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 được hoàn thành tại 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 sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp tại
trường Đại học Thủy Lợi.
Vào hồi h00 ngày

- Phương pháp tổng hợp, phân tích và kế thừa các nghiên cứu đã có
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Phương pháp thí nghiệm trong phòng
Và một số phương pháp nghiên cứu liên quan khác.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Đã chứng tỏ được ảnh hưởng của các chỉ tiêu cơ lí theo thời gian đến diễn biến
nhiệt và ứng suất nhiệt trong 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 quả này làm cơ
sở để áp dụng cho các đập bê tông trọng lực đầm lăn.
7.Đánh giá những điểm mới của đề tài
Đề tài đã đạt được những điểm mới như sau:

1


- Tìm được các hàm quan hệ cường độ nén theo thời gian, cường độ kéo theo
thời gian, biến dạng co ngót theo thời gian và modul đàn hồi theo thời gian của
02 cấp phối BTĐL.
- Hoàn thiện, bổ sung phần mềm tính nhiệt và ứng suất nhiệt ANSYS và sử
dụng làm công cụ tính toán diễn biến nhiệt và ứng suất nhiệt, kiểm định tốc độ
thi công hợp lý cho đập BTĐL Đồng Nai 4.
8. Cấu trúc của luận án
Luận án ngoài phần mở đầu và kết luận bao gồm 4 Chương, 48 tài liệu tham
khảo, 04 tài liệu tác giả đã công bố. Nội dung chính của luận án được trình bày
trong 144 trang với 69 bảng, 116 hình và 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 và phát triển của BTĐL trên thế giới
Năm 1961, tại công trình xây dựng đập Alpe Gera-Italia và đập ManiconganCanada, lần đầu tiên hỗn hợp bê tông không độ sụt được rải bằng xe ủi, sau đó
được đầm chặt bằng các loại đầm dùi gắn sau xe ủi hoặc được đầm chặt bằng

1.3. Tình hình xây dựng đập BTĐL ở Việt Nam
Việt Nam nghiên cứu ứng dụng BTĐL từ năm 1990. Năm 2003, đập thủy điện
Plêikrông là đập BTĐL đầu tiên của Việt Nam. Đến nay đã có trên 20 công trình
đập bê tông trọng lực đã và đang được xây dựng bằng công nghệ BTĐL.
1.4 Tổng quan kết quả nghiên cứu về BTĐL trong nước và trên thế giới
1.4.1. Kết quả nghiên cứu về BTĐL trên thế giới
1.4.1.1. Kết quả nghiên cứu về BTĐL tại Pháp
Từ 1988 đến 1996, Pháp đã thực hiện Dự án nghiên cứu cấp quốc gia BACARA
về BTĐL cho đập [4].
1.4.1.2. Kết quả nghiên cứu về BTĐL tại Mỹ
- Thiết kế cấp phối BTĐL theo Cục khai hoang Mỹ (USBR) [5].
- Thiết kế cấp phối BTĐL theo Hiệp hội quân sự Mỹ USACE [6], [5].
- Thiết kế cấp phối BTĐL theo ACI 211.3R-2002 [5].
1.4.1.3. Kết quả nghiên cứu về BTĐL tại Nhật Bản
Nhật Bản tập trung nghiên cứu về BTĐL trên nhiều phương diện, đặc biệt là về
thiết kế mặt cắt đập và cấp phối BTĐL có khả năng chống thấm cao.
1.4.1.4. Kết quả nghiên cứu về BTĐL tại Trung Quốc
Hàng loạt các nghiên cứu đã được tiến hành để tìm ra cách xử lý bề mặt lớp đổ
tốt nhất [7]. Đổ lớp BTĐL mới lên trên lớp bê tông cũ càng sớm càng tốt, trước
khi lớp cũ kết thúc đông kết ban đầu. Đây là biện pháp quan trọng nhất.
3


1.4.2. Những nghiên cứu về bê tông đầm lăn tại Việt Nam
Về sử dụng vật liệu trong 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 do
nhiệt thủy hóa trong BTKL [10], [11];
Về sử dụng phụ gia khoáng trong BTĐL:
- Lượng nhiệt do xi măng thủy hóa tỷ lệ với lượng dùng xi măng. Ứng suất nhiệt

(truyền
nhiệt,
dẫn nhiệt, dãn nở
vì nhiệt…).
3. Các điều kiện
thi
công
(tải
trọng thi công,
biện pháp khống
chế nhiệt).

