i
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN CAM KẾT
Kính gửi: Ban Giám hiệu trường Đại học Thuỷ lợi
Phòng Đào tạo ĐH và Sau ĐH trường Đại học Thuỷ lợi.
Tên tôi là: Lê Văn Thủy
Học viên cao học lớp: 20BB
Chuyên ngành: Xây dựng công trình biển
Mã học viên: 1268054012
Theo Quyết định số 2278/QĐ-ĐHTL, của Hiệu trưởng trường Đại học Thuỷ
Lợi, về việc giao đề tài luận văn và cán bộ hướng dẫn cho học viên cao học khoá
20 đợt 2 năm 2014. Ngày 26 tháng 12 năm 2013, tôi đã được nhận đề tài: “Nghiên
cứu ứng dụng lý thuyết độ tin cậy trong thiết kế đê chắn sóng dạng thùng trìm
cửa sông Mỹ Á - tỉnh Quảng Ngãi” dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS.
Thiều Quang Tuấn.
Tôi xin cam đoan luận văn là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, không sao
chép của ai. Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin
được đăng tải trên các tài liệu và các trang web theo danh mục tài liệu tham khảo
của luận văn.
Hà Nội, ngày tháng năm 2014
Người làm đơn
Lê Văn Thủy

ii
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu, thực hiện luận văn Thạc sĩ với đề tài “Nghiên

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG 3
1. Giới thiệu chung lý thuyết độ tin cậy và ứng dụng thiết kế công trình biển 3
1.1. Giới thiệu chung về lý thuyết độ tin cây 3
1.2. Ứng dụng lý thuyết độ tin cậy trong lĩnh vực xây dựng công trình 5
1.3. Phân tích đánh giá phương pháp thiết kế truyền thống và phương pháp
thiết kế theo lý thuyết độ tin cậy 5
1.3.1. Phương pháp thiết kế truyền thống 5
1.3.2. Phương pháp thiết kế ngẫu nhiên 7
1.4. Đánh giá ưu nhược điểm phương pháp thiết kế truyền thống và phương
pháp thiết kế theo lý thuyết độ tin cậy 13
1.4.1. Phương pháp thiết kế theo truyền thống 13
1.4.2. Phương pháp thiết kế theo lý thuyết độ tin cậy 14
1.5. Xây dựng cở sở lý thuyết độ tin cậy cấp độ I : 15
1.5.1 Ước lượng chỉ số độ tin cậy cho phép - xác xuất hư hỏng chấp nhận được 15
1.5.2. Hiệu chỉnh các hệ số an toàn thành phần 21
CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH CÁC CƠ CHẾ HƯ HỎNG ĐÊ CHẮN SÓNG 27
2.1. Cơ chế hư hỏng đê chắn sóng do nguyên nhân sóng tràn qua đê 27
2.2. Cơ chế hư hỏng đê chắn sóng do sóng truyền qua 28
2.3. Cơ chế hư hỏng đê chắn sóng do mất ổn định cấu kiện di hình bảo vệ mái: 31
2.4. Cơ chế hư hỏng đê chắn sóng do nguyên nhân mất ổn định lớp bệ đệm 33
2.5. Cơ chế hư hỏng do nguyên xói dưới nền phía trước bệ đệm 34
2.6. Phân tích các cơ chế hư hỏng đê chắn sóng do ổn định địa kỹ thuật 36
2.6.1. Cơ chế hư hỏng đê chắn sóng do nguyên nhân trượt phẳng trên bệ đệm . 36
2.6.2. Cơ chế hư hỏng đê chắn sóng do nguyên nhân trượt sâu 39
2.7. Cơ chế hư hỏng thùng trìm do nguyên nhân lật thùng trìm 41
2.8. Cơ chế hư hỏng do ứng suất vượt quá giới hạn cho phép 42
2.8.1. Phá hoại do nguyên nhân ứng suất tiếp đáy móng 42
2.8.2. Phá hoại do nguyên nhân ứng suất pháp đáy móng 43
iv
2.9. Cơ chế hư hỏng kết cấu thùng trìm do nguyên nhân momem uốn và lực cắt

