1
1
TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
Khoa Kyõ Thuaät Xaây Döïng - BM KTTNN
PGS. TS. NGUYỄN THỐNG
Mail: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr
Web: //www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong
Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719
NỘI DUNG MÔN HỌC
Chương 1: Thấm qua công trình.
Chương 2: Áp lực khe rỗng.
Chương 3: ðập vật liệuñịa phương.
Chương 3a: Mô phỏng Monte Carlo áp
dụng trong ñánh giá ổnñịnh
mái dốc.
Chương 4: ðập bê tông trọng lực
Chương 4a: ðập bê tông ñầm lăng (RCC)
CôNG TRìNH THủY NâNG CAO
PGS. Dr. Nguy?n Th?ng
NỘI DUNG MÔN HỌC
Chương 4b: Bài toán toảnhiệt 3D.
Chương 5: Phân tích ứng suất trong ñập
bê tông khi xảy ra ñộng ñất.
Chương 6: ðường hầm thủy công -
Giếng ñiều áp.
Chương 7: ðường ống áp lực – Nước va
trong ñường ống.
CôNG TRìNH THủY NâNG CAO
PGS. Dr. Nguy?n Th?ng
NỘI DUNG THỰC HÀNH
1. Hướng dẫn sửdụng phần mềm tính
nước va trong ñường ống áp lực
WaterHammer_BK.
2. Hướng dẫn sửdụng phần mềm tính
khuếch tán nhiệt 3D trong bê tông thủy
công.
3. Hướng dẫn sửdụng phần mềm mô
phỏng Monte Carlo ứng dụng trong tính
ổnñịnh mái dốcñập vật liệuñịa
phương.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
1. Giaùo trình Coâng trình thuûy.
2. Giaùo trình Cô hoïc ñaát.
3. Phần mềm SIGM.
4. Phần mềm SLOPE.
5. Phần mềm SEEP.
6. Phaàn meàm CRYSTAL BALL.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
TÌNH HÌNH ÑOÄNG ÑAÁT TAÏI
VIEÄT NAM
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
2
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
5,5Soâng Loâ5,5Caåm Phaû
5,5
Ñoâng Baéc truõng
Haø Noäi5,5
Cao Baèng-Tieân
Yeân
5,5Raøo Naïy6,0Soâng Caû-Khe Boá
6
Soâng Hoàng-
Soâng Chaûy6,0Ñoâng Trieàu
6,5
Soâng Maõ-
Fumaâytun6,8Sôn La
Ñ/ñaátcöïc ñaïi
(ñoä
Richter)Teân vuøng
Ñ/ñaát cöïc ñaïi
(ñoä Richter)Teân vuøng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
5,5
Tam Kyø-
Phöôùc Sôn5,5Ñaø Naüng
5,5Hueá5,5Traø Boàng
5,5
Khe Giöõa-
Vónh Linh5,5Soâng Hieáu
5,5
Haï löu soâng
Maõ5,5Möôøng Nheù
5.5Soâng Ñaø5.5
Phong Thoå-
Than Uyeân
Ñ/ñaátcöïc ñaïi
(ñoä
Richter)Teân vuøng
Ñ/ñaát cöïc ñaïi
(ñoä Richter)Teân vuøng
COÂNG TRÌNH THU
Û
Y NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
5,5Phuù Quyù 25,5Phuù Quyù 1
5,5Soâng Haäu5,5
Vuõng Taøu-Toân
Leâ Saùp
5,5
Thuaän Haûi-
Minh Haûi5,5
Tuy Hoaø - Cuû
Chi
5,5
Kinh tuyeán
109,55,5
Ba Tô - Cuûng
Sôn
5,5Soâng Ba5,5Soâng Poâ Coâ
Ñ/ñaátcöïc ñaïi
(ñoä
Richter)Teân vuøng
Ñ/ñaát cöïc ñaïi
(ñoä Richter)Teân vuøng
Ñoäng ñaát cöïc ñaïi laø ñoäng ñaát lôùn nhaát coù theå
xaûy ra.
Ñoängñaát maïnh 5,5 ñoä Richter gaây chaán
ñoäng caáp 7, laøm hö haïi nheï nhaø cöûa.
Ñoäng ñaát 6,0 ñoä Richter gaây chaán ñoäng caáp
8, laøm hö haïi naëng nhaø cöûa.
