm dần theo
chiều cao.

nền φ, c đến Fs gần như không phụ
thuộc chiều cao đập.

- Ảnh hưởng đến Fs của thông số φ
không nhiều bằng ảnh hưởng của c

- Ảnh hưởng của thơng số C đến hệ
số an tồn K khi chiều cao đập H

khi tăng chiều cao đập.
- Chiều sâu đào móng h có ảnh

tăng dần lớn hơn so vơi thông số φ.
Tuy nhiên mức độ ảnh hưởng này

hưởng đến hệ số an toàn Fs nhiều
hơn so với tiêu chuẩn Nga- Việt

không lớn như khi sử dụng tiêu
chuẩn Mỹ.

- Ảnh hưởng của chiều sâu đào
móng h tới hệ số an toàn Fs giảm

- Mức độ ảnh hưởng của chiều sâu
đào móng h gần như khơng đổi khi

dần khi chiều cao đập H tăng lên.
- Ảnh hưởng của chiều rộng đáy
đập B đến hệ số an toàn ổn định Fs
gần như tuyến tính khi chiều cao
đập gia tăng

chiều cao đập H tăng lên.
- Ảnh hưởng của chiều rộng đáy
đập B đến hệ số an toàn ổn định Fs
cũng tương tự như đối với hệ thống
tiêu chuẩn Mỹ.

12


KẾT LUẬN
Thơng qua những nghiên cứu phân tích các hệ thống tiêu chuẩn Nga- Việt và Mỹ
đã bước đầu cho thấy rõ sự khác nhau giữa các hệ thống tiêu chuẩn trong việc tính tốn
thiết kế đập bê tơng trọng lực (kết quả trình bày chi tiết trong chuyên đề 2).
Điểm khác biệt chính giữa hai hệ thống tiêu chuẩn chủ yếu là quan điểm tính tốn .
Nếu như hệ thống tiêu chuẩn Nga-Việt sử dụng trạng thái giới hạn để tính tốn thì hệ
thống tiêu chuẩn Mỹ sử dụng cân bằng giới hạn để tính tốn. Chính vì vậy nên trong việc
lựa chọn tải trọng, tổ hợp tải trọng dùng trong tính tốn cũng khác nhau, chuẩn mực để so
sánh cũng khác nhau. Đối với hệ thống tiêu chuẩn Nga- Việt: hệ số an toàn ổn định phụ
thuộc vào các hệ số như độ lệch tải n , tổ hợp tải trọng n c , hệ số điều kiện làm việc m, hệ
số tin cậy K n . Trong khi đó hệ thống tiêu chuẩn Mỹ chủ yếu dựa vào độ tin cậy để đưa ra

hệ số an toàn : thơng tin về vị trí xây dựng , mức độ tin cậy của các thông số ( nền, tải
trọng…).
Qua những phân tích về mức độ ảnh hưởng của các thông số chỉ tiêu của nền φ, c ,
chiều cao đập H, độ sâu đào móng h, chiều rộng đập B tới hệ số an toàn ổn định Fs (tiêu
chuẩn Mỹ), hệ số an toàn ổn định K (tiêu chuẩn Nga- Việt) cho thấy rõ một số nét chính
về sự khác biệt của hai hệ thống tiêu chuẩn này đối với các chiều cao đập khác nhau như
ở bảng 4.
Dựa trên một số phân tích so sánh một số nhân số ảnh hưởng đến hệ số an toàn ổn
định trong hai hệ thống tiêu chuẩn đã có những nhận định ban đầu về việc áp dụng các hệ
thống tiêu chuẩn dùng trong tính tốn thiết kế. Đối với những đập có chiều cao trung bình
từ 40 m trở lên, cấp cơng trình càng cao thì sự khác biệt về hệ số an toàn ổn định cho
phép trong tiêu chuẩn Nga Việt và độ dự trữ bền cho phép trong tiêu chuẩn Mỹ càng gần
nhau nên đề tài kiến nghị nên dùng cả hai hệ thống tiêu chuẩn để tính tốn thiết kế.
Đối với những đập cao, thơng thường có chiều sâu đào nền tương đối lớn nên việc
sử dụng cả hai hệ thống tiêu chuẩn dùng trong tính tốn thiết kế là hết sức cần thiết trong
bối cảnh hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam ra đời tương đối sớm.
Kiến nghị mở rộng đề tài tiếp tục nghiên cứu thêm các nhân tố ảnh hưởng đến hệ
số an toàn ổn định và độ dự trữ bền cho phép cũng như là nghiên cứu một cách kỹ lưỡng
xác định các thông số đầu vào để áp dụng các hệ thống tiêu chuẩn nhằm đảm bảo tính
chính xác hơn việc áp dụng các hệ thống tiêu chuẩn. Từ đó làm cơ sở tiếp tục nghiên cứu
sử đổi tiêu chuẩn ngành về thiết kế đập bê tông đã ra đời từ rất sớm 14 TCN 56-88.
13


