BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ QUỐC TOÀN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ CHỈ TIÊU CƠ LÝ THEO THỜI GIAN CỦA BÊ TÔNG ĐẦM LĂN ĐẾN TIẾN ĐỘ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC Ở VIỆT NAM Chuyên ngành : Xây dựng công trình thủy Mã số : 62.58.40.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2016 Công trình hoàn thành Trường Đại học Thủy Lợi Người hướng dẫn khoa học 1: GS.TS Vũ Thanh Te Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS Đỗ Văn Lượng Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Thanh Sang Phản biện 2: PGS.TS Vũ Hữu Hải Phản biện 3: PGS.TS Hoàng Phó Uyên Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp trường Đại học Thủy Lợi Vào hồi h00 ngày tháng năm 2016 Có thể tìm hiểu Luận án tại: - Thư viện Quốc Gia - Thư viện Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Công nghệ bê tông đầm lăn cho đập bê tông trọng lực có ưu điểm bật tốc độ thi công nhanh, giá thành hạ, áp dụng phổ biến Việt Nam Tuy vậy, tốc độ thi công gắn liền với tăng nhiệt thân đập, điều kiện gây tượng nứt nhiệt thi công bê tông khối lớn Trong thời gian vừa qua xuất vết nứt nhiệt số đập bê tông trọng lực đầm lăn.Vì vậy, đề tài “ Nghiên cứu ảnh hưởng số tiêu lý theo thời gian bê tông đầm lăn đến tiến độ thi công đập bê tông trọng lực Việt Nam ”là cần thiết, đáp ứng yêu cầu, đòi hỏi khoa học thực tiễn Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu diễn biến lượng hóa số tiêu lý theo thời gian bê tông đầm lăn, làm sở để tính toán diễn biến nhiệt, ứng suất nhiệt, từ xác định tốc độ thi công hợp lý xây dựng đập bê tông đầm lăn Đối tượng nghiên cứu đề tài Đập bê tông trọng lực đầm lăn thi công Việt Nam Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu diễn biến số tiêu lý theo thời gian bê tông đầm lăn ảnh hưởng đến tiến độ thi công đập bê tông trọng lực đầm lăn Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp tổng hợp, phân tích kế thừa nghiên cứu có - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Phương pháp thí nghiệm phòng Và số phương pháp nghiên cứu liên quan khác Ý nghĩa khoa học thực tiễn Đã chứng tỏ ảnh hưởng tiêu lí theo thời gian đến diễn biến nhiệt ứng suất nhiệt đập bê tông trọng lực đầm lăn.Đã kiểm nghiệm tiến độ thi công hợp lí cho đập bê tông đầm lăn Đồng Nai 4, kết làm sở để áp dụng cho đập bê tông trọng lực đầm lăn 7.Đánh giá điểm đề tài Đề tài đạt điểm sau: - Tìm hàm quan hệ cường độ nén theo thời gian, cường độ kéo theo thời gian, biến dạng co ngót theo thời gian modul đàn hồi theo thời gian 02 cấp phối BTĐL - Hoàn thiện, bổ sung phần mềm tính nhiệt ứng suất nhiệt ANSYS sử dụng làm công cụ tính toán diễn biến nhiệt ứng suất nhiệt, kiểm định tốc độ thi công hợp lý cho đập BTĐL Đồng Nai Cấu trúc luận án Luận án phần mở đầu kết luận bao gồm Chương, 48 tài liệu tham khảo, 04 tài liệu tác giả công bố Nội dung luận án trình bày 144 trang với 69 bảng, 116 hình 06 phụ lục CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ĐẦM LĂN VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ĐẶT RA VỚI LUẬN ÁN 1.1 Lịch sử hình thành phát triển BTĐL giới Năm 1961, công trình xây dựng đập Alpe Gera-Italia đập ManiconganCanada, lần hỗn hợp bê tông không độ sụt rải xe ủi, sau đầm chặt loại đầm dùi gắn sau xe ủi đầm chặt máy ủi Cũng năm 1961, công trình xây dựng đê quây đập Thạch Môn - Đài Loan, hỗn hợp cát, đá trộn với xi măng rải đầm chặt thiết bị thi công đập đất Năm 1970, giáo sư Jerome Raphael (Mỹ) trình bày báo cáo “Đập trọng lực tối ưu”, nêu phương pháp thi công nhanh đập bê tông trọng lực thiết bị thi công đập đất BTĐL thực quan tâm nghiên cứu ứng dụng Từ 1972 đến 1974, Cannon R.W công bố nhiều kết nghiên cứu BTĐL, có thí nghiệm bê tông nghèo xi măng, vận chuyển ô tô, san gạt xe ủi đầm lu rung Hiệp hội kỹ sư quân đội Hoa Kỳ (USACE) ứng dụng để thi công lô bê tông thử nghiệm đập Lost Creek Năm 1980, lần Mỹ sử dụng BTĐL để xây dựng đập Willow Creek, bang Oregon cao 52m, dài 543m với 331.000m3 BTĐL Đến năm 1999, Mỹ có hàng chục công trình đập BTĐL xây dựng Những năm 1970 Anh, Dunstan thực nghiên cứu BTĐL Hiệp hội nghiên cứu thông tin công nghiệp xây dựng (CIRIA) tiến hành nghiên cứu BTĐL với hàm lượng tro bay cao, sau thử nghiệm công trình trạm xử lý nước Tamara - Coruwall (1976) đập Wimbledall (1979) Năm 1974, kỹ sư Nhật Bản bắt đầu nghiên cứu sử dụng BTĐL nhằm rút ngắn thời gian thi công hạ giá thành công trình đập bê tông Trung Quốc thực nghiên cứu áp dụng công nghệ BTĐL từ năm 1980, đến năm 1986 đập Khang Khẩu đập BTĐL xây dựng Đến Trung Quốc quốc gia đứng đầu giới số lượng, chiều cao kỹ thuật…trong xây dựng đập BTĐL 1.2 Tình hình xây dựng đập bê tông đầm lăn giới Trong 10 năm từ 1996 đến 2006 số lượng đập