10 ĐÁNH GIÁ AN TỒN ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐẤT-ĐÁ CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN HỒ BÌNH KHI NÂNG MNTL ĐẾN CAO ĐỘ 122.00 m (THEO TÀI LIỂU CỦA CÔNG TY TVXDĐ2) _ Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hồ Bình – A -1- MỤC LỤC Trang Mở đầu ……… ….3 PHẦN THỨ NHẤT PHƯƠNG PHÁP VỊNG CUNG TRƯỢT ĐỂ PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH TRƯỢT CỦA MÁI ĐẬP I.1 I.2 I.2.1 I.2.2 I.3 Giới thiệu .4 Tính tốn ổn định Các tài liệu Chương trình tính tốn Kết tính tốn PHẦN THỨ HAI PHƯƠNG PHÁP LÝ THUYẾT ĐÀN HỒI ĐỂ PHÂN TÍCH TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT-BIẾN DẠNG CỦA ĐẬP 2.1 2.2 2.3 2.3.1 2.3.3 2.4 2.4.1 2.4.2 Giới thiệu .8 Các mơ hình tốn cho tốn phẳng Sơ đồ tính tốn chương trình tính tốn Xác định tải trọng tác dụng Sơ đồ tính tốn chương trình tính tốn Kết tính tốn 12 Ổn định chống trượt đập 12 Tính tốn khả tạo thành vết nứt 13 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .15 _ Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hồ Bình – A -2- MỞ ĐẦU Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật, đập Hịa Bình thiết kế với tần suất lũ 0,01%, tương ứng với mực nước lũ gia cường 120.00 m Hiện lưu lượng lũ 0.01% tính tốn lại xác có giá trị lớn Vì để tăng khả cắt lũ hồ chứa cơng trình thủy điện Sơn La chưa vào, Nhà máy thủy điện Hịa Bình Tổng Cơng ty Điện Lực VN có chủ trương tính tốn xem xét khả nâng cao lõi đập Các nghiên cứu tính tốn Cơng Ty Tư Vấn Xây Dựng Điện thực trình hợp tác với Công ty cổ phần Viện Thiết kế Hydroproekt (CHLB Nga).để luận chứng kỹ thuật nâng mực nước phòng lũ đập đất – đá Hồ Bình lên cao trình 122.00 Trong nghiên cứu trình bày kết tính tốn ổn định trượt mái đập theo phương pháp vịng cung trượt (phương pháp mà phía Cơng ty cổ phầnViện Thiết kế Hydroproekt sử dụng để tính tốn nâng cao lõi đập) Để có thêm luận khoa học, giúp cho Nhà máy thủy điện Hịa Bình, Tổng Công ty Điện lực VN Hội đồng Nhà nước an tồn đập Hịa Bình xem xét, định khả nâng cao lõi đập, Công ty TVXDĐ2 trình bày thêm kết nghiên cứu - Ổn định trượt mái đập mực nước khác (theo phương pháp vòng cung trượt ) - Ổn định độ bền đập an toàn khả tạo thành vết nứt lõi đập (theo phương pháp phần tử hữu hạn cho toán phẳng chiều ) _ Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hồ Bình – A -3- CHƯƠNG I PHƯƠNG PHÁP VỊNG CUNG TRƯỢT ĐỂ PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH TRƯỢT CỦA MÁI ĐẬP -oOo1 GIỚI THIỆU Để tính tốn ổn định trượt mái đập đất- đá Hồ Bình Cơng ty TVXDĐ2 sử dụng phương pháp vịng cung trượt Theo phương pháp có nhiều cơng thức tác giả khác Qua phân tích thấy cơng thức Terzaghi có nhiều ưu điểm cả, lựa chọn để tính tốn cho đập Hịa Bình Cách tính tốn ổn định mái tiến hành với giả thiết sau : - Sau 15 