T0 ban đầu
của hỗn hợp
BTĐL
Lựa chọn
vật liệu
Phương
pháp chế
tạo cấp phối
BTĐL

Cấp
phối
BTĐL
tối ưu

Diễn
biến các
chỉ tiêu

Quá trình nghiên cứu
Điều chỉnh, khống chế

Hình 1. 1. Sơ đồ mô phỏng quy trình nghiên cứu về tiến độ thi công BTĐL
5


CHƯƠNG 2
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 các chỉ tiêu cơ lý của BTĐL
Tương tự như bê tông thường, các tính chất cơ lý của BTĐL bao gồm: các chỉ
tiêu về cường độ (cường độ nén, cường độ kéo), biến dạng, đàn hồi; các chỉ tiêu
về nhiệt (truyền nhiệt, dẫn nhiệt, giãn nở nhiệt); các chỉ tiêu về từ biến…
Những chỉ tiêu cơ lý của BTĐL, trong điều kiện bình thường chịu ảnh hưởng
chính bởi: tính chất, hàm lượng tỷ lệ sử dụng các vật liệu thành phần; điều kiện
khí hậu môi trường thi công và quy trình sản xuất, thi công BTĐL.
2.2. Lựa chọn vật liệu sử dụng trong nghiên cứu chế tạo cấp phối BTĐL
Vật liệu thí nghiệm phải đảm bảo về số lượng, có chất lượng ổn định, đã và
đang được dùng trong các công trình BTĐL, gần các địa điểm thi công, chất
lượng của vật liệu phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật đối với 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: tại Đắk Nông, TCVN 7570: 2006 [33], ASTM C29: 2003
- Đá: Tại Đắk Nông,TCVN7570:2006“CL cho BT và 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]

Biến mã

-1

0

1

Δ

PGK/CKD

X1

0,55

0,6

0,65

0,05

N/CKD

X2

0,56

0,58


13

85

106

1401 823

114

9

0,60

66

125

1404 825

114

5

0,529

0,58

88


0,552

75

115

1418 833

105

17

CP8

0

1,412

0,60

0,608

75

115

1400 822

116


0,58

75

115

1409 828

110

11

CP11

0

0

0,60

0,58

75

115

1409 828

110


0,58

75

115

1409 828

110

10

STT
X1

X2

PGK/CKD N/CKD

X

PGK

CP1

-1

-1

0,55


1

1

0,65

CP5

-1,412

0

CP6

1,412

CP7

Đ

C

Các mẫu thí nghiệm theo các cấp phối trên cho kết quả cường độ nén R n(MPa) ở
tuổi 90 ngày và tuổi 365 ngày như sau:
Bảng 2. 3. Kết quả cường độ nén BTĐL - P
CP

CP1


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 của tỷ lệ PGK/CKD&N/CKD đến cường độ của BTĐL như sau:
Cấp phối BTĐL-P tối ưu: X: 75kg, PGK: 115Kg, cát 804kg, đá 4,75÷19 (mm):
8


722kg, đá 20÷50 (mm): 670kg, nước 110 lít, Phụ gia hóa, (lít): 3,4.

Hình 2. 12. Đồ thị tương quan tỷ lệ
PGK/CKD và tỷ lệ N/CKD với Rn365
BTĐL -P

Hình 2. 13. Các đường đồng mức
tương quan giữa tỷ lệ PGK/CKD và tỷ
lệ N/CKD với Rn365 BTĐL -P

2.5.3. Xác định cấp phối BTĐL-T tối ưu
Tỷ lệ PGK/CKD: 0,58, 0,6 và 0,62; N/CKD: 0,56 , 0,58 và 0,6. CKD = 200kg.
PGM: 15% KL cát; Mức ngậm cát C/(C+Đ) = 0,34; PGH = 1,0 lít/100kg /CKD.
Thực hiện mã hóa các hệ số thực nghiệm, thí nghiệm xác định cường độ nén
tuổi 90 ngày của 13 cấp phối BTĐL-T có thành phần cấp phối theo các biến


3

5

7

14

28

56

90

2,24 5,14 6,49 7,38 9,21 10,4 12,87 14,12

% chênh lệch so với tuổi ngày trước

26,30 9,99 5,84 10,68 19,87 16,58 9,73

Bảng 3. 4. Cường độ nén cấp phối BTĐL-T theo tính toán
Thời gian (ngày)

