Nghiên cứu giải pháp kết cấu xây dựng đập trọng lực bê tông trên nền đá có đứt gãy lớn chịu ảnh hưởng của động đất

LỜI CẢM ƠN
Luận văn “Nghiên cứu giải pháp kết cấu xây dựng đập trọng lực bê tơng
trên nền đá có đứt gãy lớn chịu ảnh hưởng của động đất” được hoàn thành
ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tác giả cịn được sự giúp đỡ nhiệt tình của
các Thầy, Cơ, cơ quan, bạn bè và gia đình.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo hướng dẫn: GS.TS
Nguyễn Văn Lệ đã tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu, thông tin khoa
học cần thiết cho luận văn.
Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy, cơ giáo Phịng đào tạo đại học và
Sau đại học, khoa Cơng trình - Trường Đại học Thuỷ Lợi đã tận tình giảng dạy và
giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập, cũng như quá trình thực hiện luận
văn này.
Để hồn thành luận văn, tác giả cịn được sự cổ vũ, động viên khích lệ
thường xuyên và giúp đỡ về nhiều mặt của gia đình và bạn bè.
Hà Nội, ngày 01 tháng 03 năm 2013
Tác giả luận văn

VŨ VĂN TRƯỜNG


LỜI CAM KẾT
Tên tôi là: Vũ Văn Trường
Học viên lớp: 19C12
Tơi xin cam đoan đây 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 cơng bố
trong bất kỳ cơng trình khoa học nào.
Tác giả

VŨ VĂN TRƯỜNG

MỤC LỤC
LỜI CAM KẾT .......................................................................................................2
DANH MỤC HÌNH VẼ .........................................................................................6
MỞ ĐẦU..................................................................................................................1
I. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................1
II. Mục đích của đề tài ..........................................................................................1
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.....................................................2
IV. Kết quả dự kiến đạt được: ..............................................................................2
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐẬP TRỌNG LỰC BÊ TÔNG VÀ XỬ LÝ
NỀN ĐẬP TRỌNG LỰC BÊ TÔNG ....................................................................3
1.1 Tổng quan về xây dựng đập trọng lực bê tông ..........................................3
1.1.1. Giới thiệu về đập trọng lực bê tơng ........................................................3
1.1.2 Tình hình xây dựng đập trọng lực bê tơng trên thế giới ..........................5
1.1.3. Tình hình xây dựng đập trọng lực bê tơng ở nước ta ............................8
1.2.Đứt gãy trong nền đập và biện pháp xử lý. ..............................................11
1.2. 1.Khái niệm về đứt gãy ...........................................................................11
1.2.2. Các phương pháp nhận biết đứt gãy .....................................................12
1.2.3. Các đới đứt gãy chính trên lãnh thổ Việt Nam.....................................15
1.2.4. Các đới đứt gãy hoạt động trên phần lãnh thổ Việt Nam .....................18
1.2.5. Ảnh hưởng của đứt gãy đến ứng xử của đập trọng lực bê tông và biện
pháp xử lý. ......................................................................................................20
1.3. Kết luận chương 1 .....................................................................................22
CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
ỨNG SUẤT - BIẾN DẠNG CỦA ĐẬP DƯỚI TÁC DỤNG CỦA TẢI
TRỌNG TĨNH VÀ ĐỘNG ..................................................................................23
2.1. Các phương trình cơ bản tính đập dưới tác dụng của tải trọng tĩnh ...23
2.1.1. Phương trình cân bằng tĩnh Navier ......................................................24
2.1.2. Phương trình hình học Cauchy .............................................................24
2.1.3. Phương trình vật lý ...............................................................................24

2.2. Các trường hợp tính tốn và phương pháp tính tốn ............................26
2.2.1. Các trường hợp tính tốn ......................................................................26
2.2.2. Phương pháp tính tốn..........................................................................26
2.3. Tính đập trọng lực bê tơng dưới tác dụng của tải trọng động đất ......28
2.4. Giới thiệu phần mềm ANSYS...................................................................33
2.5. Kết luận chương. .......................................................................................36
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT, BIẾN DẠNG CỦA ĐẬP TRỌNG
LỰC BÊ TƠNG CƠNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN NẬM NA 3 PHỤC VỤ CHO
VIỆC PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP XỬ LÝ ĐỨT GÃY DƯỚI
NỀN ........................................................................................................................37
3.1.Giới thiệu chung về cơng trình thủy điện Nậm Na 3...............................37
3.1.1.Giới thiệu chung ....................................................................................37
3.1.2.Nhiệm vụ của dự án...............................................................................40
3.1.3.Cấp cơng trình: ......................................................................................40
3.1.4. Tóm tắt các thơng số thủy điện Nậm Na 3 trong TKKT .....................40
3.2.1.Các chỉ tiêu cơ lý của bê tông dung trong tính tốn ............................43
3.2.2.Tài liệu về địa chất ................................................................................43
3.3.Xây dựng mơ hình và xác định các trường hợp tính tốn ......................48
3.3.1. Các trường hợp tính tốn ......................................................................48
3.3.2. Tính tốn tĩnh với bài tốn khơng gian, mơ hình cho một block đập ..50
3.4.Kết luận chương .........................................................................................84
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..............................................................................85
1.Kết luận ...........................................................................................................85
2. Kiến nghị ........................................................................................................85
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................86
Tiếng Việt ..........................................................................................................86
Tiếng Anh ..........................................................................................................86

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1. 1: Thống kê các đập cao điển hình đã được xây dựng trên Thế giới[1]
TU
1
4

T
1
4
U

.............................................................................................................................8
Bảng 1. 2: Một số đập bê tông lớn được xây dựng ở Việt Nam (giai đoạn
TU
1
4

trước năm 1945)[2] ..............................................................................................9
T
1
4
U

Bảng 1. 3: Một số đập trọng lực bê tông lớn được xây dựng ở Việt Nam đến
TU
1
4

năm 2013[3] .......................................................................................................10

T
1
4
U

Bảng 1. 4: Phân loại theo tính chất phá hoại tính liền khối của khối đá ..........12
TU
1
4

