Bài giảng Công trình thủy lợi - Đại học Thủy Lợi

pdf

195 trang hoanguyen 3550

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Công trình thủy lợi - Đại học Thủy Lợi", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_cong_trinh_thuy_loi_dai_hoc_thuy_loi.pdf

Nội dung text: Bài giảng Công trình thủy lợi - Đại học Thủy Lợi

CH ƯƠ NG 1. KI N TH C CHUNG V CƠNG TRÌNH TH Y L I NI DUNG CH ƯƠ NG Th i l ưng gi ng d y: Lý thuy t: 4 ti t • Khái ni m v cơng trình th y l i. • Vai trị c a cơng trình th y l i trong n n KTQD. - Vai trị c a ngu n n ưc và s d ng t ng h p ngu n n ưc. - Vai trị và v trí c a CTTL trong n n KTQD. - H u qu khi cơng trình th y l i h ư h ng. • Phân lo i cơng trình th y l i. - Cơng trình dâng n ưc. - Cơng trình điu ch nh dịng ch y. - Cơng trình d n n ưc. • ðu m i và h th ng th y l i. • ðiu ki n làm vi c c a cơng trình th y l i. GI I THI U MƠN H C Khái ni m v th y l i • Th y l i là t p h p t t c các bi n pháp nh m khai thác m t l i và kh c ph c ho c h n ch m t h i c a ngu n n ưc. • Các cơng trình đưc s d ng nh m đ m b o nhi m v c a th y li đưc g i là cơng trình th y l i (CTTL), g i t t là Th y cơng. Mơn h c Th y cơng là gì? • Th y cơng là mơn khoa h c cĩ tính t ng h p, cĩ quan h m t thi t v i các mơn khoa h c v thi t k , xây d ng, qu n lý khai thác và duy tu s a ch a các CTTL nên nĩ ph thu c vào các y u t khí h u, đ a hình, đa ch t, dân sinh kinh t , k thu t thi cơng, kinh t xây d ng • Khi tính tốn thi t k các cơng trình, trong mơn h c th y cơng cĩ liên quan tr c ti p các ki n th c c a các mơn h c chuyên mơn nh ư: SB – KC, ðC – C ð – NM, Th y v ăn – ðiu ti t, Th y l c, KC Bê tơng c t thép đưc g i là cơng trình th y l i (CTTL), g i t t là Th y cơng. Mơn h c Th y cơng là gì? • Th y cơng là mơn khoa h c cĩ tính t ng h p, cĩ quan h m t thi t v i các mơn khoa h c v thi t k , xây d ng, qu n lý khai thác và duy tu s a ch a các CTTL nên nĩ ph thu c vào các y u t khí h u, đ a hình, đa ch t, dân sinh kinh t , k thu t thi cơng, kinh t xây d ng • Khi tính tốn thi t k các cơng trình, trong mơn h c th y cơng cĩ liên quan tr c ti p các ki n th c c a các mơn h c chuyên mơn nh ư: SB – KC, ðC – C ð – NM, Th y v ăn – ðiu ti t, Th y l c, KC Bê tơng c t thép GI I THI U NHĨM GIÁO VIÊN TH Y CƠNG CƠ S 2 – ðI H C TH Y L I 1. Lê Trung Thành T tr ưng 098.7897878 Email: lethanh@wru.edu.vn 2. Lã Bá Thi t 091.8639935 3. Bùi Ng c 091.8099224 4. Ngơ Th Thanh Nhàn 098.3718766 1
5. Nguy n Th Ph ươ ng Mai 091.922477 §1.1 VAI TRỊ C A CÁC CƠNG TRÌNH TH Y L I I. NGU N N ƯC • N ưc c n thi t cho m i quá trình s ng. Là m t trong nh ng y u t quan tr ng nh t c a con ng ưi. • Th hi n s giàu cĩ, ph n vinh, quy t đ nh s phát tri n kinh t , văn hĩa c a m t đ t n ưc. • Tr l ưng n ưc trên trái đt kho ng 1,5 t km3: ð i d ươ ng: 90%; Lc đ a: 10%. • L ưng dịng ch y bình quân hàng n ăm: 40.000 km3, trong đĩ châu Á kho ng 13.000 km3. • Vi t nam: - 3.200 km b bi n. - Trên 2.360 sơng (.10km). Chuy n t i 845 km3 n ưc; l ưu l ưng bình quân n ăm 27.500 m3/s; 350 tri u m3 phù sa. ðc đim c a ngu n n ưc: • Phân b khơng đ u theo khơng gian và th i gian: - Chênh l ch gi a vùng m ưa nhi u và ít đn 8 l n. (B.Thu n: 10L/s.km2 – B.Giang: 80L/s.km2). - Mùa khơ 7÷8 tháng nh ưng l ưng n ưc ch 20-30%. • Là ngu n tài nguyên tái t o tu n hồn. • V n đ ng theo h th ng l ưu v c. Luơn v n đ ng. • Là ngu n tài nguyên c n thi t cho m i ho t đ ng KTXH. • Tài nguyên n ưc cĩ liên h m t thi t v i các TN khác • Bên c nh nh ng l i ích cịn nhi u tác h i l n. Nhi m v c a th y l i là: Phân ph i l i ngu n n ưc theo khơng gian và điu ch nh dịng ch y theo th i gian II. S D NG NGU N N ƯC VÀ L I D NG T NG H P Cơng trình thu l i bao g m các l ĩnh v c sau: • Thu n ăng: s d ng n ăng l ưng c a n ưc sơng, bi n đ phát đin. • Thu nơng: Dùng bi n pháp thu l i đ t ưi tiêu, thau chua r a mn ch ng xĩi mịn. • Cung c p và thốt n ưc cho cơng nghi p, dân c ư. • Giao thơng th y. • Th y s n. • Du l ch, th thao, ch a b nh • C i t o mơi tr ưng sinh thái. Mi bi n pháp th y l i, cơng trình th y l i cĩ th s d ng ngu n nưc vào nhi u m c đích khác nhau. L i d ng t ng h p ngu n n ưc là nguyên t c c ơ b n nh t trong vi c nghiên c u, khai thác, s d ng và tr th y. III. V TRÍ CƠNG TRÌNH TH Y L I TRONG N N KTQD Cơng tác thu l i đĩng vai trị r t quan tr ng: • Thu l i ph c v nhi u m c đích yêu c u nh ư: t ưi cho nơng nghi p, phát tri n ngu n đin cho cơng nghi p, cung c p n ưc sinh ho t, giao thơng thu , phịng ch ng l ũ l t, an ninh qu c phịng • Thu l i là m t ngành khoa h c đưc hình thành phù h p theo yêu c u c a con ng ưi trong vi c khai thác và s d ng ngu n 2
nưc. Tình hình phát tri n th y l i Vi t nam §1.2 KHÁI NI M VÀ PHÂN LO I CTTL I. KHÁI NI M V CƠNG TRÌNH TH Y L I • Cơng trình đưc xây d ng đ s d ng ngu n n ưc g i là cơng trình thu l i. • Nhi m v : Nhi m v ch y u là làm thay đi, c i bi n tr ng thái t nhiên c a dịng ch y, c a n ưc trong sơng, h , bi n, n ưc ng m đ s d ng m t cách h p lý, phịng ch ng thiên tai, b o v mơi tr ưng. • Tác d ng: - Làm dâng n ưc phía th ưng l ưu. - ðiu ch nh dịng sơng. - L y n ưc, chuy n n ưc. - Giao thơng th y, b . II. PHÂN LO I • C ăn c vào tính ch t tác d ng lên dịng ch y, cơng trình thu l i cĩ th chia ra: - Cơng trình dâng n ưc. - Cơng trình điu ch nh. - Cơng trình d n n ưc. 1. Cơng trình dâng n ưc • Bao g m các lo i đ p: - ðp bê tơng: Bê tơng tr ng l c, đ p vịm, đp b n ch ng - ðp đ t. - ðp đá: ð p đá, đ p đ t đá h n h p - Các lo i đ p khác: ðp cao su, đ p đá đ b c bê tơng 3
2. Cơng trình điu ch nh • Bao g m: - H th ng đê. - Các đp m hàn, t ưng h ưng dịng. - Các kè đ b o v b bi n, b sơng, mái đê - Các ng ưng đáy đ điu khi n bùn cát, ch ng b i l p c a l y nưc và ch ng xĩi b sơng. - Các h th ng lái dịng. 3. Các cơng trình d n n ưc • Bao g m: - Kênh. - Máng n ưc, d c n ưc, b c n ưc, c u máng - ðưng h m. - ðưng ng. Các cơng trình d n n ưc 4. Các cơng trình chuyên mơn • Tr m thu đin: nhà máy, bu ng xo n, b áp l c, tháp điu áp • Cơng trình giao thơng thu : âu tàu, máy nâng tàu, cơng trình chuy n g , b n c ng • Cơng trình thu nơng: c ng điu ti t, h th ng t ưi tiêu, h th ng thốt n ưc. • Cơng trình c p n ưc và thốt n ưc: cơng trình l y n ưc, d n nưc, tr m b ơm, cơng trình cho v sinh, thốt n ưc • Cơng trình cho cá: đưng cá đi, đưng chuy n cá, h nuơi cá 4
§1.3 ðU M I CTTL VÀ H TH NG TH Y L I Khái ni m v đ u m i cơng trình th y l i và h th ng th y l i • Các cơng trình thu l i đưc t p trung l i thành m t t p h p cơng trình đ nh m gi i quy t nh ng nhi m v thu l i xác đ nh g i là đu m i cơng trình thu l i. • T p h p nhi u đ u m i cơng trình thu l i ho c t p h p nhi u cơng trình thu l i phân b trên m t khu v c l n đ cùng nhau gi i quy t các nhi m v thu l i đ t ra g i là h th ng thu l i. Phân lo i các cơng trình trong đu m i th y l i: • Theo th i h n s d ng: Cơng trình lâu dài, cơng trình t m th i. • Theo m c đích và t m quan tr ng: cơng trình ch y u, th y u. • Theo m c đ quan tr ng: Chia ra thành 5 c p: T c p I ÷ c p V. đu m i cơng trình thu l i. • T p h p nhi u đ u m i cơng trình thu l i ho c t p h p nhi u cơng trình thu l i phân b trên m t khu v c l n đ cùng nhau gi i quy t các nhi m v thu l i đ t ra g i là h th ng thu l i. Phân lo i các cơng trình trong đu m i th y l i: • Theo th i h n s d ng: Cơng trình lâu dài, cơng trình t m th i. • Theo m c đích và t m quan tr ng: cơng trình ch y u, th y u. • Theo m c đ quan tr ng: Chia ra thành 5 c p: T c p I ÷ c p V. GHI NH : 1. Vi c phân c p cơng trình cĩ ý ngh ĩa r t quan tr ng trong TK, nĩ nh h ưng đ n n đ nh, c ưng đ , đ b n ca m i cơng trình c ũng nh ư tồn b h th ng. 2. T c p CT xác đ nh đưc: - ng l c cho phép, h s an tồn - Các lo i v t li u và ph m ch t m i lo i. - T n su t l ưu l ưng, m c n ưc. - T ch c, kh i l ưng, ph m vi KS/TK. - Ph ươ ng pháp tính và b trí các b ph n. §1.4 ðIU KI N LÀM VI C C A CTTL 2. Tác d ng t ươ ng h c a cơng trình v i n n và b 2.1.N n c a CTTL • N n c a cơng trình th y l i đa d ng: ð t, đá, t t, y u, đ ng nh t, khơng đng nh t • Tính ch t n n ph thu c c u t o đ a ch t và cĩ ý ngh ĩa quan tr ng đn kh n ăng làm vi c c a cơng trình. ( T/c n n th hi n qua các ch tiêu c ơ lý đã h c trong ðC-Cð) • Khi thi t k và xây d ng cơng trình c n ph i kh o sát th ăm dị k , đây là m t khâu quan tr ng quy t đ nh đ n kinh t và k thu t c a cơng trình. 2.2. Kh n ăng làm vi c c a cơng trình và n n • L c tác d ng lên cơng trình s truy n xu ng n n làm thay đi tr ng thái ng su t n n, làm cho cơng trình cĩ th m t n đ nh: tr ưt, l t, lún khơng đ u 5
• Khi TK c n chú ý tác đ ng gi a CT và n n, c n đ m b o: - C ưng đ ti p xúc gi a mĩng và n n trong ph m vi cho phép. - ðm b o ch ng tr ưt, đ m b o kh n ăng làm vi c c a CT. - Tính ki m tra s c ch u t i c a n n, x lý n n n u c n. (NM, Tham kh o “ Tính tốn n n các cơng trình th y l i theo tr ng thái gi i h n – GS. Phan Tr ưng Phi t”). - Tính đn kh n ăng lún c a n n khi cĩ CT. - Ki m tra n đ nh th m c a n n. 3. ðiu ki n xây d ng và nh h ưng c a cơng trình thu l i đ i vi khu v c lân c n • ðiu ki n t nhiên: ða hình, đa ch t, th y v ăn quy t đ nh đ n vi c l a ch n hình th c k t c u và quy mơ CT. - Cơng tác kh o sát khơng chính xác cĩ th đưa đn nh ng h u qu khĩ l ưng. • Trong khi thi cơng và sau khi XD xong, CTTL cĩ nh h ưng đ n điu ki n dân sinh kinh t , ðK t nhiên và mơi tr ưng sinh thái. - Vi c di d i dân c ư, di tích, khống s n - Thay đi h sinh thái, th m th c v t, đ ng v t - Thay đi khí h u, ngu n n ưc • C n bi t kh c ph c h u qu , l i d ng tính ch t đa m c tiêu cho cơng trình. 4. H u qu tai h i do cơng trình thu l i b h ư h ng • CTTL th ưng làm dâng n ưc, t o c t n ưc chênh l ch t p trung rt l n nên khi b s c , h ư h ng s gây ra h u qu vơ cùng to l n. - ðp Malpasset (Pháp) v năm 1959: 400 ng ưi ch t, 2000 g đ. - ðp vịm Waillon(Ý) 256m v n ăm 1963 làm 4600 ng ưi ch t. - S c tràn x l ũ h D u ti ng 1986 làm s p 3114 nhà, trơi 47 nhà, ng p úng 6865ha đ t tr ng tr t. - N u h ch a Hịa Bình v thì chuy n gì s x y ra? • Ng ưi thi t k , thi cơng ph i l ưng h t nh ng tai h a cĩ th x y ra đ ng ăn ng a. 6
