Luận án tiến sĩ kỹ thuật - Nghiên cứu sự hình thành và phát triển vết nứt ảnh hưởng tới khả năng chịu tải của đập trọng lực bê tông đầm lăn

BQ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO. BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI HÀ THANH DƯƠNG NGHIÊN ƒU SỰ (INH THÀNH VÀ PHÁT TRIEN VET NUT ANH HUONG TỚI KHẢ NĂNG CHỊU TAL CUA DAP TRỌNG LỰC BE TONG ĐÀM LAN TRONG QUÁ TRÌNH VAN HANH UAT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NONG NGHIỆP VA PTNT TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI HÀ THANH DƯƠNG NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIEN VET NUT ANH HUONG TỚI KHẢ NANG CHIU TAI CỦA DAP TRỌNG LUC BE TONG DAM LAN TRONG QUA TRINH VAN HANH Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy Mã số: 9.580202 NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HOC 1. NGUYEN QUANG HUNG 2.TS, VŨ THANH TE HÀ NỘI, NĂM 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết qua nghiên cứu và các kết luận trong Luận án là trung thực, không sao chép từ bắt kỳ một nguồn tải liệu nào và dưới bắt kỳ hình thức nào.

Việc tham khảo các nguồn tải liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn ti liệu tham khảo đúng quy định. c giả luận án Hà Thanh Dương. LỜI CÁM ƠN Sau thời gian nghiên cứu thực hiện à. với sự nỗ lực của bán thân cùng với sự giúp đỡ tận nh của các Nhà giáo, các Nhà khoa bọc và các bạn bề đồng nghiệp, Luận án tiến sĩ: “Nghiên cứu sự hình thành và phát triển vắt nứt ảnh hưởng tới khả ning chịu tải của đập trọng lực bê tông dam lần trong quá tình vận hành” đã hoàn thành “Trước hết tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hi , Phòng đảo tạo Đại học và Sau đại học, Bộ môn Thủy công, Khoa Công trình, Trường Dai học Thuy Lợi đã giúp đỡ tạo điều kiện tốt nhất cho NCS trong thời gian thực hiện Luận án.

Va tác giả xin chân thành cảm on sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tinh của tập thể PGS. Nguyễn Quang Hùng, GS. Vũ Thanh Te tử những ngày đầu đã có những ÿ kiến quý báu trong quá tình thực hiện Luận án. Tập thể các thiy đã tạo điều kin tốt nhất cho NCS trong quá trình học tap và hoàn thành Luận án ‘Va tc giả chân thành cảm ơn gia đình, các đồng nghiệp và bạn bề đã nhiệt tỉnh giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình học tập và thực hiện Luận án Do năng lục bản thân còn nhiễu bạn chế jc chắn Luận án không tránh khỏi những thiếu sit.

Tác gi kính mong các Nhà giáo, các nhà khoa học chỉ bo, các đồng nghiệp dong góp ý kiến để tác giả có thể hoàn thiện, tiếp tục nghiên cứu và phát triển để tài Ha nội, thing 3/2019 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ANH vii DANH MUC CAC BANG BIEU xii DANH MỤC CÁC CHU VIET TẤT. " soo Xt DANH MỤC GIẢI THICH CÁC KÝ HIỆU VÀ DAILUONG .XỈV MO ĐẦU. Tính cấp thế của đ dải 2. Me tiêu nghiên cứu 3, Đối tượng và phạm vi nl 3.1, Bai tượng nghiên cứu 3.2, Phạm vì nghiên cứu, 4, Cáchtiếp cận và phương pháp nghiên cứ 4.

Cách tiếp cận 4. Phương pháp nghiên cứu, 5, Ý nghĩa khoa họ và thực tiễn ea Luận én 6. Cầu trúc của Luận án CHUON' TONG QUAN VE NUT DAP BE TONG DAM LAN VA NHUNG VAN DE NGHIEN CUU 1. Khái quát về bê tông đầm lan 1.

Giới thiệu công nghệ bê tông dim lấn 1. Đặc điểm của BTDL. Đặc điểm của kỹ thuật thi công BTDL. Tổng quan về nh hình xây dụng đập BTDL trên thể giới và tại Việt Nam.

Tình hình xây dựng đập BTDL trên thể giới 10 1.2, Tinh hình xây dựng dip BTDL ở ViệtNam B 13. Tổng quan về nứt đập BDL. Vấn đề nứt dip BTĐL trên thể giới 15 1.2, Vấn đề nức đập BTĐL tại Việt Nam 7 1. Theo bình thức vết nứt „ 13.