1

Cường độ nén (MPa)

3


12
10
8
6
4
2
0

y = 4,54Ln(x) + 2,52
R2 = 0,93
y = 2,64Ln(x) + 2,24
R2 = 0,9

0

50

100

150

cấp phối số 1

200

250

300

350

28

56

90

0,02

0,28

0,39

0,47

0,63

0,89

1,07

1,19

50,33

14,89

8,10

2,76


0,43

0,24

(%) tăng Rk
Rk (MPa)
(%) tăng Rk

0,05

10


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
1
0.8

Bảng 3.8. So sánh tốc độ tăng trưởng cường độ kéo, nén của 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


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 do mất nước (co khô) của BTĐL
Bảng 3.13. Biến dạng co ngót thể tích của BTĐL
Hệ số co ngót thể tích của BTĐL Cn (%*10-2)
Tuổi
1
2
3
4
5
6
7
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


50

100

150
cấp phối số 1

200

250

300

350

400

Tuổi bê tông RCC - t (ngày)

cấp phối số 2

Hình 3.10. Biểu đồ quan hệ BDCN ~ thời gian 2 cấp phối:BTĐL-P&BTĐL-T
Hàm tương quan thể hiện BDCN theo thời gian của 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 hiện sự khuyếch tán nhiệt lượng của bê tông
(đơn vị m2/h và được ký kiệu là ). HSTN của bê tông càng lớn thì thời gian để


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


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 của BTĐL
3.1.5.1. Modul đàn hồi (MDĐH) chống nén tĩnh của BTĐL
Modul đàn hồi của bê tông
RCC (10000MPa)

Biểu đồ quan hệ giữa modul đàn hồi (MPa) - t (ngày)

50

cấp phối số 1

60

cấp phối số 2

70

80

90

100

Tuổi bê tông RCC - t (ngày)

Hình 3. 13. Biểu đồ quan hệ MDĐH của BTĐL-P&BTĐL-T
Hàm tương quan thể hiện MDĐH của 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 của 2 cấp phối BTĐL-P& BTĐL-T chênh lệch không lớn do tổng lượng
dùng cốt liệu của 2 cấp phối là tương đương nhau tuy nhiên do lượng dùng CKD
của cấp phối BTĐL-T cao hơn cấp phối BTĐL-P nên MDĐH của cấp phối
BTĐL-T cao hơn cấp phối BTĐL -P.
3.1.5.2. Modul đàn hồi chống kéo của BTĐL
MDĐH chống kéo của BTĐL chịu ảnh hưởng của nhiều nhân tố và quy luật ảnh
hưởng cũng tương tự nhau. Theo [41], MDĐHchống kéo của BTĐL tuổi 90
ngày (đối với BTĐL cấp phối 3 cấp) = 1,3 ÷ 1,48 lần MDĐHchống nén. Đối với

PGK (%)

PGK

0
40
60
0
40
60

Puzơlan Bà Rịa

Tro bay Fomosa

Thủy hóa nhiệt các ngày tuổi (J/g)
3 ngày
230,1
138,4
100,5
234,5
140,6
101,5

5 ngày
263,7
175,6
137,2
269,3
180,2


Vận chuyển

San

Đầm

Đầm lăn
trước

Dưỡng hộ
mặt đập

Đánh
xờm

Rải vữa
cát

Cắt khe ngang

Đặt khe
ngang

Hình 3. 1. Sơ đồ mô phỏng quy 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