CH ƯƠ NG 2. TH M D ƯI ðÁY VÀ HAI BÊN CƠNG TRÌNH TH Y L I NI DUNG CHÍNH Th i l ưng gi ng d y: Lý thuy t: 8 ti t • Khái ni m chung v th m. • Th m qua n n đ ng ch t d ưi đáy cơng trình th y l i: - Các gi thi t c ơ b n. - Các ph ươ ng pháp tính th m. • Th m qua n n khơng đ ng ch t đưi đáy CTTL. • Các bi n pháp phịng ch ng th m. - Tác h i c a dịng th m. - Các bi n pháp phịng ch ng th m. • Bi n hình th m c a n n và bi n pháp phịng ch ng. • Th m qua n n đá. • Th m quanh b và hai bên vai cơng trình. §2.1 KHÁI NI M CHUNG 1. S hình thành dịng th m • Cơng trình th y l i làm vi c t o nên chênh l ch m c n ưc th ưng, h l ưu sinh ra dịng th m. • Dịng n ưc di đ ng qua các khe r ng c a n n t o nên áp l c tác dng vào b n đáy -> áp l c th m. • Các b ph n c a cơng trình gi i h n mi n th m nh h ưng đ n Qth, Vth (c ph ươ ng và chi u). Tác h i c a dịng th m: • Làm m t n ưc đ i v i các cơng trình gi n ưc. • Gi m n đ nh c a CT: ð y n i, đ y tr ưt • Gi m n đ nh ho c m t n đ nh n n và hai bên vai cơng trình: Xĩi ng m, trơi đ t. Phân lo i dịng th m: • Dịng th m cĩ áp - khi nĩ b gi i h n t phía trên b i biên c ng, dịng th m khơng cĩ m t thống. • Dịng th m khơng áp - khi nĩ khơng b gi i h n t phía trên b i cơng trình. ðây là tr ưng h p dịng th m hai bên vai cơng trình, dịng th m qua đ p đ t. 2. V n đ nghiên c u dịng th m • Nhi m v c a vi c gi i bài tốn th m: - Nghiên c u quy lu t chuy n đ ng, xác đ nh: Q, V, J - Trên c ơ s so sánh ph ươ ng án -> ch n đưc các b ph n cơng trình thích h p đ m b o an tồn và kinh t . 7
Các ph ươ ng pháp tính th m • Ph ươ ng pháp gi i tích: - Ph ươ ng pháp c ơ h c ch t l ng. (Pav ơlơpski) - Ph ươ ng pháp c ơ h c ch t l ng g n đúng. (h s s c kháng) - Ph ươ ng pháp t l đưng thng. • Ph ươ ng pháp th c nghi m: - Ph ươ ng pháp t ươ ng t đin. - Ph ươ ng pháp thí nghi m mơ hình. - Ph ươ ng pháp đ gi i (v l ưi th m b ng tay). • Các ph ươ ng pháp s : - Ph ươ ng pháp sai phân h u h n. - Ph ươ ng pháp ph n t h u h n. §2.2 TH M QUA N N ð T ð NG CHT D ƯI ðÁY CƠNG TRÌNH I. C Ơ S TÍNH TỐN 1. Các gi i h n mi n th m • Gi i h n trên là m t ti p xúc gi a đ t n n v i đ cơng trình -> ðưng vi n d ưi đáy cơng trình. • Gi i h n d ưi là m t t ng khơng th m. • ðưng đ ng th là đưng t p h p các đim cĩ cùng c t n ưc. • ðưng dịng là đưng qu đ o chuy n đ ng c a m t h t n ưc trong mi n th m. 2. Các gi thi t c ơ b n • Dịng th m tuân theo đ nh lu t ðacxi: V=K.J • ðt n n là mơi tr ưng đ ng nh t và đng h ưng. • Dịng th m n đ nh. • N ưc ch a đ y trong l r ng và khơng ép co đưc. ði v i n n cơng trình, th m qua đ p đ t cịn cĩ thêm 2 gi thi t: • Trong mi n th m khơng cĩ đim ti p n ưc ho c rút n ưc. • Xét v i bài tốn ph ng. II. TÍNH TH M B NG PH ƯƠ NG PHÁP GI I TÍCH 1. Ph ươ ng pháp c ơ h c ch t l ng 8
• Ph ươ ng trình vi phân c ơ b n: Trong đĩ h=h(x, y): Hàm s c t n ưc th m. • Pav ơlơpski dùng cơng c tốn h c là các hàm gi i tích m t bi n ph c z = x = i.y đ tìm th v ph c c a dịng th m trong m t s bài tốn đơ n gi n. K t qu cho ph ươ ng trình c a h đưng dịng, đưng th . 2. Ph ươ ng pháp c ơ h c ch t l ng g n đúng • Dùng cho nh ng tr ưng h p đưng vi n th m ph c t p, cĩ c ch ng th m. • Pav ơlơpxki dùng ph ươ ng pháp phân đon đ gi i bài tốn sau đĩ Trugaep đã đư a h s s c kháng vào các đon → PP H s s c kháng. Ph ươ ng pháp h s s c kháng: • Chia đưng vi n thành các đon th ng đ ng và n m ngang. 9
• T n th t c t n ưc áp l c t i m i b ph n: ξi : h s s c kháng c a b ph n i. K : h s th m; q : l ưu l ưng đơn v . • Mi n th m th ưng chia thành thành các b ph n chính nh ư sau: 10
V hình Nh n xét: - Tính tốn đơ n gi n. - K t qu cĩ sai s nh ưng cĩ th ch p nh n đưc. - Dùng khi tính tốn thi t k s ơ b . 11
- 3. Ph ươ ng pháp t l đưng th ng • Là ph ươ ng pháp ra đi s m; ðơn gi n; đ chính xác phù h p v i cơng trình nh ho c dùng đ tính tốn s ơ b . • Ph ươ ng pháp đưc Blai đ x ưng sau đĩ Lenx c i ti n. a. Theo Blai • D c theo đưng dịng, gradient dịng th m khơng đ i. J=H/L • T c đ trung bình : v = K.J • L ưu l ưng th m : q = K.J.T (m3/sm) • Xác đnh c t n ưc th m: - C t n ưc th m t i m t đim cách mép h l ưu đưng vi n th m mt đon x đưc tính: b. Theo Lens • Tiêu hao c t n ưc 1 đơn v đ dài theo ph ươ ng đng g p m l n theo ph ươ ng ngang. • Chi u dài tính tốn: Trong đĩ: Lđ : T ng chi u dài các đon đưng vi n th m th ng đ ng. 12
Ln : T ng chi u dài các đon đưng vi n th m n m ngang. m : h s ph thu c s hàng c . » 1 hàng c → m = 1÷1,5 » 2 hàng c → m = 2÷2,5 » 3 hàng c → m = 3÷3,5 • ðiu ki n đ m b o an tồn cho cơng trình: Ltt > C.H Trong đĩ: H : Chênh l ch c t n ưc. C : H s tùy thu c đ t n n. Tra b ng 2-2 GT. 13
III. TÍNH TH M B NG PH ƯƠ NG PHÁP V L ƯI TH M 1. Khái ni m v l ưi th m • Trong mơi tr ưng đng nh t, đ ng h ưng, l ưi th m đưc hình thành b i hai h đưng cong tr c giao nhau. - ðưng dịng: Qu đ o chuy n đ ng c a các ph n t n ưc. - ðưng th : T p h p các đim cĩ cùng c t n ưc th m. 2. Các ph ươ ng pháp xây d ng l ưi th m a. Ph ươ ng pháp gi i tích • Vi t ph ươ ng trình h đưng dịng, đưng th : bài tốn đơ n gi n. b. Ph ươ ng pháp thí nghi m t ươ ng t đin (EG ðA) • Pav ơpơpxki nghiên c u dùng máy EG ðA đ v l ưi th m. K t qu cĩ đ chính xác cao, gi i đưc c bài tốn n n nhi u l p và bài tốn th m ba chi u. c. Ph ươ ng pháp thí nghi m trên mơ hình khe h p • Mơ t dịng th m b ng dịng ch y t ng c a ch t l ng nh t trong mt khe h p gi a 2 t m kính. • Th hi n đưc tính th c t nh ưng t n kém và thi u chính xác. • Trong thí nghi m, dùng các tia màu đ đánh d u đưng dịng, t đĩ xây d ng đưng th . d. Ph ươ ng pháp v l ưi b ng tay • C ơ s v l ưi th m: - ðưng dịng và đưng th tr c giao nhau. - H các đưng dịng và các đưng th tr c giao nhau t o các ơ lưi hình vuơng cong. Các trung đon b ng nhau. 14
- ðáy th ưng l ưu là đưng th đ u tiên, đáy thốt n ưc HL là đưng th cu i cùng. - ðưng vi n th m là đưng dịng đu tiên, t ng khơng th m là đưng th cu i cùng. - Các đưng dịng khơng c t nhau, các đưng th khơng c t nhau. • Cách xây d ng l ưi: L ưi th m đưc v đúng d n cho đ n khi đ t yêu c u. 3. S d ng l ưi th m đ xác đ nh các đ c tr ưng c a dịng th m • Gi s xây d ng đưc l ưi th m đ t yêu c u nh ư trên. • G i s ng dịng là m do m+1 đưng dịng t o nên. • S d i th là n do n+1 đưng th t o nên. • Tiêu hao c t n ưc gi a 2 đưng th liên ti p: • C t n ưc th m t i đim đáy CT cách đưng th cu i cùng n d i: - Ki m tra đ b n th m t i c a ra: Jra(max) xác đnh đưc áp l c th m Wth. - Tính áp l c th y t ĩnh đ y n i Wn: Wn= γn.(H2+t).Lb đ 15
- - IV. CÁC PH ƯƠ NG PHÁP S 1. Ph ươ ng pháp sai phân • Chia mi n th m thành nh ng ơ hình ch nh t c nh a,b. • Sai phân hĩa các đo hàm riêng c p 1, 2 theo các ph ươ ng pháp sai phân g n đúng. • ðư a v gi i h ph ươ ng trình tuy n tính b c nh t nhi u n. Vài k t qu tính tốn b ng ph n m m GEO-STUDIO 2004 16
Vài k t qu tính tốn b ng ph n m m GEO-STUDIO 2004 §2.3 TH M QUA N N ð T KHƠNG ð NG NH T I. N N TH M G M CÁC L P ð NG NH T V I H S TH M KHÁC NHAU 1. H s th m trung bình a. Dịng th m ch y d c theo các l p đ t • Gi thi t các l p đ t x p song song, dịng th m ch y d c theo các lp đ t. • Gradient trong các l p đ t phân b gi ng nhau. • H s th m trung bình: b. Dịng th m ch y vuơng gĩc v i các l p đ t • Các l p đ t đ ng song song, dịng th m ch y qua, vuơng gĩc. • L ưu l ưng qua các l p nh ư nhau: 17
2. S đ i h ưng c a dịng th m khi v ưt qua ranh gi i gi a 2 l p đt khác nhau • S ơ đ tính tốn • Xét m t bĩ dịng phân t : Trong đĩ: ds1=dl1.tg α ds2=dl2.tg β  K1tg α = K2tg β -> • D a vào quy t c này, ta cĩ th v l ưi và gi i bài tốn th m qua nn đ t g m nhi u l p khác nhau. • L ưu ý: Khi v ưt sang l p bên c nh, l ưi th m s là l ưi ch nh t (các ơ cĩ L ≠ S). Khi đĩ c n kh ng ch trong t t c các ơ đ u cĩ cùng t s L/ S. II. MƠI TR ƯNG TH M D H ƯNG • Trong th c t th ưng g p tr ưng h p K đ ≠ Kn, khi đĩ cĩ th gi i bài tốn này b ng ph ươ ng pháp bi n đ i t ươ ng đươ ng v mơi tr ưng th m đ ng h ưng. • Các b ưc: - Giãn m i thành ph n th ng đ ng c a đ t n n theo t s a sao cho l ưu l ưng th m khơng đ i. Khi đĩ J gi m a l n nên c n tăng K đ lên a l n. - Phép giãn ph ươ ng đng đã làm t ăng m t c t ưt c a dịng th m ngang lên a l n -> C n gi m h s th m theo ph ươ ng ngang xu ng a l n đ q=const. 18
§2.4 CÁC BI N PHÁP PHỊNG CH NG TH M CHO N N ð T I. KHÁI NI M CHUNG 1. Các m c đích phịng ch ng th m • H n ch l ưng n ưc th m đ n m c đ nh t đ nh. • Gi m áp l c th m d ưi b n đáy. • Gi m v n t c th m, gradient th m, nh t là t i c a ra. 2. Nh n xét: • Khi t ăng chi u dài đưng vi n th m thì q, J gi m và ng ưc l i. • Khi t ăng chi u dài đưng vi n th m phía th ưng l ưu thì Wth d ưi đáy cơng trình gi m. • Khi gi m chi u dài đưng vi n th m phía h l ưu thì Wth d ưi b n đáy gi m nhanh. • Các đon đưng vi n th m th ng đ ng b trí h p lý cĩ tác d ng ln trong tiêu hao c t n ưc th m. B trí c ng n c a ra c ũng làm gi m Jra r t m nh. II. CÁC BI N PHÁP PHỊNG CH NG TH M 1. Sân tr ưc • Là b ph n n i ti p c a cơng trình v phía th ưng l ưu đ gi m áp lc và l ưu l ưng th m. • Dùng khi n n th m khá sâu ho c đ a ch t n n khơng cho phép đĩng c . • Yêu c u: - Khơng th m n ưc. - D thích ng v i bi n hình n n. - Cĩ tính ch t m m - Dùng m t lo i v t li u. a. Chi u dài sân (Ls) • Ph thu c: H, Tn, Kn, b dày và h s th m v t li u làm sân. 19
• S ơ b Ls = (3 ÷ 5)H • Chi u dài t i đa c a sân tr ưc theo Ughintrut: Trong đĩ: ttb : Chi u dày trung bình sân. T : B dày t ng th m n n. Kst , Kn : Các h s th m c a sân và n n. b. Chi u dày • Xác đnh theo yêu c u ch ng th m: b. Chi u dày • Xác đnh theo yêu c u ch ng th m: • Theo c u t o: Sân ph bê tơng: t ≥ 40cm; Sân đt sét: t đ ≥ 0,5÷1,0m, tc ≥ 1,0m 2. C ch ng th m • Tác d ng: Tiêu hao c t n ưc th m, gi m Wth, q. • Chi u sâu đĩng c . - Tùy thu c chi u dày t ng th m và đa ch t n n. - Theo điu ki n thi cơng: Smin = (2,5÷3)m. - ð sâu c chính: (0,6÷1).H. - Hàng c cu i sân h l ưu: 20
