Phân tích ứng suất biến dạng của đập bê tông trọng lực bằng phương pháp phần tử hữu hạn có sử dụng phần tử bậc cao và phần tử tiếp xúc

LỜI CÁM ƠN
Sau  một  thời  gian  công  tác,  học  tập,  cùng  với  sự  giúp  đỡ  vô  cùng  quý 
báu  của  các  thầy  trong  trường  Đại  học  Thuỷ  Lợi,  bạn  bè,  đồng  nghiệp,  gia 
đình,  người thân và cùng với sự nỗ lực của bản thân, tơi đã hồn thành luận 
văn  thạc  sĩ:  “Phân  tích  ứng  suất  biến  dạng  của  đập  bê  tông  trọng  lực  bằng 
phương  pháp  phần  tử  hữu  hạn  có  sử  dụng  phần  tử  bậc  cao  và  phần  tử  tiếp 
xúc”, với mong muốn đóng góp những giá trị về khoa học và đem lại hiệu quả 
trong thực tiễn. 
Chính vì vậy, hơm nay, khi hồn thành luận văn thạc sĩ này, tơi xin bày 
tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với thầy GS.TS Phạm Ngọc Khánh, 
người thầy đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành cơng việc nghiên 
cứu khoa học của mình.   
Tơi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Thủy lợi, khoa Đại 
học  và  sau  đại  học,  khoa  Xây  dựng  Cơng  trình  thủy  và  các  thầy  tham  gia 
giảng dạy khố Cao học 17 trường Đại học Thủy lợi đã tạo mọi điều kiện cho 
tơi hồn thành tốt khố học. 
Tơi xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp, những người đã khích lệ, động viên 
tơi trong suốt q trình học tập và thực hiện đề tài luận văn này. 
Cuối cùng, xin gửi lời cám ơn chân thành nhất đến những người đóng vai 
trị quan trọng trong cuộc đời tơi  là gia đình  và  người thân,  những  người đã 
giành cho tơi những gì tốt đẹp nhất, giành cho tơi thời gian, khơng gian, niềm 
tin và động lực để tơi thực hiện luận văn này, những người đã đi cùng tơi trên 
mọi nẻo đường dù khó khăn hay vất vả. 
 

 
 

Hà Nội ngày 3 tháng 12 năm 2010
TÁC GIẢ 

Hoàng Tuấn Minh 


Luận văn thạc sĩ 

 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

MỤC LỤC
Danh mục các chữ viết tắt 
Danh mục các bảng, biểu, sơ đồ, hình vẽ 
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1 
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XÂY DỰNG ĐẬP......................... 5 
1.1  Tổng quan về vấn đề xây dựng đập ở Việt Nam và thế giới. ................. 5 
1.1.1  Lịch sử của việc xây dựng đập [11]....................................................... 5 
1.1.2  Tình hình xây dựng đập hiện nay [4]..................................................... 5 
1.1.3  Tình hình xây dựng đập ở Việt Nam ..................................................... 6 
1.2  Các loại đập bê tơng được sử dụng hiện nay ......................................... 9 
1.3  Ngun nhân sự cố, vấn đề  thiết kế, thi cơng và vận hành [11] ............ 9 
1.3.1  Ngun nhân do khảo sát, thiết kế......................................................... 9 
1.3.2  Ngun nhân do thi cơng .................................................................... 11 
1.3.3  Ngun nhân do quy trình bảo trì, vận hành, sử dụng ......................... 12 
1.4  Những tồn tại và vấn đề cần nghiên cứu.............................................. 12 
1.5  Hướng lựa chọn trong luận văn........................................................... 13 
CHƯƠNG  2:  CÁC  PHƯƠNG  PHÁP  PHÂN  TÍCH  ỨNG  SUẤT  BIẾN 
DẠNG ĐẬP BÊ TƠNG TRỌNG LỰC ........................................................ 14 
2.1  Tổng quan về phương pháp tính tốn ứng suất đập bê tơng trọng lực.. 14 
2.1.1  Phương pháp sức bền vật liệu ............................................................. 15 
2.1.2  Phương pháp lý thuyết đàn hồi [8], [11].............................................. 17 

2.1.3  Phương pháp số [1], [2], [3],[9]........................................................... 18 
2.2  Ưu nhược điểm và lựa chọn phương pháp tính tốn ............................ 19 
2.2.1  Ưu nhược điểm các phương pháp tính tốn. ........................................ 19 
2.2.2  Lựa chọn phương pháp tính tốn......................................................... 22 
2.3  Cơ sở của phương pháp phần tử hữu hạn, đặc biệt là có sử dụng phần tử 
phần tử tiếp xúc, để đánh giá mức độ tiếp xúc giữa đập và nền; sử dụng phần 
tử bậc cao để xác định ứng suất cục bộ quanh các lỗ kht trong thân đập. .. 23 
Học viên: Hồng Tuấn Minh

 


Luận văn thạc sĩ 

 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

2.3.1  Lịch sử phương pháp PTHH ............................................................... 23 
2.3.2  Cơ sở phương pháp phần tử hữu hạn................................................... 24 
2.3.3  Trình tự giải bài tốn bằng phương pháp PTHH: ................................ 25 
2.3.4  Các phần tử sử dụng trong luận văn .................................................... 32 
2.3.5  Lựa chọn phần mềm tính tốn ............................................................. 41 
2.3.6  Sơ đồ khối của bài tốn giải bằng phương pháp PTHH ....................... 42 
CHƯƠNG  3:  PHÂN  TÍCH  ỨNG  SUẤT,  BIẾN  DẠNG  CỦA  ĐẬP  DÂNG 
BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN......................................... 43 
3.1  Giới thiệu về cơng trình ...................................................................... 43 
3.1.1  Đặc điểm khu vực cơng trình .............................................................. 43 
3.1.2  Các thơng số của cơng trình cho tính tốn........................................... 46 
3.2  Các số liệu đưa vào tính tốn .............................................................. 48 