T
1
4
U

Bảng 2. 1: Bảng quan hệ giữa cấp động đất với hệ số động đất .......................31
TU
1
4

T
1
4
U

Bảng 2. 2: Bảng giá trị hệ số ảnh hưởng động đất theo phương ngang α max ...31
TU
1
4

RU
U

R4
U
T
1

Bảng 2. 3: Bảng giá trị chu kỳ đặc trưng T g .....................................................31
TU
1
4

R
U

R4
T
1

Bảng 2. 4: Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng theo loại nền đất .33
TU
1
4

T
1
4
U

Bảng 3. 1 :Thông số cơ bản của dự án ..............................................................40
TU
1
4

T
1
4
U

Bảng 3. 2: Chỉ tiêu cơ lý của các vật liệu bê tông ............................................43
TU
1
4

T
1
4
U

Bảng 3. 3. Đặc trưng cơ bản của đứt gãy chính khu vực cơng trình thuỷ điện
TU
1
4

Nậm Na 3 ...........................................................................................................45
T
1
4
U

Bảng 3. 4: Giá trị tính tốn cơ lý của nền đá ...................................................47
TU
1
4

T
1
4
U

Bảng 3. 5: Bảng tổng hợp kết quả tính tốn các trường hợp tĩnh .....................52
TU
1
4

T
1
4
U

Bảng 3. 6: Tính tốn giá trị phổ phản ứng ứng với 10 tần suất dao động ........62
TU
1
4

T
1
4
U

Bảng 3. 7: Kết quả tính tốn chuyển vị và ứng suất khi nền đập là nền tơt
TU
1
4

khơng có đứt gãy trong nền đập ........................................................................63
T
1
4
U

Bảng 3. 8 : Kết quả tính tốn giá trị phổ phản ứng ...........................................69
TU
1
4

T
1
4
U

Bảng 3. 9: Kết quả tính tốn chuyển vị và ứng suất khi xét tới động đất ........70
TU
1
4

T
1
4

U

Bảng 3. 10: Tính tốn giá trị phổ phản ứng ứng với 10 tần suất dao động ......77
TU
1
4

T
1
4
U

Bảng 3. 11: Kết quả tính tốn chuyển vị và ứng suất xử lý vòm qua đứt gãy
TU
1
4

khi xét tới động đất ............................................................................................78
T
1
4
U


DANH M ỤC HÌNH VẼ

Hình 1. 1: Phân loại đập theo kết cấu mặt cắt ngang đập ...................................4
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 1. 2: Phân loại đập theo chức năng ............................................................4
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 1. 3: Đập Trọng lực bê tông Grande Dixence cao 285m – Switzerland... 7
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 1. 4: Đập Trọng lực bê tơng Miyagase cao 156m – Nhật Bản .................7
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 1. 5: Đập Trọng lực bê tông Long Than cao 216m – Trung Quốc ........... 7
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 1. 1: Đập Trọng lực bê tơng Toktogul cao 215m – Kyrgyzstan ...............7
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 1. 7: Đập thuỷ điện Sơn La, cao 138m ....................................................11
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 1. 8 : Đập thuỷ điện Hủa Na, cao 138m..................................................11
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 1. 9: Xử lý đứt gãy bằng nút nêm bê tông (hoặc bê tông cốt thép) .......21
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 2. 1: Tách phân tố trong thân đập ............................................................23
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 2. 2: Sơ đồ chia lưới phần tử của đập và nền...........................................27
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 2. 3: Đường cong hệ số ảnh hưởng của động đất quy định trong GB
TU
1
4

50011 – 2001 .....................................................................................................31
T
1
4
U

Hình 2. 4: Phổ phản ứng dùng trong thiết kế quy định trong TCXDVN
TU
1

4

375:2006 ............................................................................................................32
T
1
4
U

Hình 2. 5: Mơ phỏng tính tốn kết cấu bản đáy và tường xung quanh nhà máy
TU
1
4

Thuỷ Nậm Ban 1 huyện Phong Thổ tỉnh Lai Châu ...........................................34
T
1
4
U

Hình 2. 6: Mơ phỏng tính tốn kết cấu bệ đỡ nhà máy thuỷ điện Nậm Ban 1
TU
1
4

huyện Phong Thổ tỉnh Lai Châu ........................................................................35
T
1
4
U

Hình 2. 7: Mơ phỏng tính tốn kết cấu tràn xả lũ thuỷ điện Nậm Ban 1 huyện
TU
1
4

Phong Thổ tỉnh Lai Châu...................................................................................35
T
1
4
U

Hình 3. 1: Mặt bằng tổng thể cơng trình thuỷ điện Nậm Na 3 ........................38
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3. 2: Mặt bằng tổng thể thể hiện các đứt gãy công trình thuỷ điện Nậm
TU
1
4

Na 3 ....................................................................................................................38
T
1
4

U

Hình 3. 3: Mặt cắt dọc cơng trình thuỷ điện Nậm Na 3 .................................39
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3. 4: Mơ hình của sở đồ tính xây dựng trong Autocad ............................50
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3. 5: Mơ hình của nêm xử lý ....................................................................50
TU
1
4

T
1
4

U


Hình 3. 6: Mơ hình của sở đồ tính xây dựng trong Autocad ............................51
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3. 7: Mơ hình của vịm xử lý qua đứt gãy nền đập ..................................51
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3. 8: Mơ hình tính tốn trong Ansy .........................................................51
TU
1
4

T
1

4
U

Hình 3. 9: Chuyển vị tổng TH nền tốt ..............................................................53
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3. 10: Chuyển vị Ux TH nền tốt ..............................................................53
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.11: Chuyển vị Uy TH nền tốt ...............................................................54
TU
1
4

T
1

4
U

Hình 3. 12: Chuyển vị Uz TH nền tốt...............................................................54
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3. 13: Ứng suất Sx TH nền tơt .................................................................54
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3. 14:Ứng suất Sy TH nền tốt ..................................................................54
TU
1
4

T
1

4
U

Hình 3. 15: Ứng suất Sz TH nền tốt .................................................................54
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3. 16: Ứng suất S1 TH nền tốt .................................................................54
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3. 17: Ứng suất S2 TH nền tốt .................................................................54
TU
1
4