năm coi đất lõi đập cố kết, áp lực kẽ rỗng U nhỏ bỏ qua ( đường bão hịa tính áp lực thấm ) - Tính tốn kiểm tra ổn định cho mái thượng hạ lưu Với mái hạ lưu tính cho tổ hợp lực tổ hợp lực đặc biệt (MN lũ gia cường + động đất cấp 8) Với mái thượng lưu tính với tổ hợp lực tổ hợp lực đặc biết (rút nước nhanh + động đất cấp 8) Ở Việt Nam phương pháp công thức Terzaghi sử dụng để tính tốn cho hàng lọat đập đất–đá cơng trình thủy điện Trị An, Thác Mơ, Hàm Thuận-Đa Mi, Đại Ninh, Đồng Nai 3-4 v.v… giai đoạn thiết kế khác Ở Cộng hoà Liên bang Nga thường sử dụng phương pháp “áp lực nghiêng”, khuyến cáo quy phạm CNIP 2.06.01-86 2.06.05-84 Viện Gidroproekt (CHLB Nga) dùng công thức để kiểm tra ổn định trượt mái cho đập Hòa Bình Về chất phương pháp “áp lực nghiêng” khơng khác nhiều phương pháp Terzaghi, ứng dụng lại phức tạp nên sử dụng Việt Nam TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH 1.2.1 CÁC TÀI LIỆU CƠ BẢN + Các mặt cắt ngang đập đất-đá Hịa Bình lấy theo tài liệu hồn cơng Nhà máy Thủy điện Hịa Bình cung cấp, tháng 12/2000 Đã chọn mặt cắt PIKET + 00 (ở lịng sơng) làm mặt cắt đại diện để tính toán + Chỉ tiêu lý đập lấy theo tài liệu Nhà máy thủy điện Hòa Bình cung cấp (xem tiêu lý đính kèm theo) Chỉ tiêu lý vật liệu cho bảng sau _ Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hồ Bình – A -4- Chỉ tiêu lý vật liệu Vật liệu Chỉ tiêu co lý tn (t/m3) bh (t/m3) tg C (t/m2) 1,93 2,01 0,73 0,0 Hỗn hợp cát sỏi 2,00 2,14 0,73 0,0 Đất pha sét lõi 1,54 1,97 0,20 3,0 Nền cát sỏi 1,80 2,16 0,60 0,0 Nền đá 2,50 2,60 10,00 10,0 Đá đổ Các tiêu lý bảng NM thủy điện Hịa Bình cấp cho Viện Thiết kế thủy công (Gidroproekt, CHLB Nga) Tuy nhiên có hiệu chỉnh trị số lực dính C Phía Gidroproekt lấy lực dính vật liệu hạt thô (đá đổ , cát sỏ ) > Chúng (Công ty Tư vấn xây dựng điện 2) lấy lực dính C vật liệu hạt thơ = 0.00 cho phù hợp với tính tốn thường dùng Việt Nam Việc lấy lực dính C vật liệu hạt thơ =0.0 thiên an tồn + Mực nước (MN) thượng, hạ lưu : - MN thượng lưu 120.00 m, MN hạ lưu tương ứng 27.80 m - MN thượng lưu 121.00 m, MN hạ lưu tương ứng 28.90 m - MN thượng lưu 122.00 m, MN hạ lưu tương ứng 30.00 m Trong lần báo cáo tháng năm 2001 tính tốn ổn định mái thượng lưu tính với giả thiết MN thượng lưu, từø MN gia cường xuống MN chết 75.00 m Trong tính tốn bổ sung tháng năm 2001 tính tốn ổn định mái thượng lưu tính với giả thiết MN thượng lưu, từ MN gia cường xuống MN 90.00 m để phù hợp với thực tế vận hành hồ chứa 1.2.2 CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN Căn vào thuật tốn trình bày chúng tơi xây dựng chương trình “DAM-1“ để tính tốn ổn định trượt mái hạ lưu thượng lưu đập đất - đá Chương trình “DAM-1“ viết ngơn ngữ FORTRAN-77 PASCAL DAM-1 sử dụng để tính tốn kiểm tra cho đập đất, đất-đá cơng