§2.5 BI N HÌNH TH M C A ð T N N VÀ BI N PHÁP PHỊNG, CH NG I. CÁC BI N HÌNH TH M THƠNG TH ƯNG 1. Xĩi ngm c ơ h c • Hi n t ưng: Dịng th m m nh v ưt quá m t giá tr nào đĩ → kéo đi h t đ t nh → l r ng t ăng → V t ăng → cu n h t l n → s t nn. • Ph ươ ng pháp ki m tra: - Tính tốn th m xác đ nh Jra. ðt dính: - ðiu ki n ki m tra: • X lý ch ng xĩi ng m: - Kéo dài đưng vi n th m, đĩng c cu i sân HL đ gi m Jr. - Làm t ng l c ng ưc d ưi thi t b c a ra dịng th m. (T ng l c ng ưc g m 2 đ n 3 l p, theo chi u dịng th m l p sau cĩ dưng kính h t l n h ơn l p tr ưc). • Nguyên t c thi t k t ng l c ng ưc: - Các h t đ t b o v khơng đưc di đ ng. - Các h t đ t khơng l t vào t ng l c ng ưc. - Các h t c a l p này khơng đưc chui qua khe h c a l p kia. - ðm b o thốt n ưc. • V i l c (v i đ a k thu t): Tham kh o 14TCN 110-1996 21
- Lo i khơng d t: May, dính b ng nhi t, dính b ng hĩa ch t. - D t; D t kim. - ðan. • Yêu c u v i đ a k thu t: - Ch n đ t t t. - Th m n ưc t t. - Ch ng t c. - ð b n thi cơng đ m b o. - Tu i th đ m b o. • C u t o t ng l c cĩ v i đ a k thu t g m: L p cát đm, l p v i lc, l p đá d ăm 10÷15cm. • Các b ưc thi t k ch n v i đ a k thu t: - Xác đnh yêu c u l c: Ch n đ t và th m n ưc. - Xác đnh các điu ki n biên: Áp l c, điu ki n dịng ch y - Xác đnh v i theo yêu c u ch n đ t: Thành ph n h t, ch s do, phân rã, đưng kính l v i - Xác đnh v i theo yêu c u th m n ưc: ð th m c a đ t K, gradient, h s th m t i thi u cho phép c a v i. - Ki m tra kh n ăng ch ng t c. - Ki m tra đ b n thi cơng: Các l c khi thi cơng tác d ng lên v i. - Xác đnh yêu c u tu i th. 2. Hi n t ưng trơi đ t và bi n pháp phịng ng a Xét 1 đơ n v th tích trong mi n th m: • Ch u áp l c th y đ ng th m: Wt = γn.J • d ưi n n và phía th ưng l ưu đt đưc nén ch t h ơn. • Phía h l ưu đt b đ y lên → trơi đt. • L c ch ng l i là tr ng l c kh i đ t: γđn = γk - γn.(1-n) • tr ng thái cân b ng gi i h n, cân b ng ta cĩ: Bi n pháp kh c ph c: • Làm t ng gia tr ng. • B trí chân khay: C n đ m b o: γn.hA < γđn.S + γp.t + C 22
Trong đĩ γđn : Dung tr ng đ y n i c a đ t n n. S : Chi u sâu chân khay. γp , t : Dung tr ng đ y n i và chi u dày c a l p ph . H s m = 1÷1,5 1. ðc đim c a th m qua n n đá • Th m qua đá ch y u là th m qua khe n t. - ðá phún su t : n = 0,5 ÷ 0,8 - ðá tr m tích : n < 0,3 • Dịng th m khơng tuân theo đ nh lu t ðacxi. 2. Áp l c th m • S ơ b tính theo ph ươ ng pháp t l đưng th ng: Wth=½. α.γ.B.H • Áp l c th y t ĩnh đ y n i: Wtt = γ.H2.B • Áp l c d y ng ưc lên b n đáy cơng trình: Wđn = γ.B.(H2 + ½. α.H) Trong đĩ : α : H s cịn l i sau màng ch ng th m, α = 0,3÷0,7 • Khi trong thân đp cĩ thi t b thốt n ưc: Tùy chi u cao đ p cĩ th tính nh ư hình v . • L ưu l ưng: Tính nh ư bài tốn th m cĩ áp. • Các bi n pháp phịng ch ng th m: - Kéo dài đưng vi n th m th ưng l ưu. - Thốt n ưc cu i sân tr ưc. - Làm màng ch ng th m. - Ph t v a x lý n n. 23
CH ƯƠ NG 3. T I TR NG VÀ TÁC ðNG LÊN CƠNG TRÌNH THU L I §3.1 CÁC LO I T I TR NG VÀ T H P C A CHÚNG Ngồi các t i tr ng và l c tác đng nh ư các k t c u xây d ng dân dng khác, CTTL cịn ph i ch u thêm: • Áp l c n ưc: Th y t ĩnh, th y đ ng, m ch đ ng • Áp l c bùn cát l ng đ ng. • Áp l c đ t đá. • T i tr ng do tàu thuy n gây ra. • T i tr ng do các thi t b ph c v XD và v.hành. • L c bi n d ng th tích. (Xem TCXDVN 285-2002) I. PHÂN LO I T I TR NG 1. T i tr ng th ưng xuyên • Tr ng l ưng b n thân và các thi t b đ t trên nĩ • Áp l c n ưc (t ĩnh, đ ng) v i tr ưng h p BT. • Áp l c nham th ch. 2. T i tr ng t m th i, dài h n • Áp l c n ưc tác đ ng tr c ti p lên b m t cơng trình và n n, áp lc th m trong điu ki n làm vi c bình th ưng v i l ũ thi t k . • Tr ng l ưng đ t và áp l c bên c a nĩ; áp l c c a đ t đá tác d ng lên v đưng h m. • T i tr ng gây ra do k t c u ch u ng su t tr ưc. • Áp l c đ t phát sinh do bi n d ng c a n n và k t c u cơng trình. • Áp l c bùn cát. • T i tr ng gây ra do áp l c d ư c a k r ng trong đ t bão hồ n ưc khi đt ch ưa c k t hồn tồn. • Tác đng nhi t lên cơng trình và n n. • Áp l c do sĩng khi giĩ tính tốn cĩ t c đ bình quân nhi u n ăm (Wbqmax). • T i tr ng giĩ. • T i tr ng đ ng sinh ra trong đưng d n cĩ áp và khơng áp khi th ưng l ưu cĩ m c n ưc dâng bình th ưng. 3. T i tr ng t m th i, ng n h n • T i tr ng do tàu thuy n và v t trơi (neo bu c, va đ p). • T i tr ng do thi t b nâng, b c d , v n chuy n và các máy mĩc, kt c u khác. • Áp l c n ưc va trong th i k ỳ khai thác bình th ưng. 4. T i tr ng t m th i đ c bi t • T i tr ng do đ ng đ t ho c n . • Áp l c n ưc t ươ ng ng khi x y ra l ũ ki m tra. • Áp l c n ưc th m khi thit b ch ng th m và tiêu n ưc h ng. • Áp l c sĩng khi x y ra giĩ và t c đ l n nh t thi t k . • Áp l c n ưc va khi đ t ng t c t tồn b ph t i. • Áp l c phát sinh trong mái đ t do m c n ưc rút nhanh II. T H P T I TR NG • Là t p h p các l c đ ng th i cĩ th tác d ng lên cơng trình. • Vi c ch n t h p l c cĩ ý ngh ĩa quan tr ng đ i v i tính kinh t và k thu t c a cơng trình. 24
Theo TCXDVN 285 2002 g m 2 t h p l c: 1. T h p l c c ơ b n • Bao g m các t i tr ng và tác đng tác d ng th ưng xuyên, t m th i dài h n, t m th i ng n h n v i m c đ bình th ưng, cĩ chu kỳ và tác đng đ ng th i lên cơng trình. 2. T h p l c đ c bi t • Bao g m các t i tr ng và tác đng tác d ng th ưng xuyên, t m th i dài h n, t m th i ng n h n và 1 (ho c cĩ th 2) t i tr ng và tác đng t m th i đ c bi t tác đ ng đ ng th i lên cơng trình. §3.2 ÁP L C THU T ĨNH VÀ THU ð NG 1. Áp l c th y t ĩnh ðưc xác đ nh theo nh ng ph ươ ng pháp đã h c trong th y l c. • Thành ph n n m ngang: W1, W2 • Thành ph n th ng đ ng: W3, W4 4. Áp l c th y đ ng • Sinh ra khi dịng ch y qua cơng trình g p các v t c n nh ư tr pin, tưng, m tiêu n ăng • Áp l c thu đ ng bao g m: áp l c đ ng trung bình theo th i gian và áp l c m ch đ ng: P = P đ + Pm đ 25
• P đ, Pm đ ph thu c vào c t n ưc l ưu t c: Trong đĩ: Cp : h s áp lc. k : h s m ch đ ng. γn : dung tr ng n ưc. • Áp l c thu đ ng theo ph ươ ng dịng ch y t/d vào các v t ch n: Trong đĩ: F:Di n tích m t ch n chi u lên ph ươ ng vuơng gĩc v i d/ch y. V : L ưu t c bình quân c a dịng ch y. K : H s đ ng l c, l y b ng 1,2 ÷1,3. n : H s kinh nghi m. S ơ b cĩ th l y n = 1,2 • Áp l c th y đ ng khi dịng ch y qua cơng trình g p các v t c n nh ư tr pin, t ưng, m tiêu n ăng - Thành ph n ti p tuy n: Cĩ th b qua. - Thành ph n theo ph ươ ng pháp tuy n: P đ=k. ρ.Q.v.(1-cos α) Trong đĩ: ρ : KL riêng c a n ưc; Q: L ưu l ưng tr c ti p tác d ng lên b ph n tính; k: H s ch y vịng, ph thu c hình d ng m . §3.3 TÁC ðNG C A SĨNG I. CÁC THƠNG S C A SĨNG (Q. ph m: T i tr ng & l c t/d lên CT do sĩng và t u C1-78) • Các thơng s c a sĩng: chi u cao h, chu k ỳ τ, b ưc sĩng λ, ηs, ηch • Ph thu c: V n t c giĩ V, th i gian giĩ th i liên t c t, đ sâu c a nưc trong h H, chi u dài đà sĩng D. • Khi tính tốn sĩng th ưng chia thành sĩng n ưc sâu và sĩng n ưc nơng. 1. Các thơng s c a sĩng vùng n ưc sâu ( H > λ/2) a. Các đc tr ưng sĩng trung bình Các y u t trung bình c a sĩng g m: htb, λtb, τtb. • L p các t s khơng th nguyên: gD/v2 và gt/v. • Tra theo đưng bao đ th hình 35 tr.46QP hay tr.138 ðA đưc 2 cp giá tr : (g τtb/v và ghtb/v2). Ch n c p giá tr bé. • Xác đnh đưc htb, τtb. Cịn λtb đưc tính: λtb = g τ2/2 π b. Chi u cao sĩng v i xác su t p% • ðưc tính: hp = Kp.htb • Trong đĩ Kp đưc tra trên đ th hình 3-5 theo xác su t p và thơng s gD/v2 . • Các y u t khác cĩ th l y: λ = λtb τ = τtb. 2. Các thơng s c a sĩng vùng n ưc nơng ( Hpg< H < λ/2) • Khi đ d c đáy h io ≥ 0.002: 26
- Xác đnh h, λ, τ nh ư v i sĩng n ưc sâu. - L y τ = τtb; hi=Kt.Kp.Kn.Ki.htb - V i: Kt: h/s bi n d ng; Kp: h/s khúc x ; Kn: h/s t n th t. - L y λ= ( λ/λtb). λtb ; Tr s λ/λtb và các h s K trên tra theo đ th ho c tính tốn nh ư trong QP. - Hpg = (1.25÷1.8)h1% • Khi đ d c đáy h i ≤ 0.001: - h, τ xác đnh đ th nh ư c a sĩng n ưc sâu. Nh n xét: • Th i đim cĩ đ d nh l n nh t và áp l c sĩng l n nh t khơng trùng nhau. Cách tính tốn: ηs = K ηs.h ηch = K ηch.h • Th i đim cĩ áp l c sĩng l n nh t ng v i đ d nh ηđ. ηđ = K ηđ.h • Các h s K ηs ; K ηch ; K ηđ ; K đ ; Km đưc tra t các đ th hình 3,4,5 tr7,8 QP C1-78 ho c tra theo GT. • T s ơ đ tính tốn xác đnh đưc các giá tr áp l c Pmax và mơ men đy Mmax đ i v i chân cơng trình. III. TÁC D NG C A SĨNG LÊN BIÊN NGHIÊNG • Khi sĩng ti p xúc v i mái nghiêng s cĩ sĩng leo. • Ký hi u hsli% : Là chi u cao sĩng leo ng v i t n su t P=i%. Tính tốn chi u cao sĩng leo: hsl1% = K1.K2.K3.K4.hs1% Trong đĩ: hs1% : Chi u cao sĩng ng v i t n su t đ m b o 1%. K1; K2 : Các h s ph thu c đ nhám t ươ ng đi ( /hs1%) tra bng 6 tr14QP ho c b ng3-1 GT. K3 : ph thu c (h/s mái m; t c đ giĩ V) b ng 3-2 GT. K4 : ph thu c m; λ/h tra đ th hình 3-8 GT. • Chi u cao sĩng leo ng v i m c đ m b o i% đưc tính: hsli% = Ki%. hsl1% Ki% : b ng 8 tr14QP ho c b ng3-4 GT 27
Xác đnh phân b áp l c sĩng lên mái nghiêng: • V i mái đưc gia c b ng các t m bê tơng, đ d c mái 1,5≤m≤ 5 p2 xác đnh theo cơng th c: p2 = kno.knb.ptb. γh (T/m2) Trong đĩ: kno: h s , đưc xác đ nh theo: knb: h s , xác đ nh theo b ng (3-5) GT. γ: tr ng l ưng riêng c a n ưc. h: chi u cao sĩng. λtb: tr s trung bình c a b ưc sĩng. ptb: áp su t sĩng t ươ ng đi l n nh t lên đim 2, l y theo b ng (3-6). §3.4 TÁC ðNG C A ð NG ð T Khái quát chung • ðng đ t là s rung đ ng đàn h i c a v trái đ t v i chu k ỳ T và gia t c τ. • ðng đ t sinh ra l c quán tính làm thay đi áp l c bùn cát và làm tăng thêm áp l c n ưc. • Nguyên nhân đng đ t ph c t p, ch ưa cĩ lý thuy t tính l c đ ng đt chính xác nên th ưng dùng ph ươ ng pháp t ĩnh l c. • Chu k ỳ đ ng đ t: T = (0,8÷1,2) giây. • VN ch y u đ ng đ t x y ra vùng biên gi i phía B c. Khi tính tốn ch xét nh h ưng c a đng đ t c p 7 tr lên. 1. L c quán tính đ ng đ t 28
• ðng đ t sinh ra l c quán tính làm thay đi áp l c bùn cát và t ăng thêm áp l c n ưc. • Tr s : F đ = α.(G/g). τ = K. α.G Trong đĩ: G: tr ng l ưng b n thân K = τ/g : h s đ ng đ t ph thu c c p cơng trình, bng (3-7) α : H s đ c tr ưng c a đ ng đ t. α = 1 + 0,5 h1/ho h1 : kho ng cách t tr ng tâm ph n tính tốn t i m t n n. ho : Kho ng cách t tr ng tâm cơng trình đn m t n n. • Ph ươ ng trùng v i ph ươ ng c a gia t c đ ng đ t. • Chi u ng ưc chi u v i chi u gia t c đ ng đ t. 2. Áp l c n ưc khi đ ng đ t • L c quán tính đ ng đ t cĩ th làm t ăng ho c gi m áp l c n ưc, khi tính tốn l y áp l c n ưc t ăng thêm theo chi u b t l i v i CT. Áp l c n ưc t ăng thêm cĩ th tính theo 2 quan đim: • Quan đim 1: D ng phân b tam giác P = K. γ.y => W đđ = 0,5. K. γ.H2 • Quan đim 2: P = 0,9.K. γ.(H.y)0,5 => W đđ = 0,6. K. γ.H2 cách đáy 0,42H 2. Áp l c đ t khi đ ng đ t • Áp l c c a đ t khi cĩ đ ng đ t đưc tính: P’c đ = (1+2.K.tg φ).Pc đ (1) P’b đ = (1-2.K.tg φ).Pb đ (2) Trong đĩ: Pc đ, Pbđ là áp l c đ t t i đim tính tốn khi khơng cĩ đ ng đt. • Theo lý thuy t Rankine: 29