3.7. Tính toán thiết kế lớp phủ mái nghiêng phía bên ngoài 78
3.8. Tính toán thiết kế bệ đệm 82
v
3.9. Thiết kế lớp bảo vệ trước chân công trình 83
3.10. Tính toán ổn định trượt phẳng 86
3.11. Tính toán ổn định lật 86
3.12. Tính toán ổn định địa kỹ thuật công trình 87
3.12.1. Kiểm tra trượt gẫy khúc trên bệ đệm 87
3.12.2. Kiểm tra ổn định trượt gẫy khúc cắt qua bệ đệm 88
3.12.3. Kiểm tra ổn định trượt cung tròn 89
3.13. Tính toán trạng thái ứng suất nền móng công trình 93
3.13.1. Kiểm tra ứng suất tiếp 93
3.13.2. Kiểm tra ứng suất pháp trên bệ đệm 93
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95
TÀI LIỆU THAM KHẢO: 99
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 101 vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Xác định xác xuất hư hỏng tối đa (NKB 1978): 18
Bảng 1.2. Xác định chỉ số độ tin cậy tối thiểu: 18
Bảng 1.3. Phân loại cấp độ hư hỏng theo EN code: 18
Bảng 1.4. Bảng chỉ số độ tin cậy tối thiểu theo cấp độ tin cậy với trạng thái ULS . 19
Bảng 1.5. Chỉ số độ tin cậy mục tiêu với cấp độ an toàn RC2 19
Bảng 1.6. Chỉ số độ tin cậy mục tiêu theo mức độ an toàn trong 50 năm tuổi thọ 19
Bảng 1.7: Chỉ số độ tin cậy mục tiêu theo Tiêu chuẩn PIANC WG 28 20
Bảng 1.8. Hệ số
0
H

Hình 1.5. Phương pháp xác định chỉ số độ tin cậy mục tiêu 17
Hình 2.1. Sơ xác định hệ số
β
30
Hình 2.2. Cơ chế mất ổn định cấu kiện bảo vệ mái ngoài. 32
Hình 2.3. Sơ đồ cơ chế hư hỏng lớp bảo vệ mái phía trước. 34
Hình 2.4. Sơ đồ xói nền phía trước chân công trình. 35
Hình 2.5. Sơ đồ tính toán với mặt trượt phẳng tiếp xúc giữa thùng trìm và bệ đệm 36
Hình 2.6. Sơ đồ tính toán với mặt trượt là mặt phẳng cắt ngang qua bệ đệm 37
Hình 2.7. Sơ đồ xác định vecto chuyển vị đơn vị trên mặt phẳng (AB) 38
Hình 2.8. Sơ đồ tính toán với mặt trượt phẳng gẫy khúc (ABC) cắt qua bệ đệm. 38
Hình 2.9. Sơ đồ tính toán mặt trượt phá hoại là cung trượt trụ tròn qua bệ đệm. 40
Hình 2.10. Sơ đồ tính toán mặt trượt phá hoại là cung trượt trụ tròn qua bệ đệm. . 40
Hình 2.11. Sơ đồ tính toán mặt trượt phá hoại là cung trượt trụ tròn qua bệ đệm. . 40
Hình 2.12. Sơ đồ cơ chế lật thùng trìm 41
Hình 2.13. Sơ đồ tính toán ứng suất đáy móng. 43
Hình 2.14 - Hư hỏng đê chắn sóng do trượt thùng trìm trên bệ đệm 48
Hình 2.15 - Hư hỏng đê chắn sóng do lật thùng trìm.
48
Hình 2.16- Hư hỏng đê chắn sóng do mặt trượt cung trụ tròn cắt qua bệ đệm 48
Hình 2.17- Hư hỏng đê chắn sóng do mặt trượt cung trụ tròn cắt qua nền và bệ đệm . 48
Hình 2.18 - Hư hỏng đê chắn sóng do lún nền 48
Hình 2.19 - Hư hỏng đê chắn sóng do xói bệ đệm 48
viii
Hình 2.20- Hư hỏng đê chắn sóng do xói nền phía trước công trìm 49
Hình 2.21 - Hư hỏng đê chắn sóng do nứt kết câu tường phía biển 49
Hình 2.22- Hư hỏng đê chắn sóng do nứt kết câu đáy thùng 49
Hình 2.23. Sơ đồ phân loại dạng hư hỏng và trạng thái hư hỏng: 52
Hình 3.1. Mặt bằng tổng thể của dự án Cảng neo trú tàu thuyền và cửa biển Mỹ Á
58