3.3  Sơ đồ tính tốn và tổ hợp tải trọng ...................................................... 50 
3.4  Phương  pháp  tính,  loại  phần  tử  sử  dụng,  các  điều  kiện  biên  và  sơ  đồ 
trong phần mềm Ansys................................................................................. 52 
3.4.1  Các phương pháp tính tốn, phần tử sử dụng, điều kiện biên .............. 52 
3.4.2  Sơ đồ lưới phần tử và lực tác dụng tính tốn trong Ansys ................... 54 
3.5  Kết quả tính tốn các phương pháp. .................................................... 54 
3.5.1  Kết quả tính tốn phương pháp PTHH có sử dụng phần tử tiếp xúc và 
phần tử bậc cao (phương pháp 1 - PP1). ....................................................... 54 
3.5.2  Kết quả tính tốn phương pháp PTHH khơng sử dụng phần tử tiếp xúc 
và sử dụng phần tử bậc thấp (phương pháp 2 – PP2). ................................... 62 
3.6  Nhận xét kết quả tính tốn giữa hai phương pháp ............................... 66 
3.6.1  Về ứng suất cục bộ khu vực hành lang................................................ 66 
3.6.2  Về sự bóc tách giữa đập và nền........................................................... 67 
3.6.3  Kết luận .............................................................................................. 67 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 69 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 71 
 
Học viên: Hoàng Tuấn Minh

 


 

Luận văn thạc sĩ 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

Danh mục các chữ viết tắt
1). Phần tử hữu hạn  

 

 

 

 

 

 

: PTHH 

2). Bê tơng thường  

 

 

 

 

 

 

: CVC 

3). Bê tơng đầm lăn  

 

 

 

 

 

 

: RCC 

4). Phương pháp có sử dụng phần tử bậc cao và phần tử tiếp xúc: PP1 
5). Phương pháp sử dụng phần tử bậc thấp   

 

 

: PP2 

6). Trước Cơng Ngun   

 

 

: TCN 

 

 

 

Danh mục các bảng, biểu, sơ đồ, hình vẽ
1). Danh sách các hình trong luận văn
Hình 1.1 Đập bê tơng Itaipu ......................................................................... 10 
Hình 1.2a Đập bê tơng thủy điện Sơn La (nhìn từ hạ lưu) ............................ 11 
Hình 1.2b Đập bê tơng thủy điện Sơn La (góc nhìn từ nhà điều hành).......... 12 
Hình 2.1 Sơ đồ xác định các loại ứng suất trên biên đập............................... 16 
Hình 2.2 Sơ đồ xác định các loại ứng suất chính trên biên đập ..................... 16 
Hình 2-3: Các dạng phần tử phổ biến ........................................................... 27 
Hình 2-4 Phần tử tam giác ............................................................................ 34 
Hình 2-5 Tọa độ tham chiếu ......................................................................... 34 
Hình 2-6 Tọa độ diện tích............................................................................. 35 
Hình 2-7 Phần tử tam giác 3 điểm nút .......................................................... 37 
Hình 2-8 Phần tử tam giác 6 điểm nút .......................................................... 39 
Hình 2-9 Đồ thị các hàm dạng...................................................................... 40 
Hình 2-10 Sơ đồ khối của phương pháp giải bài tốn phần tử hữu hạn......... 42 
Hình 3.1 Thủy điện Đồng Nai 2 ................................................................... 46 
Hình 3.2 Sơ đồ tính tốn chung .................................................................... 52 
Hình 3.3 Sơ đồ lưới phần tử  tính tốn trong Ansys...................................... 54 
Học viên: Hồng Tuấn Minh

 


Luận văn thạc sĩ 

 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

Hình 3.4 Ứng suất Sx mép chân đập thượng lưu tổ hợp 2 (PP1)................... 56 
Hình 3.5 Ứng suất Sy mép chân đập thượng lưu tổ hợp 2 (PP1)................... 56 
Hình 3.6 Ứng suất Sx mép chân đập thượng lưu tổ hợp 3 (PP1)................... 57 
Hình 3.7 Ứng suất Sy mép chân đập thượng lưu tổ hợp 3 (PP1)................... 57 
Hình 3.8 Ứng suất Sx mép chân đập thượng lưu tổ hợp 4 (PP1)................... 58 
Hình 3.9 Ứng suất Sy mép chân đập thượng lưu tổ hợp 4 (PP1)................... 58 
Hình 3.10 Ứng suất Sx hành lang tổ hợp 2 (PP1) ......................................... 59 
Hình 3.11 Ứng suất Sy hành lang tổ hợp 2 (PP1) ......................................... 59 
Hình 3.12 Ứng suất Sx hành lang tổ hợp 3 (PP1) ......................................... 60 
Hình 3.13 Ứng suất Sy hành lang tổ hợp 3 (PP1) ......................................... 60 
Hình 3.14 Ứng suất Sx hành lang tổ hợp 4 (PP1) ......................................... 61 
Hình 3.15 Ứng suất Sy hành lang tổ hợp 4 (PP1) ......................................... 61 
Hình 3.16 Ứng suất Sx mép thượng lưu đập tổ hợp 3 (PP2) ......................... 62 
Hình 3.17 Ứng suất Sy mép thượng lưu đập tổ hợp 3 (PP2) ......................... 62 
Hình 3.18 Ứng suất Sx mép thượng lưu đập tổ hợp 4 (PP2) ......................... 63 
Hình 3.19 Ứng suất Sy mép thượng lưu đập tổ hợp 4 (PP2) ......................... 63 
Hình 3.20 Ứng suất Sx hành lang tổ hợp 3 (PP2) ......................................... 64 
Hình 3.21 Ứng suất Sy hành lang tổ hợp 3 (PP2) ......................................... 64 
Hình 3.22 Ứng suất Sx hành lang tổ hợp 4 (PP2) ......................................... 65 
Hình 3.23 Ứng suất Sy hành lang tổ hợp 4 (PP2) ......................................... 65 
Hình 3.24 Vị trí các điểm so sánh ứng suất giữa hai phương pháp tính ........ 66 

 

Học viên: Hồng Tuấn Minh

 


Luận văn thạc sĩ 

 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

2). Danh sách các bảng trong luận văn
Bảng 1.1 Bảng thống kê số lượng đập lớn (đến năm 2000) ............................ 6 
Bảng 1.2 Một số hồ và đập ở Việt Nam.......................................................... 7 
Bảng 3.1 Các đặc trưng địa lý thủy văn ........................................................ 44 
Bảng 3.2 Đặc trưng nhiệt độ khơng khí tại các trạm đại biểu........................ 44 
Bảng 3.3 Lượng mưa trung bình năm tại các trạm đại biểu (mm). ................ 45 
Bảng 3.4 Thơng số chính cho cơng trình thủy điện Đồng Nai 2.................... 46 
Bảng 3.5 Các đặc trưng cơ của đá nền và tiếp giáp đập và nền ..................... 48 
Bảng 3.6 Các đặc trưng cơ lý của bê tơng..................................................... 49 
Bảng 3.7 Bảng tổ hợp tải trọng..................................................................... 51 
Bảng 3.8 Kết quả tính tốn ứng suất biến dạng đập dâng.............................. 55 
Bảng 3.9 So sánh kết quả tính tốn tại hành lang.......................................... 66 
Bảng 3.10 So sánh kết quả tính tốn tại mép thượng, hạ lưu đập .................. 67 

Học viên: Hồng Tuấn Minh

 

Luận văn thạc sĩ 

-1- 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

MỞ ĐẦU
1.