Ñoäng ñaát 6,8 ñoä Richter gaây chaán ñoäng caáp
8-9, laøm hö haïi nhaø cöûa naëng hôn caáp 8.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
Khi coâng trình chòu taùc ñoäng cuûa ñoäng
ñaát, taûi troïng ñoäng ñaát taùc duïng laø
thaønh phaàn löïc quaùn tính.
Löïc quaùn tính naøy phaùt sinh do baûn
thaân coâng trình vaø do aùp löïc thuyû ñoäng
ñoái vôùi coâng trình chòu aûnh höôûng cuûa
nöôùc.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
Khi phaân tích öùng suaát, bieán daïng coâng
trình chòu aûnh höôûng cuûa ñoäng ñaát theo
caùc mode dao ñoäng
Taïi caùc vò trí, löïc quaùn tính trong caùc
mode dao ñoäng khoâng xuaát hieän cuøng moät
phöông.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
3
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
LÖÏC QUAÙN TÍNH TRONG
CAÙC MODE DAO ÑOÄNG
TIEÂU CHUAÅN TÍNH ÑOÄNG ÑAÁT
Taûi troïng ñoäng ñaát ôû caùc nöôùc ñöôïc tính toaùn theo caù
coâng thöùc khaùc nhau. Tuy nhieân taùc duïng ñoäng
ñaát ñeàu ñeà caäp ñeán lyù thuyeát ñoäng löïc hoïc, hay noùi
khaùc ñi laø theo phöông phaùp phoå (khaùc vôùi lyù
thuyeát tónh laø khoâng chuù yù ñeán bieán daïng coâng
trình).
Hieän nay, trong vieäc tính toaùn taûi troïng ñoäng ñaát
thöôøng xaùc ñònh theo moät soá tieâu chuaån chính:
Tieâu chuaån SNIP (Nga), tieâu chuaån UBC (Myõ).
Moãi tieâu chuaån coù nhöõng ñaëc thuø rieâng bieät.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
TIEÂU CHUAÅN SNIP
Veà tieâu chuaån SNIP cuûa Nga veà cô baûn laø
döïa treân söï toång hôïp (SRSS) caùc daïng
dao ñoäng. Vaø hieän nay Boä Xaây döïng
cuõng ñaõ cho pheùp aùp duïng tieâu chuaån
naøy vaø phaûi tính vôùi ít nhaát laø 3 daïng dao
ñoäng ñaàu tieân.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
TIEÂU CHUAÅN SNIP
Khi tính toaùn theo SNIP thì coù theå thaáy raèng baûn
thaân taûi troïng ñoäng ñaát ñöôïc tính nhö moät söï
toång hôïp theo quy taéc caên baäc hai cuûa toång
bình phöông caùc baøi toaùn tónh laø caùc daïng dao
ñoäng rieâng bieät.
Vì theá, noù chöa saùt vôùi phaûn öùng thöïc cuûa coâng
trình. Baûn chaát cuûa taûi troïng ñoäng ñaát laø löïc
quaùn tính taùc duïng vaøo coâng trình.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
Trong löïc quaùn tính thì gia toác neàn laø yeáu
toá raát quan troïng. Trong khi ñoù, SNIP
laïi khoâng ñeà caäp ñöôïc ñeán yeáu toá naøy.
Bôûi vaäy, veà maët ñoäng hoïc thì SNIP
khoâng toát laém.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
Khi tính ñöôïc taûi troïng ñoäng ñaát thì vò trí
ñaët löïc phaûi ñaët vaøo taâm khoái löôïng
cuûa coâng trình. Ñoái vôùi caùc keát caáu coù
hình daïng phöùc taïp thì vieäc xaùc ñònh
taâm khoái löôïng laø vaán ñeà khoâng ñôn
giaûn.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
4
SNIP thöïc ra laø phöông phaùp töïa tónh.
Vieäc löïa choïn daïng dao ñoäng naøo ñeå
ñöa vaøo tính toaùn ñoäng ñaát theo SNIP
seõ aûnh höôûng lôùn ñeán giaù trò taûi troïng
ñoäng ñaát.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
TIEÂU CHUAÅN UBC
Veà tieâu chuaån UBC cuûa Myõ veà cô baûn laø noù
tính taûi troïng ñoäng ñaát nhö laø löïc caét chaân
coâng trình vaø phaân boá cho caùc vò trí trong
coâng trình.
