Giáo trình Thiết kế công trình theo lý thuyết ngẫu nhiên và phân tích độ tin cậy (Phần 2) - Mai Văn Công

 
 ΔH : Chênh lệch mực nước. 
 Lt : Chiều dài tính toán đường viền thấm, xác định theo Bligh. 
 C : Hệ số Bligh. 
Xác định các biến ngẫu nhiên theo Bảng 6. 
Bảng 8.6 
Mô tả biến ngẫu nhiên Kí 
hiệu 
Đơnvị Luật P.P Kỳ 
vọng 
Độ lệch 
Khối lượng riêng đất 
nền 
ρc kG/m3 Deter 1800 
Khối lượng riêng của 
nước 
ρw kG/m3 Deter 1031 
Chiều dày lớp sét nền 
đê 
d m Nor 3,5 0,2 (sai số = 5% chiều 
dày) 
Thông số mô hình m - Nor 1,67 0,33 
Chiều dài đường viền 
thấm 
Lk m Nor 48 5 
Hệ số Bligh cB - Deter 15 
 HWRU-CE project - TUDelft 105
Cột nước thấm ΔH m =DWL-Zinland={MHWL+Surge}-Zinland 
Mực nước triều cường MHW
L 
m Nor 2,29 0,071 
Dềnh nước do gió bão Surge m Nor 1,0 0,2 
Mực nước phía đồng Zinland m Nor 0 0,5 
Xác suất xảy ra xói ngầm và đẩy trồi được tính toán bằng mô hình VAP. Kết quả tính 
toán ghi tại Bảng 7. Hình 8.12 trình bày ảnh hưởng của các đại lượng ngẫu nhiên đến 
xác suất xảy ra hiện tượng piping. 
Bảng 8.7 
Hàm tin cậy Z1 Hàm tin cậy Z2 
β1=6,72 β2=3,21 
P(Z1<0)= 9x10-12 P(Z2<0)= 6,57x10-4 
piping failure condition 2
Z_inlan
14.36%
m
13.91%
MHWL
1.17%
Lt
61.29%
Surge
9.18%
Hình 8.12 Ảnh hưởng của các đại lượng ngẫu nhiên đén xác suất xảy ra hiện tượng 
đẩy trồi/ xói ngầm. 
Hiện tượng Piping xảy ra nếu (1) và (2) thoả mãn [3]. Do đó xác suất phá hỏng do 
Piping là: Pf = P{Z=(Z1<0 AND Z2<0)}= P{ Z1<0}* P{ Z2<0| Z1<0 } 
Sử dụng phương pháp xấp xỉ Ditlevsen ta có: 
P{ Z2<0| Z1<0 } ≥ max {ΦN(-β1)*ΦN(-β*2); ΦN(-β2)*ΦN(-β*1)} (8-
16) 
và P{ Z2<0| Z1<0 } ≤ ΦN(-β1)xΦN(-β*2) + ΦN(-β2)*ΦN(-β*1) (8-
17) 
2
*
1 ρ
ρβββ −
−= ji (8-18) 
)2(
1
)1(
21 ),( i
n
i
iZZ ααρ ∑
=
= (8-19) 
Với ρ là hệ số tương quan. Các tham số khác tương tự như trong mục 2. 
piping failure condition 1
d
39%
Z_inlan
35%
Surge
23%
MHWL
3%
 HWRU-CE project - TUDelft 106
áp dụng cho trường hợp này ta có ρ=0,408 và β*1=5,93 ; β*2=0,51 
Xác suất xảy ra sự cố: 
max{ΦN(-6,72) * ΦN(-0,51); ΦN(-3,21) * ΦN(-5,93)} ≤ P{Z2<0|Z1<0} ≤ {ΦN(-6,72) * 
ΦN(-0,51) + ΦN(-3,21) * ΦN(-5,93)}; 
Biên trên : P{piping}=P{ Z2<0 | Z1<0 } = 3,1x10-10 
Biên dưới: P{piping}= P{ Z1<0}* P{ Z2<0 | Z1<0 }=9x10-12*3,1x10-10=3x10-12 
Với kết quả này có thể kết luận rằng hiện tượng xói ngầm/đẩy trồi gần như không xảy 
ra. Chiều dài đường viền thấm, chênh lệch mực nước (cột nước thấm) và chiều dày 
tầng sét có ảnh hưởng nhiều nhất đến kết quả phân tích. 