BTĐL giàu chất kết dính giới tăng từ 43,3% năm 1996 lên 47,4% năm 2002 53,4% năm 2006”; Đến 12/2005, tổng số 285 đập BTĐL xây dựng 1.3 Tình hình xây dựng đập BTĐL Việt Nam Việt Nam nghiên cứu ứng dụng BTĐL từ năm 1990 Năm 2003, đập thủy điện Plêikrông đập BTĐL Việt Nam Đến có 20 công trình đập bê tông trọng lực xây dựng công nghệ BTĐL 1.4 Tổng quan kết nghiên cứu BTĐL nước giới 1.4.1 Kết nghiên cứu BTĐL giới 1.4.1.1 Kết nghiên cứu BTĐL Pháp Từ 1988 đến 1996, Pháp thực Dự án nghiên cứu cấp quốc gia BACARA BTĐL cho đập [4] 1.4.1.2 Kết nghiên cứu BTĐL Mỹ - Thiết kế cấp phối BTĐL theo Cục khai hoang Mỹ (USBR) [5] - Thiết kế cấp phối BTĐL theo Hiệp hội quân Mỹ USACE [6], [5] - Thiết kế cấp phối BTĐL theo ACI 211.3R-2002 [5] 1.4.1.3 Kết nghiên cứu BTĐL Nhật Bản Nhật Bản tập trung nghiên cứu BTĐL nhiều phương diện, đặc biệt thiết kế mặt cắt đập cấp phối BTĐL có khả chống thấm cao 1.4.1.4 Kết nghiên cứu BTĐL Trung Quốc Hàng loạt nghiên cứu tiến hành để tìm cách xử lý bề mặt lớp đổ tốt [7] Đổ lớp BTĐL lên lớp bê tông cũ sớm tốt, trước lớp cũ kết thúc đông kết ban đầu Đây biện pháp quan trọng 1.4.2 Những nghiên cứu bê tông đầm lăn Việt Nam Về sử dụng vật liệu nước thiết kế cấp phối: - Nghiên cứu sử dụng tro bay đập thủy điện Tân Giang [9] - Nghiên cứu sử dụng tro bay làm PGKHT nhằm tăng tuổi thọ, chống nứt nhiệt thủy hóa BTKL [10], [11]; Về sử dụng phụ gia khoáng BTĐL: - Lượng nhiệt xi măng thủy hóa tỷ lệ với lượng dùng xi măng Ứng suất nhiệt đập phụ thuộc chủ yếu vào chênh lệch nhiệt độ đập với nhiệt độ trung bình năm (Dt), hệ số giãn nở nhiệt bê tông (b), mô đun biến dạng (E) khả kiềm chế biến dạng (R): St = REbDt [12]; - Trong thi công đập BTĐL Việt Nam thiết phải xác định tăng nhiệt độ đoạn nhiệt BTĐL, sở nhiệt độ trung bình năm khu vực xây dựng đập sơ chọn nhiệt độ tối đa cho phép khối đổ BTĐL phụ thuộc vào tốc độ lên đập chiều dày lớp đổ [12]; - Tro bay puzơlan thiên nhiên có tác dụng làm tăng tính công tác hỗn hợp bê tông [13] - Nghiên cứu sử dụng số loại phụ gia khoáng chế tạo bê tông đầm lăn, có tro bay xác định tro bay có tác dụng cải thiện tính chất BTĐL trị số tính công tác Vc; cường độ tuổi dài ngày; khả chống thấm [14],[15],[16] - Nghiên cứu so sánh khả tăng dẻo tro bay với bột đá vôi BTĐL phụ gia dẻo hóa [17],[18] - Nghiên cứu nguồn PGK Việt Nam để làm chất độn mịn cho BTĐL [19] Về sử dụng vật liệu chống thấm cấp phối BTĐL: Các tài liệu [20],[21] trình bày kết ban đầu nghiên cứu nâng cao độ chống thấm BTĐL phụ gia hóa học" Những nghiên cứu nhiệt BTĐL: - Nghiên cứu nhiệt độ cách nhiệt BTĐL, chứng minh việc sử dụng tro bay cho phép giảm nhiệt độ cách nhiệt BTĐL [22] - Nghiên cứu sử dụng tro bay làm phụ gia khoáng cho chế tạo BTĐL cho đập mặt đường [24],[25] Những nghiên cứu công nghệ thi công BTĐL: - Tổng kết công nghệ thi công đập qua thực tế thi công công trình đập Tân Giang, Định Bình Sơn La [26] - Áp dụng công nghệ BTĐL xây dựng thuỷ điện PlêiKrông [27] - Tình hình sử dụng BTĐL giới ứng dụng Việt Nam [28] 1.5 Những vấn đề tồn cần nghiên cứu BTĐL, vấn đề nghiên cứu đặt luận án 1.5.1 Những vấn đề tồn cần nghiên cứu BTĐL Qua kết nghiên cứu tác giả nước, từ thực tế xây dựng đập BTĐL đặt vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu là: Về chất lượng kết hợp mặt tầng BTĐL, nâng cao khả chống thấm BTĐL, tiến độ thi công đập BTĐL 1.5.2 Lựa chọn vấn đề nghiên cứu, nội dung nghiên cứu luận án Qua nghiên cứu tổng quan kết nghiên cứu BTĐL, từ thực tế đặt ra, tác giả lựa chọn nghiên cứu tiến độ thi công đập BTĐL Tiến độ xây dựng đập BTĐL phụ thuộc vào nhiều yếu tố phát triển nhiệt, ứng suất nhiệt thân đập BTĐL; khả cung ứng vật tư, thiết bị thi công…trong yếu tố có tính chất định diễn biến nhiệt ứng suất nhiệt nguyên nhân gây nứt đập BTĐL Luận án tập trung nghiên cứu diễn biến tiêu lý theo thời gian BTĐL ảnh hưởng chúng đến tiến độ thi công đập bê tông trọng lực đầm lăn Việt Nam Công cụ tính toán Nhiệt ứng suất nhiệt CÁC ĐIỀU KIỆN BIÊN T0 môi trường (K.Khí, nước, xạ… ) Các đặc trưng nhiệt BTĐL (truyền nhiệt, dẫn nhiệt, dãn nở nhiệt…) Các điều kiện thi công (tải trọng thi công, biện pháp khống chế nhiệt) T0 ban đầu hỗn hợp BTĐL Lựa chọn vật liệu Phương pháp chế tạo cấp phối BTĐL Cấp phối BTĐL tối ưu Diễn biến tiêu lý theo t0 Tốc độ thi công (số lớp, chiều dày lớp đổ, thời gian nghỉ giản cách…) Diễn biến T0 ứng suất nhiệt đập BTĐL Trong phạm vi cho phép Vượt mức cho phép Dưới phạm vi cho phép Điều chỉnh, khống chế nhiệt ứng suất nhiệt Quá trình nghiên cứu Điều chỉnh, khống chế Hình 1 Sơ đồ mô quy trình nghiên cứu tiến độ thi công BTĐL CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CẤP PHỐI & CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA BTĐL 2.1 Những nhân tố ảnh hưởng tới