T
1

4
U

Hình 3. 18: Ứng suất S3 TH nền tốt .................................................................54
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.19: Chuyển vị tổng TH xử lý bằng nêm qua đứt gãy ..........................55
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.20: Chuyển vị Ux TH xử lý bằng nêm qua đứt gãy .............................55
TU
1
4

T
1

4
U

Hình 3.21: Chuyển vị Uy TH xử lý bằng nêm qua đứt gãy ............................55
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.22: Chuyển vị Uz TH xử lý bằng nêm qua đứt gãy.............................55
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.23: Ứng suất Sx TH xử lý bằng nêm qua đứt gãy ...............................55
TU
1
4

T
1

4
U

Hình 3.24: Ứng suất Sy TH xử lý bằng nêm qua đứt gãy ...............................55
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.25: Ứng suất Sz TH xử lý bằng nêm qua đứt gãy ...............................56
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.26: Ứng suất S1 TH xử lý bằng nêm qua đứt gãy ...............................56
TU
1
4

T
1

4
U

Hình 3.27: Ứng suất S2 TH xử lý bằng nêm qua đứt gãy ...............................56
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.28:Ứng suất S3 TH xử lý bằng nêm qua đứt gãy ................................56
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.29: Mơ hình nêm tính tốn trong Ansys ...............................................56
TU
1
4

T
1

4
U

Hình 3.30: Chuyển vị Ux mơ hình nêm tính 3 chiều tồn khối .......................56
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.31: Chuyển vị Uy mơ hình nêm tính 3 chiều tồn khối ......................57
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.32: Chuyển vị Uz mơ hình nêm tính 3 chiều tồn khối ........................57
TU
1
4

T
1

4
U

Hình 3.33: Ứng suất Sx mơ hình nêm tính 3 chiều toàn khối ..........................57
TU
1
4

T
1
4
U


Hình 3.34: Ứng suất Sy mơ hình nêm tính 3 chiều tồn khối ..........................57
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.35: Chuyển vị Sz mơ hình nêm tính 3 chiều tồn khối ........................57
TU
1
4

T

1
4
U

Hình 3.36: Ứng suất S1 mơ hình nêm tính 3 chiều tồn khối ..........................57
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.37: Chuyển vị S2 mơ hình nêm tính 3 chiều tồn khối .......................58
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.38: Ứng suất S3 mơ hình nêm tính 3 chiều tồn khối ..........................58
TU
1
4

T

1
4
U

Hình 3.39: Chuyển vị tổng TH xử lý bằng vịm qua đứt gãy ...........................58
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.40: Chuyển vị Ux TH xử lý bằng vòm qua đứt gãy .............................58
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.41: Chuyển vị Uy TH xử lý bằng vịm qua đứt gãy .............................58
TU
1
4

T

1
4
U

Hình 3.42: Chuyển vị Uz TH xử lý bằng vịm qua đứt gãy .............................58
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.43: Ứng suất Sx TH xử lý bằng vòm qua đứt gãy ...............................59
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.44: Ứng suất Sy TH xử lý bằng vịm qua đứt gãy ................................59
TU
1
4

T

1
4
U

Hình 3.45: Ứng suất Sz TH xử lý bằng vịm qua đứt gãy ................................59
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.45: Ứng suất S1 TH xử lý bằng vịm qua đứt gãy ................................59
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.47: Ứng suất S2 TH xử lý bằng vòm qua đứt gãy ................................59
TU
1
4

T

1
4
U

Hình 3.48: Ứng suất S3 TH xử lý bằng vịm qua đứt gãy ................................59
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.49:Mơ hình tính tốn trong Ansys ........................................................60
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.50: Chuyển vị Ux mơ hình vịm tính 3 chiều tồn khối .......................60
TU
1
4

T

1
4
U

Hình 3.51: Chuyển vị Uy mơ hình vịm tính 3 chiều tồn khối .......................60
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.52: Chuyển vị Uz mơ hình vịm tính 3 chiều tồn khối .......................60
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.53: Ứng suất Sx mơ hình vịm tính 3 chiều tồn khối ..........................60
TU
1
4

T

1
4
U

Hình 3.54:Ứng suất Sy mơ hình vịm tính 3 chiều tồn khối ...........................60
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.55: Chuyển vị Sz mơ hình vịm tính 3 chiều tồn khối ........................61
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.56:Ứng suất S1 mơ hình vịm tính 3 chiều tồn khối ...........................61
TU
1
4

T

1
4
U

Hình 3.57: Chuyển vị S2 mơ hình vịm tính 3 chiều tồn khối ........................61
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.58: Ứng suất S3 mơ hình vịm tính 3 chiều tồn khối ..........................61
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.59:Hình dạng dao động ứng với tấn số f=2.834(m) ............................63
TU
1
4

T

1
4
U

Hình 3.60: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=3.256(m) ...........................63
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.61:Hình dạng dao động ứng với tấn số f=3.629(m) ............................64
TU
1
4

T
1
4
U


Hình 3.62: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=4.006(m) ...........................64
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.63:Hình dạng dao động ứng với tấn số f=5.862(m) ............................64
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.64: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=6.006(m) ...........................64
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.65: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=6.508(m) ...........................64
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.66:Hình dạng dao động ứng với tấn số f=6.764(m) ............................64
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.67:Hình dạng dao động ứng với tấn số f=7.992(m) ............................65
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.68: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=8.366(m) ...........................65
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.69:Chuyển vị tổng sau khi tính tổ hợp các dao động ...........................65
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.70:Chuyển vị Ux sau khi tính tổ hợp các dao động..............................65
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.71: Chuyển vị Uy sau khi tính tổ hợp các dao động.............................65
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.72:Chuyển vị Uz sau khi tính tổ hợp các dao động ..............................65
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.73:Chuyển vị Utổng tĩnh+động đất ......................................................66
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.74:Chuyển vị Ux tĩnh+động đất ..........................................................66
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.75:Chuyển vị Uy tĩnh+động đất ...........................................................66
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.76: Chuyển vị Uz tĩnh+động đất .........................................................66
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.77:Ứng suất Sx tĩnh+động đất ..............................................................66
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.78:Ứng suất Sy tĩnh+động đất ..............................................................66
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.79: Ứng suất Sz tĩnh+động đất .............................................................67
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.80: Ứng suất S1 tĩnh+động đất .............................................................67
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.81:Ứng suất S2 tĩnh+động đất ..............................................................67
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.82: Ứng suất S3 tĩnh+động đất .............................................................67
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.83: Chuyển vị Utổng tĩnh - động đất ....................................................67
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.84:Chuyển vị Ux tĩnh - động đất .........................................................67
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.85: Chuyển vị Uy tĩnh - động đất .........................................................68
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.86: Chuyển vị Uz tĩnh - động đất ........................................................68
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.87: Ứng suất Sx tĩnh - động đất ............................................................68
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.88:Ứng suất Sy tĩnh - động đất .............................................................68
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.89: Ứng suất Sz tĩnh - động đất ............................................................68
TU
1
4