CH ƯƠ NG 4. TÍNH TỐN N ð NH VÀ ð B N C A CƠNG TRÌNH Th i l ưng gi ng d y: Lý thuy t: 4 ti t • Các ph ươ ng pháp tính tốn. - Tính n đ nh theo tr ng thái gi i h n. - Ph ươ ng pháp ng su t cho phép. - Ph ươ ng pháp h s an tồn cho phép. - Ph ươ ng pháp lý thuy t đ tin c y. • n đ nh c a cơng trình trên n n đá. - Ph ươ ng pháp xét đn l c ma sát. - Ph ươ ng pháp xét đn l c ch ng c t. • n đ nh c a cơng trình xây trên n n đ t. - Phán đốn kh n ăng tr ưt. - Tính n đ nh theo các s ơ đ: Tr ưt ph ng, sâu, h n h p. §4.1 CÁC PH ƯƠ NG PHÁP TÍNH TỐN I. TÍNH TỐN N ð NH THEO TR NG THÁI GI I H N 1. Nh ng lu n đim c ơ b n • Ph ươ ng pháp tính theo tr ng thái gi i h n s d ng m t nhĩm các h s an tồn mang đc tr ưng th ng kê: nc, m, Kn, h s l ch t i n, h s an tồn v v t li u KVL -> H s an tồn chung K. • Tr ng thái gi i h n: Là khi CT và n n m t kh n ăng ch ng l i các ti tr ng và tác đng t bên ngồi, khi b h ư h ng hay bi n d ng quá m c cho phép. • Tr ng thái gi i h n th nh t: Cơng trình, k t c u và n n c a chúng làm vi c trong điu ki n khai thác b t l i nh t: các tính tốn v đ b n và n đ nh chung c a h cơng trình - n n • Tr ng thái gi i h n th hai: Cơng trình, k t c u và n n c a chúng làm vi c b t l i trong điu ki n khai thác bình th ưng: ð b n cc b , chuy n v và bi n d ng, s t o thành ho c m r ng v t nt • Bi u th c tính tốn - ðiu ki n đ m b o n đ nh hay đ b n c a cơng trình: Trong đĩ: Ntt: tr s tính tốn c a t i tr ng t ng h p. R: tr s tính tốn s c ch u t ng h p c a cơng trình hay n n. • Cơng trình n đ nh khi: [K]: Là h s an tồn cho phép c a cơng trình. (Tham kh o: TCVN 4253-86 và Tính tốn n n các CT theo TTGH) 2. Xác đnh các đ i l ưng và các h s a. T i tr ng tính tốn • T i tr ng tính tốn đưc xác đ nh: Ntt = n.Ntc Trong đĩ: Ntc: t i tr ng tiêu chu n. n: h s l ch t i, xác đ nh theo b ng (4-1). b. ð b n tính tốn c a v t li u cơng trình hay n n 30
• Trong tr ưng h p chung Trong đĩ Rtc là c ưng đ tiêu chu n c a v t li u. • ð b n tiêu chu n c a v t li u đưc xác đ nh trên c ơ s x lý th ng kê s li u thí nghi m m u. c. H s t h p t i tr ng • Xác đnh t s phân tích các điu ki n cơng tác th c t : - V i t h p t i tr ng c ơ b n: nc = 1,0 - V i t h p t i tr ng đ c bi t: nc = 0,9 - V i t h p t i tr ng trong thi cơng: nc = 0,95 d. H s điu ki n làm vi c • H s điu ki n làm vi c khi tính theo tr ng thái gi i h n th nh t ly theo b ng (4-2) GT ho c theo quy ph m. • Khi tính theo tr ng thái gi i h n th 2, l y m=1. e. H s tin c y Kn • Khi tính tốn các tr ng thái gi i h n th nh t: Kn l y theo quy ph m, tùy thu c vào c p cơng trình. • Khi tính tốn theo tr ng thái gi i h n th 2, l y Kn=1. II. CÁC PH ƯƠ NG PHÁP KHÁC 1. Ph ươ ng pháp ng su t cho phép • ðiu ki n b n: σmax ≤ [ σ] Trong đĩ: σmax : ƯS tính tốn l n nh t t i m t đim trong cơng trình. • ð b n tiêu chu n c a v t li u đưc xác đnh trên c ơ s x lý th ng kê s li u thí nghi m m u. • Ph ươ ng pháp ƯS cho phép th ưng s d ng đ ki m tra s c ch u ti c a n n, ki m tra n đ nh c c b c a các cơng trình bê tơng và BTCT. 2. Ph ươ ng pháp tính theo h s an tồn • ðiu ki n n đ nh: Trong đĩ: Fc , Fg: Các l c ho c mơ men ch ng l i và các l c ho c mơ men gây m t n đ nh. [K] : H s an tốn cho phép, xác đ nh theo quy ph m. • Trong tr ưng h p tính theo tr ng thái gi i h n, cĩ th tính: • Ph ươ ng pháp h s an tồn dùng đ ki m tra n đ nh t ng th c a các cơng trình nh ư tr ưt (ph ng, sâu, h n h p), l t, đ y n i 3. Ph ươ ng pháp tính theo đ tin c y • Trong th c t hàm t i tr ng và đ b n c a cơng trình ph thu c rt nhi u y u t và bi n đ i theo quy lu t ng u nhiên. • Ph ươ ng pháp tính theo đ tin c y xác đ nh đ b n c a cơng trình theo xác su t th ng kê. 31
• ðiu ki n n đ nh: p ≥ ptc Trong đĩ: ptc: Xác su t tin c y tiêu chu n, xác đ nh theo c p cơng trình và lo i k t c u. p: Xác su t p đ m b o s làm vi c an tồn, p(R>N). • Xác su t làm vi c an tồn p và h s r i ro v cĩ quan h v i nhau nh ư sau: p=1-v (Các cơng th c xác đ nh p và các hàm R, N xem trong giáo trình) §4.2 N ð NH C A CƠNG TRÌNH TRÊN N N ðÁ Khái quát chung v n đ nh c a cơng trình trên n n đá • Các cơng trình trên n n đá th ưng bao g m các lo i đ p dâng nưc, t ưng ch n, c ng bng đá xây, bêtơng, bêtơng c t thép. • Các hình th c m t n đ nh t ng th c a cơng trình trên n n đá gm: - Tr ưt: Th ưng là tr ưt ph ng ho c m t tr ưt r ăng c ưa. - L t. - ðy n i: Do tác d ng c a các l c h ưng t d ưi lên b n đáy. • V i các cơng trình tr ng l c th ưng khĩ cĩ kh n ăng l t ho c đ y ni nên khi ki m tra n đ nh th ưng ch c n ki m tra tr ưt ph ng. • V i các c ng th p vùng đng b ng, nh t là các lo i c ng cĩ k t cu b n đáy tách r i t ưng bên thì ngồi vi c ki m tar tr ưt c n ki m tra điu ki n đy n i. 1. Ph ươ ng pháp xét l c ma sát trên m t phá ho i • Cơng th c chung: • Các kh n ăng tr ưt: - M t tr ưt ph ng n m ngang. - M t tr ưt nghiêng. - M t trưt r ăng c ưa. - Tr ưt theo khe n t. • M t tr ưt n m ngang: - S ơ đ tính tốn. - ðiu ki n đ m b o an tồn: f: là h.s ma sát ti p xúc t i m t tr ưt. • Tr s f c n xác đ nh thơng qua thí nghi m và x lý th ng kê chu i s li u đo đ c đưc. • Khi m t tr ưt n m nghiêng - Chi u các l c theo các ph ươ ng song song và vuơng gĩc v i 32
mt tr ưt đ xác đ nh các l c gây tr ưt và ch ng tr ưt. - Khi ti p xúc gi a cơng trình và n n d ng r ăng c ưa thì m t tr ưt cĩ th cĩ d ng r ăng c ưa. Ngồi ra tùy thu c tình hình n t n ca n n đá mà c n xét thêm các m t tr ưt qua khe n t. mt tr ưt đ xác đ nh các l c gây tr ưt và ch ng tr ưt. - Khi m t tr ưt nghiêng v phía th ưng l ưu: - Khi m t tr ưt nghiêng v h l ưu: - Khi ti p xúc gi a cơng trình và n n d ng r ăng c ưa thì m t tr ưt cĩ th cĩ d ng r ăng c ưa. Ngồi ra tùy thu c tình hình n t n ca n n đá mà c n xét thêm các m t tr ưt qua khe n t. Nh n xét: - Khi m t ti p xúc nghiêng v phía th ưng l ưu thì cơng trình t ăng thêm n đ nh và ng ưc l i. - Khi n n đá cĩ các th n m ngang nên t o m t ti p xúc gi a cơng trình và n n d ng r ăng c ưa đ t ăng n đnh. - Ph ươ ng pháp tính tốn đơ n gi n, khi tính tốn b qua nhi u y u t khác nên k t qu khơng ph n ánh 2. Ph ươ ng pháp xét l c ch ng c t trên m t phá ho i • Khi n n đá t t, liên k t gi a bê tơng và đá t t, c n xét đ n l c ch ng c t trên m t phá ho i • Các kh n ăng m t tr ưt: M t tr ưt n m ngang, nghiêng, r ăng c ưa. • M t tr ưt ph ng n m ngang: - Theo k t qu thí nghi m, c ưng đ ch ng c t τ m i đim trên m t tr ưt đưc bi u th : τ = fσ + C Trong đĩ f và C là các đc tr ưng ch ng c t trên m t phá ho i, cĩ ý ngh ĩa t ươ ng t nh ư h s ma sát và l c dính đơn v . σlà ng su t pháp trên m t tính tốn. - ðiu ki n đ m b o an tồn: A: là đin tích m t tr ưt. • Các d ng m t tr ưt khác đưc xét t ươ ng t Nh n xét: - So v i ph ươ ng pháp trên, ph ươ ng pháp này ph n ánh g n sát v i th c t làm vi c c a cơng trình h ơn. - Các h s f và C đưc xác đ nh b ng k t qu thí nghi m m u và x lý th ng kê các s li u thí nghi m. - Các tr s f và C thu đưc t th c nghi m th ưng là thiên l n. Tr s C thay đ i trong ph m vi r ng nên trong tính tốn ph i l y 33
§4.3 N ð NH C A CƠNG TRÌNH TRÊN N N ð T I. NH NG V N ð CHUNG 1. N i dung ki m tra n đ nh c a cơng trình xây trên n n đ t • Các cơng trình trên n n đá: đp dâng, t ưng ch n, c ng • N i dung c n ki m tra n đ nh: - Ki m tra n đ nh th m c a n n: đ b n th m chung, c c b . - Ki m tra bi n d ng, lún, nghiêng. - Ki m tra n đ nh tr ưt. (*) • Các kh n ăng tr ưt: - Tr ưt ph ng. - Tr ưt h n h p: M t tr ưt bao g m m t ph n c a m t ti p xúc gi a cơng trình và n n và m t ph n khoét sâu vào n n. - Tr ưt sâu: M t tr ưt ăn sâu vào n n trong ph m vi tồn cơng trình trong ph m vi kh i tr ưt. 2. Phán đốn kh n ăng tr ưt • Hình th c phá ho i n n ph thu c nhi u m t liên quan h u c ơ v i nhau. • Tr ng thái ƯS bi u th b ng ch s mơ hình: Trong đĩ: σmax : ƯS max đáy mĩng. B : B r ng đáy mĩng. γI : Dung tr ng đ t n n. • Tr s N σ càng l n càng cĩ kh n ăng tr ưt sâu. 34
Trong đĩ: Kt : h s th m đ t n n. e : h s r ng c a đ t trang thái t nhiên. to : Th i gian thi cơng. a : H s nén c a đ t. ho : Chi u sâu tính tốn l p c k t. • Cv càng l n càng cĩ kh n ăng tr ưt ph ng. Các kh n ăng tr ưt: • Vi n n cát, đ t hịn l n, đ t cĩ sét c ng và n a c ng : ch c n tính theo s ơ đ tr ưt ph ng n u tho mãn: N σ < N σ gh Nσ gh là chu n s khơng th nguyên, l y b ng 1,0 đ i v i cát ch t và 3,0 đi v i các lo i đ t khác. [TCVN 4253-86] • Vi n n đ t sét d o, d o c ng và d o m m: Ch c n xét s ơ đ tr ưt ph ng n u: • Khi khơng tho mãn các điu ki n trên c n ki m tra nh ư sau: - Cơng trình trên n n đ ng nh t: Tính ki m tra tr ưt h n h p. - Cơng trình ch ch u t i tr ng thng đ ng: Ki m tra tr ưt sâu. - Cơng trình trên n n khơng đ ng nh t, ch u t i tr ng th ng đ ng và n m ngang: Ki m tra tr ưt sâu và tr ưt h n h p. II. TÍNH TỐN N ð NH THEO TR ƯT PH NG 1. M t tr ưt n m ngang • T i tr ng tính tốn: Ntt = ΣTtl + Ec – ΣThl • T i tr ng gi i h n c a n n: R=( ΣG-ΣWđn)tg φI+miEb+FCI Ec, Eb : Áp l c đ t ch đ ng và b đ ng. Wđn : Áp l c đ y ng ưc d ưi đáy CT. mi: H s điu ki n làm vi c xét đ n chuy n v ngang. • H s n đ nh: 35
III. TÍNH TỐN N ð NH THEO S Ơ ð TR ƯT H N H P • Mĩng chia làm hai đon: - ðon B1: Tr ưt sâu. - ðon B2 :Tr ưt ph ng. • Các b ưc tính tốn: - Xác đnh B1, B2. - L p quan h τgh ~ σgh - V i σtb đã cĩ tra ra τgh - Tính l c ch ng tr ưt: R = ( σtb.tg φ + C).B2.L + B1. τgh.L - Tính h s n đ nh K theo cơng thc nh ư ph n trên. (τgh : C ưng đ t i tr ng ngang gi i h n c a n n) • S ơ đ tính tốn: • Khi P l ch tâm v h l ưu thì các giá tr B, B1, B2 trong cơng th c IV. TÍNH TỐN N ð NH THEO SƠ ð TR ƯT SÂU • Ph ươ ng pháp tính - Ph ươ ng pháp coi m t tr ưt là tr trịn. - Ph ươ ng pháp theo tr ng thái gi i h n. 1. M t tr ưt tr trịn, n n đ ng ch t. • Thay h l c b ng P,Q • Tr ưt P,Q theo h.v . 36