tiêu lý BTĐL Tương tự bê tông thường, tính chất lý BTĐL bao gồm: tiêu cường độ (cường độ nén, cường độ kéo), biến dạng, đàn hồi; tiêu nhiệt (truyền nhiệt, dẫn nhiệt, giãn nở nhiệt); tiêu từ biến… Những tiêu lý BTĐL, điều kiện bình thường chịu ảnh hưởng bởi: tính chất, hàm lượng tỷ lệ sử dụng vật liệu thành phần; điều kiện khí hậu môi trường thi công quy trình sản xuất, thi công BTĐL 2.2 Lựa chọn vật liệu sử dụng nghiên cứu chế tạo cấp phối BTĐL Vật liệu thí nghiệm phải đảm bảo số lượng, có chất lượng ổn định, dùng công trình BTĐL, gần địa điểm thi công, chất lượng vật liệu phải thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật BTĐL 2.2.1 Vật liệu sử dụng cho cấp phối BTĐL-P (phụ gia puzơlan) - Xi măng: Xi măng PCB40 Fico, TCVN 6260: 2009 [30] - Puzơlan:mỏ 4A Đắk Nông, TCVN 8825: 2011 “PGK cho BTĐL” [31] - Nước: TCVN 4506: 2012 "Nước trộn BT&vữa - YCKT” [32] - Cốt liệu nhỏ: Đắk Nông, TCVN 7570: 2006 [33], ASTM C29: 2003 - Đá: Tại Đắk Nông,TCVN7570:2006“CL cho BT vữa YCKT” - Phụ gia hóa dẻo đông kết chậm: Plastiment 96, ASTM C494 loại D 2.2.2 Vật liệu sử dụng cho cấp phối BTĐL-T (BTĐL sử dụng phụ gia tro bay) - Xi măng: Xi măng PC40 Hà Tiên 1, TCVN 2682: 2009 [34] - Tro bay: Formosa, TCVN 8825: 2011 “PGK cho BTĐL” - Nước: TCVN 4506: 2012 "Nước trộn bê tông vữa - YCKT” - Cát: Tại Ninh Thuận,TCVN7570:2006“CL cho BT vữa YCKT” - Đá: Tại Ninh Thuận,TCVN7570:2006“CL cho BT vữa YCKT” - Phụ gia mịn: Chất độn phi hoạt tính, khoảng 15% khối lượng cát - Phụ gia hóa dẻo đông kết chậm: Plastiment 96, ASTM C494 loại D 2.3 Xác định cấp phối BTĐL tối ưu 2.3.1 Phương pháp xác định cấp phối BTĐL tối ưu Luận án lựa chọn sử dụng phương pháp thiết kế cấp phối theo ACI 211.3R2002 [5] Mỹ, tiến hành thực nghiệm vận dụng lý thuyết " Quy hoạch thực nghiệm" để xác định cấp phối BTĐL tối ưu (về cường độ, VL sử dụng) 2.3.2 Lý thuyết quy hoạch thực nghiệm vận dụng xác định cấp phối [35] 2.4 Các phương pháp thí nghiệm xác định tiêu lý BTĐL Quy trình thí nghiệm xác định tiêu lý BTĐL mô Vật liệu chế tạo BTĐL Cấp phối thiết kế Trộn, đúc mẫu Mẫu Thí Nghiệm Dưỡng hộ mẫu Kết thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm Công thức tính Tổng hợp số liệu thí nghiệm Các tiêu cần xác định Hình 2.3 Mô quy trình thí nghiệm xác định tiêu lý BTĐL (Thực quy trình thí nghiệm để xác định tiêu lý BTĐL trình bày mục từ 2.4.1 đến 2.4.6 với tiểu mục: Tiêu chuẩn, mẫu thiết bị thí nghiệm; công thức xác định tiêu lý) 2.5 Xác định cấp phối BTĐL tối ưu 2.5.1 Quy hoạch thực nghiệm vận dụng xác định cấp phối [35] 2.5.2 Xác định cấp phối BTĐL-P tối ưu Tỷ lệ: PGK/CKD = 0,55, 0,60 0,65; N/CKD = 0,56; 0,58 0,60; CKD = 190 kg/m3; Mức ngậm cát C/(C+Đ) = 0,37; PGH = 1,8 lít/100kg CKD Bảng Bảng mã hóa hệ số thực nghiệm Biến thực Biến mã -1 Δ PGK/CKD X1 0,55 0,6 0,65 0,05 N/CKD X2 0,56 0,58 0,6 0,02 Bảng 2 Thành phần cấp phối BTĐL - P thực nghiệm Biến mã Biến Thực Lượng dùng vật liệu cho 1m3(kg) N Vc (s) 1414 830 106 15 125 1417 832 106 13 85 106 1401 823 114 0,60 66 125 1404 825 114 0,529 0,58 88 102 1407 826 110 16 0,671 0,58 62 128 1411 829 110 -1,412 0,60 0,552 75 115 1418 833 105 17 CP8 1,412 0,60 0,608 75 115 1400 822 116 CP9 0 0,60 0,58 75 115 1409 828 110 CP10 0 0,60 0,58 75 115 1409 828 110 11 CP11 0 0,60 0,58 75 115 1409 828 110 10 CP12 0 0,60 0,58 75 115 1409 828 110 CP13 0 0,60 0,58 75 115 1409 828 110 10 STT X1 X2 PGK/CKD N/CKD X PGK CP1 -1 -1 0,55 0,56 85 106 CP2 -1 0,65 0,56 66 CP3 -1 0,55 0,60 CP4 1 0,65 CP5 -1,412 CP6 1,412 CP7 Đ C Các mẫu thí nghiệm theo cấp phối cho kết cường độ nén R n(MPa) tuổi 90 ngày tuổi 365 ngày sau: Bảng Kết cường độ nén BTĐL - P CP CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 CP6 CP7 CP8 CP9 CP10 CP11 CP12 CP13 Rn90 14,8 13,8 14,2 Rn365 15,4 15,11 15,1 15,0 15,4 15,0 15,5 15,2 15,2 14 14,5 13,5 15,2 14,6 14 14,3 14,5 14,3 14,8 15,1 15,3 15,4 15,3 Phương trình hồi quy cường độ nén tuổi 365 ngày(2.29): Rn365 = +15,26 - 0,12X1 – 0,10X2 + 0,047X1X2 – 0,061X12 + 0,014X22 Ảnh hưởng tỷ lệ PGK/CKD&N/CKD đến cường độ BTĐL sau: Cấp phối BTĐL-P tối ưu: X: 75kg, PGK: 115Kg, cát 804kg, đá 4,75÷19 (mm): Cường độ kéo dọc - Rk (MPa) Biểu đồ quan hệ Rk (MPa) - t (ngày) 1.8 y = 0.258ln(x) + 0.029 R² = 0.9764 y = 0,2894Ln(x) + 0,0506 R2 = 0,971 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 50 100 150 cấp phối số 200 250 300 350 400 Tuổi bê tông RCC - t (ngày) cấp phối số Hình 3.6 Biểu đồ quan hệ Rk theo ngày tuổi BTĐL-P&BTĐL-T Bảng 3.8 So sánh tốc độ tăng trưởng cường độ kéo, nén BTĐL Cấp phối Rn28 Rn90 Tăng trưởng (%) Rk28 Rk90 Tăng trưởng (%) BTĐL-P 11,8 15,2 129 0,91 1,28 140 BTĐL-T 18,8 20,8 111 1,09 1,31 120 3.1.3 Nghiên cứu biến dạng co ngót (BDCN) BTĐL 3.1.3.1 Nghiên cứu biến dạng co ngót nhiệt BTĐL