T
1
4
U


Hình 3.90: Ứng suất S1 tĩnh - động đất ............................................................68
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.91: Ứng suất S2 tĩnh - động đất ............................................................69
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.92: Ứng suất S3 tĩnh - động đất ............................................................69
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.93: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=2.942(m) ...........................71
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.94: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=3.049(m) ...........................71
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.95: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=3.635(m) ...........................71
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.96: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=4.019(m) ...........................71
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.97: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=5.328(m) ...........................71
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.98: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=6.118(m) ...........................71
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.99: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=6.513(m) ...........................72
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.100: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=6.884(m) .........................72
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.101: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=7.85(m) ...........................72
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.102: Hình dạng dao động ứng với tấn số f=8.037(m) ..........................72
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.103: Chuyển vị tổng sau khi tính tổ hợp các dao động ........................72
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.104: Chuyển vị Ux sau khi tính tổ hợp các dao động...........................72
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.105:Chuyển vị Uy sau khi tính tổ hợp các dao động ...........................73
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.106: Chuyển vị Uz sau khi tính tổ hợp các dao động ...........................73
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.107: Chuyển vị Utổng tĩnh+động đất ...................................................73
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.108: Chuyển vị Ux tĩnh+động đất ........................................................73
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.109: Chuyển vị Uy tĩnh+động đất ........................................................73
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.110: Chuyển vị Uz tĩnh+động đất ........................................................73
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.111: Ứng suất Sx tĩnh+động đất ...........................................................74
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.112: Ứng suất Sy tĩnh+động đất ...........................................................74
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.113: Ứng suất Sz tĩnh+động đất ...........................................................74
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.114: Ứng suất S1 tĩnh+động đất ...........................................................74
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.115: Ứng suất S2 tĩnh+động đất ...........................................................74
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.116: Ứng suất S3 tĩnh+động đất ...........................................................74
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.117: Chuyển vị Utổng tĩnh-động đất ....................................................75
TU
1
4

T
1
4
U


Hình 3.118: Chuyển vị Ux tĩnh-động đất .........................................................75
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.119: Chuyển vị Uy tĩnh-động đất .........................................................75
TU
1

4

T
1
4
U

Hình 3.120: Chuyển vị Uz tĩnh-động đất .........................................................75
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.121: Ứng suất Sx tĩnh-động đất ............................................................75
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.122: Ứng suất Sy tĩnh-động đất ............................................................75
TU
1

4

T
1
4
U

Hình 3.123: Ứng suất Sz - động đất .................................................................76
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.124: Ứng suất S1 tĩnh-động đất ............................................................76
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.125: Ứng suất S2 - động đất .................................................................76
TU
1

4

T
1
4
U

Hình 3.126: Ứng suất S3 tĩnh-động đất ............................................................76
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.127: Biểu diễn phổ thiết kế được lựa chọn để tính tốn .......................77
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.128: Hình dạng dao động ứng với bước 1 – tấn số f=2.741(m) ...........78
TU
1

4

T
1
4
U

Hình 3.129: Hình dạng dao động ứng với bước 2 – tấn số f=2.91(m) .............78
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.130:Hình dạng dao động ứng với bước 3 – tấn số f=3.432(m) ............79
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.131:Hình dạng dao động ứng với bước 4 – tấn số f=3.748(m) ............79
TU
1

4

T
1
4
U

Hình 3.132: Hình dạng dao động ứng với bước 5 – tấn số f=5.108(m) ...........79
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.133:Hình dạng dao động ứng với bước 6 – tấn số f=5.725(m) ............79
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.134: Hình dạng dao động ứng với bước 7 – tấn số f=6.106(m) ...........79
TU
1

4

T
1
4
U

Hình 3.135: Hình dạng dao động ứng với bước 8 – tấn số f=6.413(m) ...........79
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.136: Hình dạng dao động ứng với bước 9 – tấn số f=7.506(m) ...........80
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.137: Hình dạng dao động ứng với bước 10 – tấn số f=7.537(m) ........80
TU
1

4

T
1
4
U

Hình 3.138: Chuyển vị tổng sau khi tính tổ hợp các dao động ........................80
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.139: Chuyển vị Ux sau khi tính tổ hợp các dao động...........................80
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.140: Chuyển vị Uy sau khi tính tổ hợp các dao động riêng .................80
TU
1

4

T
1
4
U

Hình 3.141: Chuyển vị Uz sau khi tính tổ hợp các dao động riêng .................80
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.142:Chuyển vị Tổng tĩnh+động đất ......................................................81
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.143: Chuyển vị Ux tĩnh+động đất ........................................................81
TU
1

4

T
1
4
U

Hình 3.144: Chuyển vị Uy tĩnh+động đất ........................................................81
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.145: Chuyển vị Uz tĩnh+động đất ........................................................81
TU
1
4

T
1
4
U


Hình 3.146: Ứng suất Sx tĩnh+động đất ...........................................................81
TU

1
4

T
1
4
U

Hình 3.147: Ứng suất Sy tĩnh+động đất ...........................................................81
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.148: Ứng suất Sz tĩnh+động đất ...........................................................82
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.149: Ứng suất S1 tĩnh+động đất ...........................................................82
TU