(Mơmen v i O ph i khơng đ i) • Phân tích P,Q theo 2 ph ươ ng. • Tính h s K = ΣMct / ΣMgt • ðiu ki n n đ nh: 2. M t tr ưt tr trịn, n n khơng đ ng ch t Tính tốn g n đúng: • Quy v n n đ ng ch t v i các ch tiêu c ơ lý trung bình. Ph ươ ng pháp chia d i: • Chia kh i tr ưt thành nhi u d i th ng đ ng cĩ chi u rng b. 37
ϕni, Cni : Gĩc ma sát trong và l c dính đơn v c a l p đ t d ưi đáy di th i. Si : Chi u dài đáy d i th i. 3. Tính tr ưt sâu theo tr ng thái gi i h n Sơ đ tính tốn: §4.4 N ð NH C A ð P ð T Khái quát chung • ðp đ t cĩ tr ng l ưng r t l n, khĩ cĩ th b đ y ngang nh ưng mái d c cĩ th b tr ưt nên c n ki m tra n đ nh tr ưt c a mái và nn. • Các tr ưng h p tính tốn: - Th i k ỳ thi cơng và khi đp v a đ p xong. - Khi h đã làm vi c v i các m c n ưc th ưng – h l ưu. - Tr ưng h p m c n ưc th ưng l ưu rút nhanh đt ng t. • Các lo i t i tr ng: Tr ng l ưng đ t đ p và n n, áp l c n ưc, áp lc sĩng, áp l c th m, áp l c n ưc l r ng, áp l c n ưc mao d n, lc đ ng đ t vá áp l c t ăng thêm (Ph n này s đưc xét k trong Ch ươ ng 6. ðp đ t) 38
CH ƯƠ NG 6. ðP ð T NI DUNG CH ƯƠ NG Th i l ưng gi ng d y: Lý thuy t: 8 ti t; ð án: 15 ti t • Khái quát chung. - ðc đim làm vi c c a đ p đ t. - Các b ph n c a đ p đ t. - Phân lo i đ p đ t. • Nguyên t c và các b ưc thi t k đ p. • Thit k m t c t c ơ b n c a đ p. • Tính tốn th m qua đ p đ t. - Các ph ươ ng pháp tính th m và gi thi t c ơ b n. - Các bài tốn th m c ơ b n. - Th m qua đ p trên n n khơng th m n ưc. - Th m qua đ p trên n n th m n ưc. • Tính tốn n đ nh đ p đ t. - Hình d ng m t tr ưt. - Xác đnh vùng tâm tr ưt nguy hi m c a ph ươ ng pháp cung tr ưt tr trịn và các b ưc xác đ nh Kmin. - Tính n đ nh theo ph ươ ng pháp cung tr ưt tr trịn. - Tính n đ nh theo cung tr ưt gãy khúc. - Tính n đ nh l p b o v mái th ưng l ưu. • V t li u đp đ p. • Ch n c u t o chi ti t. • X lý n n, n i ti p đ p v i n n, b và cơng trình khác. • Ch n hình th c đ p. §6.1 KHÁI QUÁT I. GI I THI U CHUNG • Khái ni m: ð p đ t là cơng trình dâng n ưc xây d ng b ng v t li u đ a ph ươ ng (các lo i đ t, đá phong hĩa). • Tình hình xây d ng và phát tri n đ p đ t: - Là lo i cơng trình đưc con ng ưi s d ng r t s m: TQ, n đ xây d ng đ p đ t t 2500 - 4700 n ăm tr ưc cơng nguyên. - Nh s phát tri n c a nhi u ngành khoa h c và k thu t thi cơng hi n đ i đã xây d ng đưc nhi u đ p l n. » ðp Oroville (USA) cao 224m dài 1530m » ðp Swiff (USA) cao 156m dài 640m » ðp Anderson Banch (USA) cao 139m dài 412m • Theo nghiên c u tính tốn, n u thành ph n h t h p lý, đ m nén tt thì ng suát cho phép thân đ p cĩ th đ t t i 110 kg/cm2. Ưu đim c a đ p đ t • Dùng v t li u t i ch , ti t ki m đưc các v t li u quý nh ư s t, thép, xi m ăng. Cơng tác chu n b đơn gi n. • C u t o đ p đ t đơn gi n, giá thành th p. • B n và ch ng ch n đ ng t t. • D qu n lý, tơn cao, m r ng. • Yêu c u v n n khơng cao nên ph m vi s d ng r ng rãi. • Qua quá trình phát tri n đã tích lu đưc nhi u kinh nghi m v thi t k , thi cơng và qu n lý đ p. 39
II. ðC ðIM LÀM VI C 1. Th m qua thân đ p và n n • Khi MN th ưng l ưu lên cao hình thành dịng th m qua đ p. • ðưng m t n ưc trong thân đ p là đưng bão hịa. • Phía trên ðBH là khu mao d n. ð cao 5÷15cm. • D ưi đưng bão hồ đt ch u đ y n i c a n ưc và ch u l c thu đng do th m. 2. nh h ưng c a n ưc th ưng h l ưu đi v i mái đ p • Khi cĩ sĩng các k t c u b o v mái đp cĩ th b phá v , gây xĩi l thân mái, làm trơi các t ng l c b o v • C n cĩ các bi n pháp b o v mái TL nh ư: ðá đ, đá lát khan, BT 3. Tác h i c a n ưc m ưa và nhi t đ • N ưc m ưa th m vào trong đp làm dâng cao ðBH. • N ưc m t làm xĩi l đ nh đp và mái đp. • C n thi t k các thi t b thốt n ưc thân đ p, đ nh đ p và mái đp. 4. Bi n d ng c a n n và thân đp • D ưi tác d ng c a tr ng l ưng b n thân, đ t thân đ p và n n b bi n d ng. Bi n d ng làm n t thân đ p và các thi t b thốt n ưc. • Khi thi t k c n tính tốn ki m tra lún, th m III. CÁC B PH N C A ð P ð T 1. Thân đp • Là b ph n ch y u b o đ m n đ nh c a đ p đ t. • Hàm l ưng ch t h u c ơ ≤ 1% (CT l n) ≤ 5% (CT nh ) • Hàm l ưng ch t hịa tan ≤ 3% (CT l n) ≤ 8% (CT nh ) 2. Thi t b ch ng th m • Dùng v t li u ít th m n ưc, cĩ tác d ng gi m l ưu l ưng th m. • Th ưng cĩ các d ng: - T ưng tâm: M m (sét); C ng (bê tơng, bentonit) - T ưng nghiêng: » Tưng nghiêng sân ph : Khi t ng n n th m n ưc dày. » Tưng nghiêng chân đanh: N n th m n ưc m ng <10m. 3. Thi t b thốt n ưc • Tác d ng: t p trung n ưc th m d n v h l ưu, t ăng n đ nh mái đp h l ưu. • Thi t b thốt n ưc đ nh đ p. • Thi t b thốt n ưc mái đ p. • Thi t b thốt n ưc thân đ p: - Thốt n ưc ki u l ăng tr . - Thốt n ưc ki u g i ph ng. - Thốt n ưc ki u ng d c. - Thốt n ưc ki u áp mái. - Thốt n ưc ki u k t h p. 40
4. Thi t b b o v mái đ p • Tác d ng: ch ng sĩng, phịng ng a tác h i do nhi t đ bi n đ i, do n ưc m ưa ch y tràn gây ra. • B o v mái th ưng l ưu: Th ưng cĩ: - ðá đ trong khung BTCT. - ðá lát khan, xây khan. - T m bê tơng đúc t i ch ho c đúc s n • B o v mái h l ưu: Th ưng dùng bi n pháp tr ng c . IV. PHÂN LO I ð P ð T 1. Phân lo i theo ph ươ ng pháp thi cơng • ðp đ t đ m nén. • ðp đ t b i. • ðp n a b i. • ðp đ p đ t trong n ưc. • ðp đ t b ng ph ươ ng pháp n mìn đnh h ưng. 2. Phân lo i theo c u t o • ðp đ t đ ng ch t. • ðp khơng đ ng ch t: ð p đ p b ng nhi u kh i đ t khác nhau. • ðp cĩ t ưng nghiêng. • ðp cĩ t ưng lõi. • ðp h n h p: G m các kh i đ t khác nhau và đá. 3. Phân lo i theo điu ki n tháo n ưc • ðp đ t khơng tràn n ưc. • ðp đ t tràn n ưc: S d ng trong nh ng đ.ki n h n ch , đ p th p 4. Phân lo i theo đ t n n (14 TCN 157-2005) 41
• ðp đ t trên n n là đá phong hĩa v a, nh , t ươ i. • ðp đ t trên n n phong hĩa m nh và đt. 5. Phân lo i theo chi u cao đ p. • ðp th p. • ðp v a. • ðp cao. §6.2 NGUYÊN T C VÀ CÁC B ƯC THI T K I. NGUYÊN T C THI T K • ðp và n n ph i n đ nh trong m i điu ki n làm vi c. • T n th t th m qua n n và thân đp khơng quá l n. Khơng gây xĩi ng m. Thốt n ưc th m ra h l ưu ph i đ m b o. • ðp đ t ph i đ cao, ph i cĩ cơng trình tháo l ũ đ m b o cho h th ng làm vi c an tồn trong mùa l ũ. • Cĩ các thi t b b o v đ p, ch ng tác h i c a sĩng, giĩ, m ưa, nhi t đ • Giá thành đp và kinh phí qu n lý r nh t. • Vi c l a ch n lo i đ p, c u t o các b ph n, th i gian và ph ươ ng pháp thi cơng ph i d a vào tình hình c a h th ng cơng trình và tho mãn các yêu c u thi cơng, s d ng và qu n lý. II. CÁC B ƯC THI T K • So sánh và l a ch n lo i đ p. • Xác đnh hình th c, kích th ưc ch y u c a m t c t đ p. • Tính tốn n đ nh và đ b n c a đ p. - Th m qua đ p và n n. Ki m tra đ b n v th m. - Tính tốn t ng l c ng ưc và thi t b tiêu n ưc. - n đ nh mái, t ưng nghiêng và các l p b o v . - Lún c a thân, n n đ p và chuy n v ngang. - Gia c mái, đ b n c a thi t b b o v d ưi tác d ng c a sĩng. • Ch n c u t o chi ti t các b ph n c a đ p. • X lý n i ti p gi a đ p và n n, đ p và các cơng trình khác n u cĩ. • Tính kh i l ưng cơng trình, v t li u và s c lao đ ng c n thi t. Các b ưc th c hi n trong đ án t t nghi p • So sánh và l a ch n lo i đ p. • ðư a ra các ph ươ ng án tuy n đ p. Hình th c và tuy n tràn tháo l ũ. • Tính tốn các đc tr ưng th y v ăn: ðiu ti t h , điu ti t l ũ • Thi t k s ơ b c m cơng trình đu m i theo các ph ươ ng án. • Tính tốn h i l ưng, giá thành và l a ch n ph ươ ng án. • Tính tốn l i điu ti t l ũ v i l ũ thi t k và l ũ ki m tra. • Xác đnh hình th c, kích th ưc ch y u c a m t c t đ p. • Tính tốn n đ nh và đ b n c a đ p. • Ch n c u t o chi ti t các b ph n c a đ p. • X lý n i ti p gi a đ p và n n, đ p và các cơng trình khác n u cĩ. • Tính kh i l ưng, v t li u, s c lao đ ng. Thi t k ti n đ thi cơng. III. KÍCH TH ƯC M T C T NGANG ð P 1. Cao trình đnh đ p • Nguyên t c: khơng cho n ưc tràn qua trong m i tr ưng h p. ð nh đp khơng quá th p và khơng quá cao. • Cơng th c tính: L y giá tr max trong các tr ưng h p sau: - Cao trình đnh đ p v i MNDBT, giĩ l n nh t theo t n su t TK. 42
Zđđ 1 = MNDBT + hsl + h + a - Cao trình đnh đ p v i MNDGC do l ũ TK. giĩ bq l n nh t. Zđđ 2 = MNDGC + h’sl + h’ + a’ - Cao trình đnh đ p v i MNDGC do l ũ cĩ t n su t ki m tra. Zđđ 3 = MNDGCKT + a” Ghi chú: Trong b ưc TKSB ch n ph ươ ng án ch ưa c n tính l ũ k.tra. Xác đnh các giá tr trong cơng th c • MNDBT: Xác đnh qua tính tốn điu ti t h . (xem Th y v ăn) • MNDGC: Xác đnh qua tính tốn điu ti t l ũ. (xem Th y v ăn) • T n su t giĩ: Xác đ nh theo B ng 4-2 [ 14 TCN 157-2005 ] • Xác đnh đ d nh do giĩ h và h’ xem [ QPTL C1-78 ] Trong đĩ: D là đà giĩ; H1: C t n ưc th ưng l ưu h ; α: Gĩc k p gi a h ưng giĩ và tr c vuơng gĩc v i đ p (tr c h ). • Tính chi u cao sĩng leo: hsl và h’sl (hsl và h’sl đưc tính nh ư Ch ươ ng 3) Trong đĩ: λs: Chi u dài sĩng. hs: Chi u cao sĩng. K: h s ph thu c tính ch t c a t ng b o v mái: Vi mái b ng t m bê tơng, đá lát: K=1 Vi mái b ng đá đ , đá x p: K=0.77 • Tính đ cao an tồn a và a’: Ph thu c vào c p cơng trình. Xem Bng 4-1 [ 14 TCN 157-2005 ] 2. Chi u r ng đ nh đ p • Xác đnh theo yêu c u giao thơng, qu c phịng ho c theo c u t o. • Khi khơng cĩ yêu c u giao thơng cĩ th ch n s ơ b theo: • Theo yêu c u c u t o: [ Theo Quy ph m Liên xơ ] - ðp th p: B ≥ 3m. - ðp TB và cao: B ≥ 6m. • Khi cĩ yêu c u giao thơng c n thi t k theo quy ph m giao thơng. Ph thu c m t đ xe, đ a hình, c p k thu t đưng • Khi cĩ yêu c u qu c phịng: M: Tr.l ưng qu bom. • L ưu ý: Thi t k c u t o m t đ p ph i đ m b o thốt n ưc m ưa t t. 3. Mái đp và c ơ đp • ð d c mái đ p ph thu c vào hình th c, chi u cao đ p, lo i đ t đp, tính ch t n n. • Khi thi t k ph i qua tính n đ nh đ ch n mái. • Khi ch n s ơ b h s mái v i H ≤ 40m cĩ th theo cơng th c: 43
mTL = 0,05.H + 2 mHL = 0,05.H + 1.5 • Khi chi u cao đ p 10 15m, c n b trí c ơ. B r ng c ơ Bc ≥ 3m. Mái d c phía d ưi c ơ th ưng làm tho i h ơn phía trên c ơ. • L ưu ý: - Ch n h s mái đ p chia h t cho 0,25. Ví d : 2,5 2,75 3,0 - Trên c ơ và mái đp c n b trí các r nh thốt n ưc. §6.3 TÍNH TỐN TH M QUA ð P ð T I. KHÁI NI M C Ơ B N 1. M c đích và nhi m v • Xác đnh l ưu l ưng th m qua đ p và qua n n. Tìm l ưng n ưc tn th t th m c a h bi n pháp phịng ch ng th m. • Xác đnh v trí đưng bão hồ tìm đưc áp l c th m dùng trong tính tốn n đ nh c a mái đ p. • Xác đnh gradien th m (ho c l ưu t c th m) ki m tra hi n tưng xĩi ng m, đ y tr i đ t và xác đnh kích th ưc c u t o c a tng l c ng ưc. 2. Các ph ươ ng pháp tính • Các ph ươ ng pháp th m nh ư Ch ươ ng 2. Trong ch ươ ng này ch yu ch đ c p đ n ph ươ ng pháp th y l c. 3. Các gi thi t v th m: Xem Ch ươ ng 2. 44