8.6.4 Mất ổn định trượt mái đê 
Phân tích ổn định mái dốc theo phương pháp ngẫu nhiên cho phép kể đến sự thay đổi 
của các thông số đầu vào của bài toán theo các luật phân phối xác suất và đưa ra xác 
suất phá hỏng mái dốc do trượt. Báo cáo này trình bày việc phân tích ổn định mái đê 
theo phương pháp Bishop, sử dụng chương trình SLOPE/W, thuật giải tính toán theo 
Monte Carlo. Các thông số chỉ tiêu của đất và lực tác dụng được coi là các biến ngẫu 
nhiên, tuân theo luật phân phối chuẩn [4]. 
Hàm tin cậy: Z = SF (hệ số an toàn) 
Do đó, xác suất phá hỏng được định nghĩa là xác suất để SF nhỏ hơn 1,0: Pfailure= 
P(Z<1) 
Danh sách các biến ngẫu nhiên trình bày trong Bảng 8-8. Kết quả tính toán ghi tại 
Bảng 8-9. 
Bảng 8.8 Danh sách biến ngẫu nhiên đầu vào bài toán ổn định mái dốc 
Mô tả biến ngẫu nhiên Kí hiệu Đơn vị 
Luật 
P.P Kỳ vọng Độ lệch 
Dung trọng tự nhiên của đất γunsat. kN/m3 Nor nom 0,05*nom 
Dung trọng bão hòa của đất γsat. kN/m3 Nor nom 0,05*nom 
Hệ số thấm k m/s Deter. nom 
Lực dính đơn vị của đất C kN/m2 Nor nom 0,05*nom 
Góc ma sát trong của đất ϕ Degree Nor nom 20 
áp lực sóng lên mái đê A kN Nor nom 50 
Tải trọng tại đỉnh đê (giao thông) B kN Nor 100 10 
Kết quả tính toán cho thấy, xác suất xảy ra mất ổn định trượt mái đê biển Nam Định là 
0,6% đối với mái đê phía biển và 0,003% với mái đê phía đồng, chỉ số độ tin cậy là 2,5 
và 4 tương ứng. 
 HWRU-CE project - TUDelft 107
Probability Density Function for Outer Slope
Fr
eq
ue
nc
y 
(%
)
Factor of Safety
0
5
10
15
1.06 1.10 1.14 1.18 1.22 1.26 1.30 1.34 1.38 1.42
Probability Density Function for Inner Slope
Factor of Safety
0
5
10
15
0.96 1.00 1.04 1.08 1.12 1.16 1.20 1.24 1.28 1.32
Probability Distribution Function for Outer Slope
Pr
ob
ab
ilit
y 
(%
)
Factor of Safety
0
20
40
60
80
100
1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45
Probability Distribution Function for Inner Slope
Factor of Safety
0
20
40
60
80
100
0.95 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35
Outer slope Inner slope 
Hình 8.13 Xác suất và hàm mật độ xác suất của thông số trượt an toàn mái đê. 
Bảng 8.9 Tóm tắt kết quả phân tích ổn định mái đê. 
Thông số Mái đê phía biển Mái đê phía đồng 
Hệ số an toàn 
trung bình (Mean 
of SF) 
1,1538 1,2485 
Chỉ số tin cậy 2,528 4 
Độ lệch chuẩn 0,061 0,062 
 HWRU-CE project - TUDelft 108
P (Failure) (%) 0,00570860 0,00003130 
8.6.5 Xói trước chân đê và chân kè (Sumer and Fredsoe,2001) 
Cơ chế phá hoại này xảy ra khi chiều sâu hố xói trước chân đê/kè lớn hơn chiều sâu 
bảo vệ của kết cấu chân đê/kè. Hàm 
tin cậy cho cơ chế này được viết như 
sau: 
Z = ht - hx 
Trong đó: ht là chiều sâu bảo vệ của 
kết cấu chân kè; hx chiều xâu hố xói 
dự kiến trước chân kè. Theo giá trị thiết kế hiện tại của chân kè biển Nam Định, chân 
kè được bảo vệ tới cao trình -2,0, tương ứng với chiều sâu ht=1,5m. Khi kể đến các 
điều kiện sai số trong thi công và do lún ban đầu, có thể lấy ht = Nor (1,5; 0,15 m). 