Theo vị tí vết nút 18 1. Tổng quan về nghiên cứu nứt đập BTL. Nghiên cứu nứt đập BTDL trên thé giới 18 iii 1. Nghĩ cứu vật liệu nhằm nâng cao khả năngchống nút của BTDL.

Về hình thức kết cấu và công nghệ thi công 20 1.VỀ công nghệ tính toán mô phỏng. Nghiên cứu nứt đập BTDL tai Việt Nam 26 1. Nhận xét về nghiên cứu nứt đập BTL trên thé giới va tại Việt Nam. Những vẫn dé cần nghiên cứu đặt ra đối với Luận án.

Kết luận chương | 29 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYET TÍNH TOÁN SỰ HÌNH THÀNH VA PHAT TRIÊN VET NUT DAP BÊ TONG ĐÀM LAN 30 2. Phương pháp phần tử hữu hạn tự thích ứng 30 2. Khái niệm chung 30 2.

Kỹ thuật sinh lưới tự thích ứng 31 2. Kỹ thuật đánh gid sai số 33 2. Tính toán tự thích ứng trong ANSYS [43] 3 2. Điều kiện tinh toán 35 2.

Các bước tinh toán. Thực hiện bằng số 36 2. Phương pháp ứng suất tương đương PTHH tự thích ứng 38 2. Nguyên lý tinh toán 38 2.

Công thức tính toán. Tính toán ứngsuất tương đương PTHH tự thích ứng trong ANSYS.1, Các bước tính toán 40 2. Thực hiện bằng số Al 2. Mô phỏng quá trình phá hoại BTL.1, Tiêu chuẩn phá hoại BTBL 43 2.

Mô phỏng quá trình phat triển vết nứt [43](60] 46 2.1, Mô phóng quá trình phát triển vết nút trong ANSYS 46 2. Thực hiện bằng số 50 2. Xây dựng bài toán tính toán ứng suất và biến dang đặp trọng lực BTDL bing ngôn ngữ lập trinh tham số APDL trong ANSYS. Mô tả kết cấu đập 32 2.

Xử lý điều kiện biên 5 2.1, Vấn đề điều kiện biên nén khi tính toán động. Điều kiện biên mô phòng môi trường vô hạn. Xử lý biên din hồi ~ cân nhớt trong phần mềm ANSYS.4, Chương trình tinh kết cầu đập BTL. Tinh toán ứng suất, biển dạng và nứt đập BTL 56 2.

Số liệu tinh toán. Kết quả tính toán chuyển vị và ứng suất 58 3. Kết qua tinh toán nt 59 2.554, Nhận xét kết quả tinh toán “0 2. Kiếm tra độ tin cậy của Chương trình 61 2.

KẾt luận Chương 2 5 HUONG 3 NGHIÊN CỨU ANH HƯỚNG CUA NUT TỚI KHẢ NANG CHIU TAI DAP BÊ TONG ĐÀM LAN 68 3. Đặt vẫn dé. Nghiên cứu ảnh hưởng của nứt tới khả năng chịu tải của đập BTDL.1, Vết nứt ngang xuất hiện tại chân đập thượng lưu đập.1, Cơ sỡ nghiên cứu. Kết qua tinh toán 0 3.4, Nhận xét kết quả tinh toán.

Vết nứt đứng xuyên từ nền, T5 3.1, Cơ sỡ nghiên cứu. Két qua tinh toán n 3. Nhận xét kết quả tinh toán 81 3.3, Vét nứt trong thân đập dọc trục đập 82 3. Cơ sở nghiên cứu.

Sơ dé tính toán.4, Nhận xét kết quả tinh toán S5 3.4, Các vất nứt xuất hiện đồng thời 8s 3.1, Cơ sở nghiên cứu. 85 quả tinh toán 86 3.4, Nhậnxét kết quả tính toán. Két lug Chương 3 sọ CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIEN NUT DAP BE TONG ĐÀM LAN SON LA. Giới thiệu công trình a1 4.1, Giới thiệu chung, 9 4.

Thông số động dit thiết kế khu vực công trình thay điện Sơn La % 4.3, Các vết nút đập BTDL Son La được phát hiện trong quá trình thi công.2, Nghiên cứu sự hình thành vất nứt trong thân đập BTBL Sơn La 9 4. Kết qua tính toán 95 4.3, Nhận xét kết quả tính toán 96 4.3 Nghiên cứu sự phat eign nit trong thân dip BTL Sơn La 96 4. Sơ dé tinh toán 96 4. Kết quả tính toán 98 4.1, Trường hợp vết nứt phát triển tai khối C2 9g 43.