: Chiều cao thùng trìm;
[
σ
]
: Ứng suất cho phép;
F
h,Goda

: Áp lực sóng phương
ngang;
K
: Hệ số an toàn;
F
v,Goda

: Áp lực sóng phương đứng;
F
g

: Yếu tố gây ổn định;
M
u,Goda

: Momem lực tâm mép
thùng;
F
t

: Yếu tố gây mất ổn định;
ρ

: Tải trọng hay khả năng gây
hư hỏng;
τ
:Ứng suất tiếp đáy thùng;
Z
: Hàm trạng thái;
f
: Hệ số ma sát đáy thùng;
γ
R

: Hệ số an toàn thành phần
của độ bền;
T
: Tuổi thọ công trình dự
kiến;
γ
S

: Hệ số an toàn thành phần
của tải trọng;
W
: Trọng lượng thùng trìm
β
: Chỉ số độ tin cậy
MNTK
: Mực nước thiết kế;
R
c


: Sức chịu tải của nền;
K
t

: Hệ số sóng truyền
,dst d
G

: Thành phần lực tĩnh tải;
N
s

: Chỉ số ổn định cấu kiện;
,dst d
Q

: Thành phần lực hoạt tải;
D
n

: Đường kính cấu kiện. S
: Chiều sâu hố xói; H
s


lượng được tuổi thọ công trình, phân tích tối ưu về kinh tế. Vì vậy, thiết kế công
trình đê chắn sóng theo lý thuyết độ tin cậy là phương pháp thiết kế có tính phù hợp
cao với đối tượng công trình chịu tác động điều kiện biên ngẫu nhiên như công trình
biển.
2. Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu đánh giá những ưu và nhược điểm của
phương pháp thiết kế theo lý thuyết độ tin cậy trong so với phương pháp thiết kế
truyền thống. Từ đó đề xuất ứng dụng phương thiết kế theo lý thuyết độ tin cậy
trong thiết kế đê chắn sóng tường đứng. 2
3. Cách tiếp cận và phương án nghiên cứu
3.1. Cách tiếp cận
Cách tiếp cận của đề tài là nghiên cứu các kết quả nghiên cứu ứng dụng của
lý thuyết độ tin cậy trong thiết kế công trình biển nói chung và đê chắn sóng nói
riêng. Nghiên cứu các tiêu chuẩn thiết kế đê chắn sóng theo lý thuyết độ tin cậy của
các nước trên thế giới, kế thừa các kết quả nghiên cứu thiết kế đê chắn sóng tường
đứng theo lý thuyết độ tin cậy trong và ngoài nước. Từ đó từ đó đánh giá được tính
phù hợp của thiết kế đê chắn sóng theo lý thuyết độ tin cậy và ứng dụng lý thuyết
độ tin cậy trong thiết kế đê chắn sóng tường đứng áp dụng cho cửa sông Mỹ Á –
tỉnh Quảng Ngãi.
3.2. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết các kết quả nghiên cứu đã có trong và ngoài nước.
- Tổng hợp tài liệu nghiên cứu đã có, các quy trình quy phạm tính toán.
- Thu thập các số liệu liên quan.
Nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương như sau:
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC CƠ CHẾ HƯ HỎNG HƯ HỎNG CÔNG

+ M là một giá trị ngẫu nhiên, thường được gọi là biên an toàn.
+ R : Độ bền hay khả năng kháng hư hỏng;
+ S: Tải trọng hay khả năng gây hư hỏng.
Việc tính toán xác suất phá hỏng của một thành phần được dựa trên hàm tin
cậy của từng cơ chế phá hỏng. Hàm tin cậy Z được thiết lập căn cứ vào trạng thái
giới hạn tương ứng với cơ chế phá hỏng đang xem xét và là hàm của nhiều biến và
tham số ngẫu nhiên. Theo đó, Z<0 được coi là có hư hỏng xảy ra và hư hỏng không
xảy ra nếu Z nhận các giá trị còn lại (Z ≥ 0).
Trạng thái giới hạn là trạng thái mà tại đó Z=0 trong mặt phẳng RS; đây
được coi là biên sự cố.
Xác suất phá hỏng được xác định: P
f
= P(Z≤0) = P(S≥R) (1.2)
Xác xuất chấp nhận được xác định là: P(Z>0) = 1-P
f
(1.3)
Trường hợp đơn giản, hàm tin cậy tuyến tính với các biến ngẫu nhiên cơ bản
phân bố chuẩn, việc tính toán xác suất xảy ra sự cố thông qua hàm phân phối tiêu
4
chuẩn Φ
N
(-β) bằng cách sử dụng các giá trị kỳ vọng µ
Z
, độ lệch chuẩn σ
Z
và chỉ số
độ tin cậy β=µ
Z
/σ
Z