Hình 3.7 Diễn biến nhiệt độ điểm khác khối bê tông 3.1.3.2 Nghiên cứu hệ số biến dạng nhiệt BTĐL Bảng 3.12 Một số hệ số biến dạng nhiệt BTĐL Nguồn gốc cốt liệu N/(X+PGK) N (Kg/m3) H.số BDN 10-6/0C Cát sông, đá cuội 0,44 70 9,064 Cát nhân tạo, đá dăm, đá vôi 0,86 93 5,803 3.1.3.3 Nghiên cứu biến dạng co ngót nước (co khô) BTĐL Bảng 3.13 Biến dạng co ngót thể tích BTĐL Hệ số co ngót thể tích BTĐL Cn (%*10-2) Tuổi 14 28 56 90 365 BTĐL-P 0,30 0,61 1,11 1,51 1,91 2,11 2,48 2,79 3,44 3,95 4,02 4,23 BTĐL-T 0,42 0,61 0,90 1,11 1,61 1,80 2,02 2,21 2,51 2,65 2,78 - 11 Độ co ngót bê tông (%) Biểu đồ quan hệ độ co ngót (%) - t (ngày) 0.055 0.05 0.045 y = 0.0075ln(x) + 0.0057 R² = 0.9216 0.04 0.035 y = 0,0057Ln(x) + 0,005 R2 = 0,9116 0.03 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 50 100 150 cấp phối số 200 250 300 350 400 Tuổi bê tông RCC - t (ngày) cấp phối số Hình 3.10 Biểu đồ quan hệ BDCN ~ thời gian cấp phối:BTĐL-P&BTĐL-T Hàm tương quan thể BDCN theo thời gian cấp phối BTĐL-P: Ycn1 = 0,0075ln(x) + 0,0057 với R2= 0,9216 (3.3a); cấp phối BTĐL-T: Ycn2 = 0,0057ln(x) + 0,005 với R2= 0,9116 (3.3b) 3.1.4 Hệ số truyền nhiệt, hệ số dẫn nhiệt 3.1.4.1 Hệ số truyền nhiệt Hệ số truyền nhiệt (HSTN) thể khuyếch tán nhiệt lượng bê tông (đơn vị m2/h ký kiệu ) HSTN bê tông lớn thời gian để nhiệt độ điểm khối bê tông đạt đến trị số nhanh HSTN bê tông phụ thuộc vào loại cốt liệu, lượng dùng cốt liệu, tỷ lệ nước sử dụng dung trọng bê tông Thông thường HSTN bê tông tỷ lệ nghịch với độ tăng nhiệt độ, tỷ lệ thuận với hàm lượng cốt liệu bê tông Do BTĐL sử dụng nước nhiều cốt liệu CVC nên HSTN BTĐL lớn CVC nhiên chênh lệch tăng không đáng kể [41] 3.1.4.2 Hệ số dẫn nhiệt (HSDN)  =  C γ Với : HSDN bê tông [KJ/(m.h 0C)]; : HSTN(m2/h); C: Tỷ nhiệt bê tông [KJ/(Kg.0C)]; γ: Dung trọng bê tông [Kg /(m3)] Bảng 3.14 Kết nghiên cứu đặc trưng nhiệt BTĐL CKD (kg/m3) Nhiệt độ ( C) (m /h) 120 40 150 60 40 160 60 40 210 60 40 236 60 40 60 0,0039 0,0038 0,0039 0,0038 0,0034 0,0033 0,0046 0,0049 0,0039 0,0038 [kJ/(m.h 0C)] 8,25 8,46 8,25 8,46 7,2 7,91 7,0 - 8,21 8,46 C[kJ/(kg 0C)] 0,87 0,91 0,84 0,9 0,84 0,9 0,96 - 0,87 0,91 a (10-6/0C) 9,06 9,06 9,25 9,25 8,35 8,35 10,4 10,4 9,06 9,06 12 3.1.5 Nghiên cứu modul đàn hồi BTĐL 3.1.5.1 Modul đàn hồi (MDĐH) chống nén tĩnh BTĐL Modul đàn hồi bê tông RCC (10000MPa) Biểu đồ quan hệ modul đàn hồi (MPa) - t (ngày) 2.7 y = 0,503Ln(x) + 0,0808 R2 = 0,9831 2.4 2.1 y = 0.4823ln(x) + 0.0946 R² = 0.9758 1.8 1.5 1.2 0.9 0.6 0.3 0 10 20 30 40 50 cấp phối số 60 cấp phối số 70 80 90 100 Tuổi bê tông RCC - t (ngày) Hình 13 Biểu đồ quan hệ MDĐH BTĐL-P&BTĐL-T Hàm tương quan thể MDĐH cấp phối BTĐL-P:Yđh1 = 0,4823ln(x) + 0,0946 với R2= 0,9758 (3.5a); cấp phối BTĐL-T:Yđh2 = 0,5031ln(x) + 0,0808 với R2 = 0,9831(3.5b) MDĐH cấp phối BTĐL-P& BTĐL-T chênh lệch không lớn tổng lượng dùng cốt liệu cấp phối tương đương nhiên lượng dùng CKD cấp phối BTĐL-T cao cấp phối BTĐL-P nên MDĐH cấp phối BTĐL-T cao cấp phối BTĐL -P 3.1.5.2 Modul đàn hồi chống kéo BTĐL MDĐH chống kéo BTĐL chịu ảnh hưởng nhiều nhân tố quy luật ảnh hưởng tương tự Theo [41], MDĐHchống kéo BTĐL tuổi 90 ngày (đối với BTĐL cấp phối cấp) = 1,3 ÷ 1,48 lần MDĐHchống nén Đối với CVC,MDĐHchống kéo tương đương MDĐHchống nén 3.1.5.3 Biến dạng kéo giãn cực hạn (BDKGCH)của BTĐL Là giá trị Rk lớn đứt bê tông theo chiều tâm trục dùng giá trị max để biểu thị, chịu ảnh hưởng lượng CKD, Rk, MDĐH kéo, tuổi bê tông…(chủ yếu lượng CKD Rk; Rk cố định, phụ thuộc lượng CKD) BDKGCH bê tôngquathí nghiệm phòng lớn nhiều so với BDKGCH bê tông thân đập Do dùng phương pháp sàng ướt để loại bỏ cốt liệu thô có đường kính lớn 40mm, mẫu thí nghiệm phòng có tỷ lệ vữa lớn tỷ lệ vữa bê tông thân đập [41] 13 3.1.6 Nghiên cứu tăng nhiệt tối đa BTĐL Nhiệt độ tối đa BTĐL độ tăng nhiệt độđo BTĐL trạng thái không tiêu tan nhiệt lượngvà không hấp thụ nhiệt lượngbên Trong thực tế thi công, nhiệt độtrong thân đập MDĐH CVC phụ thuộc chủ yếu vào thành phần lượng dùng cốt liệu, tiêu làm tăng khả chống nứt BTĐL 15 - Các hàm hồi quy thể quan hệ tiêu lý theo thời gian cấp phối BTĐL xác định qua kết thực nghiệm quan hệ Rntheo thời gian (Rn~ t); Rk theo thời gian (Rk~ t); Hệ số co ngót theo thời gian (ε ~ t) MDĐH theo thời gian (E ~ t)… giúp lượng hóa diễn biến tiêu lý cấp phối BTĐL cụ thể nhằm phục vụ cho trình nghiên cứu tính toán khống chế nhiệt ứng suất nhiệt CHƯƠNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ANSYS VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG ĐẦM LĂN ĐỂ KIỂM ĐỊNH TIẾN ĐỘ THI CÔNG ĐẬP ĐỒNG NAI 4.1 Phần mềm ANSYS khả tính toán nhiệt, ứng suất nhiệt 4.1.1 Khả tính toán nhiệt, ứng suất nhiệt phần mềm ANSYS [46] ANSYS phần mềm phân tích mô công trình dựa phương pháp