Việc mở rộng đề tài tiếp tục nghiên cứu tạo điều kiện mở rộng và tiếp tục hồn
thiện chương trình ODDBTTL-TU2009 để đưa vào thực tế đào tạo và ứng dụng trong
thực tiễn nghiên cứu khoa học phục vụ sản xuất.
Việc tính tốn hệ số an tồn ổn định theo các hệ thống tiêu chuẩn được thực hiện
thông qua chương trình ODDBTTL-TU2009 với nhiều lựa chọn và giao diện thân thiện,
truy xuất dữ liệu linh hoạt và sống động. Việc sử dụng chương trình tính sẽ rút ngắn

được thời gian tính tốn ổn định đập cho nhiều trường hợp khác nhau và rất thuận lợi
trong quá trình nghiên cứu.

14


p

bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn

trường đại học thđy lỵi
--------------------------

ĐỀ TÀI :

XÂY DỰNG CƠNG NGHỆ PHÂN TÍCH
ỔN ĐỊNH TRƯỢT SÂU CỦA ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC
THEO HAI HỆ THỐNG TIÊU CHUẨN NGA-VIỆT VÀ MỸ
BÁO CÁO TỔNG KẾT

TS.Nguyễn Quang Hùng

Hµ Néi - 2009


bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn

trường đại học thđy lỵi
--------------------------

ĐỀ TÀI :

XÂY DỰNG CƠNG NGHỆ PHÂN TÍCH
ỔN ĐỊNH TRƯỢT SÂU CỦA ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC
THEO HAI HỆ THỐNG TIÊU CHUẨN NGA-VIỆT VÀ MỸ
CHUYÊN ĐỀ I
Tình hình xây dựng đập bê tông trên thế giới và Việt Nam

TS.Nguyễn Quang Hùng

Hµ Néi - 2009


bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn

trường đại học thđy lỵi
--------------------------

ĐỀ TÀI :

XÂY DỰNG CƠNG NGHỆ PHÂN TÍCH
ỔN ĐỊNH TRƯỢT SÂU CỦA ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC
THEO HAI HỆ THỐNG TIÊU CHUẨN NGA-VIỆT VÀ MỸ
CHUYÊN ĐỀ II
Phân tích các quan điểm tính tốn ổn định đập bê tơng trọng lực theo
hai hệ thống tiêu chuẩn Việt – Nga và Mỹ

TS.Nguyễn Quang Hùng

Hµ Néi - 2009

bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn

trường đại học thđy lỵi
--------------------------

ĐỀ TÀI :

XÂY DỰNG CƠNG NGHỆ PHÂN TÍCH
ỔN ĐỊNH TRƯỢT SÂU CỦA ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC
THEO HAI HỆ THỐNG TIÊU CHUẨN NGA-VIỆT VÀ MỸ
CHUYÊN ĐỀ III
Xây dựng công nghệ tính tốn ổn định trượt sâu
của đập bê tơng trọng lực

TS.Nguyễn Quang Hùng

Hµ Néi - 2009


bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn

trường đại học thđy lỵi
--------------------------

ĐỀ TÀI :

XÂY DỰNG CƠNG NGHỆ PHÂN TÍCH
ỔN ĐỊNH TRƯỢT SÂU CỦA ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC

THEO HAI HỆ THỐNG TIÊU CHUẨN NGA-VIỆT VÀ MỸ
PHỤ LỤC
PL 1: Kết quả tính tốn ổn định đập bê tơng trọng lực theo hai hệ
thống tiêu chuẩn Nga- Việt và Mỹ
PL2: Code modul chương trình tính tốn ổn định đập bê tơng
trọng lực theo hai hệ thống tiêu chuẩn Nga-Việt và Mỹ

TS.Nguyễn Quang Hùng

Hµ Néi - 2009


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU …………………………………………………………………………………………2
MỤC LỤC...................................................................................................................................... 1
CHUYÊN ĐỀ I .............................................................................................................................. 1
TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP BÊ TƠNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM.................... 2
1.1

Tình hình xây dựng đập bê tơng trọng lực trên thế giới .............................................. 2

1.2

Tình hình xây dựng đập bê tông trọng lực ở Việt Nam.............................................. 11

1


CHUN ĐỀ I
TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP BÊ TƠNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

1.1Tình hình xây dựng đập bê tông trọng lực trên thế giới
Đập trọng lực được cho là đầu tiên trên thế giới được xây dựng tại Jordan tên là
đập Jawa, xây vào khoảng 3000 năm trước Cơng ngun. Đập Jawa có chiều cao 4,5m,
dài 80m là đầu mối của một hồ chứa nước làm nhiệm vụ cung cấp nước cho khoảng 2000
người.