trình thủy điện Trị An, Thác Mơ, Đa Nhim Đặc biệt chương trình DAM-1 sử dụng để tính tốn đập đất, đất-đá Hàm Thuận cơng trình thủy điện Hàm Thuận-Đa Mi giai đoạn thiết kế sở thiết kế chi tiết Các kết qủa tính tốn theo DAM-1 phía Tư vấn Nhật (EPDC) thừa nhận phù hợp với kết qủa tính tốn kiểm tra họ Tokyo _ Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hồ Bình – A -5- 1.3 KẾT QỦA TÍNH TỐN Ðể có đầy đủ sở luận chứng cho khả nâng cao lõi đập ứng với mực nước lũ 120 m tiến hành tính tốn cho mực nước 120 , 121 122 m Việc tính với nhiều mực nước nhằm làm sáng tỏ ảnh hưởng việc tăng mực nước thượng lưu đến ổn định mái dốc Kết tính tốn theo phương pháp vịng cung trượt cho thấy: 1.) Ở mực nước thượng lưu  120.00 m a.) Mái hạ lưu : lưu :u : – Tổ hợp lực bản, hệ số an toàn ổn định : Kôđ = 1.563 – Tổ hợp lực đặc biệt (động đất C 8), hệ số an toàn ổn định : Kôđ = 1.221 b.) Mái thượng lưu : + Khi hạ lưu : xuống MN 75,00 mng MN 75,00 m – Tổ hợp lực (rút nước nhanh), hệ số an toàn – Tổ hợp lực đặc biệt ( rút nước nhanh + động đất cấp ) : Kôđ = 1.861 : Kôđ = 1.588 + Khi hạ xuống MN 90,00 m – Tổ hợp lực (rút nước nhanh), hệ số an toàn – Tổ hợp lực đặc biệt ( rút nước nhanh + động đất cấp ) : Kôđ = 1.892 : Kôđ = 1.6197 2.) Ở mực nước thượng lưu  121.00 m a.) Mái hạ lưu : lưu :u : – Tổ hợp lực bản, hệ số an toàn ổn định – Tổ hợp lực đặc biệt (động đất C 8), hệ số an tồn ổn định : Kơđ = 1.518 : Kôđ = 1.198 b.) Mái thượng lưu : + Khi hạ lưu : xuống MN 75,00 mng MN 75,00 m – Tổ hợp lực (rút nước nhanh), hệ số an toàn – Tổ hợp lực đặc biệt ( rút nước nhanh + động đất cấp ) : Kôđ = 1.847 : Kôđ = 1.572 + Khi hạ lưu : xuống MN 75,00 mng MN 90,00 m – Tổ hợp lực (rút nước nhanh), hệ số an toàn – Tổ hợp lực đặc biệt ( rút nước nhanh + động đất cấp ) : Kôđ = 1.876 : Kôđ = 1.597 3.) Ở mực nước thượng lưu  122.00 m a.) Mái hạ lưu : lưu :u : – Tổ hợp lực bản, hệ số an toàn ổn định – Tổ hợp lực đặc biệt (động đất C 8), hệ số an tồn ổn định : Kơđ = 1.456 : Kơđ = 1.167 b.) Mái thượng lưu : + Khi hạ lưu : xuống MN 75,00 mng MN 75,00 m – Tổ hợp lực (rút nước nhanh), hệ số an toàn _ Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hồ Bình – A -6- : Kơđ = 1.847 – Tổ hợp lực đặc biệt ( rút nước nhanh + động đất cấp ) : Kôđ = 1.572 + Khi hạ lưu : xuống MN 75,00 mng MN 90,00 m – Tổ hợp lực (rút nước nhanh), hệ số an toàn – Tổ hợp lực đặc biệt ( rút nước nhanh + động đất cấp ) : Kôđ = 1.864 : Kôđ = 1.578 Căn vào kết qủa ta thấy nâng mực nước đến 122.00 m, hệ số an toàn ổn định tất trường hợp (tổ hợp lực bản, tổ hợp lực đặc biệt) mái hạ lưu thượng lưu lớn hệ số cho phép K ôđminmin > [ K ]CP = 1.25 1.125 Như nâng lõi đập đến cao trình ( 122.00 m đập đảm bảo an toàn ổn định trượt mái Bây gìơ phân tích kết qủa tính tốn ổn định mực nước khác ta nhận