phần tử hữu hạn đủ khả tiến hành nghiên cứu kết cấu, nhiệt, chất lỏng, điện từ, âm thanh…, phát triển đến phiên thứ 16 ANSYS bao gồm nhiều modul với tính chuyên biệt ANSYS/Multiphysics, ANSYS/Mechanical, ANSYS/Thermal, ANSYS/FLOTRAN, ANSYS/ED có công phân tích nhiệt Quá trình phân tích nhiệt ANSYS gồm bước: xây dựng mô hình, gán tải trọng, xác nhận bước tải trọng, phân tích xem kết Phân tích nhiệt đập BTĐL tuân theo bước 4.1.2 Những hạn chế tính nhiệt & ƯS nhiệt đập BTĐL ANSYS Gặp nhiều khó khăn thực tính toán dạng truyền nhiệt không ổn định với cách làm thông thường đồng thời phải xem xét nhiệt độ môi trường, nhiệt lượng phát sinh trình thủy hóa xi măng, tiêu lý bê tông thay đổi theo thời gian, điều kiện biên thay đổi theo thời gian tính toán toán nhiệt ứng suất nhiệt đập BTĐL 4.1.3 Bổ sung, hoàn thiện ANSYS để tính nhiệt & ỨS nhiệt đập BTĐL Điểm bật phần mềm ANSYS sử dụng ngôn ngữ tham số hóa thiết kế APDL (là loại ngôn ngữ lập trình FORTRAN) để lập trình xây dựng toán tổng quát mô diễn biến nhiệt độ trình thi công theo thời gian thực dựa tham số định trước kết nghiên cứu tác giả diễn biến lượng hóa tiêu lý ban đầu BTĐL Để mô trình thi công lên đập phù hợp thực tế thi công đập BTĐL Việt 16 Nam, tác giả tiến hành bổ sung tính toán nhiệt phần mềm ANSYS với nội dung sau: Đưa kết nghiên cứu diễn biến lượng hóa tiêu lý BTĐL cường độ nén - thời gian, cường độ kéo - thời gian, mô đun đàn hồi thời gian, biến dạng co ngót - thời gian vào phần mềm Đưa vào chương trình mô hình toán học nhiệt thủy hóa vật liệu xi măng bê tông đầm lăn có xem xét đến ảnh hưởng phụ gia khoáng hoạt tính (tro bay, puzơlan) nhiệt thủy hóa vật liệu xi măng Quá trình diễn biến nhiệt độ trình thi công bê tông có xét đến thời gian đổ bê tông thời gian dừng, nghỉ giãn cách đợt đổ Thiết lập tiêu chuẩn phá hoại BTĐL, ứng suất nhiệt vị trí vượt khả chịu kéo bê tông, khối đổ bê tông tự động hình thành phát triển nứt theo trình thay đổi nhiệt độ 4.2 Xây dựng toán nhiệt đập BTĐL phần mềm ANSYS 4.2.1 Mô hình tính toán ANSYS sử dụng ngôn ngữ tham số hóa thiết kế APDL để lập trình xây dựng toán tổng quát dựa tham số định trước Đối với mặt cắt đập bê tông trọng lực thông thường phân thành vùng vật liệu, phân thành lớp địa chất nằm ngang 4.2.2 Tham số đầu vào mô hình Sử dụng 68 tham số đầu vào mô hình tính toán dùng mô kích thước đập BTĐL cần tính toán; tiêu vật liệu chế tạo, tốc độ phương thức đổ BTĐL 4.3 Công trình thủy điện Đồng Nai 4, số tiêu thiết kế BTĐL 4.3.1 Giới thiệu công trình - Công trình thủy điện Đồng Nai nằm sông Đồng Nai, xã Quảng Khê huyện Đắk Glong - Đắk Nông xã Lộc Bảo huyện Lộc Bắc - Lâm Đồng - Nhiệm vụ công trình: Sản xuất điện với công suất phát điện: 340 MW, sản lượng điện bình quân 1.009,5 triệu KWh/năm; điều tiết nguồn nước cho nhu cầu sử dụng vùng hạ lưu - Đập BTĐL cấp 1, cao trình đỉnh 481m; đỉnh đập dài 508,8m, rộng 10m; chiều cao đập max: 127,5m Mái dốc thượng lưu 0:0,25, mái dốc hạ lưu 0,8 17 4.3.2 Đặc trưng nhiệt BTĐL đá - Các tiêu nhiệt BTĐL đập Đồng Nai 4: Nhiệt dung riêng BTĐL (C): 220 (Cal/kg - 0C); Tính dẫn nhiệt BTĐL(λ): 1.580 (Cal/m-hr - 0C); Hệ số giãn nở nhiệt (α): 6,5 (mm/mm.10-6/0C) - Các tiêu lý đá nền: Dung trọng đá (γ): 2,7 (T/m3); Nhiệt dung riêng đá (C): 170 (Cal/kg - 0C); Tính dẫn nhiệt đá (λ): 2.800 (Cal/m-hr - 0C); Hệ số giãn nở nhiệt (α): 10,7 (mm/mm.10-6/0C); Mô đun đàn hồi (E): 18 (GPa); hệ số Poisson: 0,25 - Hệ số truyền nhiệt đối lưu [W/m2 0C]: Bê tông - Không khí 14; Nền - Không khí: 12; Bê tông- nước hồ : 340 - Nhiệt độ không khí trung bình/tháng(0C): Tháng 1: 21,8, tháng 2: 23,0, tháng 3: 24,7, tháng 4: 25,6, tháng 5: 25,5, tháng (24,9, tháng (24,5, tháng 8: 24,3, tháng 9: 24,3, tháng 10: 24,1, tháng 11: 23,4, tháng 12: 22,1 - Tăng nhiệt xạ: 1,0 (0C) 4.3.3 Các tiêu lý theo thời gian BTĐL-P Các hàm phi tuyến thể diễn biến tiêu lý BTĐL-T theo thời gian xác định Chương sau: Cường độ nén Yn1 = 2,64ln(x) + 2,24 ; Rk: Yk1 = 0,258ln(x) + 0,029; BDCN Ycn1 = 0,0075ln(x) + 0,0057 ; modul đàn hồi Yđh1 = 0,4823ln(x) + 0,0946 4.4 Sử dụng phần mềm ANSYS tính toán nhiệt, ứng suất nhiệt &xác định tốc độ thi công hợp lý kiểm định đập Đồng Nai với cấp phối BTĐL-P 4.4.1 Các kịch thi công BTĐL kiểm định cho đập Đồng Nai Bảng Các kịch thi công BTĐL kiểm định đập Đồng Nai Nhiệt độ hỗn hợp BTĐL Chiều dày lớp đổ sau Số lớp đổ liên Thời gian nghỉ giãn cách mùa Thời gian nghỉ giãn cách mùa đổ (0C) đầm lèn (cm) tục/ngày khô (ngày) mưa (ngày) 21 30 23 30 25 30 4 23 30 5 23 30 5 21 30 4 KB 18 4.4.2 Diễn biến nhiệt, ứng suất nhiệt ứng với kịch thi công BTĐL Bảng 14 Bảng so sánh kết tính toán nhiệt độ theo kịch (0C) Thời gian 120 ngày 200 ngày 375 ngày 504 ngày 625 ngày Kịch Kịch Kịch Kịch Kịch Kịch bản bản bản TH1 