Hình 1-1 Bản đồ hệ thống cấp nước Jawa

Hình 1-2 Dấu vết của đập Jawa

Những vết tích cịn lại cho thấy kết cấu bên trong đập gồm hai tường xây khép kín,
giữa được đắp đất tạo thành lõi dày 2m, phía thượng lưu đập có một lớp chống thấm. Đập
được đảm bảo ổn định bởi khối đất đắp phía hạ lưu có hệ số mái m=1,0.
Đến năm 54-64 sau Công Nguyên, ở Subiaco thuộc Italy. Người ta đã cho xây một
con đập cao 40m, rộng 13,5m và dài 80m. Đây là đập trọng lực cao nhất trong số 3 chiếc
được xây vào thời La Mã cổ đại ở Italy và tồn tại cho đến năm 1305.
Vào những năm 284 sau cơng ngun, có rất nhiều đập trọng lực được xây dựng ở
khu vực bán đảo Iberian, Bắc Phi và Trung Đông, những người La Mã cổ đại đã tạo một
hồ chứa lớn nhất thời đó tại Homs Syria. Đập có chiều dài kỷ lục là 2.000m, cao 7m và
rộng 14m, dung tích hồ khoảng 90 triệu m3.
2


Đập bê tông trọng lực được áp dụng khá rộng rãi và phổ biến những năm 30 của
thế kỷ 20, nhiều đập bê tông cao đã được xây dựng với mục đích như tưới, phát điện và
cấp nước sinh hoạt… và vấn đề an toàn ổn định là vấn đề quan tâm hàng đầu khi triển
khai xây dựng các đập lớn.

Hình 1-3 Đập Chambon, Pháp

Đập Chambon được xây dựng (1929-1934) trên sông Romanche thuộc tỉnh
Rhône-Aples miền Tây Nam nước Pháp có chiều cao 136,7m là bê tơng trọng lực cao
nhất Châu Âu trong khoảng 20 năm, bề rộng đỉnh đập là 5m, móng là 70m. Thể tích đập
415.000 m3. Dung tích hồ 51 triệu m3 nước, lưu vực hồ rộng 220 km2 trong vùng Alpes
nơi có phong cảnh thiên nhiên tuyệt đẹp.
Đập bê tông trọng lực cao nhất là đập Grand Dixence được khởi cơng năm 1951
và hồn thành vào năm 1962 tại Swiss Alps với chiều cao 285m.
3


Hình 1-4 Mặt cắt ngang đập Chambon
Tốc độ xây dựng đập trên thế giới tăng nhanh vào những năm 1950 đến 1980, thời
kỳ này có khoảng 5.000 đập lớn được xây dựng trên toàn thế giới. Tập trung chủ yếu ở
các nước phát triển ở khu vực Bắc Mỹ và Châu Âu, nơi có nền khoa học kỹ thuật tương
đối phát triển.

4


Hình 1-5 Tốc độ phát triển đập từ năm 1900 đến năm 2000

Theo thống kê của hộ đập cao thế giới (ICOLD), tính đến năm 2000, trên thế giới
đã có khoảng 45.00 đập lớn phân bố ở 140 nước. Năm nước hàng đầu về xây dựng đập
trên thế giới bao gồm Trung Quốc, Mỹ, Ấn Độ, Tây Ban Nha và Nhật Bản. Số lượng đập
trong các nước này chiếm khoảng 80% tổng số các đập lớn trên thế giới. Chỉ riêng Trung
Quốc đã xây dựng khoảng 22.000 đập lớn trong thế kỷ 20 và tập trung vào khoảng thời
gian sau năm 1949 (trước năm 1949 Trung Quốc chỉ có 22 đập lớn), các nước khác là Mỹ
khoảng 6.575, Ấn độ 4.291, Nhật Bản 2.675 và Tây Ban Nha khoảng 1.196.

5

Hình 1-6 Tốc độ xây dựng đập trên thế giới trong th k 20

Nhật
6%
Các nước khác
23%

Mỹ
14%

ấn Độ
9%

Tây Ban Nha
2%
Trung Quốc
46%

Hỡnh 1-7 Tỷ lệ % phân bố đập trên thế giới
Hiện nay đập bê tông trọng lực chiếm khoảng 12% trong tổng số các loại đập đã
được xây dựng trên thế giới. Với đập cao trên 100m, đập bê tông trọng lực chiếm khoảng
30%.
Trung Quốc hiện nay đang đứng đầu thế gới về số lượng đập được xây dựng.
Trong quá khứ, đập đã được xây dựng từ thời xa xưa ở Trung Quốc, tại tỉnh Thiểm Tây,
người ta đã cho xây dựng hệ thống thủy lợi Zhibo (năm 453 tr.CN) và Dujiangyan (năm
219 tr.CN) với đập dâng bằng đá xây cao 3,8m rất nổi tiếng.

6