Chiều sâu hố xói dự kiến trước chân kè có thể xác định được theo Sumer and 
Fredsoe,2001: 
( )
1.35
2sinh
x
s
fh
H h
L
α
π= ⎡ ⎤⎛ ⎞⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦
 với 15e77,13,0)(f
α−−=α 
Trong đó, các thông số h (chiều sâu nước trước 
chân đê); Hs (chiều cao sóng trước chân đê) 
được coi là các biến ngẫu nhiên tuân theo luật 
phân phối chuẩn như trình bày trong các bài 
toán ở phần trên. 
Giải hàm tin cậy theo FORM thu được: 
Chỉ số độ tin cậy β = 1,49 
Xác suất phá hỏng Pfailure = 6,8 % 
Phân tích tính nhạy cảm của các biến ngẫu 
nhiên đưa ra kết quả ảnh hưởng các biến ngẫu 
nhiên đến cơ chế phá hoại này như trên đồ thị hình 6. 
 Base on Sumer & Fredsoe, 2001 
tham so
2.78%
Tm
9.60%
Hs
42.22%
h
19.80%
Apha
25.61%
Hình 8.14 Ảnh hưởng của các đại lượng ngẫu nhiên đến sự xuất hiện cơ chế phá hỏng do xói 
chân đê. 
cyclinrical concrete D=150 cm, rock filled
original sea bed
beach slope m
scour width
S
DWL+3.29m
-0.5m
m=4
1
4
°
h
 HWRU-CE project - TUDelft 109
8.6.6 Tổng hợp xác suất phá hỏng đê biển Nam Định 
Phân tích bài toán mẫu cho một đoạn đê biển đại diện tại vị trí Hải Triều kể đến năm 
cơ chế hư hỏng chính như đã nêu ở trên. Tổng hợp xác suất xảy ra hư hỏng của đoạn 
đê đại diện được thực hiện theo sơ đồ sự cố của hệ thống như Hình 3. Xác suất tổng 
hợp xảy ra sự cố được xác định như sau: 
Pdike failure = P (Z1<0 ; Z2<0 ; Z3<0 ; Z4-1<0 ; Z4-2<0 ; Z5 ) (8-20) 
Trong đó { Z1<0 ; Z2<0 ; Z3<0 ; Z4-1<0 ; Z4-2<0 ; Z5 } biểu thị rằng có ít nhất một trong 
năm cơ chế hư hỏng xảy ra. 
Z1<0 biểu thị sự xảy ra hiện tượng sóng tràn/chảy tràn 
Z2<0 biểu thị sự xảy ra hiện tượng hư hỏng kết cấu bảo vệ mái đê 
Z3<0 biểu thị sự xảy ra hiện tượng xói ngầm, đẩy trồi (piping) 
Z4-1<0 và Z4-2<0 biểu thị sự xảy ra hiện tượng hư hỏng do trượt mái đê phía biển và 
phía đồng tương ứng. 
Z5 biểu thị sự xảy ra hiện tượng phá hỏng do chiều sâu xói trước chân đê vượt quá 
chiều sâu bảo vệ. 
Xác suất sự cố tổng hợp được xác định nằm giữa hai biên giới hạn, biên giới hạn trên 
và biên giới hạn dưới: max{P(Zi<0)} ≤ Pdike failure ≤
6
1
{ 0}
iZ i
i
P Z
=
<∑ (8-21) 
Trong đó xác suất hư hỏng theo cơ chế phá hỏng thứ i, P(Zi<0), đã được xác định 
trong các mục trên. Kết quả tổng hợp áp dụng phương trình (8-21) ghi trong bảng 10. 