thấy việc nâng mực nước từ 120 đến 121 122 m làm thay đổi không lớn giá trị hệ số ổn định Các trị số giảm từ 1.221, 1.198 1.167 ( trường hợp có động đất ) tương ứng với mực nước 120, 121 122 Nếu xem xét kỹ sơ đồ tính tốn ta thấy nhận định hợp lý Bởi đập cao, mái lại thoải nên diện tích vòng cung trượt lớn, việc tăng mực nước từ 120 đến 121 122 làm tăng phần nhỏ diện tích phần đẩy trượt vịng cung trượt Các tính tốn bổ sung ổn định mái thượng lưu với giả thiết MN thượng lưu xuống cao độ 90.00 m Kết cho thấy đập đảm bảo an toàn ổn định Tuy nhiên việc tính tốn ổn định theo phương pháp vịng cung trượt cho ta biết mức độ ổn định mái đập nói chung mà chưa cho ta biết trạng thái làm việc thân lõi – đối tượng mà tìm cách nâng cao _ Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hồ Bình – A -7- CHƯƠNG II PHƯƠNG PHÁP LÝ THUYẾT ĐÀN HỒI - DẺO ĐỂ PHÂN TÍCH TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT-BIẾN DẠNG CỦA ĐẬP -oOo2.1 GIỚI THIỄU Như trình bày trên, kết qủa tính tốn theo phương pháp vịng cung trượt chưa cho ta biết trạng thái làm việc thân lõi Để giải vấn đế cần phải biết trạng thái ứng suất – biến dạng lõi, sở đánh giá khả tạo thành vết nứt lõi (nếu có) Do tính phức tạp tốn khơng gian (3 chiều) nên báo cáo giới hạn việc phân tích trạng thái ứng suất-biến dạng lõi theo toán phẳng (2 chiều) - Để giải toán phẳng trạng thái ứng suất-biến dạng ổn định đập đấtđá Hồ Bình Công ty TVXDĐ2 sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp với phương pháp biến phân cục Mơ hình tốn sử dụng tốn mơ hình lượng 2.2 MƠ HÌNH TỐN CHO BÀI TỐN PHẲNG Mơ hình lượng Viện sĩ Rasskadov N.L trình bày kỹ giáo trình ‘Đập vật liệu địa phương‘ Dưới nêu dạng tổng quát: a.) Trong giai đoạn chất tải chủ động, mối liên hệ gia số biến dạng ứng suất có dạng: d ij  E o ij  Md i  de   2[G y  G p ]d ij n    n  Ở : i = j ij i  j == E – Là mô duyn biến dạng khối  = ij o n – Chỉ số lũy thừa, xác định thực nghiệm == Go== ,Gip – Mô đuyn trượt  = giai đoạn biến dạng dẻo – Mô đuyn trương nở biến dạng khối ==M e, = ij – Biến dạng khối thành phần biến dạng: _ Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hồ Bình – A -8- (2 1) e ex  e y  ez ei  2 (e1  e )  (e2  e3 )  (e3  e1 ) (2 2) , ij – Ứng suất trung bình cường độ ứng suất trượt  x   y  z i  (1   )  (   )  (  1 ) (2 3) b.) Khi dỡ tải, mối liên hệ gia số biến dạng gia số ứng suất biểu diễn phương trình tuyến tính (theo định luật Huck): dij = ij E0 de + 2Gy d ij (2 4) Trong E0 G0 mô đuyn đàn hồi biến dạng khối biến dạng trượt Ở CHLB Nga mơ hình lượng Rasskadov sử dụng để tính tốn cho đập cao Nurek Ragun nhiều công trình thực tế khác SƠ ĐỒ TÍNH TỐN VÀ CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN 2.3.1 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG Tải trọng tác