30,114 30,691 31,269 TH2 29,558 30,073 30,589 30,491 31,232 TH1 33,960 34,318 34,529 TH2 33,378 33,628 33,879 34,565 35,957 TH1 38,208 38,272 38,336 TH2 37,839 37,895 37,951 39,843 42,672 TH1 39,621 39,642 39,663 TH2 39,302 39,322 39,342 41,892 45,512 TH1 40,391 40,399 40,407 TH2 40,142 40,149 40,157 43,031 47,230 TH 30,673 30,125 35,050 34,528 40,425 39,992 42,333 42,003 43,419 43,133 Bảng 16 Bảng so sánh kết tính toán ứng suất nhiệt theo kịch Ứng suất nguy hiểm Ứ.S S1 (MPa) Tuổi bê tông (ngày) Rktheo tuổi bê tông (MPa) 150 0,79 135 1,29 1,63 150 0,97 135 1,29 1,33 150 1,80 135 1,29 0,72 180 8,49 150 1,32 0,16 180 5,95 150 1,32 0,22 150 1,87 120 1,26 0,67 Kịch Thời gian (ngày) Hệ số an toàn K= Rk/S1 Hệ số an toàn cho phép [K] 1,26 Kết tính toán có nhận xét sau: - Kịch có hệ số an toàn ứng suất kéo thực tế K= 1,63 > [K] = 1,26 Như an toàn nứt; - Kịch có hệ số an toàn ứng suất kéo thực tế K= 1,33 > [K] = 1,26 Như đảm bảo an toàn hợp lý; - Các kịch 3, 4, &6 có hệ số an toàn ứng suất kéo thực tế K < [K] = 1,26 19 Như BTĐL bị nứt thời điểm khác tùy theo nhiệt độ ban đầu vữa bê tông, số lớp đổ đợt nghỉ giãn cách đợt Chiều cao đập (m) Kết luận: Kịch phù hợp & tiến độ thi công lập Hình 4.50 Ngày thứ Hình 50 Tiến độ thi công đập Đồng Nai theo phương án chọn (KB2) Nhiệt độ (oC) - Kết tính toán: nhiệt độ cao 38,2720C xuất cao trình 368.0m đến 370.0m vị trí cách mép hạ lưu đập 30m (Hình 4.51) Thời gian (ngày) Hình 51 Diễn biến nhiệt theo thời gian cao trình 370.59m (0C-Ngày) 41 39 Nhiệt độ T (0C) 37 35 D42039 33 D42040 31 D42041 29 D42042 27 Ngày 25 26/2/10 22/2/10 18/2/10 14/2/10 8/2/10 4/2/10 30/1/10 25/1/10 21/1/10 17/1/10 12/1/10 6/1/10 30/12/09 24/12/09 16/12/09 10/12/09 4/12/09 29/11/09 25/11/09 19/11/09 14/11/09 8/11/09 2/11/09 27/10/09 22/10/09 16/10/09 10/10/09 4/10/09 29/9/09 23/9/09 17/9/09 Hình 52 Diễn biến nhiệt đo thực tế đập Đồng Nai cao trình 370,59m - Hình 4.52: nhiệt độ cao trình 370,59 m đập Đồng Nai (17/9/2009 28/02/2010), T0max 38,400C (25 27/01/2010) cao 0,1280C so với nhiệt độ tính toán 20 4.5 Nhiệt ƯS nhiệt kiểm định đập Đồng Nai với cấp phốiBTĐL-T Các hàm phi tuyến thể diễn biến tiêu lý cấp phối BTĐL-T theo thời gian xác định Chương sau: Cường độ nén: Yn2 = 4,54ln(x) + 2,52 Rn: Yk2 = 0,289ln(x) + 0,051 ; BDCN: Ycn2 = 0,0057ln(x) + 0,005; modul đàn hồi Yđh2 = 0,5031ln(x) + 0,0808 4.5.1 Các kịch (KB) tính toán KB1, KB2, KB3: Nhiệt độ hỗn hợp BTĐL 210, 230 250C; đổ 3lớp x 0,3m/ngày, nghỉ giãn thi công mùa khô ngày, mùa mưa ngày 4.5.2 Kết tính toán Bảng 21 Tổng hợp kết tính toán nhiệt cấp phối BTĐL-T Thời gian 120 ngày 200 ngày 375 ngày 504 ngày 625 ngày TH Kịch Kịch Kịch TH1 30,169 30,746 31,324 TH2 29,610 30,125 30,641 TH1 34,040 34,325 34,609 TH2 33,454 33,704 33,956 TH1 38,318 38,375 38,446 TH2 37,946 38,002 38,059 TH1 39,740 39,762 39,783 TH2 39,420 39,440 39,460 TH1 40,516 40,524 40,532 TH2 40,266 40,273 40,280 Bảng 22 Tổng hợp kết tính toán ứng suất nhiệt BTĐL-T Thời Kịch gian (ngày) Ứng suất nguy hiểm Ứng suất Tuổi bê Rktheo tuổi S1 (MPa) tông (ngày) bê tông (MPa) Hệ Hệ số số an an toàn toàn K= cho phép Rk/ S1 [K] Kịch 150 0,15 135 1,29 8,6 Kịch 150 0,57 90 1,19 2,09 Kịch 150 1,12 135 1,29 1,15 21 1,26 4.5.3 Phân tích kết tính toán Kết tính toán nhiệt ứng suất nhiệt kiểm định cho đập BTĐL Đồng Nai với cấp phối BTĐL-P cấp phối BTĐL-T thống kê theo Bảng 4.23 Bảng 23 Nhiệt ứng suất nhiệt đập Đồng Nai với cấp phối Nhiệt độ (0C) Kịch BTĐL-P BTĐL-T Ứng suất S1 (MPa) Chênh lệch BTĐL-P BTĐL-T Chênh lệch Hệ số an toàn BTĐL-P BTĐL-T 30,114 30,169 -0,055 0,79 0,15 0,64 1,63 8,6 30,691 30,746 -0,055 0,97 0,57 0,40 1,33 2,09 31,269 31,324 -0,055 1,80 1,12 0,68 0,72 1,15 Nhận xét: Do lượng dùng xi măng lớn (80kg/75kg) nên nhiệt độ ứng với cấp phối BTĐL-T > nhiệt độ ứng với cấp phối BTĐL-P, nhiên CL không đáng kể Về ứng suất nhiệt: cấu trúc phân tử puzơlan có dạng hình que phân tử tro bay có cấu trúc dạng hình cầu nên bị thủy hóa cần lượng nước lớn biến dạng co ngót BTĐL-P lớn biến dạng co ngót BTĐL-T (mặc dù BTĐL-T dùng lượng CKD lớn BTĐL-P 10kg/m3) Cũng theo kết nghiên cứu Chương 3, tốc độ phát triển cường độ kéo, nén modul đàn hồi BTĐL-T cao BTĐL-P, nguyên nhân phát sinh chênh lệch ứng suất đập BTĐL tính toán kiểm định với cấp phối Mặt khác, tốc độ phát triển cường độ BTĐL-T lớn BTĐL-P nên với độ tuổi thời gian thi công, hệ số an toàn tính toán đập sử dụng cấp phối BTĐL-T lớn đập sử dụng cấp phối BTĐL-P (bảng 4.23) Nhiệt ứng suất nhiệt đập BTĐL với cấp phối BTĐL-P& BTĐL-T, qua tính toán kịch có chênh lệch không lớn phần lớn điều kiện tính toán thay đổi tiêu lý theo thời gian ứng với cấp phối tính toán Tuy nhiên thay đổi nhiệt độ hỗn hợp BTĐL có tác động nhanh trực tiếp đến ứng suất nhiệt