Bảng 8.10 Xác suất sự cố tổng hợp của đê biển Nam Định 
a. Đoạn đê được bảo vệ bằng kè đá xếp 
Trường hợp P(Z1<0) P(Z2<0) P(Z3<0)
P(Z4-
1<0) 
P(Z4-
2<0) 
P(Z5<0) 
Biên 
dưới 
Biên 
trên 
Đê hiện tại 0,414 0,413 3,0E-12 0,00003 0,0057 0,068 0,414 0,950 
Đê thiết kế mới 
theo TCVN 0,047 0,015 3,0E-12 0,00003 0,0057 0,068 0,0414 0,137 
b. Đoạn đê được bảo vệ bằng cấu kiện bêtông đúc sẵn 
Trường hợp P(Z1<0) P(Z2<0) P(Z3<0) P(Z4-1<0)
P(Z4-
2<0) 
P(Z5<0) 
Biên 
dưới 
Biên 
trên 
Đê hiện tại 0,6320 0,1320 3,0E-12 0,00003 0,0057 0,068 0,632 0,836 
Đê thiết kế 
mới 
theo TCVN 
0,0464 0,0123 3,0E-12 0,00003 0,0057 0,068 0,046 0,132 
 HWRU-CE project - TUDelft 110
8.7 Kết luận 
Kết quả phân tích cho thấy xác suất xảy ra sự cố của đê biển Nam Định tại vị trí 
nghiên cứu là rất cao, với biên dưới là 41,4% và biên trên là 95%. Có thể nói rằng 
đoạn đê thường xuyên xảy ra sự cố khi điều kiện biên thiết kế xuất hiện (ví dụ triều 
cường kết hợp bão thiết kế...). 
Xác suất xảy ra hiện tượng sóng tràn và chảy tràn đỉnh đê là 41% cho loại đê có kè đá 
xếp và 63% cho loại đê có kết cấu bảo vệ mái bằng cấu kiện bêtông. Nguyên nhân của 
sự kém an toàn này là do cao trình thiết kế đỉnh đê không đủ tương ứng với điều kiện 
biên hiện tại. Mức độ an toàn này là quá thấp so với các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành. 
Tương tự đối với ổn định kết cấu bảo vệ mái đê, khả năng xảy ra sự cố là gần 50%. 
Điều này phản ảnh rằng khả năng xuất hiện và không xuất hiện hư hỏng là như nhau, 
50-50. Như vậy, có thể xem xét trạng thái làm việc của kết cấu bảo vệ mái đê đạt trạng 
thái giới hạn khi xảy ra bão thiết kế với hệ số an toàn SF = 1,0 theo quan điểm thiết kế 
truyền thống. 
Nguyên nhân hư hỏng chính của đê biển Nam Định qua phân tích là do khả năng xuất 
hiện sóng tràn/chảy tràn và mất ổn định kết cấu bảo vệ mái đê. Kết quả này rất phù 
hợp với những nghiên cứu đánh giá an toàn hệ thống đê theo phương pháp thiết kế 
truyền thống (xem Mai Van Cong, UNESCO-IHE, M.Sc thesis 2004-[5]). Đặc biệt, 
điều này cũng phù hợp với thực tế diễn biến hàng năm tại vùng bờ biển Nam Định. 
Câu hỏi cuối chương: 
Câu 1: Trong ví dụ về phân tích đánh giá an toàn hệ thống đê biển tại Hải Hậu, Nam 
Định, giá trị xác suất xảy ra sự cố của hệ thống đê la Pf=0.95 / năm có ý nghĩa như thể 
nào? 
Câu 2: Theo anh/chị giải pháp nâng cấp đê nào được cho là cần thiết và hiệu quả nhất 
để tăng độ an toàn cho hệ thống đê xem xét ở ví dụ trên. 
Tài liệu tham khảo. 
[8-1] Allsop N.W.H, 1998, Coastline, structures and breakwaters, Proceeding of 
international conference orgnized by Intitution of Civil Engineers and held in 
London, 20 March 1998, Thomas Telford, 1998 
[8-2] CUR/TAW, 1990, Probabilistic design of flood defences, report 141, RWS/TAW, 
Gouda,The Netherlands 1990. 
[8-3] CUR/CIRIA, 1991, Manual on application of rock in shoreline and coastal 
engineering, CUR report 154, CIRIA special publication 83, Gouda/London, 
1991 
[8-4] GEO-Slope, 2000, User’s manual for slope stability analysis, SLOPE/W 5.12, 
GEO-Slope L.t.d, Canada, 2000 
[5] Mai Van Cong, 2004, Safety assessment of sea dike in Vietnam, M.Sc thesis, 
Unesco-IHE, Delft, The Netherlands, June 2004. 