dụng lên đập bao gồm : - Trọng lượng thân đập (bao gồm trọng lượng lọai vật liệu : đá đổ lăng trụ đá thượng hạ lưu, đất sét pha lõi, hỗn hợp cát sỏi vùng chuyển tiếp, cát sỏi đập…) - Trọng lượng nước mái thượng lưu, hạ lưu Áp lực thủy tĩnh nước thượng lưu lên mái lõi - Áp lực thấm dòng thấm lõi đập - Lực qn tính động đất Cơng trình thủy điện Hịa Bình cơng trình cấp I nên cấp động đất tính tốn cấp 8, tương ứng có hệ số động đất ik = 0.05 2.3 SƠ ĐỒ TÍNH TỐN VÀ CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN Đặc điểm đập đất- đá Hịa Bình: Đập đất đá Hịa Bình xây dựng điều kiện địa hình, địa chất phức tạp (nền đập tầng cát sỏi dày 50 m, tuyến đập hẹp dốc, lại khơng đối xứng, độ dốc lịng sơng lớn v v … ), mà quan thiết kế chọn hình thức kết cấu đập đất – đá Hịa Bình có mái thượng hạ lưu thoải so với đập cao xây dựng Mái thượng lưu đập Hịa Bình có trị số trung bình 3.50, mái hạ lưu có trị số trung bình gần 3.00 ) _ Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hồ Bình – A -9- Đặc biệt mặt tuyến đập Hịa Bình có dạng cong, độ cong đỉnh đạt tới 70 m (bán kính cong tuyến đập 530.00 m) Ở cần phải nhấn mạnh việc chọn tuyến cong (vòm) nhằm làm tăng ứng suất nén dọc trục z Ở nước có nhiều đập xây dựng theo tuyến cong đập Paradela (Tây Ban Nha) cao 110 m, đập Kugur (Mỹ) cao 158 m, đập Orovil (Mỹ) cao 224 m, đập Karterc (Mỹ) cao 136 m, đập Mangla (Pakistan) cao 116 m v v … Tuy nhiên đập Hoà Bình, địa chất bờ vai phải khơng đồng nhau, nên cịn có điểm đặc thù từ độ cao 98 m trở lên, piket + 60 (theo chiều dọc) đập có hình cong chữ S Tất đặc thù kể phải kể đến lập sơ đồ tính tốn đưa số liệu vào Những giả thiết để lập sơ đồ Để thiết lập sơ đồ tính tốn đập, dựa vào giả thiết sau : - Đập xem kết cấu “cứng “ (để chia phần tử liên hệ với điểm nút) - Đập gắn cứng hai bờ (2 vai đập) với đá gốc Ở điểm tiếp giáp khơng có chuyển vị (các chuyển vị thẳng đứng Hv = 0, chuyển vị nằm ngang Hu = 0, Hw = 0,) - Nền đập xem phận thân đập, nghĩa xem thân đập khối “đập“ chung để chia phần tử - Ngoại lực tác dụng (gồm trọng lượng thân đất đá, trọng lượng nước động lực đất) lực tập trung đặt điểm nút - Các chuyển vị xảy điểm nút, ứng suất biến dạng nội phần tử không đổi đặt tâm phần tử - Áp lực nước thượng lưu tính lực bề mặt tác dụng lên bề mặt thượng lưu lõi - Áp lực thấm lõi tính lực khối Khi tính với mực nước thượng lưu 120.00 m, áp lực thấm lõi dịng thấm ổn định Khi tính với mực nước thượng lưu 80.00 m, 77.50 m 75.00 m áp lực thấm lõi dịng thấm khơng ổn định Để thiên an toàn lấy giá trị hệ số thấm K t bé bảng 1, nghĩa với trị số Kt bé, vị trí dịng thắm cao, áp lực thấm lớn, cơng trình bất lợi - Lực động đất có phương nằm ngang, chiều từ thượng lưu hạ lưu.