trước (hoặc xác xuất hư hỏng chấp nhận được cho trước)
- Đánh giả ảnh hưởng của từng biến ngẫu nhiên tác động đến từng cơ chế hư
hỏng. Từ đó xác định được ảnh hưởng của yếu tố nào nhiều nhất để có biện pháp
giảm thiểu thiệt hai.
- Đánh giá độ tin cậy hoặc xác xuất hư hỏng của một kết cấu công trình đã
xây dựng.
- Đánh giá tuổi thọ công trình hiện hữu dựa trên phân tích cơ chế hư hỏng
(Ví dụ: Độ ăn mòn kết cấu BTCT, kết cấu thép theo thời gian, Độ mỏi của công
trình biển dưới tải trọng tác dụng liên tục)
- Phân tích tối ưu trong thiết kế công trình: Đánh chi phí xây dựng và độ an
toàn công trình.
- Phân tích các sự cố hư hỏng công trình do từng nguyên nhân, phân tích sự
cố công trình trong toàn hệ thống. Giúp người phân tích có cái nhìn tổng quan để
đưa ra phương án tối ưu.
1.3. Phân tích đánh giá phương pháp thiết kế truyền thống và phương pháp
thiết kế theo lý thuyết độ tin cậy
1.3.1. Phương pháp thiết kế truyền thống
6
Thiết kế truyền thống hiện nay là tính toán công trình theo mô hình tất định.
Theo phương pháp này các giá trị thiết kế của tải trọng và các tham số độ bền được
xem là xác định, tương ứng với trường hợp và tổ hợp thiết kế. Người thiết kế lựa
chọn điều kiện giới hạn và tương ứng với nó là các tổ hợp tải trọng thiết kế thích
hợp. Giới hạn này thường tương ứng với độ bền đặc trưng của công trình.
Công trình được coi là an toàn khi khoảng cách giữa tải trọng và độ bền đủ
lớn để đảm bảo thỏa mãn từng trạng thái giới hạn của tất cả các thành phần công
trình.
Tính toán theo cách này mới chỉ giải quyết được hai vấn đề là ổn định tổng
thể và ổn định theo độ bền của công trình.
Nội dung các phương pháp thiết kế như sau:
a. Phương pháp ứng suất cho phép

- hệ số an toàn cho phép, phụ thuộc cấp công trình và tổ hợp tải trọng;
7
c. Phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn:
Nét đặc thù của phương pháp tính theo trạng thái giới hạn là việc sử dụng một
nhóm các hệ số an toàn mang đặc trưng thống kê: hệ số tổ hợp tải trọng nc, hệ số
điều kiện làm việc m, hệ số tin cậy Kn, hệ số lệch tải n, hệ số an toàn về vật liệu
KVL. Nhóm các hệ số này thay thế cho một hệ số an toàn chung K. Phương pháp
này phân làm 2 nhóm tính toán là theo trạng thái giới hạn thứ nhất và trạng thái giới
hạn thứ 2. Điều kiện đảm bảo ổn định hay độ bền của công trình là:
n
c
.N
tt
≤ mR/K
n
(1.6)
* Trong đó:
+ N
tt
- trị số tính toán của tải trọng tổng hợp;
+ R: trị số tính toán của độ bền công trình.
1.3.2. Phương pháp thiết kế ngẫu nhiên
Phương pháp thiết kế ngẫu nhiên là phương pháp thiết kế dựa trên cơ sở toán
xác suất thống kế để phân tích tương tác giữa các biến ngẫu nhiên của tải trọng và
của sức chịu tải trong các cơ chế phá hoại theo giới hạn làm việc của công
trình.Trong thiết kế ngẫu nhiên, tất cả các cơ chế phá hỏng được mô tả bởi mô hình
toán hoặc mô hình mô phỏng tương ứng. Tính toán xác suất phá hỏng của một bộ
phận kết cấu hoặc của công trình được dựa trên hàm độ tin cậy của từng cơ chế phá
hỏng.
Cơ sở toán học của lý thuyết độ tin cậy:

kR
σµ
σµ
+=
+=
(1.8)
Một số sách hướng dẫn thiết kế gần đây đã liên kết tính toán theo biểu thức
1.7 với lý thuyết độ tin cậy để tính toán xác suất xảy ra sự cố ở mức độ II. Sự kết
hợp này được thể hiện trong định nghĩa điểm thiết kế “Điểm thiết kế là điểm nằm
trong miền sự cố với mật độ xác suất kết hợp của độ bền và tải trọng là lớn nhất”.
Vì vậy mà giá trị độ bền và tải trọng tại điểm sự cố gần với giá trị tại điểm thiết kế:

( )
( )
SSSSSS
RRRRRR
VS
VR
βαµβσαµ
βαµβσαµ
+=+=
+=+=
1
1
*
*
(1.9)
Thế công thức 1.8 vào 1.9 được hệ phương trình của các hệ số an toàn thành
phần 1.10:


(1.10)
Hệ số an toàn thành phần của độ bền phụ thuộc vào độ lệch chuẩn của cả độ
bền và tải trọng:

22
SR
R
R
σσ
σ
α
+
−=
(1.11)
1.3.2.2. Tính toán cấp độ II
Tính toán cấp độ II bao gồm một số phương pháp gần đúng để biến đổi hàm
phân phối xác suất sang dạng hàm phân phối chuẩn hay phân phối Gaussian. Để xác
định gần đúng các giá trị xác suất xảy ra sự cố, quá trình tuyến tính hóa toán học
các phương trình liên quan cần được thực hiện.
9
Tùy thuộc dạng hàm tin cậy và phân bố các biến ngẫu nhiên cơ bản mà các
trường hợp tính toán cấp độ này bao gồm:
+ Trường hợp (1): Hàm tin cậy tuyến tính với các biến ngẫu nhiên cơ
bản phân bố chuẩn;
+ Trường hợp (2): Hàm tin cậy phi tuyến;
+ Trường hợp (3): Các biến cơ bản không phân bố chuẩn;
+ Trường hợp (4): Các biến ngẫu nhiên cơ sở phụ thuộc
Trường hợp (1)
- Hàm tin cậy tuyến tính với các biến ngẫu nhiên cơ bản
phân bố chuẩn:

baaa
n
XnXXZ
++++=
1211

21
µµµµ
(1.13)

∑∑
= =
=
n
i
n
j
ji
jiZ
X
XCovaa
1 1
),(
σ

Các biến ngẫu nhiên cơ bản X
1
, X
2
, …, X

σ
µ
σ
µ
0
)0(
(1.14)
Trường hợp (2)
- Hàm tin cậy phi tuyến:
Trường hợp hàm tin cậy là hàm phi tuyến của một số biến cơ bản độc lập có
phân bố chuẩn thì hàm này sẽ không phân bố chuẩn. Có thể sử dụng phương pháp
10
khai triển Taylor (lấy 2 số hạng đầu tiên của đa thức) để xác định hàm tin cậy Z gần
đúng. Biểu thức gần đúng có dạng 1.15

))(()()(
0
0
1
0 ii
n
i
i
XXX
X
g
XgXgZ −
∂
∂
+≈=


(
)
2
1
0
∑
=








∂
∂
=
n
i
X
i
z
i
X
X
g
σσ
(1.17)

=
=
n
i
X
i
z
iX
n
i
i
z
z
i
i
X
X
g
XX
X
g
Xg
σ
σ
µ
σ
µ
β
(1.18)
Nếu hàm tin cậy được tuyến tính hóa tại điểm