chênh lệch ứng suất ảnh hưởng đến hệ số an toàn tính toán kịch 22 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết đạt luận án Đề tài tiến hành thí nghiệm, dùng phương pháp quy hoạch thực nghiệm để xác định cấp phối tối ưu dùng dạng PGK phổ biến cấp phối BTĐL-T (BTĐL dùng phụ gia khoáng hoạt tính tro bay với tuổi thiết kế 90 ngày) BTĐL-P (BTĐL dùng phụ gia khoáng hoạt tính puzơlan với tuổi thiết kế 365 ngày) với loại vật liệu nước Đề tài nghiên cứu làm rõ diễn biến lượng hóa tiêu lý BTĐL cường độ kéo, nén; biến dạng co ngót, modul đàn hồi; tiêu nhiệt…là tiêu lý quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ thi công xây dựng đập BTĐL Để tính toán xác định phát triển nhiệt ứng suất nhiệt đập BTĐL theo thời gian làm sở để xác định tốc độ thi công đập BTĐL cách hợp lý, lần đề tài sử dụng phần mềm tính nhiệt ANSYS với bổ sung cập nhật là: + Sử dụng ngôn ngữ thiết kế tham số hóa APDL để lập trình xây dựng toán thi công đập BTĐL dựa tham số định trước + Mô mặt cắt ngang đập trọng lực BTĐL sát với thực tế; + Tính toán nhiệt ứng suất nhiệt đập BTĐL có xét đến trình diễn biến tiêu lý BTĐL qua quan hệ phi tuyến BTĐL + ANSYS sử dụng mô hình toán học nhiệt thủy hóa vật liệu xi măng BTĐL có xét đến ảnh hưởng PGKđến nhiệt thủy hóa vật liệu xi măng + Xem xét đến thời gian đổ bê tông thời gian nghỉ đợt đổ + Có khả vẽ đường trình phát triển vết nứt ứng suất kéo>khả chịu kéo BT Dễ dàng tính toán kiểm tra với mặt cắt đập tương tự Đề tài tính toán giúp xác định kịch thi công hợp lý với đập có điều kiện tượng tự, cụ thể là: nhiệt độ ban đầu hỗn hợp vữa BTĐL (210C, 230C & 250C), chiều dày lớp đổ sau đầm lèn (0,30m), tốc độ đổ BTĐL (số lớp đổ đợt đổ: 3, 4&5 lớp) thời gian nghỉ giãn cách đợt đổ BTĐL (2, ngày tùy theo mùa năm) phù hợp với diễn biến tiêu lý ban đầu BTĐL Kết tính toán khẳng định độ tin cậy cao qua so sánh đối chiếu với kết quan trắc trường 23 Những đóng góp khoa học Tìm hàm quan hệ 02 cấp phối BTĐLtheo thời gian, cụ thể: Cường độ nén: Yn1 = 2,64ln(x) + 2,24 với R2 = 0,9; Yn2 = 4,54ln(x) + 2,52 với R2 = 0,93 Cường độ kéo: Yk1 = 0,258ln(x) + 0,029 với R2 = 0,9764; Yk2 = 0,289ln(x) + 0,051 với R2 = 0,971 Hệ số co ngót: Ycn1 = 0,0075ln(x) + 0,0057 với R2 = 0,9216; Ycn2 = 0,0057ln(x) + 0,005 với R2 = 0,9116 Modul đàn hồi: Yđh1 = 0,4823ln(x) + 0,0946 với R2 = 0,9758; Yđh2 = 0,5031ln(x) + 0,0808 với R2 = 0,9831 Hoàn thiện, bổ sung phần mềm tính nhiệt ứng suất nhiệt ANSYS sử dụng làm công cụ tính toán diễn biến nhiệt ứng suất nhiệt, kiểm định tốc độ thi công hợp lý cho đập BTĐL Đồng Nai Tồn kiến nghị 3.1 Tồn Những kết nghiên cứu đề tài giai đoạn đầu, cần tiếp tục nghiên cứu áp dụng thử nghiệm, đối chiếu với kết quan trắc thực tế để đánh giá kiểm chứng mô hình phần mềm ANSYS để bổ sung hoàn thiện Kết nghiên cứu áp dụng cho đập BTĐL xây dựng mới, giúp kiểm tra, đánh giá chất lượng độ an toàn đập BTĐL xây dựng, kết hợp với số liệu quan trắc thực tế để xây dựng phương án kiểm định an toàn đập Ngoài ra, kết nghiên cứu giúp kiểm tra, đánh giá chất lượng công tác thiết kế cấp phối phương án thi công BTĐL đập giai đoạn thiết kế, chuẩn bị thực dự án đầu tư 3.2 Kiến nghị Đưa kết nghiên cứu sử dụng thiết kế thi công đập BTĐL có điều kiện tương tự Việt Nam Tiếp tục nghiên cứu, áp dụng phần mềm ANSYS với phiên bổ sung, cập nhật để tính toán nhiệt ứng suất nhiệt cho đập BTĐL công trình thi công xây dựng, đối chiếu với kết quan trắc trường kết tính toán nhiệt ứng suất nhiệt phần mềm sử dụng giai đoạn thiết kế để có bổ sung hiệu chỉnh cho phù hợp nhằm đảm bảo an toàn đập hiệu dự án Hoàn chỉnh phiên ANSYS để sử dụng công cụ tính toán nhiệt, ứng suất nhiệt đập BTĐL phục vụ học tập nghiên cứu / 24 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Lê Quốc Toàn, Vũ Thanh Te, Vũ Hoàng Hưng (2015) Xây dựng toán tính nhiệt ứng suất nhiệt đập bê tông trọng lực đầm lăn Việt Nam phần mềm ANSYS Tạp chí Khoa học kỹ thuật (KHKT) Thủy Lợi & Môi trường, trường Đại học Thủy lợi, số 50 tháng 9/2015 trang 9-15; Lê Quốc Toàn, Vũ Thanh Te (2015) Một số kết nghiên cứu tiêu lý ban đầu BTĐL(RCC) Tạp chí Kết cấu Công nghệ Xây dựng Hội Kết cấu Công nghệ Xây dựng Việt Nam, số 18/III-2015, trang 32-34; Lê Quốc Toàn, Đỗ Văn Lượng, Đinh Xuân Anh (2013) Ảnh hưởng số đặc trưng lý ban đầu BTĐL đến tiến độ thi công đập bê tông trọng lực đầm lăn Việt Nam Tạp chí KHKT Thủy Lợi & Môi trường, trường Đại học Thủy Lợi,số 41 tháng 6/2013, trang 54-62; Lê Quốc Toàn (2010) Một vài kết nghiên cứu diễn biến nhiệt ứng suất nhiệt BTĐL Tạp chí KHKT Thủy Lợi & Môi trường, trường Đại học Thủy Lợi, số 30 tháng 9/2010, trang 53-58 [...]