Tính cấp thiết của đề tài

Trong q trình phát  triển  kinh tế, các cơng  trình được  xây  dựng  ngày càng 
nhiều, trong đó việc xây dựng các cơng trình thủy lợi để điều tiết dịng chảy 
tạo thuận lợi cho cơng việc sản xuất, cũng như nhu cầu cấp nước cho các hộ 
dùng nước, cũng với mục tiêu như vậy việc xây dựng các cơng trình thủy điện 
để  phục  vụ  nhu  cầu  năng  lượng  ngày  càng  tăng  của  các  ngành  sản  xuất  và 
dịch vụ cũng như đời sống nhân dân, phục vụ đa mục tiêu, như thủy lợi, thủy 
điện, du lịch và sinh thái. 
Từ  hàng  nghìn  năm  trước  chúng  ta  đã  biết  xây  dựng  những  con  đập  chắn 
nước, tạo hồ chứa bằng vật liệu địa phương. Một vài thế kỷ gần đây, nhờ có 
sự phát triển các kết cấu mới cũng như là vật liệu mới như bê tơng, nên chúng 
ta có rất nhiều loại đập khác nhau. Về vật liệu thì có các đập như đập đất đầm 
nén, đập đá đổ, đập bê tơng thường và bê tơng đầm lăn. Về kết cấu thì có đập 
đá đổ lõi giữa, đập bản mặt bê tơng, đập bê tơng trọng lực, đập vịm, đập bản 
chống to đầu,…vv.  Nhưng gần đây thì vật liệu bê tơng được sử dụng nhiều 
trong thiết kế vì có nhiều ưu điểm cả về độ bền, tốc độ thi cơng và kết cấu xây 
dựng. Trong việc thiết kế các cơng trình thủy lợi, thủy điện, các đập bê tơng 
được sử dụng tích  nước  hồ chứa  và  là  một trong  những phần  trọng  yếu của 

tồn bộ hệ thống cơng trình.  
Với  đập  chắn  nước  trong  các  thiết  kế  hiện  nay  ngoài  phương  pháp  được  sử 
dụng phổ biến để tính tốn ứng suất đập bê tơng là phương pháp sức bền vật 
liệu, lý thuyết đàn hồi, thì cịn có phương pháp khác là phương pháp phân tích 
ứng  suất,  biến  dạng  của  đập  bê  tơng  bằng  phương  pháp  số  mà  điển  hình  là 
phương  pháp  phần  tử  hữu  hạn.  Nhưng  trong  hầu  hết  các  tính  tốn  theo 
phương pháp phần tử hữu hạn hiện nay ở Việt Nam thường tính theo mặt cắt 
đơn  vị  và  liên  kết  giữa bê tơng  và  nền chỉ là  những  liên kết điểm  nút thơng 
Học viên: Hồng Tuấn Minh

 


Luận văn thạc sĩ 

-2- 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

thường. Vì vậy chưa thể mơ phỏng chính xác tương tác làm việc giữa đập và 
nền  cùng  các  điều  kiện  khai  thác  sử  dụng  cơng  trình.  Để  mơ  phỏng  và  tính 
tốn  chính  xác  điều  kiện  làm  việc  cũng  như  tác  động  thực  sự  của  các  điều 
kiện khai thác cơng trình lên đập bê tơng trọng lực thì cần phải có sự thay đổi 
trong việc mơ phỏng mơ hình tính tốn để đảm bảo sự làm việc sát với thực tế 
cơng trình nhất. Ngồi ra, trong đập cịn có các lỗ kht, như hành lang dọc, 
hành  lang  ngang,  thang bộ,  thang  máy, buồng bơm  thu  nước rị rỉ thân  đập, 
vv.... Vì vậy với phần tử bậc cao, việc tính tốn ứng suất cục bộ các lỗ kht 
trở  lên chính  xác  hơn. Cùng  với  nó  là  việc tối ưu  hóa  lưới phần tử theo  mơ 
hình h, để có kết quả chính xác hơn. Với phương pháp tính tốn mới này, đã 
khắc phục được nhược điểm của phương pháp tính tốn thơng thường về các 

điểm có ứng suất cục bộ, do đó việc bố trí vật liệu cũng phù hợp hơn. 
Xuất phát từ thực tiễn đó,  với tư cách  là  người  làm cơng tác  tư  vấn thiết kế 
cơng trình thủy cơng, tơi xin chọn đề tài “Phân tích ứng suất biến dạng của
đập bê tông trọng lực bằng phương pháp phần tử hữu hạn có sử dụng
phần tử bậc cao và phần tử tiếp xúc” để làm đề tài luận văn tốt nghiệp thạc 
sĩ của mình. 
2.

Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

a.

Mục tiêu

Trên cơ sở các nghiên cứu về phương pháp phần tử hữu hạn, với sự phát triển 
mạnh  mẽ  của  các  cơng  cụ  tính  tốn  và  máy  tính  ngày  càng  mạnh  hơn,  khả 
năng tính tốn tốt  hơn,  vì  vậy bài  tốn được sử dụng  mơ  hình tính tốn  với 
phần tử bậc cao và phần tử contact mơ phỏng sự liên kết giữa nền và đập, mục 
tiêu là đưa ra được sự khác biệt với các phương pháp tính tốn thơng thường 
và  so  sánh  bằng  kết  quả  tính  tốn.  Chỉ  ra  được  ưu  điểm  và  sự  phù  hợp  với 
thực tế của phương pháp tính  tốn và sử  dụng  mơ hình  tính tốn,  thấy được 

Học viên: Hồng Tuấn Minh

 


Luận văn thạc sĩ 

-3- 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

ứng suất cục bộ quanh các lỗ kht chính xác hơn, đánh giá được sự tách bóc 
giữa đập và nền nói riêng và ổn định, độ bền của đập nói chung. 
b.