1
4

T
1
4
U

Hình 3.150: Ứng suất S2 tĩnh+động đất ...........................................................82
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.151: Ứng suất S3 tĩnh+động đất ...........................................................82
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.152: Chuyển vị Tổng tĩnh+động đất .....................................................82
TU

1
4

T
1
4
U

Hình 3.153: Chuyển vị Ux tĩnh+động đất ........................................................82
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.154: Chuyển vị Uy tĩnh+động đất ........................................................83
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.155:Chuyển vị Uz tĩnh+động đất .........................................................83
TU

1
4

T
1
4
U

Hình 3.156: Ứng suất Sx tĩnh+động đất ...........................................................83
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.157: Ứng suất Sy tĩnh+động đất ...........................................................83
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.158: Ứng suất Sz tĩnh+động đất ...........................................................83
TU

1
4

T
1
4
U

Hình 3.159: Ứng suất S1 tĩnh+động đất ...........................................................83
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.160: Ứng suất S2 tĩnh+động đất ...........................................................84
TU
1
4

T
1
4
U

Hình 3.161: Ứng suất S3 tĩnh+động đất ...........................................................84
TU

1
4

T
1
4
U


1

MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài
Cùng với sự phát triển kinh tế và khoa học công nghệ trên tồn Thế giới
nói chung và Việt Nam nói riêng, nhu cầu dùng nước cho các ngành, đời sống
sinh hoạt cho con người và phòng chống lũ ngày càng tăng, đòi hỏi phải cung cấp
đầy đủ nhu cầu dùng nước và cân đối giữa các ngành. Để điều chỉnh nguồn nước
phù hợp với yêu cầu dùng nước, một trong những biện pháp phổ biến và hiệu quả
nhất là điều tiết nguồn nước bằng hồ chứa.
Cơng trình hồ chứa nước được xây dựng ngày càng nhiều, càng có quy mơ
lớn, một trong những kết cấu xây dựng để tạo hồ chứa là đập. Ở một số vùng, do
vật liệu địa phương không thoả mãn điều kiện đắp đập, bên cạnh đó với sự ưu việt
của bê tơng nên đã dùng hình thức đập trọng lực bê tơng .
Để đảm bảo an tồn cho đập trọng lực bê tơng, ngồi tính tốn ổn định
trượt lật thì cần tính ứng suất và biến dạng để kiểm tra độ bền của đập, tính tốn
cốt thép cũng như phân vùng vật liệu trong đập một cách hợp lí, tránh lãng phí vật
liệu và giảm giá thành xây dựng.
Trước đây, phương pháp tính tốn cho đập trọng lực bê tơng thường đưa về
bài tốn phẳng để tính nên chưa phản ánh đúng trạng thái chịu lực của cơng trình
khi làm việc. Trong đề tài này, tác giả sẽ tính theo bài tốn khơng gian tức là đập

tràn, trụ pin, đập trọng lực bê tông và nền cùng làm việc đồng thời có xét đến tải
trọng động đất, do đó nó phản ánh được đầy đủ hơn, chính xác hơn trạng thái làm
việc của cơng trình trong thực tế.
Vì vậy, đề tài này có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao trong bối cảnh xây
dựng đập và hồ chứa của Việt Nam hiện nay.
II. Mục đích của đề tài
Tìm hiểu các chỉ dẫn trong các tiêu chuẩn kỹ thuật cũng như kinh nghiệm
trong và ngoài nước để lựa chọn giải pháp xử lý đứt gãy lớn dưới nền đập trọng lực
bê tông .


2

Phân tích lựa chọn dạng kết cấu xử lý đứt gãy phù hợp, ít ảnh hưởng nhất
đến ứng suất và biến dạng của đập, bảo đảm đập làm việc an toàn, ngay cả trường
hợp chịu tải trọng động đất.
Ứng dụng cụ thể cho đập trọng lực bê tông của công trình thuỷ điện Nậm
Na 3, huyện Phong Thổ, tỉnh Lai Châu.
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Thu thập thông tin và tổng hợp các tài liệu nghiên cứu đã có ở trong và ngồi
nước có liên quan đến đề tài. Sơ bộ lựa chọn giải pháp xử lý.
Sử dụng phương pháp PTHH, phân tích ứng suất biến dạng của đập cùng
làm việc với nền có đứt gãy đã được xử lý với các giải pháp lựa chọn .
Phân tích kết quả và lựa chọn hình thức xử lý phù hợp.
IV. Kết quả dự kiến đạt được:
Tổng quan về các giải pháp kết cấu xử lý đứt gãy của nền đập trọng lực bê
tơng.
Kết quả tính tốn ứng suất biến dạng của đập ứng với giải pháp xử lý lựa
chọn, có xét đến ảnh hưởng của động đất của đập trọng lực bê tơng , cơng trình thuỷ
điện Nậm Na 3, huyện Phong Thổ, tỉnh Lai Châu.

3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐẬP TRỌNG LỰC BÊ TÔNG VÀ XỬ LÝ
NỀN ĐẬP TRỌNG LỰC BÊ TÔNG
1.1 Tổng quan về xây dựng đập trọng lực bê tông
1.1.1. Giới thiệu về đập trọng lực bê tông
a.Nguyên lý làm việc của đập trọng lực bê tông
Đập trọng lực bê tông là loại đập có khối lượng lớn và được duy trì ổn
định nhờ trọng lượng bản thân và độ bền chủ yếu theo khả năng chịu nén của bê
tông .
Đập làm việc như một kết cấu chịu nén lệch tâm theo hai chiều. khi hồ
đầy nước lệch tâm về phía hạ lưu, khi hồ khơng có nước lệch tâm về phía thượng
lưu.
b. Phân loại đập
Theo sổ tay thủy lợi tập 1 tác giả PGS.TS Nguyễn Chiến[2] phân loại
như sau:
+Phân loại theo chiều cao của đập: Chiều cao đập và nền đập là một
trong các tiêu chuẩn dùng để phân cấp đập trọng lực bê tông
- Theo tài liệu của thế giới, đập thường phân thành
Đập cao: Có chiều cao: H đ ≥70m.
R

R

Đập cao trung bình: 30m≤ Hđ<70m.
Đập thấp: Hđ≤30m
- Theo Nghị định 209/2004/NĐ-CP, cấp của đập trọng lực bê tông
trên nền đá tốt như sau:

Đập cấp đặc biệt:

Hđ:>150m.