Ñieåm ñaëc bieät quan troïng laø trong tieâu chuaån
UBC cho pheùp söû duïng phoå phaûn öùng
(Response spectra).
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
Phoå ñang ñöôïc söû duïng taïi nöôùc Myõ vaø nhieàu
nöôùc treân theá giôùi. Ñeå coù ñöôïc phoå naøy phaûi
qua nhieàu thôøi gian vaø thöïc nghieäm vaø coøn
söû duïng cho töøng loaïi ñaát khaùc nhau.
Khi tính toaùn coù theå thaáy trong SAP coù chöùc
naêng tính taûi troïng ñoäng ñaát theo spectrum
(phoå). Nhôø ñoù maø chuùng ta coù theå phaân tích
keát caáu döôùi goùc ñoä ñoäng hoïc moät caùch
hoaøn haûo.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
PHÖÔNG TRÌNH CHUYEÅN ÑOÄNG
CUÛA HEÄ 1 BAÄC TÖÏ DO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
Moät heä thoáng ñoäng löïc hoïc ñöôïc ñònh nghóa laø
moät thoáng coù khoái löôïng vaø caùc thaønh phaàn
coù khaû naêng chuyeån ñoäng töông ñoái vôùi nhau.
Baäc töï do ñöôïc ñònh nghóa laø soá toaï ñoä caàn thieát
ñeå xaùc ñònh hình daïng hay vò trí cuûa heä thoáng
taïi moät thôøi ñieåm baát kyø, moâ taû toaøn boä
chuyeån ñoäng cuûa moät heä thoáng
laø soá toaï
ñoä caàn theo doõi cuûa moïi thaønh phaàn hoaëc caùc
khoái löôïng goäp taïo neân heä thoáng.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THU
Û
Y NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
MOÂ PHOÛNG HEÄ DAO ÑOÄNG 1 BAÄC TÖÏ DO
m: khoái löôïng, k
tính ñaøn hoài (ñoä cöùng)
c
cô cheá maát naêng löôïng
taét daàn.
f
i
: löïc quaùn tính, f
k
löïc ñaøn hoài.
f
c
löïc taét daàn, p(t)
ngoaïi löïc.
5
CHUYEÅN VÒ HEÄ q
Töø sô ñoà, traïng thaùi caân baèng cuûa heä:
f
i
+ f
c
+ f
k
= p(t)
Trong ñoù:
Löïc ñaøn hoài f
k
xaùc ñònh theo ñònh luaät
Hooke:
f
k
= k. q(t)
Vôùi q(t)
chuyeån vò
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
Löïc taét daàn f
c
xaùc ñònh theo tyû leä vaän toác:
Löïc quaùn tính f
i
tyû leä vôùi gia toác:
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
[ ]
)t(q.c)t(q
dt
d
.cf
c
′
==
[ ]
)t(q.m)t(q
dt
d
.mf
2
2
i
′′
==
ÑÖA VAØO P/T CAÂN BAÈNG LÖÏC
Phöông trình caân baèng heä dao ñoäng coù moät
baäc töï do:
Vôùi ñaëc tröng heä thoáng:
m
khoái löôïng, c
cô cheá taét daàn, k
ñoä
cöùng.
q(t)
chuyeån vò, p(t) ngoaïi löïc.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
)t(p)t(q.k)t(q.c)t(q.m
=
+
′
+
′
′
PHÖÔNG TRÌNH CHUYEÅN ÑOÄNG
CUÛA HEÄ NHIEÀU BAÄC TÖÏ DO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống
HEÄ DAO ÑOÄNG NHIEÀU BAÄC TÖÏ DO
Thaønh laäp phöông trình chuyeån ñoäng cuûa heä
nhieàu baäc töï do laø quaù trình phaân tích caùc baäc
töï do cuûa heä thoáng
Ñöa ra caùc ñieàu kieän caân baèng ñoäng löïc hoïc
öùng vôùi caùc baäc töï do.
Keát quaû xaùc ñònh ñöôïc heä phöông trình vôùi N
phöông trình dao ñoäng öùng vôùi N baäc töï do
cuûa heä thoáng.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
PGS. Dr. Nguyễn Thống