Phạm vi nghiên cứu

Trong phạm vi nghiên cứu ở đây, phân tích ứng suất biến dạng được áp dụng 
với mặt cắt của đập bê tơng trọng lực với cơng trình cụ thể là cơng trình Thủy 
điện  Đồng  Nai  2  và  sử  dụng  phần  tử  bậc  cao  để  tính  tốn  ứng  suất  và  biến 
dạng của đập, ứng suất cục bộ các  lỗ kht. Trong đó sẽ tính tốn  ứng suất 
bằng  phương  pháp  phần  tử  hữu  hạn  với  mơ  hình  thơng  thường  và  tính  tốn 
theo phương pháp phần tử hữu hạn thực hiện với mơ hình là liên kết giữa đập 
và nền có sử dụng phần tử riêng biệt là phần tử contact, để có thể chỉ ra các sự 
khác biệt trong tính tốn để đánh giá mức độ tiếp xúc giữa đập và nền. 
3.

Nội dung nghiên cứu
- Thu thập các tài liệu về địa hình địa chất khu vực cơng trình 
- Nghiên cứu các phương án và tổ hợp tính tốn 
- Đưa ra các phương pháp tính tốn và so sánh sơ bộ 
- Tính tốn theo các phương pháp khác nhau 
- Kết luận và đưa ra kiến nghị 

4.

Phương pháp nghiên cứu
- Tổng kết tài liệu kết hợp giữa lý thuyết và phương pháp tính hiện đại 

sử dụng phần mềm phù hợp với bài tốn đặt ra. 
- So sánh kết quả và đưa ra kết luận 
5.

Kết cấu luận văn
Từ các vấn đề được trình bày ở trên luận văn được trình bày với bố cục 

gồm có 3 chương, phần kết luận và kiến nghị. 
Trong đó: 
Học viên: Hồng Tuấn Minh

 


Luận văn thạc sĩ 

-4- 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

- Chương 1: Giới thiệu chung về xây dựng đập 
- Chương 2: Các phương pháp phân tích ứng suất biến dạng đập bê tơng trọng 
lực. 
- Chương 3: Phân tích ứng suất biến dạng đập dâng bằng phương pháp phần 
tử hữu hạn. 

Học viên: Hoàng Tuấn Minh

 

Luận văn thạc sĩ

-5- 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XÂY DỰNG ĐẬP
1.1 Tổng quan về vấn đề xây dựng đập ở Việt Nam và thế giới.
1.1.1 Lịch sử của việc xây dựng đập [11]
Từ  hàng  nghìn  năm trước chúng ta đã biết  xây dựng các đập  để chắn  nước, 
nhằm dâng nước để phục vụ tưới tiêu trồng trọt. Các đập nước đầu tiên được 
xây dựng là các đập trọng lực, làm bằng đá dùng tải trọng bản thân để chặn và 
giữ nước. "Khoảng 2950-2750 trước Cơng ngun (TCN), đập đầu tiên được 
biết  đến  tồn  tại  do  người  Ai  Cập  cổ  đại  xây  dựng.  Các  đập  được  gọi  là  elSadd  Kafara,  mà trong tiếng  Ả Rập có  nghĩa  là  "Dam  of the Pagans”.  Đập 
cao  37  ft, phía  ngồi  là các tường  đá, bên trong được đổ đầy các sỏi  và đá, 
phía ngồi được phủ một lớp đá vơi chống xói mịn và tác động của sóng. Đập 
thứ hai được biết tới là đập đất tên là Nimrod ở Mesopotamia được xây vào 
khoảng 2000 năm TCN,  với lõi là đất sét,  Nimrod được xây từ phía bắc của 
Baghdad tới  Tigris  với  mục đích chống  xói  mịn  và  giảm  mối đe dọa của  lũ 
lụt,  nó chuyển  hướng của dịng sơng,  và  giúp tưới cho cây  trồng.  Đập  được 
xây bằng gỗ nên khó xác định chính xác thuộc loại gì. Khoảng năm 100 sau 
cơng ngun, những người La Mã là những người đầu tiên sử dụng bê tơng và 
vữa để xây đập trọng lực. Đập ở Ponte di San Mauro có một khối bê tơng lớn 
cịn sót lại. Bằng chứng cho thấy rằng một tấm bê tơng lớn đã được sử dụng 
như là lõi và lớp ngồi được hồn thành bằng đá xây. 
1.1.2 Tình hình xây dựng đập hiện nay [4]
Theo thống kê của hội đập cao thế giới (ICOLD), tính đến năm 2000 trên thế 

giới có 45.000 đập lớn. Với tiêu chí chiều cao đập H ≥ 10÷15m, chiều dài đập 
L ≥  500m, Qx ≥ 2000m3/s, và dung tích hồ chứa W ≥ 1.000.000m3. 

Học viên: Hồng Tuấn Minh

 


Luận văn thạc sĩ

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

-6- 

Bảng 1.1 Bảng thống kê số lượng đập lớn (đến năm 2000)

STT 

Khu vực 

Số lượng 

Tỉ lệ % 

1 

Châu Á 

31.340 

69,6 

2 

Bắc + Trung Mỹ 

8.010 

17,8 

3 

Tây Âu 

4.227 

9,4 

4 

Đơng Âu 

1.203 

2,7 

5 

Châu Phi 

1.200 

2,6 

6 

Châu Đại dương 

577 

1,2 

Trong  số  đó,  Trung  Quốc  chiếm  nhiều  nhất  thế  giới  với  22.000  đập,  chiếm 
48% số đập trên thế giới, Mỹ với 6.575 đập, tiếp theo là Ấn Độ với 4.291 đập, 
Nhật Bản với 2.675 đập, sau đó là Tây Ban Nha với 1.196 đập. Việt Nam chỉ 
có 500 đập. 
Trước những năm 90 của thế kỷ 20, thì phần lớn đập được xây bằng vật liệu 
đất chiếm 78%, 5% là bằng đá đổ và 12% là bê tơng trọng lực và cịn lại 4% 
là đập vịm, nhưng hiện nay với việc các vật liệu xây dựng mới, kỹ thuật xây 
dựng phát triển, khoa  học kỹ thuật phát triển,  xu  hướng sử dụng  vật  liệu bê 
tơng trong các dự án xây dựng mới các đập ngày càng tăng lên. 
1.1.3 Tình hình xây dựng đập ở Việt Nam
Việt Nam là một trong những nước có nhiều hồ đập trên thế giới, với khoảng 
10.000 hồ chứa lớn nhỏ, trong đó có khoảng 500 đập lớn và xếp thứ 16 trên 
thế giới [4]. Các tỉnh miền Bắc  và miền Trung chiếm 88,2% số  hồ chứa của 
tồn quốc. Tính đến năm 2010 nước ta có khoảng 2000 hồ có W>200.000m3. 
Hầu hết các đập được xây dựng ở Việt Nam là đập đất, đập đá, và đập đất đá 
hỗn  hợp.  Đập  bê  tông  và  bê  tông  cốt  thép  mới  bắt  đầu  được  xây  dựng  vào 
những năm gần đây.  
Thống kê về một số hồ chứa và đập xem bảng 1.2. [11] 