∂
∂
≈
n
i
XXXX
XXX
in
n
X
g
g
σµµµ
µµµ
β
(1.19)
Qua biểu thức 1.18 nhận thấy rằng việc tính toán giá trị gần đúng của β
thông qua tuyến tính hóa hàm tin cậy phụ thuộc vào việc lựa chọn điểm tuyến tính
hóa của hàm. Nhưng theo Hasofer và Lind thì chỉ số độ tin cậy không phụ thuộc
vào hàm tin cậy có phải là hàm tuyến tính không. Vì vậy, cần tuyến tính hóa hàm Z
tại đúng điểm thiết kế (điểm thiết kế là điểm nằm trên biên sự cố với khoảng cách
đến gốc tọa độ là ngắn nhất). Có nhiều phương pháp để tìm điểm thiết kế thông qua
quá trình lặp, nhưng có hai phương pháp thường dùng là phương pháp giải tích và
phương pháp số.
11
- Phương pháp đầu tiên dựa vào việc chuẩn hóa hàm tin cậy thành hàm của
các biến tiêu chuẩn. Tọa độ của điểm thiết kế là:
( )

2
1
∑
=








∂
∂
∂
∂
−=
n
j
j
i
i
U
f
U
f
βα
βα
α
(1.21)

)
z
X
i
n
j
X
j
X
i
i
i
i
i
Xg
X
Xg
X
Xg
X
σ
σ
σ
σ
α
*
1
2
*
*

*
(1.23)
Trường hợp (3)
– Các biến cơ sở không tuân theo luật phân bố chuẩn:
Nếu bài toán liên quan đến các biến cơ sở ngẫu ngiên không phân bố chuẩn
thì hàm tin cậy cũng không phân bố chuẩn. Để có thể áp dụng được phương pháp
gần đúng cấp độ II thì cần phải biến đổi các biến cơ sở này thành các biến cơ sở
phân bố chuẩn. Khi đó biểu thức 1.24 sau phải thỏa mãn tại điểm thiết kế:
12

(
)
( )
**
U
X
F
X
Φ=
(1.24)
Hay:

( ){ }
*1*
XFU
X
−
Φ=
;
( ){ }

−
=








−
Φ=
'
'*
'
*
'
'*
*
1
x
x
x
X
x
x
X
X
Xf
X

σ
−
−
Φ−=
Φ
=
(1.27)
Từ hệ phương trình 1.27 cho thấy, độ lệch chuẩn và trung bình giá trị xấp xỉ
của hàm phân bố chuẩn phụ thuộc vào giá trị của X tại điểm thiết kế. Do đó, trong
quá trình tính toán lặp điểm thiết kế và chỉ số độ tin cậy cần phải tính luôn giá trị
mới của σ’
x
, µ’
x
tại mỗi bước:
Trường hợp (4)
– Các biến ngẫu nhiên cơ sở phụ thuộc:
Nếu các biến ngẫu nhiên cơ sở là phụ thuộc thì chúng phải được biến đổi
sang dạng biến độc lập. Nếu tồn tại một hàm liên hệ thể hiện sự phụ thuộc giữa các
biến thì có thể rút gọn các biến trong hàm tin cậy. Trong nhiều trường hợp không
13
xác định được chính xác mối liên hệ giữa các biến, khi đó cần thiết phải biểu diễn
bằng các mối tương quan thống kê. Trong những trường hợp như vậy, các biến cơ
sở có thể biến đổi được. Phương pháp biến đổi tổng quát được sử dụng rộng rãi là
Rosenblatt – Tranformation.
Phương pháp biến đổi Rosenblatt dựa trên hàm mật độ xác suất kết hợp của
một vector thống kê với các biến cố phụ thuộc. Bắt đầu bằng hàm mật độ xác suất
của một vector có n biến ngẫu nhiên, ta có thể xác định các hàm mật độ xác suất của
n vector thành phần bằng tích phân.
1.3.2.3. Tính toán cấp độ III