[8-6] Nguyễn Văn Mạo, 2000, Lý thuyết độ tin cậy trong thiết kế công trình thuỷ công, 
Bài giảng cao học, Đại học Thuỷ lợi 2000. 
 HWRU-CE project - TUDelft 111
[8-7] Pilarczyk, K.W., 1998, Dikes and revetments, Design, maintenance and safety 
assessment, Rijkswaterstaat, A.A.Balkema/Rotterdam/Brookfield, 1998 
[8-8] Vrijling J.K., van Gelder P.H.A.J.M, Proabilistic design in hydraulic 
engineering, Lecture notes, CT5310, TU-Delft, 2002. 
[8-9] Vinh, T. T., Kant, G., Huan, N. N., Pruszak, Z., 1996, Sea dike erosion and 
coastal retreat at Nam Ha Province, Vietnam. Proceedings of the Coastal 
Engineering Conference, v. 3, p. 2820-2828). 
 HWRU-CE project - TUDelft 112
 HWRU-CE project - TUDelft 113
CHƯƠNG 9 – MÔ HÌNH TRỢ GIÚP TRONG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 
Chương này giới thiệu các mô hình và phần mềm trợ giúp trong việc tìm và xác định 
hàm phân phối xác suất của biến ngẫu nhiên phù hợp nhất cũng như phân tích độ tin 
cậy theo các cấp độ tính toán khác nhau (II, III). Tuy nhiên việc sử dụng mô hình có 
sẵn và phần mềm thay thế chỉ khuyến cáo sử dụng sau khi đã nắm rõ về các khái niệm 
lý thuyết cơ bản và ứng dụng đối với các bài toán thiết kế phức tạp (có trên 2 biến 
ngẫu nhiên, số liệu đầu vào là các liệt dài...), mà các bài toán này chủ yếu sẽ gặp trên 
thực tế. Trong phạm vi môn học này, các ví dụ và bài tập đơn giản sẽ được yêu cầu 
thực hiện trước hết bằng các bước tính toán tay. Có thể sử dụng phần mềm Excel một 
cách hữu ích trong phân tích các bái toán. 
9.1 BESTFIT - Ước lượng hợp lý tối đa hàm thống kê cho các biến ngẫu nhiên từ 
số liệu quan trắc-đo đạc (ước lượng sát nhất) 
Mục tiêu của phương pháp Bestfit là tìm được hàm phân bố phù hợp nhất cho bộ dữ 
liệu đầu vào với sai số nhỏ nhất. Nó không đưa ra lời giải đáp thuần tuý mà chỉ nhận 
biết hàm phân bố phù hợp nhất đối với từng bộ dữ liệu đầu vào. Với hàm phân bố chọn 
trước, Bestfit tiến hành thay đổi các thông số thống kê để tối ưu giá trị tham số, 
goodness-of-fit. 
Khi sử dụng Bestfit cũng như các phương pháp ước lượng khác, cần ghi nhớ rằng kết 
quả tính toán phù hợp nhất cũng chỉ là sự ước lượng gần đúng tốt nhất chứ không thể 
tìm ra hàm phân bố chính xác hoàn toàn phù hợp với dữ liệu đầu vào. Trước khi sử 
dụng kết quả Bestfit, cần đánh giá một cách định tính và định lượng, kiểm tra các biểu 
đồ thống kê và số liệu thống kê. 
Các bước tiến hành để tìm kết quả ước lượng tối ưu hợp lý nhất cho dữ liệu đầu vào 
(Được thực hiện tự động trong bestfit): 
1. Chuyển dữ liệu đầu vào sang dạng hàm mật độ phân bố xác xuất 
2. Sử dụng phương pháp ước lượng tối đa MLEs (maximum-likelihood estimator) để 
đưa ra ước lượng ban đầu về các thông số thống kê. 