(giả thiết thiên an tồn) Sơ đồ tính tốn Từ giả thiết nêu trên, để giải toán phẳng trạng thái ứng suất-biến dạng đập Hòa Bình, ta chia mặt cắt ngang thành 1000 phần tử hình tam giác phẳng (đối với tốn phẳng cho mặt cắt ngang ) Tương tự toán phẳng cho mặt cắt dọc, ta chia cắt dọc thành gần 1000 phần tử hình tam giác phẳng.Theo _ Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hồ Bình – A - 10 - chiều thẳng đứng trục tọa độ Y, theo dòng nước chảy từ thượng lưu hạ lưu trục X Mực nước thượng lưu tính theo phương án tích nước : cao trình 120, 121 122 m Các tiêu lý đưa vào tính tốn lấy theo số liệu Nhà máy thủy điện Hịa Bình cung cấp theo tài liệu hồn cơng Các thơng số bền mơ hình lượng chọn sau : Đối với đất lõi lấy theo tài liệu thí nghiệm đất đắp lõi đập Hịa Bình máy nén trục Viện Thiết kế Thủy công CHLB Nga, đá đổ lấy tương tự đập xây dựng Thuật toán Dựa vào phiếm hàm phương pháp biến phân cục mơ hình n ăng lượng ta trình bày thuật tốn cách tóm tắt sau: a Phương trình biến dạng: (a) Ở Ri dạo hàm Pi theo tọa độ chung, Pi xác định qua tọa độ cục {} [ R i , R j u  v , ]    i i        b Mơ hình lượng: dij = ij f1de + f2dij (b) c Phương trình bảo tồn lượng: E1  Pk h   V ij eij dV (c) Triển khai thuật toán từ (a) đến (c) xây dựng chương trình tính toán trạng thái ứng suất-biến dạng theo toán phẳng đập đất-đá Chương trình tính tốn Chương trình tốn phẳng (2 chiều ) xây dựng dựa thuật tốn trình bày Chương trình gồm phần: 1.Phần chương trình gồm: + Đưa thông tin ban đầu : (số liệu đầu vào): – Toạ độ điểm nút theo x, y – Khối đếm biểu diễn mối quan hệ nút – Khối điểm biểu diễn giai đoạn dâng mức nước, – Vùng vật liệu xây dựng – Điểm nút nhận áp lực nước thượng lưu, – Điểm nút cố định đá (phía cát sỏi) mà chuyển vị (điều kiện biên) _ Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hồ Bình – A - 11 - – Các tiêu lý đất đá ứng với vùng vật liệu thân đập Sau in kết để kiểm tra thơng tin đưa vào + Thực chương trình:tính tốn theo thuật tốn trình bày để xác định ứng suất, biến dạng, chuyển vị hệ số ổn định 2.Phần chương trình gồm: - Chương trình tự động chia phần tử theo ý muốn, tự động xác định tọa độ x,y điểm nút - Các chương trình để xử lý kết qủa tính tốn Với cấu trúc chương trình vậy, tốn phẳng trạng thái ứng suất – biến dạng ổn định đập đất-đá Hịa Bình thực máy vi tính PENTIUM – III Cơng ty Tư vấn xây dựng điện 2 KẾT QỦA TÍNH TOÁN 2.4.1 ỔN ĐỊNH CHỐNG TRƯỢT CỦA ĐẬP Hệ số an toàn ổn định chống truợt đập xác định theo công thức sau : U o  de K od  L1  de (2.5) L2 Trong Uo lượng ban đầu, tương tự lực dính Cần phân biệt hệ số an tồn K ơđ phương pháp vịng cung trượt tính ổn định trượt mái hệ số an tồn Kơđ kết phân tích trạng thái ứng suất-biến dạng Hệ số an tồn Kơđ cơng thức (2.17) vi phân điểm (về mặt lý thuyết phần tử hữu hạn nhỏ).Từ giá trị vẽ đường đẳng trị hệ số an tồn Kơđ tồn mặt cắt đập