- Không trả lời được câu hỏi: Hệ thống an toàn ở mức độ nào.
- An toàn hệ thống/công trình đánh giá thông qua hệ số an toàn – an toàn cho phép.
14
- Phương pháp tính toán đơn giản, giúp các kỹ sư thiết kế và thi công nhanh
chóng giải được bài toán về an toàn công trình.
1.4.2. Phương pháp thiết kế theo lý thuyết độ tin cậy
Phân tích lý thuyết độ tin cậy theo DUT (Delft University of Technology) sử
dụng cho thiết kế công trình chủ yếu dựa trên hai cấp độ tính toán sau:
+ Phân tích theo cấp độ II/III chủ yếu được sử dụng cho phân tích, đánh giá
lại xác xuất hư hỏng của các công trình đã xây dựng và vận hành; phương pháp
phân tích theo cấp độ II/III dùng để hiệu chỉnh lại các hệ số an toàn thành phần của
phương pháp phân tích cấp độ I; phân tích xác xuất hư hỏng tối ưu về kinh tế và
thiệt hại; ngoài ra còn có thể sử dụng để thiết kế cho một số cơ chế hư hỏng của
công trình mới, tuy nhiên việc này đòi hỏi có nhiều người phân tích phải xây dựng
được bài toán tối ưu về mặt kinh tế - thiệt hại để đánh giá được chỉ số độ tin cậy
mục tiêu.
+ Phân tích lý thuyết độ tin cậy theo cấp độ I (Phương pháp hệ số an toàn
thành phần - Partial Safety Factor System -PSFS): Được sử dụng chủ yếu cho thiết
kế công trình mới. Phương pháp phân tích lý thuyết độ tin cậy theo cấp độ I, hiện
nay trên thế giới là phương pháp đang được áp dụng cho các tiêu chuẩn hiện hành.
Phương pháp này được tính toán rất tương đồng với phương pháp thiết kế tất định
(Thiết kế theo cấp độ tin cậy mức độ 0). Hiện nay ở việt nam phương pháp này
cũng đang được nghiên cứu và phát triển cho các tiêu chuẩn công trình thủy, kết cấu
công trình….
Trong luận văn này tác giả sử phương pháp thiết kế đê chắn sóng theo lý
thuyết độ tân cậy cấp độ I (Partial Safety Factor System -PSFS), tức là phương pháp
thiết kế theo phương pháp hệ số an toàn thành phần. Các hệ số an toàn thành phần
xẽ đóng góp vào xác định xác xuất hư hỏng của cơ chế. Phương pháp hệ số an toàn
thành phần được phát triển bởi PIANC (Burcharth, Sorensen). Các hệ số an toàn
phụ thuộc từng dạng kết cấu, từng loại vật liệu và từng loại tải trọng. Việc áp dụng

- Ước lượng chỉ số độ tin cậy mục tiêu.
- Tính toán các hệ số an toàn thành phần.
- Tính toán hệ số an toàn phần.
1.5. Xây dựng cở sở lý thuyết độ tin cậy cấp độ I :
1.5.1 Ước lượng chỉ số độ tin cậy cho phép - xác xuất hư hỏng chấp nhận được
16
1.5.1.1. Phương pháp phân tích và xác định chỉ số độ tin cậy mục tiêu
Mức độ tin cây mục tiêu được xác định trong các lĩnh vực khác nhau, tùy theo
điều kiện áp dụng mà chỉ số độ tin cậy trong từng trường hợp khác nhau. Trong thiết
kế, chỉ số độ tin cậy mục tiêu phục vụ cho việc tính toán theo phương pháp hệ số thành
phần. Ứng với mỗi một giá trị của chỉ số độ tin cậy mục tiêu ta có giá trị xác xuât hư
hỏng chấp nhận (P
f
) được tương ứng với chu kỳ lặp lại (T-năm); các giá trị hệ số an
toàn thành phần
i
γ
; giá trị tải trọng và sức kháng thiết kế của cấu kiện.
Ở nhiều các tiêu chuẩn an toàn được xây dựng theo nhiều cấp độ an toàn
khác nhau. Chỉ số độ tin cậy mục tiêu này có thể xác định theo cấp độ hư hỏng,
dạng hư hỏng, trạng thái hư hỏng, chi phí cho độ an toàn.

Hình 1.4. Sơ đồ phân cấp chỉ số độ tin cậy mục tiêu - xác xuất hư hỏng chấp nhận được
Các phương pháp xác định chỉ số độ tin cậy mục tiêu (hay xác xuất hư hỏng
chấp nhận được) được trình bầy theo 3 phương pháp như hình 2.33. Trong đó các cấp
độ an toàn này đã có tính đến mức độ thiệt hại và hậu quả sự thất bại. Tương ứng với
các mức độ an toàn đó ta xác định được xác xuất hư hỏng chấp nhận được tương ứng
thiệt hại. Trong các tiêu chuẩn thường khuyến cáo xác xuất hư hỏng chấp nhận được
thường phải xác định từ phân tích tối ưu hóa về mức độ an toàn và mức độ chi phí.
Ngoài ra chỉ số độ tin cậy còn xác định trên cơ sở các mục tiêu được đề nghị hoặc chỉ