3. Dùng phương pháp Levenberg-Marquardt tối ưu hóa kết quả. 
4. Sử dụng hàm tối ưu tính toán giá trị ước lượng sát nhất (goodness-of-fit measure). 
5. So sánh giá trị ước lượng sát nhất, goodness-of-fit measure, giữa các hàm và hàm 
nào có giá trị goodness-of-fit nhỏ nhất được xem là kết quả tối ưu phù hợp nhất. 
6. Vẽ đồ thị trên cùng hệ trục với số liệu đầu vào để kiểm tra kỹ lại các kết quả. 
Ba dạng dữ liệu đầu vào có thể sử dụng với BESTFIT là: dữ liệu mẫu, mật độ mẫu, 
hoặc mật độ lũy tích của mẫu. 
Quy trình tính toán MLEs và tối ưu hoá có thể thực hiện theo tiêu chuẩn kiểm định χ-
bình phương, chi-square, để cho ra kết quả tốt nhất cho từng hàm phân bố. Sau đó 
Bestfit sẽ sắp xếp các hàm phân bố theo thứ tự giá trị χ2 từ tốt nhất giảm dần lệch nhất. 
Bestfit mặc định hàm có giá trị χ2 nhỏ nhất chính là kết quả tối ưu tốt nhất. 
 HWRU-CE project - TUDelft 114
Ngoài ra, Bestfit cũng cho phép người dùng sử dụng các tiêu chuẩn kiểm định khác 
như tính ra 2 cách tính giá trị đại lượng goodess-of-fit cho hàm phân bố phù hợp được 
chọn. Các tiêu chuẩn đó là phương pháp Kolmogorov-Smirnov và Anderson-Darling. 
Trong một số trường hợp, hàm phân bố tối ưu phù hợp được chọn từ các tiêu chuẩn 
kiểm định khác nhau sẽ khác nhiều so với lựa chọn bằng phương pháp χ2. 
Để vận dụng tốt phương pháp Ước lượng hợp lý tối đa (BESTFIT) trong việc lựa chọn 
hàm phân bố chuẩn tối ưu nhất, trước hết cần nắm rõ được các khái niệm liên quan lý 
thuyết xác suất thống kê, các phương pháp kiểm định và đánh giá giả thuyết thống kê. 
Việc sử dụng mô hình BESTFIT sẽ trở nên đơn giản và hiệu quả hơn khi đã nắm rõ 
các lý thuyết đề cập ở trên. Người học có thể liên hệ với giáo viên phụ trách để biết chi 
tiết hơn về download và cách sử dụng chương trình này. 
9.2 Mô hình VaP 
VaP -Variables Processor- Mô hình xử lý biến ngẫu nhiên giúp chúng ta xử lý với các 
biến ngẫu nhiên thường gặp trong các hàm tin cậy và giải hàm tin cậy tìm xác suất xảy 
ra sự cố. Một trong số các ứng dụng của chương trình này là giải hàm trạng thái giới 
hạn (LSF). Chương trình ngoài việc giúp người dùng phân tích độ tin cậy, tìm xác suất 
xảy ra sự cố, nó còn được sử dụng rộng rãi để phân tích tính nhạy cảm và sự ảnh 
hưởng của các biến đối với các sự cố xảy ra trong các bài toán kỹ thuật trong thực tiễn. 
Trước hết, hàm trạng thái giới hạn G(X) (hay hàm tin cậy Z(x) trong môn học này) thể 
hiện biên giới hạn sự cố, được xác định bằng ký hiệu toán học và trong phạm vi không 
gian của biến cơ bản X. Sau đó, các biến phải được mô tả bằng các dạng hàm phân bố 
xác suất. Kết quả có thể dưới dạng hàm hoặc dưới dạng số. 
Như vậy, mô hình VaP được coi như một công cụ để giải các hàm tin cậy phức tạp. 
Khuyến cáo khi sử dụng chương trình này tương tự như trường hợp sử dụng BESTFIT 
ở trên. 
 HWRU-CE project - TUDelft 115
Thông tin tác giả 
Tên giáo trình Thiết kế công trình theo lý thuyết ngẫu nhiên và phân tích độ tin cậy 
Họ và tên Mai Văn Công 
Năm sinh 09-10-1977 
Học vị Tiến sỹ 
Cơ quan công 
tác 
Khoa Kỹ thuật Biển, Trường Đại học Thủy lợi 
Địa chỉ liên hệ Tầng 3, Nhà C1, 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội 
Email c.maivan@yahoo.com / cong.m.v@wru.edu.vn 
Đối tượng, phạm 
vi 
Dùng làm giáo trình và tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành Kỹ thuật Biển, Công trình 
Thủy lợi, Thủy Điện, Thủy văn tại Trường Đại học Thủy lợi. 