Đập cấp 1:

100m≤ Hđ<150m.

Đập cấp 2:

50m≤ Hđ<100m.

Đập cấp 3:

15m≤ Hđ<50m.

Đập cấp 4:

Hđ<15m.

- Phân loại theo kết cấu mặt cắt ngang đập


4

Đập trọng lực đặc hình vẽ 1.1a
Đập trọng lực khe rỗng hình vẽ 1.1b
Đập trọng lực có kht lỗ lớn ở sát nền hình vẽ 1.1c
Đập có neo vào nền đá hình vẽ 1.1d

Hình 1. 1: Phân loại đập theo kết cấu mặt cắt ngang đập

a. Đập trọng lực đặc, b. Đập trọng lực khe rỗng
c. Đập trọng lực có khoét lỗ lớn ở sát nền , d. Đập có neo vào nền đá
-Phân loại theo chức năng của đập:
Đập trọng lực khơng tràn: Đập có chức năng chắn nước,
khơng cho nước tràn qua.
Đập trọng lực tràn nước: Đập có chức năng vừa chắn dâng
nước, vừa cho nước tràn qua có thể phân biệt
Đập tràn mặt: Tràn tự do hoặc có cửa van hình vẽ 1.2a
Đập có lỗ xả sâu, lỗ xả ở lưng chừng hoặc dưới đáy đập hình
vẽ 1.2b
Đập kết hợp tràn mặt và xả sâu hình vẽ 1.2c

Hình 1. 2: Phân loại đập theo chức năng


5

a. Đập tràn mặt; b. Đập có lỗ xả; c. Đập kết hợp tràn mặt và lỗ xả sâu
c.Ưu điểm và nhược điểm của đập trọng lực bê tông
+Ưu điểm của đập trọng lực bê tông trong xây dựng:
- Khả năng chống thấm và tính bền vững tốt, độ an tồn và tin cậy
cao
- Thời gian thi cơng nhanh hơn so với đập vật liệu địa phương, khi
thi công xong biến dạng của đập nhỏ, công việc duy tu, bảo dưỡng và quản lý dễ
dàng.
- Có thể xả lũ qua đập.
+ Nhược điểm của đập trọng lực bê tông :
-Yêu cầu cao về địa chất nền, thông thường phải đặt trên đá gốc

- Giá thành cao hơn đập vật liệu địa phương.
- Dễ bị nứt do ảnh hưởng của các yếu tố như địa chất nền, nhiệt độ,
biện pháp thi cơng.
1.1.2 Tình hình xây dựng đập trọng lực bê tơng trên thế giới
Nguồn nước trong lục địa đóng vai trị rất quan trọng đối với cuộc sống và
hoạt động của con người. Lượng dịng chảy bình qn hàng năm trên trái đất
khoảng 40.000 km3, trong đó châu Á chiếm khoảng 13%. Lượng nước tuy dồi dào
song lại phân bố không đều theo thời gian và khơng gian. Vì vậy, để khai thác có
hiệu quả nguồn nước trên phải xây dựng các cơng trình thủy lợi.
Cách đây khoảng 4000 năm ở Ai Cập, Trung Quốc đã bắt đầu xuất hiện
những công trình thủy lợi (đập, kênh mương và các cơng trình đơn giãn khác...).
Đập đầu tiên được xây dựng ở trên sơng Nile cao 15m, dài 450m có cốt là đá đổ
và đất sét.
Theo thống kê của Hội đập cao thế giới (ICOLD)[1] tính đến năm 2000
trên tồn thế giới có khoảng 45.000 đập lớn. Theo cách phân loại của ICOLD thì
đập có chiều cao H=10 ÷ 15m và có chiều dài L ≥ 500m, Q xả lũ ≥ 2.000 m3/s; hồ có
R

R

P

P

dung tích W ≥ 1.000.000m3 nước được xếp vào loại đập lớn. Số lượng hơn 45.000
P

P

đập phân bố không đều trên các châu lục.

6

Nước có nhiều đập nhất trên thế giới là Trung Quốc với khoảng 22.000 đập
chiếm 48% số đập trên thế giới. Đứng thứ hai là Mỹ với 6.575 đập, thứ ba là Ấn
Độ với 4.291 đập. Tiếp đến là Nhật Bản có 2.675, Tây Ban Nha có 1.196 đập.
Việt Nam có 460 đập đứng thứ 16 trong số các nước có nhiều đập lớn.
Tốc độ xây dựng đập cao trên thế giới cũng không đều, thống kế xây dựng
đập từ năm 1900 đến năm 2000 thấy rằng thời kỳ xây dựng nhiều nhất là vào
những năm 1950, đỉnh cao là năm 1970.
Theo thống kê đập ở 44 nước của ICOLD - 1997[1], số đập cao 15 ÷ 30m
chiếm khoảng 56,2%, cao từ 30 ÷ 150m chiếm khoảng 23,8% và trên 150m chỉ
chiếm có 0,1%.
Các thống kê về thể loại của đập ICOLD - 1986[1] cho thấy đập đất chiếm
P

P

78%, đập đá đổ chiếm 5%, đập trọng lực bê tông chiếm 12%, đập vịm chiếm 4%.
Trong số các đập có chiều cao lớn hơn 100m thì tình hình lại khác: đập đất chỉ
chiếm 30%, đập bê tơng chiếm 38%, đập vịm chiếm 21,5%. Điều đó cho thấy,
đập trọng lực bê tơng chiếm ưu thế và sử dụng rộng rãi khi chiều cao của đập lớn.
Từ những năm 1960 trở lại đây, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, lý
thuyết tính tốn ngày càng phát triển và hồn thiện, kích thước và hình dạng đập
ngày càng hợp lý, độ an tồn đập ngày càng được nâng cao.
Thập kỷ 30 ÷ 40 của thế kỷ 20 tỷ số giữa đáy đập B và chiều cao đập H
bằng khoảng 0,9. Thập kỷ 50 ÷ 60 tỷ số B/H=0,8. Thập kỷ 70 B/H=0,7. Từ thập kỷ
30 ÷ 70 thể tích đập giảm được (20 ÷ 30)%.
Đã xuất hiện những đập rất cao như đập trọng lực bê tông Grande Dixence

ở Thụy Sỹ cao 285m, đập trọng lực bê tông Mica trên sông British Columbia ở
Canada cao 244m, đập trọng lực bê tông Kishau trên sông Tons ở India cao
236m, một số đập điển hình được thống kê tại bảng 1.1.