Học viên: Hoàng Tuấn Minh

 


-7- 

Luận văn thạc sĩ

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

Bảng 1.2 Một số hồ và đập ở Việt Nam
Dung tích 
Tên cơng trình 

Năm xây dựng  Loại đập 

Hmax 

Hồ chứa nước núi Cốc 

1973-1982 

Đập đất 

27 

175,5 

Hồ chứa nước Cấm Sơn 

1966-1974 

Đập đất 

41,5 

338 

Hồ chứa nước Suối Hai 

1958-1964 

Đập đất 

29 

46,5 

Hồ chứa Đồng Mơ-Hải Sơn  1969-1974 

Đập đất 

20 

110 

Hồ chứa nước Xạ Hương 

1977-1982 

Đập đất 

41 

14,2 

Hồ chứa nước Đại Lải 

1959-1961 

Đập đất 

12,5 

34,5 

Hồ chứa nước Kẻ Gỗ 

1976-1988 

Đập đất 

37,4 

425 

Hồ chứa nước Sơng Rác 

1987-1996 

Đập đất 

26,8 

124,5 

Hồ chứa nước Phú Vinh 

1993-1995 

Đập đất 

20 

22,364 

Hồ chứa nước Hịa Mỹ 

1990-1992 

Đập đất 

29,6 

9,67 

Hồ chứa nước Đồng Nghệ 

1990-1996 

Đập đất 

25 

17.17 

Hồ chứa nước Núi Một 

1978-1980 

Đập đất 

32,5 

138.7 

Hồ chứa nước Thuận Ninh  1992-1996 

Đập đất 

28,7 

35,36 

Hồ chứa nước Ayun Hạ 

1990-1999 

Đập đất 

36 

253 

Hồ chứa nước Đạ Tẻh 

1986-1996 

Đập đất 

27,3 

24 

Hồ chứa nước Tuyền Lâm 

1982-1987 

Đập đất 

32 

10,6 

Hồ chứa nước Cà Giây 

1996-2000 

Đập đất 

25,4 

36,63 

Hồ chứa nước Sơng Quao 

1988-1997 

Đập đất 

40 

73 

Đập Tân Giang 

 1998-2002 

Bê tơng CVC 

 37,5 

 13,39 

Sơng Lịng Sơng 

 2000÷2004 

Bê tơng CVC 

45,8 

 36,9 

Đa Nhim 

 1962 ÷1964 

Bê tơng CVC 

 38 

 165 

Hồ chứa nước Dầu Tiếng 

1981-1985 

Đập đất 

28 

1580 

Hồ Easoupe thượng 

2002-2005 

Đập đất 

27 

146,94 

Hồ Krong buk hạ 

2006-2010 

Đập đất 

33 

109,3 

Học viên: Hồng Tuấn Minh

 

(106m3) 


Luận văn thạc sĩ

-8- 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

Dung tích 
Tên cơng trình 

Năm xây dựng  Loại đập 

Hmax 

Hồ Iamơ 

2006-2010 

Đập đất 

32 

177,8 

Hồ Iam'lá 

2006-2010 

Đập đất 

38 

54,15 

Hồ Sơng Ray 

2006-2010 

Đập đất 

35 

215 

Hồ Định Bình 

2003-2009 

Bê tơng RCC 

52,3 

226  

Hồ Cửa Đạt 

2004-2009 

Bản mặt bê tơng  118,5  1.364,8 

Hồ Nước Trong 

2005-2010 

Bê tơng RCC 

72 

 289,5 

Hồ Tả Trạch 

2006-2010 

Đập đất 

56 

 500 

Thủy điện Thác Bà 

 1964- 1975 

Bê tơng CVC 

 48 

 2,49 

Thủy điện Hịa Bình 

1979-1994 

Đá đổ 

128 

9450 

Thủy điện Trị An 

1984-1991 

Đập đất 

40 

2765 

Thủy điện Ialy 

1993-2001 

Đá đổ 

60 

 1.000 

Thủy điện Thác Mơ 

1995-2004 

Đá đổ 

46 

 1.360 

Thủy điện Cần Đơn 

2000-2004 

Đập đất 

44,6 

 165,5  

TĐ Hàm Thuận 

1996-2001 

Đá đổ 

93,5 

 695 

TĐ Đami 

1997-2001 

Đá đổ 

80 

 140 

TĐ Đại Ninh 

2003-2007 

Đá đổ 

54 

 320 

TĐ A Vương 

2004-2008 

Bê tơng RCC 

72 

343,5 

TĐ Quảng Trị 

2003-2007 

Bê tơng RCC 

70 

 163 

TĐ Tun Quang 

2002-2007 

Bản mặt bê tơng  92,2 

 2.245 

TĐ Đồng Nai 2 

2009-2012 

Bê tơng RCC 

80 

281 

TĐ Đồng Nai 3 

2005-2009 

Bê tơng RCC 

108 

 1.612 

TĐ Đồng Nai 4 

2005-2010 

Bê tơng RCC 

128 

 337,2 

Sơn La 

2006-2010 

Bê tơng RCC 

138,1  9260 

Bản vẽ 

2005-2009 

Bê tơng RCC 

137 

1800 

Sơng Ba hạ 

2005-2010 

Bê tơng RCC 

50 

349,7 

Học viên: Hồng Tuấn Minh

 

(106m3) 