... Rntheo thời gian (Rn~ t); Rk theo thời gian (Rk~ t); Hệ số co ngót theo thời gian (ε ~ t) và MDĐH theo thời gian (E ~ t)… giúp lượng hóa diễn biến các chỉ tiêu cơ lý của các cấp phối BTĐL cụ thể nhằm phục vụ cho quá trình nghiên cứu tính toán khống chế nhiệt và ứng suất nhiệt CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ANSYS VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG ĐẦM LĂN ĐỂ KIỂM ĐỊNH TIẾN ĐỘ THI CÔNG ĐẬP... biến và lượng hóa các chỉ tiêu cơ lý của BTĐL như cường độ kéo, nén; biến dạng co ngót, modul đàn hồi; các chỉ tiêu về nhiệt…là các chỉ tiêu cơ lý hết sức quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ thi công xây dựng đập BTĐL Để tính toán xác định sự phát triển của nhiệt và ứng suất nhiệt trong đập BTĐL theo thời gian làm cơ sở để xác định tốc độ thi công đập BTĐL một cách hợp lý, lần đầu tiên đề tài... trình thi công BTĐL 3.2.2 Về diễn biến nhiệt, nứt do nhiệt trong đập BTĐL[45], [44], [41], [38] Quá trình thay đổi nhiệt độ của khối BTĐL được mô phỏng như Hình 3.2 14 Hình 3 2 Quá trình thay đổi nhiệt độ của khối bê tông 3.3 Những nhân tố ảnh hưởng tới tiến độ thi công đập BTĐL Tiến độ thi công BTĐL (còn gọi là tốc độ lên đập) là nhân tố quan trọng để xác định và xây dựng kế hoạch tiến độ thi công công... của BTĐL - T Cấp phối BTĐL-T tối ưu: X: 80kg, PGK: 120kg, cát 687 kg; đá: 5÷19 (mm): 479kg, 20÷39(mm): 295kg, 40÷60(mm): 628kg, nước 115lít, PGH 2lít CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN MỘT SỐ CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG ĐẦM LĂN 3.1 Nghiên cứu diễn biến một số chỉ tiêu cơ lý của BTĐL 3.1.1 Nghiên cứu quá trình phát triển cường độ nén (Rn) của BTĐL 9 Hàm tương quan thể hiện sự phát triển cường độ nén (Rn )của. .. nhiệt lượng của bê tông (đơn vị m2/h và được ký kiệu là ) HSTN của bê tông càng lớn thì thời gian để nhiệt độ tại các điểm của khối bê tông đạt đến cùng 1 trị số càng nhanh HSTN của bê tông phụ thuộc vào loại cốt liệu, lượng dùng cốt liệu, tỷ lệ nước sử dụng và dung trọng của bê tông Thông thường HSTN của bê tông tỷ lệ nghịch với độ tăng nhiệt độ, tỷ lệ thuận với hàm lượng cốt liệu của bê tông Do BTĐL... Đinh Xuân Anh (2013) Ảnh hưởng của một số đặc trưng cơ lý ban đầu của BTĐL đến tiến độ thi công đập bê tông trọng lực đầm lăn ở Việt Nam Tạp chí KHKT Thủy Lợi & Môi trường, trường Đại học Thủy Lợi ,số 41 tháng 6/2013, trang 54-62; 4 Lê Quốc Toàn (2010) Một vài kết quả nghiên cứu về diễn biến nhiệt và ứng suất nhiệt trong BTĐL Tạp chí KHKT Thủy Lợi & Môi trường, trường Đại học Thủy Lợi, số 30 tháng 9/2010,... trình Tốc độ thi công lên đập được cụ thể hóa bằng các chỉ tiêu như số lớp đổ trong 1 đợt đổ, chiều dày 1 lớp đổ, thời gian nghỉ giãn cách giữa các đợt đổ Ngoài các vấn đề trong công nghệ thi công như vận chuyển, phân khoảnh đổ, cắt tạo khe thi công thì cường độ thi công, tốc độ thi công lên đập phụ thuộc và liên quan nhiều đến vấn đề gia tải cũng như tích tụ nhiệt trong thân đập BTĐL Tốc độ thi công BTĐL... nhiệt độ trong quá trình thi công theo thời gian thực dựa trên các tham số định trước và các kết quả nghiên cứu của tác giả về diễn biến và lượng hóa các chỉ tiêu cơ lý ban đầu của BTĐL Để mô phỏng quá trình thi công lên đập phù hợp thực tế thi công đập BTĐL tại Việt 16 Nam, tác giả đã tiến hành bổ sung trong tính toán nhiệt bằng phần mềm ANSYS với những nội dung chính như sau: Đưa các kết quả nghiên cứu. .. hóa các chỉ tiêu cơ lý của BTĐL như cường độ nén - thời gian, cường độ kéo - thời gian, mô đun đàn hồi thời gian, biến dạng co ngót - thời gian vào trong phần mềm Đưa vào chương trình mô hình toán học nhiệt thủy hóa vật liệu xi măng của bê tông đầm lăn có xem xét đến ảnh hưởng của phụ gia khoáng hoạt tính (tro bay, puzơlan) đối với nhiệt thủy hóa vật liệu xi măng Quá trình diễn biến nhiệt độ trong... thi công BTĐL bởi yêu cầu thi công nhanh, sử dụng máy móc thi t bị nhiều làm tăng tải trọng thi công ảnh hưởng đến quá trình phát triển cường độ của BTĐL - Rkcủa BTĐL trong giai đoạn đầu phát triển chậm và đạt tỷ lệ tăng trưởng (%) thấp hơn Rn Rkcủa BTĐL là yếu tố quyết định liên quan đến tốc độ thi công BTĐL bởi nếu trong giai đoạn Rkcủa BTĐL có trị số thấp, nếu phát sinh ứng suất kéo có trị số lớn ... Đập bê tông trọng lực đầm lăn thi công Việt Nam Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu diễn biến số tiêu lý theo thời gian bê tông đầm lăn ảnh hưởng đến tiến độ thi công đập bê tông trọng lực đầm lăn. .. chứng tỏ ảnh hưởng tiêu lí theo thời gian đến diễn biến nhiệt ứng suất nhiệt đập bê tông trọng lực đầm lăn. Đã kiểm nghiệm tiến độ thi công hợp lí cho đập bê tông đầm lăn Đồng Nai 4, kết làm sở để... thân đập, điều kiện gây tượng nứt nhiệt thi công bê tông khối lớn Trong thời gian vừa qua xuất vết nứt nhiệt số đập bê tông trọng lực đầm lăn. Vì vậy, đề tài “ Nghiên cứu ảnh hưởng số tiêu lý theo