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 ĐỒNG NAI 4
4.1. Phần mềm ANSYS và khả năng tính toán nhiệt, ứng suất nhiệt
4.1.1. Khả năng tính toán nhiệt, ứng suất nhiệt của phần mềm ANSYS [46]
ANSYS là phần mềm phân tích mô phỏng công trình dựa trên phương pháp
phần tử hữu hạn đủ khả năng tiến hành nghiên cứu kết cấu, nhiệt, chất lỏng, điện
từ, âm thanh…, hiện nay đã phát triển đến phiên bản thứ 16. ANSYS bao gồm
nhiều modul với các tính năng chuyên biệt trong đó ANSYS/Multiphysics,
ANSYS/Mechanical, ANSYS/Thermal, ANSYS/FLOTRAN, ANSYS/ED đều
có công năng phân tích nhiệt. Quá trình phân tích nhiệt trong ANSYS gồm 5
bước: xây dựng mô hình, gán tải trọng, xác nhận bước tải trọng, phân tích và
xem kết quả. Phân tích nhiệt trong đập BTĐL tuân theo 5 bước cơ bản này.
4.1.2. Những hạn chế khi tính nhiệt & ƯS nhiệt đập BTĐL bằng ANSYS
Gặp nhiều khó khăn hoặc không thể thực hiện được khi tính toán dạng truyền
nhiệt không ổn định với cách làm thông thường do đồng thời phải xem xét khi
nhiệt độ môi trường, nhiệt lượng phát sinh trong quá trình thủy hóa của xi măng,
các chỉ tiêu cơ lý của bê tông thay đổi theo thời gian, điều kiện biên cũng thay
đổi theo thời gian trong tính toán toán nhiệt và ứng suất nhiệt đập BTĐL.
4.1.3. Bổ sung, hoàn thiện ANSYS để tính nhiệt & ỨS nhiệt đập BTĐL
Điểm nổi bật của phần mềm ANSYS là có thể sử dụng ngôn ngữ tham số hóa
thiết kế APDL (là một loại của ngôn ngữ lập trình FORTRAN) để lập trình xây
dựng bài toán tổng quát mô phỏng diễn biến 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

sản lượng điện bình quân 1.009,5 triệu KWh/năm; điều tiết nguồn nước cho nhu
cầu sử dụng của 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 về nhiệt của BTĐL và đá nền
- Các chỉ tiêu về nhiệt của BTĐL đập Đồng Nai 4: Nhiệt dung riêng của BTĐL
(C): 220 (Cal/kg - 0C); Tính dẫn nhiệt trong BTĐL(λ): 1.580 (Cal/m-hr - 0C);
Hệ số giãn nở do nhiệt (α): 6,5 (mm/mm.10-6/0C)
- Các chỉ tiêu về cơ lý của đá nền: Dung trọng đá nền (γ): 2,7 (T/m3); Nhiệt
dung riêng của đá nền (C): 170 (Cal/kg - 0C); Tính dẫn nhiệt trong đá nền (λ):
2.800 (Cal/m-hr - 0C); Hệ số giãn nở do 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 6 (24,9, tháng 7 (24,5, tháng 8: 24,3,
tháng 9: 24,3, tháng 10: 24,1, tháng 11: 23,4, tháng 12: 22,1.
- Tăng nhiệt do bức xạ: 1,0 (0C).
4.3.3. Các chỉ tiêu cơ lý theo thời gian của BTĐL-P
Các hàm phi tuyến thể hiện diễn biến các chỉ tiêu cơ lý của BTĐL-T theo thời
gian đã được xác định trong Chương 3 như 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 4 với cấp phối BTĐL-P.
4.4.1. Các kịch bản thi công BTĐL kiểm định cho đập Đồng Nai 4
Bảng 4. 7. Các kịch bản thi công BTĐL kiểm định đập Đồng Nai 4


3

2

4

2

23

30

3

2

4

3

25

30

3

2

4


4

2

4

KB

18


4.4.2. Diễn biến nhiệt, ứng suất nhiệt ứng với từng kịch bản thi công BTĐL
Bảng 4. 14. Bảng so sánh kết quả tính toán nhiệt độ theo các kịch bản (0C)
Thời gian
120 ngày
200 ngày
375 ngày
504 ngày
625 ngày

Kịch

Kịch

Kịch

Kịch

Kịch


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


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


2

150

0,97

135

1,29

1,33

3

150

1,80

135

1,29

0,72

4

180

8,49


Kịch
bản

Thời
gian
(ngày)

1

Hệ
số an toàn
K= Rk/S1

Hệ số
an toàn
cho phép
[K]

1,26

Kết quả tính toán có nhận xét sau:
- Kịch bản 1 có hệ số an toàn ứng suất chính kéo thực tế K= 1,63 > [K] = 1,26.
Như vậy quá an toàn về nứt;
- Kịch bản 2 có hệ số an toàn ứng suất chính kéo thực tế K= 1,33 > [K] = 1,26.
Như vậy đảm bảo an toàn hợp lý;
- Các kịch bản 3, 4, 5 &6 có hệ số an toàn ứng suất chính kéo thực tế K < [K] =
1,26.
19