Giáo trình này có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên, giáo viên và các kỹ sư có 
chuyên ngành liên quan đến kỹ thuật xây dựng và thiết kê hệ thống. 
Từ khóa tra cứu Thiết kế ngẫu nhiên, phân tích rủi ro, phân tích độ tin cậy, an toàn công trình, xác suất sự cố, 
cây sự cố, thiết kế tối ưu và thiết kế hệ thống. 
Yêu cầu kiến 
thức trước khi 
học môn này 
Lý thuyết sóng ngắn (Wind wave course) 
Nhập môn Kỹ thuật bờ biển 
Toán xác suất thống kê 
Kỹ thuật công trình biển 
Thiết kế công trình bảo vệ bờ biển 
Giới thiệu về 
giáo trình 
Giáo trình này giới thiệu khái quát một số khái niệm trong thiết kế ngẫu nhiên và phân tích 
rủi ro cũng như các ứng dụng của nó trong thiết kế công trình nói chung và công trình thủy 
lợi nói riêng. Giáo trình bao gồm 9 chương. Chương 1 giới thiệu tổng quan về phương pháp 
tiếp cận, lịch sử phát triển và ứng dụng của môn học này trong kỹ thuật xây dựng. Chương 2 
của bài giảng đề cập đến các khái niện cơ bản liên quan đến lý thuyết phân tích rủi ro, khái 
niệm rủi ro, thiệt hại và các phương pháp đánh giá rủi ro. 
Chương 3 cung cấp kiến thức cơ bản trong phân tích tin cậy của một thành phần hệ thống, 
một quá trình đơn lẻ hay một hệ thống đơn giản. Chương 4 trình bày cơ sở toán học trong 
 HWRU-CE project - TUDelft 116
tính toán thiết kế ngẫu nhiên và phân tích tin cậy của một thành phần và một hệ thống theo 
từng cấp độ tính toán khác nhau. Chương 5 hướng vào phân tích độ tin cậy của hệ thống 
hoàn chỉnh bao gồm nhiều thành phần và các hệ thống con và cách xác định mức độ tin cậy 
của toàn hệ thống. Trong chương này, việc phân tích hàm tin cậy của các thành phần và toàn 
hệ thống chỉ đề cập đến các bài toán ổn định, hàm tin cậy không chứa yếu tố thời gian. Tuy 
nhiên trong nhiều trường hợp hàm tin cậy có thể phụ thuộc theo thời gian, tùy thuộc vào từng 
hệ thống. Chương này cũng giới thiệu các quy tắc phân tích đối với hai hệ thống cơ bản: hệ 
thống nối tiếp và hệ thống song song. 
Chương 6 mô tả các cơ chế phá hỏng cơ bản liên quan đến hệ thống công trình phòng chống 
thiên tai và công trình bảo vệ bờ. Chương 7 trình bày cách mô phỏng các biến ngẫu nhiên 
trong các hàm tin cậy theo hàm phân phối xác suất. 
Chương 8 giới thiệu tóm tắt ứng dụng phương pháp ngẫu nhiên trong đánh giá an toàn hệ 
thống công trình phòng chống lũ và bảo vệ bờ biển Việt Nam. Trường hợp nghiên cứu cụ thể 
áp dụng cho vấn đề thực tế tại vùng bờ biển Nam Định được đưa ra làm ví dụ phân tích. Một 
số công cụ hỗ trợ và mô hình tính toán lập sẵn phục vụ trong ứng dụng phương pháp trong 
thực tế thiết kế được giới thiệu trong Chương 9. 
Số lần xuất bản Đã xuất bản 1 lần năm 2006, Tập Giáo trình “Thiết kế công trình theo lý thuyết ngẫu nhiên 
và phân tích độ tin cậy” sử dụng cho sinh viên khoa Kỹ thuật Biển 
Nơi xuất bản Đại học Thủy lợi