Trường hợp vết nứt phát triển tai khối C3.4, Đánh giá khả năng chịu ti của đập 105 4. Két luận Chương 4 105 KET LUẬN VÀ KIỀN NGHỊ. 106 1, Những kết quả đạt được của Luận án. Những đồng góp mới của Luận án 107 3.

Những tồn tại và hướng phát triển nghiên cứu. Kiến nghị 107 DANH MỤC CONG TRÌNH ĐÃ CONG BO. 108 “TÀI LIỆU THAM KHAO. H5 DANH MỤC CÁC HÌNH ANH.

Công nghệ thi công BTDL 6 Hình 1. Vị tí vết nứt trong đoạn số 6 (04/2000 và 08/2001). Hình thie kết cấu đập BTL của Mỹ và Nhật Bản 20 Hình 1. Hình thúc kết cấu đập BTBL Trung Quốc.

Sơ đồ lưới PTHH tinh toán phattiễn nứt của LJ. Vũng phá hoi nit 2 Hình 1. Biển dang ở thời điểm phá hoại 2 Hình1. Mạng lưới tự thích ứng trong quá tình phát triển vết nứt 24 Hình1.

Mô hình mô phỏng tiếp xúc tại vị tí vt nứt 24 Hình 1. Hai loại vết nứt tổn tại trong thân đập. Chuyển dịch tương đối lớn nhất tại vị tí vết nút đối với hai loại vất nứt. Quá trình phá hoại của đập tại các thời điểm với vết nứt loại Ï 26 Tình 1.

Qué tình phá hoại của dip ti cc thời điểm với vết nứt loi I 26 Hình 2.1 Ba mô hình eo bản dé thay đổi mạng lưới phan tử liên tục 32 2.2, Quá tình tinh toán PTHH thích ứng 2 Hình2. Mô hình chia lưới PTHH tự thích ứng 36 Hình 2. Mô hình phần tử hữu hạn 37 Hình 2. Phần trim sai số năng lượng.

Phân bổ chuyển vị tổng 37 Hình2. Phân bổ ứng suất Von Mises 37 Hình 2. Kết quả tinh toán ứng suất trong thân đập. Sơ đồ quá trình thục hiện tính toán ứng suất tương đương 40 inh 2.

Phân bổ ứng suất theo phương đứng oY. Phân bổ ứng suất theo phương đứng oY tại mit eit đáy khối theo PTHHAT Hình 2. Tinh toán USTĐ-PTHH 41 Hình2. Tinh toán ứng suất SBVL, ái Hình 2.

So sánh ứng suất phương ding oY theo PTHH và ƯSTD-PTHH. 15, So sánh ứng suất phương đứng oY theo SBVL và ƯSTĐ-PTHH. Phương gia cố đưới hệ tọa độ phần tử. Hình biểu thị RẺ 49 Hình 2.

Quan hệ ứng sut ~ biển dạng phi tuyến của vật liệu bé tong trong ANSYS si Hình 2,19. Mô hình PTHH tự thích ứng si Hình 2. Phân bố chuyển vị tong 51 Hình 2. Vết nit tai chân thượng lưu 5 Hình 2.

Kết cấu mặt cit đập bê tông trọng lực 33 Hình 2. Biển cin nhớt sỉ Hình 2. Biên din hồi cản nhớt. Phin te lò xo — cản nhớt 56 Hình 2.

Mặt cit ngang đập Đồng Nai 4 37 Hình2. Mô hình hình học. Mô hình PTHH tự thích ứng sẽ Hình 2. Phân bổ chuyển vị tổng.

Phin bổ ứng suất GY sẽ Hình 2, 31. Phân bổ ứng suất chính ot sỹ Hình 2, 32. Phân bổ ứng suất chính c3 sỹ Hình 2. Vị trí phát sinh vết nứt trong thân đập.34, Mat cắt ngang đập Koyna - An Độ.

Gia tốc động đắt Koyna tháng 11/1967 [I7] 61 Hình 2. Kết quả mô phòng số trên phần mém ABAQUS và thí nghiệm mô hình của Mridha § [16]. Mô hình tinh toán tương tác 3D đập ~ nước —nén[19] 62 Hình 2.