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

4.5.1. Các kịch bản (KB) tính toán
KB1, KB2, KB3: Nhiệt độ hỗn hợp BTĐL lần lượt là 210, 230 và 250C; đổ 3lớp
x 0,3m/ngày, nghỉ giãn khi thi công trong mùa khô 2 ngày, mùa mưa 4 ngày.
4.5.2. Kết quả tính toán
Bảng 4. 21. Tổng hợp kết quả tính toán nhiệt cấp phối BTĐL-T
Thời gian
120 ngày
200 ngày
375 ngày
504 ngày
625 ngày

TH

Kịch bản 1

Kịch bản 2

Kịch bản 3

TH1

30,169

30,746

31,324

TH2


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


bê tông
(MPa)

Hệ

Hệ số

số an

an toàn

toàn
K=

cho
phép

Rk/ S1

[K]

Kịch bản 1

150

0,15

135

1,29



4.5.3. Phân tích kết quả tính toán
Kết quả tính toán nhiệt và ứng suất nhiệt kiểm định cho đập BTĐL Đồng Nai 4
với 2 cấp phối BTĐL-P và cấp phối BTĐL-T được thống kê theo Bảng 4.23.
Bảng 4. 23. Nhiệt và ứng suất nhiệt đập Đồng Nai 4 với 2 cấp phối.
Nhiệt độ (0C)

Kịch
bản

BTĐL-P BTĐL-T

Ứng suất S1 (MPa)
Chênh
lệch

BTĐL-P BTĐL-T

Chênh
lệch

Hệ số an toàn
BTĐL-P BTĐL-T

1

30,114

30,169


3

31,269

31,324

-0,055

1,80

1,12

0,68

0,72

1,15

Nhận xét:
Do lượng dùng xi măng lớn hơn (80kg/75kg) nên nhiệt độ ứng với cấp phối
BTĐL-T > nhiệt độ ứng với cấp phối BTĐL-P, tuy nhiên CL không đáng kể.
Về ứng suất nhiệt: do cấu trúc phân tử của puzơlan có dạng hình que còn các
phân tử tro bay có cấu trúc dạng hình cầu nên khi bị thủy hóa sẽ cần 1 lượng
nước lớn hơn vì vậy biến dạng co ngót của BTĐL-P sẽ lớn hơn biến dạng co
ngót của BTĐL-T (mặc dù BTĐL-T dùng lượng CKD lớn hơn BTĐL-P
10kg/m3). Cũng theo kết quả nghiên cứu trong Chương 3, tốc độ phát triển
cường độ kéo, nén và modul đàn hồi của BTĐL-T đều cao hơn BTĐL-P, đây
chính là nguyên nhân phát sinh sự chênh lệch ứng suất của đập BTĐL tính toán
kiểm định với 2 cấp phối.

+ Mô phỏng mặt cắt ngang của đập trọng lực BTĐL sát với thực tế;
+ Tính toán nhiệt và ứng suất nhiệt của đập BTĐL có xét đến quá trình diễn
biến các chỉ tiêu cơ lý của BTĐL qua các quan hệ phi tuyến của BTĐL.
+ ANSYS sử dụng mô hình toán học nhiệt thủy hóa vật liệu xi măng của BTĐL
có xét đến ảnh hưởng của PGKđến nhiệt thủy hóa vật liệu xi măng.
+ Xem xét đến thời gian đổ bê tông và thời gian nghỉ giữa các đợt đổ.
+ Có khả năng vẽ đường quá trình phát triển vết nứt khi ứng suất kéo>khả năng
chịu kéo của BT. Dễ dàng tính toán kiểm tra với các mặt cắt đập tương tự.
Đề tài đã tính toán giúp xác định kịch bản thi công hợp lý với các đập có điều
kiện tượng tự, cụ thể là: nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp vữa BTĐL (210C, 230C &
250C), chiều dày lớp đổ sau đầm lèn (0,30m), tốc độ đổ BTĐL (số lớp đổ trong
1 đợt đổ: 3, 4&5 lớp) và thời gian nghỉ giãn cách giữa các đợt đổ BTĐL (2, 4
hoặc 5 ngày tùy theo mùa của năm) phù hợp với diễn biến của các chỉ tiêu cơ lý
ban đầu của BTĐL. Kết quả tính toán đã được khẳng định độ tin cậy cao qua so
sánh và đối chiếu với kết quả quan trắc tại hiện trường.
23