7

Hình 1.3: Đập Trọng lực bê tơng Hình 1.4: Đập Trọng lực bê tông
Grande Dixence

cao 285m – Miyagase cao 156m – Nhật Bản

Switzerland

Hình 1.5: Đập Trọng lực bê tơng Hình 1.6: Đập Trọng lực bê tông
Long Than cao 216m – Trung Quốc

Toktogul cao 215m – Kyrgyzstan


8

Bảng 1. 1: Thống kê các đập cao điển hình đã được xây dựng trên Thế giới[1]

Tên đập

Sông, Quốc gia

Chiều
cao

Dung tích hồ
chứa

m

Tỷ m3

Năm
hồn
thành

P

Grande
Dixence

Dixence, Switzerland

285

0,400

1962

Mica

British Columbia, Canada

244

24,670

1972

Kishau

Tons, India

236

2,400

1985

Bhakra

Sutlej, India

226

9,870

1963

Dworshak

North Fork Clearwater, Idaho,
U.S.A

219

4,259

1974

Longthan

Hongshui, China

216

Toktogul

Naryn, Kyrgyzstan

215

19,500

1978

Almendra

Tormes, Spain

202

2,649

1970

Itaipu

Paraná, Brazil/Paraguay

190

29,000

1982

Miel1

Miel, Columbia

188

—

2002

Swift

Lewis, Wash., U.S.A

186

0,932

1958

Shasta

Sacramento, Calif., U.S.A

183

5,612

1945

Karakaya

Firat, Turkey

180

9,580

1986

Takase 1

Takase, Japan

176

0,076

1979

2009

1.1.3. Tình hình xây dựng đập trọng lực bê tông ở nước ta
+ Trước những năm 90 của thế kỷ trước, hầu hết các đập dâng ở trong nước
đều được xây dựng bằng đập vật liệu địa phương, nhưng gần đây do vật liệu địa
phương không đáp ứng được yêu cầu xây dựng đập với khối lượng lớn, mặt khác


9

do công nghệ vật liệu xây dựng trong nước cũng phát triển mạnh, nên nhiều các
đập lớn được xây dựng ở nước ta những năm gần đây đều là đập trọng lực bê tơng
+ Q trình xây dựng và vận hành đập trọng lực bê tông ở trong nước được
phân thành các thời kỳ:
- Giai đoạn trước những năm 30 của thế kỷ 20, đã xuất hiện một số đập
trọng lực bê tông nhưng mới chỉ là những đập thấp có chiều cao khoảng 5-:-10m,
chưa có những đập lớn. Các đập có kết cấu đơn giản thi cơng nhanh bằng thủ
công.
-Giai đoạn từ 1930-:-1945 người Pháp tiếp tục xây dựng ở nước ta một
số đập trọng lực bê tông như đập dâng Đô Lương, nghệ An làm nhiệm vụ cấp
nước tưới, đập Thác Huống trên sông Cầu, Thái Nguyên, một số đập dâng nhỏ
khác như đập dâng An Trạch ở Quảng Nam, đập dâng Cẩm Ly ở Quảng Bình…
Bảng 1. 2: Một số đập bê tông lớn được xây dựng ở Việt Nam (giai đoạn
trước năm 1945)[2]
TT

Tên cơng trình

Địa điểm xây dựng

Năm xây dựng

1

Cầu Sơn

Sơng Thương-Bắc Giang

1902

2

Liễn Sơn

Sơng Phó Đáy

1914-:-1917

3

Bái Thượng

Sơng Chu-Thanh Hố

1920

4

Thác Huống

Sơng Cầu-Thái Ngun

1922-:-1929

5

Đồng Cam

Sơng Đà Rằng-Phú n

1925-:-1929

6

Đơ Lương

Sơng Cả-Nghệ An

1934-:-1937

- Giai đoạn từ 1945-:-1975 đất nước có chiến tranh nên việc tập trung
đầu tư xây dựng các cơng trình thuỷ lợi lớn bị hạn chế. Trong thời kỳ này chưa có
đập trọng lực bê tơng nào cao nhưng cũng đã xây dựng được một số đập tràn thấp
như đập tràn thuỷ điện Thác Bà, đập Tràn thuỷ điện Cấm Sơn, đập tràn thuỷ điện
Đa Nhim… trong giai đoạn này kỹ thuật và công nghệ xây dựng ở phía Bắc chủ
yếu của Liên Xơ (cũ) và của Trung Quốc, ở phía Nam là của Nhật Bản…

10

- Giai đoạn tư năm 1975-:- nay, nước ta bước vào cơng nghiệp hố và
hiện đại hố nên các cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện được xây dựng rất rộng rãi trên
cả nước, đập trọng lực bê tông cũng trở lên phổ biến với quy mơ và hình thức
ngày càng phong phú. Đập đầu mối các cơng trình thuỷ lợi thuỷ điện như
PlêiKrông, Sê San 3, Sê San 4, Sê San 4A, Bản vẽ, Thạch Nham, Tân Giang, Sơn
La, Huội Quảng, Bản Chát, Lai Châu…. Là những đập trọng lực bê tơng có khối
lượng hàng triệu m3 có chiều cao từ vài chục đến trên 100m.
Bảng 1. 3: Một số đập trọng lực bê tông lớn được xây dựng ở Việt Nam đến năm
2013[3]
STT

Tên cơng trình

Chiều cao
đập(m)