Với phương pháp luận vậy, đập Hồ Bình tính tốn theo phương án mực nước dâng (120, 121, 122 ) ứng với động đất cấp Ở mặt cắt ngang giá trị K ôđ thay đổi từ 1.15 –1.20 vùng chuyển tiếp (vùng cát sỏi ) thượng lưu, đến 1.50 - 2.50 lăng trụ đá thượng, hạ lưu Ở mặt cắt dọc qua tim lõi giá trị Kôđ thay đổi từ 1.15 –1.25 vùng đáy lõi gần vùng tiếp giáp bờ phía tràn xả lũ, đến 1.30 - 2.50 phía gần đập tràn 1.5 – 3.0 phía bờ đối diện Như kết tính tốn trạng thái ứng suất-biến dạng theo toán phẳng cho thấy đập Hịa Bình nâng mực nước 122 m có động đất cấp đảm bảo ổn định, hệ số an toàn đập lớn trị số cho phép 2.4 TÍNH TỐN KHẢ NĂNG TẠO THÀNH VẾT NỨT _ Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hồ Bình – A - 12 - 1.) Cơng thức tính tốn Khả hình thành vết nứt lõi đập phụ thuộc vào: - Tính biến dạng không loại vật liệu lõi lân cận lõi - Các đặc trưng lý vật liệu (như độ chặt, độ dẻo, độ ẩm, thành phần hạt v.v ) - Tính nén ép đặc biết điều kiện địa hình địa chất tuyến đập theo hướng dọc ngang Để tính toán khả tạo thành vết nứt lõi đập Hịa Bình tốt giải tốn khơng gian ứng suất – biến dạng đập, nhiên thời gian hạn chế, cách gần ta sử dụng toán phẳng Trên sở kết tính tốn trạng thái ứng suất đập theo tốn phẳng với mặt cắt ngang, xác định hệ số an toàn ổn định chống nứt lõi đập sau :a.) Theo mặt phẳng nằm ngang Kns   y C y (2.6) Trong đó: Kns – Hệ số ổn định chống nứt theo mặt phẳng nằm ngang (tức mặt phẳng song song mực nước hồ) y – Ứng suất pháp theo hướng thẳng đứng  – Dung trọng nước y – Tọa độ mực nước tự đến điểm tính tốn C – Lực dính đất lõi theo mặt phẳng nằm ngang Cũng từ kết tính tốn trạng thái ứng suất đập với mặt cắt dọc, xác định hệ số an toàn ổn định chống nứt lõi đập theo mặt phẳng đứng sau : b.) Theo mặt phẳng đứng Kds  z C* y (2.7) Trong đó: Kds – Hệ số ổn định chống nứt theo mặt phẳng đứng z – Ứng suất pháp theo hướng dọc trục đập từ vai sang vai đập C* – Lực dính đất lõi theo mặt phẳng đứng Điều kiện để khơng có khả hình thành vết nứt là: K ns < 1.00 Kds < 1.00 Căn vào thành phần hạt, độ ẩm, số dẻo độ chặt đất đắp lõi đập Hịa Bình ta có xác định giá trị lực dính kéo C C* theo đồ thị A.U Taytelbaum tài liệu : “Sự tạo thành vết nứt lõi đập đất đá” _ Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hồ Bình – A - 13 - 2.) Kết tính tốn Theo kết tính tốn theo toán phẳng cho mặt cắt dọc với sơ đồ xây dựng tức thời, ta có hệ số an toàn chống nứt theo mặt phẳng nằm ngang (MP song song mặt nước hồ) mặt phẳng thẳng đứng (MP vng góc mặt nước hồ) ứng với mức nước 120, 121m 122 m với tổ hợp lực đặc biệt Kết cho thấy theo mặt phẳng nằm ngang giá trị Kns thay đổi từ 1.10 (phía bờ tràn), đến 1.30 (giữa đập) 1.25 (bờ trái) theo mặt phẳng tháng đứngcác giá trị Kds thay đổi từ 1.15 (phía bờ tràn), đến 1.20 (giữa đập) 