2. Bài tốn c ơ b n 1: ðp cĩ thi t b thốt n ưc ki u l ăng tr ho c gi ph ng. • Xét s ơ đ tính tốn nh ư hình v . • Theo Cơzeni, đưng bão hồ là m t parabol nh n đim đ u c a thi t b thốt n ưc làm tiêu đim. • Ph ươ ng trình ðBH cĩ d ng: y2 = 2.ao.x 3. Bài tốn c ơ b n 2: ðp khơng cĩ thi t b thốt n ưc ho c thi t b thốt n ưc ki u áp mái. • Xét s ơ đ tính tốn nh ư hình v . • T i m t c t b t k ỳ, t a đ (x,y), xét vi phân dx,dy ta cĩ: • Vì ao ch ưa bi t nên c n tìm m t ph ươ ng trình th 2. • Xét nêm h l ưu CDE: Theo th c nghi m CE cĩ m=0,5. 45
Gi thi t t i nêm CDE bĩ dịng th m n m ngang. (hình v ) 4. Tính tốn nêm th ưng l ưu khi mái nghiêng • Xét s ơ đ tính tốn nh ư hình v . • ð đưa v bài tốn c ơ b n c n bi n đ i nêm th ưng l ưu ABC thành hình ch nh t t ươ ng đươ ng. • Theo các k t qu nghiên c u lý lu n và th c nghi m: L= λ.h1 Theo Mikhailop: III. TÍNH TH M QUA ð P TRÊN N N KHƠNG TH M 1. ðp đ ng ch t, khơng cĩ thi t b thốt n ưc • Xét s ơ đ nh ư hình v . • Bi n đ i mái TL theo Mikhail p: ðư a t a đ đưng bão hịa v s ơ đ th c t • T i A: ðBH th c t vuơng gĩc v i mái đ p. • T i đim u n U nào đĩ, ðBH th c t ti p xúc v i đưng bão hịa lý thuy t. Theo kinh nghi m ta cĩ: 46
2. ðp đ ng ch t, cĩ thi t b thốt n ưc thân đ p a. Thi t b thốt n ưc d ng g i ph ng ho c l ăng tr , h l ưu khơng cĩ n ưc. • S ơ đ tính tốn 47
3. ðp đ t cĩ t ưng lõi m m H l ưu khơng cĩ thi t b thốt n ưc ho c TBTN d ng áp mái. • S ơ đ • Bi n đ i chi u dày t ưng lõi thành chi u dày trung bình. • Bi n đ i chi u dày t ưng đ hs th m c a t ưng và đp b ng nhau: V HÌNH Chú ý: 1. Tùy d ng thi t b thốt n ưc mà áp d ng các bài tốn nh ư mc 2 sau khi bi n đ i t ưng lõi thành đp đ ng ch t. 2. Sau khi tính tốn th m ph i đưa s ơ đ bài tốn v d ng th c t . (v l i ðBH c a t ưng lõi) 4. ðp đ t cĩ t ưng nghiêng H l ưu khơng cĩ thi t b thốt n ưc ho c TBTN d ng áp mái. • S ơ đ m t c t đ p. • Bi n đ i chi u dày t ưng nghiêng thành chi u dày trung bình. • Bi n đ i chi u dày t ưng đ hs th m c a t ưng và đp b ng nhau: 48
H l ưu cĩ thi t b thốt n ưc. • S ơ đ m t c t đ p. • Bi n đ i chi u dày t ưng nghiêng thành chi u dày trung bình. • Bi n đ i chi u dày t ưng đ hs th m c a t ưng và đp b ng nhau: Ph ươ ng pháp phân đon c a Pav ơlơpski: • Gi thi t dịng th m qua t ưng nghiêng đu vuơng gĩc v i hai mt c a t ưng. • Chia l ưu l ưng th m qua t ưng nghiêng thành 2 đon trên và dưi đưng bão hịa. q = q1 + q2 • ðon trên ðBH ( đon t A->B) 49
Trưng h p h s th m c a đ p và n n khác nhau • S ơ đ tính tốn: Ph ươ ng pháp: Khi tính th m qua đ p thì coi n n khơng th m, khi tính th m qua n n thì coi đp khơng th m. Trong đĩ n là h s hi u ch nh chi u dài th m. (B ng 6-3). Khi tính tốn c ũng cĩ th l y m u s = Ln +0.88.T • L ưu l ưng t ng c ng qua đ p và n n: q = q đ + qn 50
§6.4 N ð NH C A ð P ð T I. KHÁI QUÁT • ði v i đ p đ t c n ki m tra: - n đ nh tr ưt c a mái d c ho c mái và m t ph n n n. - n đ nh l p b o v mái. • Các tr ưng h p c n tính tốn ki m tra n đ nh: - Th i k ỳ thi cơng và khi đp v a đ p xong. - Khi h đã làm vi c v i các m c n ưc th ưng – h l ưu. - Tr ưng h p m c n ưc th ưng l ưu rút nhanh. • Các lo i t i tr ng: Tr ng l ưng đ t đ p và n n, áp l c n ưc, áp lc sĩng, áp l c th m, áp l c n ưc l r ng, áp l c n ưc mao d n, lc đ ng đ t vá áp l c t ăng thêm do đng đ t. II. CÁC D NG M T N ð NH C A MÁI D C 1. S t l • X y ra m t ngồi c a s ưn d c. 2. Ch y đ t • ðt mái d c d ch chuy n m t ph n hay tồn b thành dịng nh ư dịng cht l ng. • Tr ưng h p này th ưng x y ra khi đ t m m y u, bão hịa n ưc. Khi áp l c n ưc l r ng phát huy tác d ng làm đt m t kh n ăng ch ng c t. 3. Tr ưt • M t tr ưt ph ng - X y ra đ i v i đ t r i, đ p đ ng ch t, khơng cĩ dịng th m. - ð đ m b o n đ nh, gĩc nghiêng mái ph i đ m b o: α ≤ ϕ 52
• Cung tr ưt hình cong: - Khi đt cĩ tính dính, m t ph n đ t bão hịa n ưc. - Khi tính tốn th ưng gi thi t cung tr ưt d ng tr trịn. • Cung tr ưt ph c h p - Khi đp khơng đ ng ch t ho c trong n n cĩ xen k p t ng đ t xu. Cung tr ưt cĩ d ng cung trịn k t h p v i đưng th ng. Các b ưc tính tốn B1. Chia ph n đ t tr ưt thành nhi u d i, b r ng b=R/m • V i m là m t s nguyên ch n t ch n: m= 10,15,20 • Tr c đi qua tâm O là tr c đ i x ng c a d i s 0. • Các d i đưc đánh s nh ư hình v . 53
1. Tính h s n đ nh theo Giec-xê-va-np • Gi thi t kh i tr ưt là kh i r n, áp l c th m đưc chuy n thành áp 2. Tính h s n đ nh theo ph ươ ng pháp mơmen d n xu t • Coi mơmen c a áp l c th m t i m i d i đ i v i tâm O b ng 54
IV. GI I THI U M T S PH ƯƠ NG PHÁP TÍNH N ð NH 1. L ch s phát tri n các ph ươ ng pháp tính tốn n đ nh • Cuman (1776): Gi thi t m t tr ưt ph ng đi qua chân mái d c. • Collin (1860 – 1890): Kh o sát KL m t tr ưt g n nh ư tr trịn. • PP Th y đin: Do các nhà khoa h c Th y đin (1916). • Frontard và Risal (1920): M t tr ưt xo n logarit. • Bishop (1950): S d ng m t tr ưt tr trịn, áp d ng ph ươ ng trình cân b ng momen và ph ươ ng trình cân b ng l c theo ph ươ ng đng • Janbu (1950 – 1960): M t tr ưt b t k ỳ, dùng p.p cân b ng l c. • Morgensten-price (1960): M t tr ưt b t k ỳ, s d ng ph ươ ng pháp cân b ng l c và momen. • Fredlund (1970): M t tr ưt h n h p, s d ng ph ươ ng pháp cân bng l c và momen. • Blaker và Garber (1977): M t tr ưt d ng đưng cong logarit, dùng c ph ươ ng trình cân b ng l c và mơmen. • Celestino và Duncan (1981): S d ng c c ti u hàm nhi u bi n đ tìm b m t tr ưt nguy hi m nh t, m t tr ưt g m m t lo t các đon th ng. • Ph ươ ng pháp tính theo đ tin c y. 2. Gi i thi u ph n m m GEO-SLOPE • GEO-SLOPE là m t modul trong b ph n m m GEO-STUDIO đưc phát tri n b i International Ltd (Canada). • Các ph ươ ng pháp s d ng tính tốn: - Ordinary. - Bishop. - Janbu. - Morgensten-price. 55
V. XÁC ðNH CUNG TR ƯT NGUY HI M 1. Ph ươ ng pháp Filennit • S ơ đ. • Tâm trưt nguy hi m n m lân c n đưng M1M. • α, β ph thu c đ d c mái h l ưu. (b ng 6-5 GT) 2. Ph ươ ng pháp Fan-đê-ép • S ơ đ. • Tâm tr ưt nguy hi m n m trong vùng gi i h n b i 2 cung trịn và 2 đưng th ng nh ư hình v . 3. Các b ưc xác đ nh tâm tr ưt nguy him và h s K 56
• K t h p tìm vùng tâm tr ưt nguy hi m theo 2 ph ươ ng pháp trên. • L y các tâm O1, O2, O3, O4 trên đưng M1M đ ng th i thu c vùng tâm nguy hi m c a Fan đêep. Tính K cho các tâm v i cung tr ưt đi qua đim chân h l ưu. VI. NH H ƯNG C A ÁP L C KHE R NG 1. Khái quát • Mơi tr ưng đ t g m 3 thành ph n: h t r n, n ưc, khí. • Khi các h t t a vào nhau v ng ch c, khơng b bi n d ng do t i tr ng → ð t đã c k t hồn tồn. • Khi ch ưa c k t, t i tr ng tác d ng làm đt b ép l i, m t ph n khí và n ưc thốt ra khơng k p c ũng b ép sinh ra áp l c → Áp l c khe r ng. Áp l c này làm gi m l c ch ng c t. • ði v i đ p xây b ng đ t dính hay t i nh ng b ph n b ng đ t sét ch ng th m khi thi t k c n ki m tra l c này. Tr ưng h p đ t 2 pha (n ưc, đ t) thì β=0; =1 εtb, εo : H s r ng trung bình và ban đu. : h/s hịa tan khí trong n ưc. Khi to = 0 thì =0,024. Go: ð m th tích ban đ u. Po, P: áp l c trong thành ph n khí t ươ ng ng tr ng thái ban đu và tr ng thái đang xét. Cĩ th l y Po=Pa. a’ : h/s xác đnh theo cơng th c: a: h/s ép co. n’: h/s ph thu c s chi u c a bài tốn: 3 chi u: n’=3. ξ: h/s áp l c bên. 57
θ1: ƯS do t i tr ng & tr ng l ưng b n thân gây ra. θ2: ƯS do áp l c n ưc sinh ra, xác đnh t c t n ưc biên. Kx,Ky,Kz: h/s th m theo ph ươ ng x,y,z. iox,ioy,ioz: Gradient th m ban đ u theo các ph ươ ng xyz. H: C t n ưc th m. • V i đ t đ ng h ưng thì ph ươ ng trình c k t cĩ d ng: VII. NH H ƯNG C A DỊNG TH M ðI RA MÁI HL • Dịng th m thốt ra mái h l ưu t i m t đim A n m cao h ơn mc n ưc h l ưu và cĩ th gây xĩi ng m. • T i A: gradien th m JA = sin α2 • T i B: Theo lý thuy t JB = ∞ nh ưng th c ra JB ch cĩ th đ t tr s nh t đ nh. • Xét điu ki n n đ nh c a m t đơn v kh i đ t t i A. - ð.K cân b ng c c h n: VIII. NH H ƯNG C A ð NG ð T • Các vùng cĩ đng đ t t c p 7 tr lên c n xét đ n l c quán tính đng đ t. Pđ = k đ.α.G • Ph ươ ng, chi u: Ch n ph ươ ng, chi u b t l i nh t là ph ươ ng ngang, chi u h ưng ra ngồi mái d c. • Thành ph n này tham gia vào mơ men gây tr ưt cho mái d c đ p đt. IX. ðÁNH GIÁ PH ƯƠ NG PHÁP CUNG TR ƯT TR TRỊN • Tính tốn theo bài tốn ph ng, ch ưa xét đưc bài tốn khơng gian. (thiên v an tồn) 58
• Ch ưa xét nh h ưng c a các l c tác d ng hai bên c a m i d i đ t. CH ƯƠ NG 7 ðP ðÁ VÀ ðP ðÁH N H P NI DUNG CH ƯƠ NG Th i l ưng gi ng d y: Lý thuy t: 2 ti t • Khái ni m và phân lo i. • Bi n hình lún c a đ p đá. • Yêu c u v i v t li u đá đ p đ p và n n đ p. • Tính tốn th m qua đ p đá. - Th m qua mơi tr ưng đá. - Tính th m cho đp cĩ t ưng nghiêng. - Tính th m cho đ p cĩ t ưng lõi. • Kích th ưc m t c t đ p đá. • Thi t b ch ng th m cho đ p đá. • ðp đ t – đá h n h p. §7.1. KHÁI NI M • ðp đá là m t trong nh ng lo i cơng trình c , dùng v t li u t i ch , cĩ th thi cơng vào m i mùa, k thu t xây d ng đơn gi n. • Yêu c u đ a ch t n n đ p đá th p h ơn so v i đ p bêtơng: - ðá. - Khơng ph i đá nh ưng ch u t i cao, ít lún. • Nh ng đ p đá cao t 8 ÷ 10m tr lên th ưng là lo i khơng tràn nưc. Cơng trình x l ũ đưc b trí trong thân đ p hoc bên b . • ði v i nh ng đ p th p, cĩ th cho n ưc tràn qua đnh. • ð gi m l ưu l ưng th m, ng ưi ta b trí các thi t b ch ng th m trong thân đp đá. I. PHÂN LO I 1. ðp đá đ • ðp đá đ g m 2 b ph n: kh i đá đ và thi t b ch ng th m. - ðp đá đ cĩ thi t b ch ng th m ki u t ưng nghiêng. - Ki u t ưng tâm 2. ðp đá x p (xây khan) • Thi t b ch ng th m c a đ p đá x p th ưng dùng lo i t ưng nghiêng c ng. 3. ðp đá n a đ , n a x p • Ph n thân đ p th ưng l ưu là đá x p, ph n thân đ p h l ưu là đá đ. 59