Địa điểm xây dựng

Năm hồn
thành

1

PleiKrơng

71

Kontum

2007

2

Định Bình

54

Bình Định

2007

3

A Vương

70

Quảng Nam

2008

4

Se San4

80

Gia lai

2008

5

Bắc Hà

100

Lào Cai

2008

6

Bình Điền

75

Thừa thiên Huế

2008

7

Cổ Bi

70

Thừa thiên Huế

2008

8

Đồng Nai 3

110

Đắc Nông

2008

9

Đồng Nai 4

129

Đắc Nông

2008

10

ĐakRinh

100

Quảng Ngãi

2008

11

Nước Trong

70

Quảng Ngãi

2010

12

Sơn La

138

Sơn La

2010

13

Bản Chát

125

Lai Châu

2010


11

14

Bản Vẽ

138

Nghệ An

2010

15

Hủa Na

138

Nghệ An

2010

16

Sơng Tranh 2

100

Quảng Ngãi

2010

17

Bản n

85

Thanh Hố

2010

18

Huội Quảng

85

Sơn La

2011

19

Lai Châu

120

Lai Châu

2012

20

Tà Pao

130

Bình Thuận

2013

Hình 1. 7: Đập thuỷ điện Sơn La,
cao 138m

Hình 1. 8 : Đập thuỷ điện Hủa Na,
cao 138m

1.2.Đứt gãy trong nền đập và biện pháp xử lý.
1.2. 1.Khái niệm về đứt gãy
Đứt gãy là đặc trưng của sự phá hoại có tính liền khối của khối đá. Đứt gãy
là một đới địa chất bị cà nát do 2 khối đá trượt trên nhau theo một mặt phẳng.
Theo TCVN4253-86 nền các cơng trình thuỷ cơng (trang 41), đứt gãy được phân
cấp như sau

12

Bảng 1. 4: Phân loại theo tính chất phá hoại tính liền khối của khối đá
Đặc trưng phá huỷ Độ dài phá huỷ

Độ dày vùng đứt

Chiều dãy

tính liền khối

gãy vỡ vụn và bề

đới ảnh

rộng khe nứt

hưởng

Đứt gãy bậc I (sâu, Hàng trăm và hàng Hàng
nguồn gốc địa chấn)

nghìn km

Đứt gãy bậc II(sâu, Hàng

chục

tới Chục mét và hàng

hàng trăm km

Đứt gãy bậc III

Từ 1 tới hàng chục Mét

trăm mét

trăm

tới Hàng

nứt lớn bậc V

chục

hàng

10-:-30m

tới

3-:-10m

chục

hằng trăm cm

hàng nghìn mét
Đứt gãy nhỏ hay khe Hàng

đến

chục mét

km(0,3-:-3Km)
Hàng

và

hàng nghìn mét

nguồn gốc địa chấn)

Đứt gãy bậc IV

trăm

tới Hàng chục cm

0,3-:-3m

hàng trăm mét

Khe nứt trung bình Mét tới hàng chục m đến cm
bậc VI

mét

Khe nứt nhỏ bậc VII

Cm

tới

3-:-30cm

mét m và nhỏ hơn mm

(<10cm)
1.2.2. Các phương pháp nhận biết đứt gãy
Để phát hiện và đánh giá các đặc trưng cấu trúc của đứt gãy người ta đã sử
dụng một tổ hợp các phương pháp nghiên cứu sau:
a. Phương pháp phân tích tài liệu địa vật lý.
+Phương pháp địa vật lý được sử dụng trong phát hiện và nghiên cứu đặc
trưng cấu trúc đứt gãy bao gồm:
+Phương pháp biến đổi trường dị thường trọng lực và từ trong phát hiện
đứt gãy.


13

+ Giải bài tốn mơ hình trường trọng lực trong nghiên cứu đặc trưng cấu
trúc đứt gãy.
b.Phương pháp phân tích tài liệu ảnh viễn thám
c.Phương pháp phân tích bề dày vỏ Trái đất và cấu tạo lớp mỏng trong
nghiên cứu đặc trưng động học của đứt gãy.
Thông thường, một đứt gãy được xác định là đang hoạt động phải được
biểu hiện ít nhất một trong các dấu hiệu sau:
+ Hiện tại có biểu hiện chuyển động thẳng đứng khác nhau ở hai cánh đứt

gãy mạnh (lớn hơn hoặc bằng 5mm/năm) và yếu (nhỏ hơn hoặc bằng 1mm/năm).
+Có biểu hiện dịch trượt ngang (bằng trái hoặc phải) của đứt gãy: mạnh (
lớn hơn hoặc bằng 5mm/năm) và yếu (nhỏ hơn hoặc bằng 1mm/năm).
+ Các đứt gãy đang hoạt động mạnh trong thời kỳ cuối cùng thường có
biểu hiện nứt đất, trượt lở đất và xói mịn do ngun nhân kiến tạo.
+ Đứt gãy có biểu hiện là đới hoạt động động đất và trùng với đới ranh giới
cấu trúc (theo cấp độ mạnh : Từ 4 đến nhỏ hơn 6, từ 6 đến nhỏ hơn 7, từ 7 đến nhỏ
hơn 8 và lớn hơn 8; theo cấp độ sâu có nhỏ hơn 70km, 70-:-300km và lớn hơn
300km; động đất trước năm 1950, sau năm 1950 và động đất lịch sử.
+ Biểu hiện uốn nếp trẻ: Nếp lồi, nếp lõm, nếp oằn với đới biến đổi các yếu
tố địa hình, địa mạo.
+ Biểu hiện hoạt động núi lửa (Biểu hiện hoạt động trong Holocene và hoạt
động trong Đệ tứ và vùng thoát khí có liên quan tới hoạt động, động đất hoặc
vùng tập trung dày đặc các khe nứt kiến tạo trẻ.
+ Biểu hiện của hoạt động nước nóng , đới có gradien địa nhiệt cao. Trên
thực tế có nhiều đứt gãy không xác định là đứt gãy đang hoạt động theo nhiều tài
liệu khác nhau , thậm chí khơng xuất hiện động đất mạnh trước đó thế mà lại đột
ngột xuất hiện động đất phá huỷ. Theo thống kê thì có tới 90% động đất lịch sử
phát sinh tại các đới đứt gãy hoạt động, trong khi đó số đứt gãy hoạt động mà sinh
chấn thì lại rất ít.