Luận văn thạc sĩ

-9- 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

1.2 Các loại đập bê tơng được sử dụng hiện nay
Việc xây dựng đập và hồ chưa nước hiện nay ngày càng được quan tâm, bởi 
các tác dụng của hồ chứa và hiệu quả kinh tế của nó đem lại rất lớn, để đáp 
ứng nhu cầu về lượng nước, đẩy nhanh việc cấp nước, đảm bảo an tồn cho 
cơng trình, sử dụng cơng nghệ hiện đại, việc các đập được xây dựng bằng vật 
liệu bê tơng ngày càng được sử dụng nhiều.  
Hiện nay các đập bê tơng trọng lực được sử dụng nhiều trong thiết kế cho các 
đập mới xây dựng, chỉ trừ trường hợp nền khơng thể sử dụng được vật liệu bê 
tơng mới sử dụng đến vật liệu địa phương. Mặc dù đập bê tơng được sử dụng 
đã khá lâu trên thế giới, tuy nhiên ở Việt Nam thì vẫn cịn là nhiều điều cần 

chú ý trong tính tốn thiết kế. Vì vậy vấn đề tính tốn thiết kế được đặt ra mục 
tiêu đảm bảo tính kinh tế, an tồn cho hồ chứa, mang lại hiệu ích kinh tế cao, 
nhanh chóng đưa vào hoạt động.  
Và hiện nay với việc cập  nhật cơng nghệ cùng thế giới, chúng ta cũng đã sử 
dụng các loại kết cấu cũng như là vật liệu mới để xây dựng đập, như ngồi vật 
liệu  bê  tơng  thơng  thường,  chúng  ta  cịn  sử  dụng  vật  liệu  bê  tơng  đầm  lăn 
(RCC). Vật liệu mới giúp chúng ta rút ngắn thời gian thi cơng, mang các đặc 
tính ưu  việt của cả  hai  loại  vật  liệu  là đất  và bê tông  với cách thi công đầm 
nén của đất và vững chắc của bê tông, giảm nhiệt lượng của bê tông nhờ phụ 
gia được thêm vào và lượng xi măng được giảm bớt. 
1.3 Nguyên nhân sự cố, vấn đề thiết kế, thi cơng và vận hành [11]
Trong việc xây dựng đập và hồ chứa, có nhiều ngun nhân dẫn đến sự cố, có 
thể phân loại theo yếu tố chủ quan và khách quan như sau: 
1.3.1 Ngun nhân do khảo sát, thiết kế
Khơng có chứng chỉ khảo sát, thiết kế hoặc vượt cấp chứng chỉ. 
Chất  lượng khảo sát khơng  đạt  u cầu (số lượng  lỗ khoan, độ sâu  lỗ 
Học viên: Hoàng Tuấn Minh

 


Luận văn thạc sĩ

-10- 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

khoan, chất lượng thiết bị khoan, chất lượng phân tích mẫu, báo cáo đánh giá 
khơng đầy đủ ..).  
Tính tốn thiết kế sai, khơng phù hợp (sơ đồ tính tốn thiết kế khơng phù hợp, 

tính  thiếu  hoặc  sót  tải  trọng,  tính  tốn  tổ  hợp  sai  nội  lực,  khơng  tính  độ  ổn 
định theo quy phạm, vi phạm quy định về cấu tạo...) 
Bố trí lựa chọn, địa điểm, lựa chọn phương án quy trình cơng nghệ, quy trình 
sử dụng khơng  hợp  lý phải bổ sung,  sửa  đổi, thay thế (chất  lượng ,  báo cáo 
nghiên cứu khả thi, lựa chọn phương án, chất lượng thẩm định, trình độ năng 
lực của chủ đầu tư, người quyết định đầu tư). 

 
Hình 1.1 Đập bê tơng Itaipu

 

Học viên: Hồng Tuấn Minh

 


Luận văn thạc sĩ

-11- 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

1.3.2 Ngun nhân do thi cơng
Lựa chọn  nhà thầu thi cơng khơng phù  hợp (khơng có chứng chỉ  hành  nghề 
hoặc vượt cấp với cấp cơng trình). Nhà thầu khơng có hệ thống quản lý chất 
lượng, trình độ năng lực đạo đức nghề nghiệp của tư vấn giám sát và nhà thầu 
kém. 
Sử dụng vật liệu và chế phẩm xây dựng khơng phù hợp u cầu của thiết kế 
(thép nhỏ, cường độ thấp, mác xi măng thấp, cường độ bê tơng, vữa khối xây 

khơng đạt...) 
Áp dụng cơng nghệ thi cơng mới khơng phù hợp khơng tính tốn đầy đủ các 
điều  kiện  sử  dụng  (như  thi  công  ván  khuôn  trượt  trong  kết  cấu  khơng  phù 
hợp, thi cơng trong điều kiện nhiệt độ thấp, trời mưa, vv...) 
Biện pháp thi cơng, khơng được quan tâm đúng mức dẫn đến sai phạm, sự cố.  

 
Hình 1.2a Đập bê tơng thủy điện Sơn La (nhìn từ hạ lưu)

Học viên: Hồng Tuấn Minh

 


Luận văn thạc sĩ

-12- 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

 
Hình 1.2b Đập bê tơng thủy điện Sơn La (góc nhìn từ nhà điều hành)

1.3.3 Nguyên nhân do quy trình bảo trì, vận hành, sử dụng
- Khơng thực hiện vận hành theo quy định 
- Khơng sử lý vấn đề ngay khi phát hiện sự cố 
- Khơng hiểu biết vấn đề và bỏ qua các hiện tượng sự cố. 
1.4 Những tồn tại và vấn đề cần nghiên cứu
Trong những vấn đề cịn tồn tại ở trên, vấn đề cần quan tâm đối với thiết kế là 
sơ đồ tính tốn sao cho phù  hợp, thể  hiện đúng  nhất tình  hình  làm  việc của 

cơng  trình.  Nhất  là  đối  với  các  cơng  trình  lớn,  quan  trọng  thì  việc  đánh  giá 
đúng tình trạng làm việc, mức độ và tác động của tải trọng lên cơng trình rất 
quan trọng, đánh giá đúng sẽ đưa ra cái nhìn tổng thể, chính xác về các vấn đề 
của cơng trình, cũng như đưa ra được biện pháp cũng như là hướng giải quyết 
cho đúng với sự việc. 