4. ðp h n h p • Th ưng dùng nh t là lo i đ p đá, đ t h n h p. • Ph n đ t phía th ưng l ưu t o thành thi t b ch ng th m. • Ngồi ra cịn dùng lo i đ p đá và bê tơng h n h p. 5. ðp đá đ cĩ b n m t bê tơng • Xu t hi n đ u th k 20, nh ng n ăm 50 khơng đưc ch p nh n vì thi u cơng c đ m. • Cu i th k và hi n nay phát tri n m nh. • Th gi i đã và đang xây d ng 85 đ p, phát tri n m nh là Châu úc và B c M ĩ, đ p agnmilpa Mexico H= 187m. • Trung Qu c áp d ng t n ăm 1985 đ n nay đã cĩ 74 đp trong đĩ cĩ 17 đp cao h ơn 100m. • Vi t Nam đang xây d ng đ p Nahang cao h ơn 100m. II. ðC ðIM LÀM VI C • Dịng th m ra h l ưu qua thi t b ch ng th m ho c qua vai đ p. • Kh i đá cĩ đ r ng l n (30 ÷ 40%) lc th m t/d lên đá r t nh . • ðá d b phong hố do n ưc m ưa, nưc trong khơng khí l t vào các khe đá, n ưc th m, nhi t đ mơi tr ưng • ðp đá đ th ưng lún nhi u gây n t n ho c phá ho i các thi t b ch ng th m. §7.2. BI N HÌNH LÚN C A ð P ðÁ Khái ni m • Bi n hình lún c a thân đ p ch y u do nh ng ch ti p xúc gia các hịn đá b phá ho i gây ra. • Bi n hình thân đp g m 3 ph n: - Lún th ng đ ng. - Lún di đng n m ngang v phía h l ưu. - Lún di đng t hai b vào gi a. • Nguyên nhân: ð c ng, c p ph i hình d ng đá, ph ươ ng pháp thi cơng, đa hình và đa ch t lịng sơng • Khi tính lún c a đ p đá ph i xét đ n lún ngay trong th i k ỳ thi cơng, b t đ u dâng n ưc và trong th i k ỳ s d ng. • Bi n pháp gi m nh : ð đá t trên cao xu ng t o l c xung kích, dùng đm ch n đ ng, dùng l c n ưc xung kích khi thi cơng Tính tốn bi n hình lún 60
• Tính tốn đ lún c a đ p đá trong th i k ỳ xây d ng: (Dic) Trong đĩ: h : đ lún c a đ p t i đ cao h so v i m t n n. H : chi u cao đ p. tg αo : h s , ph thu c vào đ ch t c a kh i đá đ . Vi kh i đá đ khơng đ m nén, tg αo = 0,08 ÷0,18; Vi kh i đá đ cĩ đ m nén, tg αo = 0,004 ÷0,01. §7.3. YÊU C U ð I V I ðÁ LÀM ðP VÀ N N ð P 1. Yêu c u đ i v i đá làm đp • ðá ph i ch u đưc áp l c n ưc và tr ng l ưng b n thân đ p. • Ch ng đưc phong hố v t lý như nhi t đ và khí h u thay đ i. • H s m m hố c a đá trong n ưc ≥ 0,85 ÷ 0,90. • Ch ng đưc xâm th c hố h c c a n ưc, khơng b hồ tan. • Ch u đưc tác d ng c a các l c tác đ ng nh ư l c xung kích trong quá trình v n chuy n ho c đ đá. • Ngồi ra kích thưc, c p ph i hình d ng đá ph i b o đ m nh ng yêu c u nh t đ nh. 2. Yêu c u đ i v i n n đ p • Yêu c u đ i v i n n đ p đá cao h ơn so v i đ p đ t nh ưng th p hơn so v i đ p bêtơng tr ng l c. 1. Tính tốn th m qua mơi tr ưng đá • Khi th m qua mơi tr ưng đá, dịng th m chuy n đ ng khơng tuân theo quy lu t Darcy. • Xét s ơ đ, t i m t c t N-N: Dịng th m qua đá là dịng r i, theo GS. N.P.Puz ưrepski: Lưu ý: - Tính tốn th m qua đ p đá là tính th m qua t ưng gi a ho c t ưng nghiêng ch ng th m. - ði v i đ p h n h p đt đá mà ph n đ t t ươ ng đi l n, khi cn thi t ph i xác đ nh đưng bão hồ trong ph n đ t. 61
3. Tính th m qua đ p đá cĩ t ưng lõi • S ơ đ tính tốn. • G i ho là d h th p đưng bão hịa. • Khi L/h1 < 0,5 cĩ th tính: • Gradien c a dịng th m khi ra mép h l ưu: Jt = sin α Jp = sin αtg β J=sin α/cos α §7.5. KÍCH TH ƯC M T C T ð P ðÁ 62
CH ƯƠ NG 8 ðP BÊ TƠNG TR NG L C NI DUNG CH ƯƠ NG Th i l ưng gi ng d y: Lý thuy t: 6 ti t • Khái quát. • Thi t k m t c t đ p. - Tính tốn m t c t c ơ b n. - Thi t k m t c t th c t c a đ p tràn và khơng tràn n ưc. • Phân tích ng su t. - Xác đnh ng su t biên đp. - Xác đnh ng su t thân đ p. - Phân b ng su t trong thân đ p. • nh h ưng c a các y u t đ n ng su t thân đ p. • Yêu c u v v t li u, n n và x lý n n. • Các hình th c đ p tr ng l c c i ti n khác. §8.1. KHÁI QUÁT • ðp BT là đp mà v t li u ch y u là bê tơng. • Các lo i đ p BT: - ðp BT tr ng l c: Là lo i đ p cĩ kh i l ưng bê tơng l n, l y tr ng l ưng b n thân đ đ m b o n đnh. Cĩ th cho tràn ho c khơng tràn n ưc. - ðp tr ch ng: Bao g m đ p b n ph ng, đ p liên vịm, đp to đu - ðp vịm: (s h c ch ươ ng 9) • Theo th ng kê các lo i đ p trên Th gi i: - ðp đ t chi m 78%. - ðp đá đ chi m 5%. - ðp bê tơng tr ng l c chi m 12%. - ðp vịm 4%. • Ưu đim: - K t c u và ph ươ ng pháp thi cơng đơ n gi n, t o điu ki n c ơ gi i hĩa cao. - ð n đ nh l n. - Gi m kh i l ưng cơng trình đu m i. (do cho n ưc tràn) - D t o dáng gĩp ph n t ăng v hài hịa c a ki n trúc CTTL. • Nh ưc đim: - Yêu c u n n cao. - Kh i l ưng l n, ch ưa t n d ng h t s làm vi c c a VL. §8.2. THI T K M T C T ð P I. THI T K M T C T C Ơ B N • Hình d ng m t c t c ơ b n d a theo lý thuy t đàn h i: - Theo điu ki n ch u l c. - Theo điu ki n bi n hình n n. • M t c t đưc dùng ph bi n là tam giác. • Tính tốn m/c c ơ b n theo 3 điu ki n: - ðiu ki n n đ nh. - ðiu ki n ng su t. - ðiu ki n kinh t . 63
- H đ y n ưc: б’y=0; б”y=( γb-α1. γn).H - H khơng cĩ n ưc: б’y= γb.H; б”y=0 • Nh n xét: - Khi α1 càng nh (áp l c th m nh ) thì B nh → c n cĩ bi n pháp gi m áp l c th m đáy đ p. - Khi α1=0.5 → B=0.72H; Khi α1=0 → B=0.65H 2. Xác đnh chi u r ng đáy đ p theo điu ki n n đ nh tr ưt • ð.ki n đ m b o n đ nh tr ưt : K ≥ [K] Ta cĩ : K= ( ΣPct / ΣPgt) Hay ΣPct = K. ΣPgt → f. ΣG = K.W1 f : H s ma sát t i m t tr ưt. K: H s n đ nh tr ưt. • N u l y n=0; f=0.7; α1=0.5; γb=2.4T/m3, Ta cĩ B ≈ 0.75H • N u α1=0 thì B ≈ 0.6H NH N XÉT: - Khi f=0.7: => N u Wth nh thì ch n B theo điu ki n ng su t. => N u Wth l n thì ch n B theo điu ki n n đ nh. - Tùy thu c t ng ðK tính tốn, so sánh đ ch n giá tr B l n hơn t hai k t qu tính tốn hai ðK trên. 65
3. Xác đnh m t c t kinh t c a đ p tr ng l c khơng tràn • Gi thi t nhi u tr s ξ, nh ư ξ = 0, ξ = 0,1, ξ = 0,2, ξ = 0,3 • V i m i ξ l i gi thi t nhi u tr s n, d a vào yêu c u n đ nh ch ng tr ưt K ≥ [K], tính đưc các tr s m ng lp m = f(n). • V i m i c p n và m c a b ưc 2, tính tốn ƯS chính biên th ưng lưu và l p quan h σ'1 = f(n). • V i m i c p n và m c a b ưc 2, tính di n tích m t c t c ơ b n A II. M T C T TH C T C A ð P BÊ TƠNG TR NG L C 1. M t c t th c t đ p khơng tràn Mt c t th c t đ p d a vào các đk kinh t , k thu t và qu n lý s a ch a: • ðnh đ p: - Cao trình đnh. - B r ng và c u t o đ nh • B r ng đáy đ p. • Hình d ng cịn ph thu c các điu ki n khác nh ư: - N i ti p v i b và cơng trình khác. - N i ti p h l ưu. - Khe r ng trong thân đ p. 2. M t c t th c t đ p tràn: Tươ ng t , xét đ n các điu ki n ch u l c và yêu c u khác: • ðnh đ p: - Cao trình đnh. - Hình d ng đ nh đ p tràn phù h p đk tháo n ưc. • B r ng đáy đ p. Các kh i BT th ưng , h l ưu. • Hình d ng cịn ph thu c các điu ki n khác nh ư: - N i ti p v i b và CT khác. - N i ti p h l ưu th ưng theo bán kính cong R. - Khe r ng trong thân đ p. 66
§8.3. TÍNH TỐN N ð NH 1. Yêu c u tính tốn • ðp bê tơng tr ng l c ph n l n đưc xây d ng trên n n đá. C n ki m tra: - n đ nh ch ng l t. - n đ nh ch ng tr ưt. - ð b n c a đ p và n n. 2. Các ph ươ ng pháp tính tốn • Ph ươ ng pháp tr ng thái gi i h n. • Ph ươ ng pháp h s an tồn ch ng tr ưt t i m t ti p giáp gi a đ p và n n. (xem Ch ươ ng 4) §8.4. TÍNH TỐN N ð NH I. M C ðÍCH, PH ƯƠ NG PHÁP, TR ƯNG H P 1. M c đích Xác đnh ƯS t i m i đim trong thân đ p d ưi tác d ng c a ngo i lc và nh h ưng c a các nhân t khác nh ư: Bi n d ng n n, thay đ i nhi t đ , phân đon thi cơng nh m xác đ nh tình hình phân b ƯS t đĩ ti n hành: • B trí phân vùng v t li u. • B trí đưng h m, tính thép trong l khoét, đưng h m. • Ki m tra kh n ăng ch u t i c a VL, n n. • Thi t k t ch c thi cơng 2. Tr ưng h p tính • Khai thác: Tính v i hai t h p l c: C ơ b n và ðc bi t. • Thi cơng: Th ưng tính v i tr ưng h p v a thi cơng xong. • Tr ưng h p s a ch a. 3. Ph ươ ng pháp tính • Các ph ươ ng pháp lý thuy t: - Ph ươ ng pháp SBVL. - Ph ươ ng pháp lý thuy t đàn h i. - Các ph ươ ng pháp s . • Các ph ươ ng pháp th c nghi m: - Thí nghi m, quan tr c đo đ c, t ươ ng t II. TÍNH ƯS BIÊN ðP THEO PH ƯƠ NG PHÁP SBVL 1. Các gi thi t c ơ b n: 67
• V t li u đàn h i, đ ng nh t, đ ng tính. • Phân b ƯS pháp trên m/c ngang tuân theo quy lu t TT. • Thân đp c đ nh trên n n: Coi đ p ngàm ch t vào n n. Ưu đim: • Tính tốn đơ n gi n, ph m vi ng d ng r ng rãi. Nh ưc đim: • K t qu khơng chính xác, khơng dùng nghiên c u cá bi t đưc. 2. Tính ng su t biên đp a. ng su t pháp бy • ƯS trên biên TL: б’y • ƯS trên biên HL : б”y Chú ý: Ch n các m t c t ch đ t bi t nh ư: ðáy đp, ch thay đ i đ t ng t, trong thân đ p cĩ hành lang, đưng ng b. ng su t c t τxy • Xét phân t trên biên TL: dx, dy, dl, τxy, бx, бy. • Chi u các thành ph n l c theo ph ươ ng Y: Tươ ng t trên biên h l ưu: • Xét phân t trên biên HL: dx, dy, dl, τxy, бx, бy. • Chi u các thành ph n l c theo ph ươ ng Y: 68
c. ng su t pháp бx • Xét phân t trên biên TL: dx, dy, dl, τxy, бx, бy. • Chi u các thành ph n l c theo ph ươ ng X: d. ng su t pháp chính • Xét biên TL: M t TL là m t m t chính, vì trên nĩ τ=0. • Xét phân t trên biên TL: dx, dy, dl, τxy, бx, бy. e. ng su t c t chính • T i biên th ưng l ưu: • T i biên h l ưu: • Chú ý: - Ki m tra s c ch u t i c a BT là ki m tra xem ƯS nén chính cĩ vưt quá ƯS nén cho phép c a BT. - ðiu ki n ki m tra s c ch u t i c a BT là: N ≤ [ бn]. - Khi thi t k tính tốn giá tr ƯS nén chính max, t đĩ ch n mác c a bê tơng phù h p. III. TÍNH C ƯNG ð ð P THEO P.P TR NG L C 1. ng su t pháp σy trên m t c t n m ngang • Theo gi thi t ƯS pháp trên m t c t n m ngang tuân theo quy lu t tuy n tính: бy = a + b.x 69
• Dùng cơng th c nén l ch tâm c a SBVL, thay các điu ki n biên vào ta đưc: 2. ng su t c t trên m t c t n m ngang • Xét phân t trong thân đ p: c nh dx, dy; Tr ng l ưng: γb.dx.dy • Xét điu ki n cân b ng t ĩnh và chi u các l c lên ph ươ ng y: 3. ng su t pháp σx trên m t c t th ng đ ng • Xét điu ki n cân b ng t ĩnh và chi u các l c lên ph ươ ng x: • Thay τ vào ph ươ ng trình trên ta đưc: • Phân b σx cĩ d ng b c 3: σx = a2 + b2x + c2x2+d2x3 • Thay điu ki n biên đ xác đ nh a2, b2, c2,d2. Lưu ý: 1. Cĩ th thay các vi phân b ng các sai phân c a các h s a1, b1, c1 gi a hai m t c t ngang l y cách nhau m t kho ng y. 2. Khi tính tốn s ơ b cĩ th đơ n gi n hố, xem ng su t pháp úx phân b theo quy lu t đưng th ng: σx = a2+ b2x 4. ng su t chính 70