1.18 (bờ trái) Nói chung giá trị hệ số an tồn chống nứt khơng thay đổi lớn thay đổi mực nước từ 120 đến 121 122 m giá trị K ns Kds > 1.00 Trong lõi khơng có khả tạo thành vết nứt Đập Hịa Bình đảm bảo an toàn chống nứt theo mặt phẳng đứng nằm ngang nâng mực nước lên cao độ 122 m _ Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hồ Bình – A - 14 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết phân tích ổn định trượt mái theo phương pháp vòng cung trượt cho thấy: Khi nâng mực nước đến 122.00 m hệ số an tồn ổn định Kơđ =1.496 (tổ hợp lực bản), Kôđ =1.167 ( tổ hợp lực đặc biệt, động đất cấp ) mái hạ lưu Đối với mái thượng lưu Kôđ =1.832 1.554 (tổ hợp lực đặc biệt) Tất giá trị lớn hệ số cho phép : [ K min ] > [ K } cp = 1.25 1.125 Như nâng mực nước phòng lũ đến cao trình 122.00 m mái hạ lưu đập đảm bảo an toàn ổn định trượt với tổ hợp lực đặc biệt Khi hạ mực nước từ cao độ 122.00 m xuống cao độ 90.00 hay 75.00 m có xẩy động đất cấp 8, mái thượng lưu đập đảm bảo an toàn ổn định trượt với tổ hợp lực đặc biệt Phân tích trạng thái ứng suất – biến dạng ổn định đập Hịa Bình theo toán phẳng chiều cho kết : a.) Khi nâng mực nước lên cao trình 122.00 m với tổ hợp lực đặc biệt (có động đất cấp 8) đập Hịa Bình đảm bảo ổn định độ bền, chống trượt b.) Khi nâng mực nước lên cao trình 122.00 m với tổ hợp lực đặc biệt (có động đất cấp 8) đập Hịa Bình đảm bảo an tồn chống nứt Trong lõi khơng có khả tạo thành vết nứt Nếu xét theo quan niệm túy kỹ thuật, việc nâng cao mực nước phịng lũ hồ Hịa Bình đến cao độ 122.00 m, đập đất – đá Hịa Bình đảm bảo an toàn ổn định chống trượt chống nứt theo quy phạm Việt Nam Mặt khác nâng cao mực nước gia cường từ cao độ 120.00 m đến cao độ 122.00 m, tăng thêm lưu lượng cắt lũ 2600 m3/s Như công trình Thủy điện Sơn La chưa đưa vào khai thác vận hành, việc nâng mực nước gia cường đến cao độ 122.00 m hợp lý cắt thêm 2600 m3/s, theo tính tốn nay, lưu lượng tần suất 0.01% lớn khả xả cơng trình Thủy điện Hịa Bình Nếu kiến nghị nâng mực nước chấp nhận, công việc thiết kế chi tiết để nâng cao lõi đập ứng với mực nước 122.00 m _ Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hồ Bình – A - 15 - ... cơng trình thủy điện Sơn La chưa vào, Nhà máy thủy điện Hịa Bình Tổng Cơng ty Điện Lực VN có chủ trương tính toán xem xét khả nâng cao lõi đập Các nghiên cứu tính tốn Cơng Ty Tư Vấn Xây Dựng Điện. .. theo tài liệu Nhà máy thủy điện Hịa Bình cung cấp (xem tiêu lý đính kèm theo) Chỉ tiêu lý vật liệu cho bảng sau _ Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hồ Bình – A -4- Chỉ tiêu lý vật liệu. .. kiểm tra cho đập đất, đất-đá cơng trình thủy điện Trị An, Thác Mơ, Đa Nhim Đặc biệt chương trình DAM-1 sử dụng để tính tốn đập đất, đất-đá Hàm Thuận cơng trình thủy điện Hàm Thuận-Đa Mi giai đoạn