Học viên: Hồng Tuấn Minh

 


Luận văn thạc sĩ

-13- 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

1.5 Hướng lựa chọn trong luận văn
Từ những điều đã nói ở trên, vấn đề tồn tại trong các thiết kế hiện nay là mơ 
hình  tính  tốn  phù  hợp  nhất,  vì  vậy  trong  luận  văn  này  sẽ  đề  cập  đến  một 
hướng  mới  trong  việc  mơ  hình  trong  tính  tốn  thiết  kế,  nhằm  đưa  ra  được 
đánh giá thực tế, phù hợp nhất với điều kiện thực tế của cơng trình. 
Hướng lựa chọn của luận văn là mơ hình tính tốn để làm sáng tỏ được tương 
tác  giữa  đập  và  nền  trong  thực  tế,  để  đánh  giá  sự  liên  kết  giữa  đập  và  nền 
trong q trình làm việc. Và trong mơ hình tính tốn có sử dụng phương pháp 
phần tử hữu hạn với việc áp dụng các phần tử bậc cao và phần tử tiếp xúc để 
mơ phỏng tính tốn. Đồng thời đánh  giá  được ứng suất cục bộ các  lỗ kht 
chính xác hơn. 

Học viên: Hồng Tuấn Minh

 


Luận văn thạc sĩ 

-14- 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

CHƯƠNG 2
CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG
ĐẬP BÊ TƠNG TRỌNG LỰC
Tính tốn ứng suất trong thân đập để kiểm tra điều kiện bền trong các trường 
hợp làm việc khác nhau của đập, với những u cầu: [5] 
a. Tính tốn các ứng suất chính lớn nhất và nhỏ nhất ở biên đập để kiểm
tra các điều kiện bền trên biên.
b.

Xác định trạng thái ứng suất trong thân đập:
- Xác định giá trị ứng suất tại các điểm khác nhau trong thân đập;  
-  Vẽ  đường  đẳng  ứng  suất  chính  để  tiến  hành  phân  vùng  sử  dụng  vật 

liệu cho thích hợp.  
- Vẽ các đường quỹ đạo ứng suất chính, từ đó có thể bố trí các mặt khe 
thi cơng, các đường ống đặt trong thân đập.  
c. Tính tốn các loại ứng suất tập trung cục bộ xuất hiện quanh các đường
hầm, lỗ kht trong thân đập và tính tốn bố trí cốt thép chịu lực cho riêng
khu vực này.[1]
2.1

lực

Tổng quan về phương pháp tính tốn ứng suất đập bê tơng trọng

Có  nhiều  phương  pháp  phân  tích  ứng  suất  đập  bê  tơng  trọng  lực  được  chia 
làm các nhóm như: 
- Phương pháp giải tích 
+ Phương pháp sức bền vật liệu 
+ Phương pháp lý thuyết đàn hồi 
- Phương pháp số 
+ Phương pháp phần tử hữu hạn 
Học viên: Hồng Tuấn Minh

 


Luận văn thạc sĩ 

-15- 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

+ Phương pháp sai phân hữu hạn 
+ Phương pháp phần tử biên 
+ Các phương pháp khơng lưới 
- Phương pháp thực nghiệm 
Mỗi phương pháp đều có tính ưu điểm, nhược điểm. Tùy theo u cầu và mục 
đích mà áp dụng phương pháp tính tốn cho phù hợp với, tính chất, mức độ 
của  bài  tốn.  Trong  đó  các  phương  pháp  chính  quen  thuộc  thường  được  sử 
dụng trong tính tốn kết cấu là phương pháp sức bền vật liệu, phương pháp lý 

thuyết đàn hồi và phương pháp phần tử hữu hạn.  Phương pháp phần tử biên 
gần đây cũng được phát triển mạnh mẽ tuy nhiên vẫn chưa phổ biến bằng các 
phương  pháp  trên.  Sau  đây  sẽ  trình  bày  sơ  lược  về  các  phương  pháp  quen 
thuộc ở trên cho tính tốn ứng suất trong thân đập. 
2.1.1 Phương pháp sức bền vật liệu
Tính tốn ứng suất trên các mặt biên và chia lưới để có độ chính xác tùy theo 
mục đích  và  u cầu, tính  tốn  ứng suất tại các  mắt  lưới  và  vẽ biểu đồ  ứng 
suất. 
Nội  dung  phương  pháp  này  dựa  trên  nguyên  tắc,  coi  đập  như  là  một  thanh, 
được ngàm chặt vào nền và chịu lực phức tạp, với giả thiết là trị số σy tại mặt 
cắt  nằm  ngang  là  đường  thẳng,  trị  số  tại  các  mép  biên  được  xác  định  theo 
công thức nén lệch tâm. Cụ thể của phương pháp sức bền vật liệu được nêu ra 
ở dưới đây. 
2.1.1.1

Xác định ứng suất tại các mép biên đập [5]

Sử dụng công thức  nén  lệch tâm của sức  bền  vật  liệu,  xác  định  ứng suất tại 
các mép biên đập như   x ,  x;  y ,  y; xy  

Học viên: Hoàng Tuấn Minh

 


-16- 

Luận văn thạc sĩ 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

a)

b)

y

y
'x

''x

1
1

yy

''

'

0

''

2

'

''

'

'
N'1

N2'

2

yy
0

dx

y'

y''

y'

dx

y'' d x

dx

 
Hình 2.1 Sơ đồ xác định các loại ứng suất trên biên đập

a) Các ứng suất trên mặt thẳng đứng và ngang; b) Các ứng suất chính
a)

0

x

y

N' d
2 l

N"1d

'dx

y' dx

dx

l

s
N"2d

2

1

N' d

1 s

dl
ds

dl

ds

b)

'' dx

''y dx

dx

 

Hình 2.2 Sơ đồ xác định các loại ứng suất chính trên biên đập

a) Các ứng suất chính ở biên thượng lưu; b) Các ứng suất chính ở biên hạ lưu
2.1.1.2

Xác định ứng suất trong thân đập theo phương pháp chia lưới

Chia đập thành các lưới trực giao với các mắt lưới là Δx và Δy, với các ứng 
suất trên mép biên đã biết ở trên, dựa trên các phương trình cân bằng ta xác 
định được các thành phần ứng suất x, y, xy trên các điểm nút. 

Học viên: Hồng Tuấn Minh

 


-17- 

Luận văn thạc sĩ 

2.1.1.3

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

Xác định ứng suất chính trong thân đập

Từ các ứng xuất tại các điểm nút xác định ở trên, xác định tiếp được các giá 
trị ứng suất chính 1, 3, phương của các ứng suất chính và T. Theo cơng thức 
sau: 
x  y

2

1
 x   y   4 2 

2
2

x  y 1
2

2 
3 

 x   y   4   
2
2

2
1

T
 x   y   4 2


2


1 



 

 

(2.1) 

Phương của ứng suất chính 1 và 3 vng góc với. Phương của 1 (ứng suất 
pháp lớn nhất) hợp với trục x (khi x > y) hoặc với trục y (khi x  < y) một 
góc ; góc  xác định theo: 

tg 2  

2
   
 x  y

 

 

   (2.1a) 

Góc  lấy theo chiều ngược kim đồng hồ khi trị số  tính được là dương. 
Vẽ các đường đẳng ứng suất và quỹ đạo ứng suất 
Sau khi có các giá trị ứng suất trong thân đập ta vẽ các đường đẳng ứng suất 
và quỹ đạo ứng suất. Từ đó có thể phân vùng vật liệu bố trí cốt thép vị trí cục 
bộ nếu cần. 
2.1.2 Phương pháp lý thuyết đàn hồi [8], [11]
Nội  dung  phương  pháp  này  là  nghiên  cứu  trạng  thái  ứng  suất,  biến  dạng, 
chuyển vị của vật  thể đàn hồi dưới các tác dụng bên ngoài (tải trọng, sự thay 
đổi nhiệt độ, sự chuyển vị cưỡng bức…) 
Với các giả thiết: 
a. Vật liệu  liên tục, đồng  nhất  và đẳng  hướng:  là  vật  liệu ở  tại  mọi điểm  và 
theo mọi phương tính chất cơ lý của nó đều như nhau. 
Học viên: Hoàng Tuấn Minh

 


Luận văn thạc sĩ 

-18- 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

b. Vật liệu có tính đàn  hồi tuyệt đối: theo giả thiết  này q trình tăng tải  và 
giảm  tải  hồn  tồn  thuận  nghịch,  trong  q  trình  chịu  tải  năng  lượng  hồn  
tồn được bảo tồn. 
c. Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng là bậc nhất tức là vật liệu làm việc tn 
theo định luật Hooke. 
d. Vật liệu ở trạng thái tự nhiên trước khi chịu lực: Ở trạng thái ban đầu, khi 
vật thể chưa biến dạng thì trong vật thể khơng phát sinh ứng suất, nghĩa là bên 
trong vật thể khơng có ứng suất trước. 
e. Giả thiết biến dạng bé: theo giả thiết này biến dạng tương đối rất nhỏ so với 
1 do đó tích các biến dạng có thể bỏ qua so với biến dạng và so với 1. 
Nội  dung  phương  pháp  này  coi  đập  là  mơi  trường  đàn  hồi  đồng  nhất  đẳng 
hướng. Để xem xét ứng suất của đập, người ta tách ra một phân tố để xét cân 
bằng các phương trình vi phân. 
Phương pháp lý thuyết đàn hồi dùng lời giải Lévy để xác định các giá trị và 
thành  phần  ứng  suất,  từ  các  giá  trị  giải  được  theo  Lévy  vẽ  biểu  đồ  các  ứng 
suất x, y, xy tại các lát cắt ở các cao trình khác nhau trong thân đập và cao 
trình sát nền. Trên cơ sở ứng suất tại lát cắt tiếp giáp giữa đập và nền, dùng 
ứng suất này làm tải trọng đối với nền, xác định ứng suất x, y, xy trong nền, 
và từ đấy tính ngược lại để xác định lại ứng suất tại mặt cắt trong thân đập ở 
vị trí sát nền. 
2.1.3 Phương pháp số [1], [2], [3],[9]
Các phương pháp số hay phương pháp rời rạc hóa có thể phân thành 2 nhóm 
chính: Các phương pháp rời rạc kiểu tốn học mà đại diện là phương pháp sai 
phân hữu hạn và phương pháp rời rạc kiểu vật lý mà đại diện là phương pháp 
phần tử hữu hạn. Nếu như trong phương pháp sai phân hữu hạn ta chỉ thay các 

vi phân bằng các sai phân thì trong phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) ta 
Học viên: Hồng Tuấn Minh

 


Luận văn thạc sĩ 

-19- 

Chun ngành xây dựng cơng trình thủy

thay thế hệ thực (hệ liên tục) bằng một mơ hình vật lý gần đúng (bằng một số 
hữu hạn các phần tử) mà lời giải của nó được xác định bằng số hữu hạn số. 
Cụ thể phương pháp này sẽ được trình bày ở mục 2.3. 
2.2

Ưu nhược điểm và lựa chọn phương pháp tính tốn

Mỗi phương pháp tính tốn đều có ưu điểm riêng và theo từng u cầu mà ta 
sử dụng phương pháp nào cho phù hợp. 
2.2.1 Ưu nhược điểm các phương pháp tính tốn.
2.2.1.1
a.

Phương pháp sức bền vật liệu

Ưu điểm

Là  phương  pháp  tính  tốn  kiểm  tra  cơ  bản,  tính  tốn  đơn  giản,  nhanh.  Và 

dùng cho các giai đoạn thiết kế sơ bộ là phù hợp, khơng mất nhiều thời gian. 
Có  thể  tính  được  các  ứng  suất  tại  các  mép  biên  x,  y,  xy  và  các  ứng  suất 
chính 1, 3. 
b.

Nhược điểm

Với những trường hợp đơn giản, thì phương pháp sức bền vật liệu cho kết quả 
khá chính xác, tuy nhiên với nhiều trường hợp có nhiều loại tổ hợp tải trọng 
đặc  biệt,  có  hình  thức  mặt  cắt  phức  tạp,  nhiều  lỗ  kht  thì  tính  tốn  theo 
phương  pháp  sức  bền  vật  liệu  lại  cho  kết  quả  không  được  chính  xác  vì  các 
điểm cục bộ ứng suất phải  phân bố  lại.   Ngồi  ra,  cũng  khơng  xét được các 
đập bê tơng có nhiều vùng với các loại vật liệu khác nhau. 
Kết luận:  Do  có  sai  số  lớn  vì  giả  thiết  ứng  suất  y  phân  bố  trên  mặt  cắt  là 
đường thẳng, trị số trên mép biên xác định theo công thức nén lệch tâm, nên 
phương pháp  này khơng được sử dụng cho các cơng trình có tính chất quan 
trọng, hay trong các giai đoạn thiết kế kỹ thuật, vì vậy chỉ nên dùng kiểm tra 
sơ bộ về giá trị ứng suất trên biên. 
Học viên: Hồng Tuấn Minh