• T i đim b t k ỳ ta cĩ ng su t pháp chính: • ng su t ti p chính: • Ph ươ ng c a ƯS pháp chính N1 (khi N1>N2) làm v i tr c x (khi σx> σy) ho c v i tr c y (khi σy> σx) gĩc θ1 xác đnh theo: IV. PHÂN B NG SU T TRONG THÂN ð P 1. ðưng đ ng ng su t • Các đưng cong trên đĩ các ng su t cĩ cùng tr s g i là đưng đng ng su t. • Cách xác đnh: - T h p t i tr ng và tính các l c cho m i t h p. - Chia m t c t thành các ơ, tính các thành ph n ƯS t i đim nút. - N i các đim cùng tr s c a N1, N2 theo cách v n i suy đưng đ ng m c 2. Qu đ o ng su t chính • Là đưng cong mà ph ươ ng c a ng su t chính t i m i đim là ti p tuy n c a đưng cong đĩ. • Cách xác đnh: - Xác đnh ng su t chính và ph ươ ng c a nĩ t i các đim nút. - V đưng cong ti p xúc v i ph ươ ng các ng su t chính. §8.5. NH H ƯNG C A BI N D NG N N ð N S PHÂN B NG SU T THÂN ð P • D ưi tác d ng c a tr ng l ưng n ưc trong h và tr ng l ưng b n thân đp, n n b bi n d ng, s bi n d ng đĩ nh h ưng đ n s phân b ng su t trong đ p nh t là ph n chi u cao g n đáy đ p. • S phân b ng su t vùng đáy đp ch y u ph thu c vào t s Eđ và En . 71
§8.6. NH H ƯNG C A L C TH M ð N CÁC THÀNH PH N NG SU T • Áp l c th m Wt trên m t m t c t ngang nào đĩ cĩ th xác đ nh theo cơng th c: Wth = α2. γ. Trong đĩ: α2: h s truy n áp l c, ph thu c vào tr ng thái ng su t ca bê tơng, dao đng t 0,43 ÷0,95. • ng su t theo ph ươ ng th ng gĩc v i m t n m ngang cĩ chi u rng b do áp l c th m đưc tính: Trong đĩ M là mơ men c a l c th m. • Nh n xét: Áp l c th m trong đ p bê tơng đã làm cho đp làm vi c trong điu ki n b t l i h ơn. §8.7. NH H ƯNG C A S THAY ð I NHI T ð VÀ ð M ð N NG SU T • Th i k ỳ xây d ng: - Do quá trình thu hố c a XM nhi t đ c a bê tơng t ăng. - Bê tơng to nhi t và ngu i d n (khơng đ ng đ u) phát sinh ng su t kéo và nén. • Th i k ỳ khai thác: - Quá trình to nhi t c a kh i bê tơng kéo dài cĩ khi đn m t vài năm m i đ t tr s n đ nh. - Nhi t đ c a ph n gi a kh i bê tơng s đ t đ n nhi t đ trung bình n ăm, các vùng biên đp s ch u nh h ưng c a s thay đ i nhi t đ khơng khí và n ưc quanh đ p. - ng su t nhi t c a đ p phát sinh trong th i k ỳ khai thác là do đ chênh v nhi t đ mép ngồi và phía trong c a đ p. §8.8. NH H ƯNG C A VI C PHÂN GIAI ðON THI CƠNG ðN NG SU T THÂN ð P • Khi quá trình thi cơng theo nhi u giai đon, ng su t trong thân đp phân b khác quy lu t mà chúng ta đã nghiên c u. • Ví d : - ðp thi cơng đ t 1. - Phân b ng su t chính sau th i k ỳ xây d ng th hai. - Phân b ng su t chính t ng h p c a hai th i k ỳ xây d ng. 72
Các bi n pháp kh c ph c: 1. X lý ti p giáp t t gi a bê tơng c ũ và m i. 2. ðt c t thép ng su t tr ưc m t th ưng l ưu; 3. Ph t v a xi m ăng v i áp su t cao ch ti p giáp gi a hai th i k ỳ thi cơng; 4. ðt thi t b thốt n ưc ch ti p giáp gi a bê tơng c ũ và m i đ gi m áp l c đ y n i. §8.9. NG SU T QUANH CÁC L VÀ CÁC HÀNH LANG TRONG THÂN ðP • Khi b trí các l và hành lang, s phân b ng su t trên các m t ct các vùng đp lân c n s thay đ i. • S phân b ng su t trong các khu v c ph thu c vào kích th ưc và hình d ng c a đưng ng và hành lang. §8.10. V T LI U, C U T O C A ð P BÊ TƠNG TR NG L C 1. V t li u xây d ng đ p bê tơng tr ng l c • ði v i bê tơng thu cơng c n đ t các yêu c u sau: - ð c ưng đ , th ưng dùng bê tơng cĩ s hi u 100 ÷ 300. - Ít th m n ưc, th ưng dùng lo i bê tơng ch ng th m B4 ÷ B8. - Ch ng đưc s bào mịn, xâm th c ca n ưc. - Tính ch nh th . • Các bi n pháp ti t ki m xi m ăng: - Phân vùng đp đ dùng các lo i bê tơng cĩ s hi u thích h p. - Tri t đ l i d ng c ưng đ c a bê tơng th i k ỳ cu i. - Tr n thêm đá h c vào kh i bê tơng. - Tr n thêm v t li u thay th m t ph n xi m ăng. Các lo i v t li u cĩ th dùng đ pha tr n: tro ho s ơn, đt đialomic, đá vơi - Tr n thu c hố d o vào bê tơng. 2. Phân khe trong đp bê tơng tr ng l c • Vi c phân khe và chia đp thành các đon nh m tránh n t n do bi n d ng nhi t ho c do lún khơng đu gây ra Khe v ĩnh c u. • Khe v ĩnh c u cĩ hai lo i: khe lún và khe nhi t đ . 73
• Khe lún: đt cách nhau 50 ÷ 60m tu ỳ theo tính ch t c a n n. Khe lún c t su t chi u cao c a đ p, đ m b o cho các đon đ p làm vi c đ c l p nhau. 3. C u t o đ nh đ p và thân đp (Xem giáo trình) 74
CH ƯƠ NG 11. CÁC LO I ð P KHÁC NI DUNG CHÍNH Th i l ưng gi ng d y: Lý thuy t: 2 ti t • Khái ni m và phân lo i. • ðp c c g . • ðp cao su. - Ưu nh ưc đim. - Các s ơ đ b trí. - Tính tốn kh n ăng tháo. - Thi t k túi đ p. §11.1. KHÁI NI M VÀ PHÂN LO I 1. Khái ni m • Trong nh ng điu ki n nh t đ nh, cĩ th áp d ng các hình th c đp khác cĩ nh ng ưu đim nh ư: - T n d ng v t li u t i ch , h giá thành cơng trình. - B trí thi cơng đơn gi n, rút ng n th i gian xây d ng • Các d ng đ p này th ưng cĩ m c đ kiên c khơng cao, thích h p vi lo i cơng trình nh , c t n ưc th p. • Vi c nghiên c u áp d ng các d ng đ p phù h p trong nh ng điu ki n nêu trên là c n thi t. 2. Phân lo i • ðp g : S d ng v t li u g là ch y u. - ðp c c g : Dùng c c g k t h p v i v t li u đ t, đá. - ðp t ưng ch ng: B n ch n n ưc và t ưng ch ng đ u b ng g . - ðp c ũi g : Dùng c ũi g , trong đĩ ch a đ t cát, đá. • ðp đá tràn n ưc: S d ng v t li u đá, k t h p v i m t ph n v t li u khác nh ư đt, bê tơng đ làm đp. - ðp trên n n đ t: cĩ m t tràn n ưc tho i. - ðp trên n n đá: cĩ m t tràn d c h ơn, đ nh và chân mái h lưu cĩ kh i bê tơng đ gi n đ nh. M t tràn đưc xây b ng tm bê tơng ho c đá cĩ kích th ưc l n. 75
• ðp h n h p bê tơng, bê tơng c t thép - v t li u đ a ph ươ ng: Thân đp g m v b c ngồi b ng bê tơng, bê tơng c t thép và ph n lõi b ng đ t hay đá. - ðp Xen c p. • ðp cao su: - Thân đp là m t túi cao su cĩ th b ơm c ăng b ng n ưc hay khơng khí đ t o thành v t ch n n ưc. - Thành túi đưc g n ch t v i b n đáy b ng bê tơng c t thép ti p giáp v i n n. 76
CH ƯƠ NG 12. CƠNG TRÌNH THÁO L Ũ NI DUNG CHÍNH Th i l ưng gi ng d y: 7 ti t • M c đích, yêu c u và phân lo i cơng trình tháo l ũ. • ðp tràn tr ng l c: - Các yêu c u b trí và thi t k . - Xác đnh kh u di n. - Tính tốn tiêu n ăng sau tràn. • ðưng tràn d c: - C u t o, tác d ng các b ph n và b trí. - N i ti p và tiêu n ăng sau tràn. • ðưng tràn ngang: - ðiu ki n s d ng và đc đim làm vi c. - Tính tốn th y l c đưng tràn. • Xi phơng tháo l ũ: - ðiu ki n s d ng. - C u t o và tác d ng các b ph n và quy trình làm vi c. - Tính tốn th y l c. • Các lo i cơng trình tháo l ũ khác: - Gi ng tháo l ũ. - ðưng tràn ki u gáo §12.1 M C ðÍCH YÊU C U VÀ PHÂN LO I I. M C ðÍCH YÊU C U • Xây d ng cơng trình tháo l ũ đ tháo l ưng n ưc th a v mùa l ũ, ho c tháo m t ph n hay tháo c n h ch a đ ki m tra s a ch a đm b o h làm vi c bình th ưng và an tồn. • L ưu l ưng tháo l ũ thi t k xác đ nh đưc qua quá trình tính tốn th y v ăn điu ti t l ũ. • CTTL cĩ th k t h p CT ng ăn n ưc, tháo n ưc, x l ũ s m. • V trí cĩ th gi a lịng sơng, bên vai đp hay tách riêng. • Hình th c cĩ th là tràn t đ ng ho c tràn cĩ c a van kh ng ch . II. PHÂN LO I 1. C ăn c vào cao trình c a van: CTTL trên m t, d ưi sâu. • D ưi sâu: C ng ng m, đưng h m, đưng ng tháo l ũ - Cĩ th tháo đưc n ưc trong h ch a v i b t k ỳ m c n ưc nào, th m chí cĩ th tháo c n h . - Cĩ th dùng đ d n dịng thi cơng lúc xây d ng, tháo bùn cát trong h , ho c l y n ưc t ưi, phát đin. • Trên m t: Tràn tr ng lc, tràn d c, tràn ngang, xi phơng 2. C ăn c v trí t ươ ng đi v i đ p: CTTL trong thân đ p và CTTL ngồi thân đp. - CTTL trong thân đp th ưng dùng v i đ p BTTL. - V i đ p đ t th ưng b trí bên vai đp ho c eo núi xa đ p. III. CÁC B PH N CH Y U • Ph n ng ưng tràn: - Là ph n ch y u, quan tr ng nh t c a cơng trình. - Ch đ dịng ch y qua ng ưng cĩ th ng p hay khơng ng p - Ng ưng cĩ th h hay kín. - Trên ng ưng th ưng b trí các thi t b nh ư: Tr pin, c u cơng 77
tác, c u th phai, c a van, phai, c u giao thơng, các thi t b quan tr c • Ph n n i ti p th ưng l ưu: - T o dịng ch y đi vào thu n dịng, tránh nh ng xơ, va gây xĩi l hai b và các ph n khác c a tràn. - G m t ưng h ưng dịng, sân ph , kênh d n • Ph n n i ti p h l ưu: - Là b ph n n i ti p ng ưng tràn v i h l ưu, làm nhi m v chuy n n ưc v h l ưu. Bao g m: » Kênh tháo: Cĩ th là d c n ưc, b c n ưc » Thi t b tiêu n ăng: M ũi phun, b , t ưng » Sân sau. Các tài li u tham kh o: • Cơng trình tháo l ũ. Ngơ Trí Vi ng – Nguy n Văn Cung • Quy ph m tính tốn th y l c đ p tràn C8-76. • Quy ph m thi t k tràn máng phun. §12.2 ðP TRÀN TR NG L C I. M C ðÍCH YÊU C U • ðp tràn tr ng l c là cơng trình v a ng ăn n ưc, v a tháo n ưc, n đ nh nh tr ng l ưng b n thân. Th ưng b trí k t h p v i đ p dâng là đp bê tơng tr ng l c. • Các đim c n l ưu ý khi b trí: - B trí trên n n đá, tr ưng h p ko ph i n n đá c n x lý. - B trí đ p lịng sơng ho c bãi b i. - B trí phù h p v i Q tháo thi cơng và đk thi cơng. - Cĩ th b trí tháo k t h p v i hình th c khác. - ðm b o l ưu t c và l ưu l ưng h l ưu cho giao thơng th y và cho các cơng trình khác làm vi c bình th ưng. - ðm b o h l ưu khơng b xĩi mịn hay b i l ng. - Ph i xét t i b trí t ng th c a c c m CT đ u m i. II. CÁC KÍCH TH ƯC C Ơ B N 1. Cao trình ng ưng tràn • Tràn khơng cĩ c a van: Zng = ZMNDBT • Tràn cĩ c a van: Zng < ZMNDBT 2. Ch n l ưu l ưng đơn v • Khi ch n q c ăn c : đ a ch t lịng sơng, hh, [Vhl], hình th c c u t o b ph n b o v sau đ p, quy trình đĩng m c a van. • Ch n s ơ b : q ≤ qp = [Vhl].hh = Qp/Bp Trong đĩ qp [Vhl], hh, Qp, Bp tính lịng d n h l ưu đp tràn. • Kinh nghi m: n n cát: q=25÷40; sét: q=50; đá:q=50÷60 m3/sm. 3. B r ng tràn • B r ng tràn ph i tháo đưc Qmax trong m i tr ưng h p và tháo đưc v t n i. • S ơ b : B = Qmax / q v i Qmax = Ql ũ max- α.Qo α : 0,75 ÷ 0,90 là h s l i d ng. • Tính l ưu l ưng cho tràn ch y t do: 78
• Tính l ưu l ưng cho tràn cĩ CV: • Các b ưc tính tốn b r ng tràn trong thi t k h ch a: - Ch n các ph ươ ng án hình th c tràn, b r ng tràn. - Tính tốn điu ti t l ũ cho t ng ph ươ ng án. - Thi t k c m cơng trình đu m i. - So sánh ch n ph ươ ng án. 4. Hình d ng m t c t đ p tràn • Th ưng dùng: Khơng chân khơng ki u C ơrigi ơ Ơphixêr p, cĩ chân khơng ki u đ u trịn hay elíp. • T m t c t c ơ b n d ng tam giác -> Xác đnh m t c t th c t đ p tràn. (xem ch ươ ng ðp BT tr ng l c) III. TÍNH TỐN TH Y L C TRÀN 1. Tính th y l c ki m tra kh n ăng tháo • Tràn khơng cĩ c a van ho c c a van m hồn tồn: • Tràn cĩ c a van, c a van m m t ph n: 2. Tính th y l c thi t k tiêu n ăng • Tiêu n ăng m t. • Tiêu n ăng đáy. • Tiêu n ăng phĩng xa. • Các hình th c tiêu n ăng đc bi t. (Tham kh o: N i ti p và tiêu n ăng h l ưu CT tháo - Ph m Ng c Quý) Tiêu n ăng dịng ch y m t • Tr ng thái ch y m t là tr ng thái mà l ưu t c l n nh t c a dịng ch y khơng xu t hi n sát đáy kênh d n mà g n m t thống t do. • N i ti p ch y m t th ưng g p trong điu ki n cĩ b c th ng đ ng h l ưu. • Tu ỳ theo m c n ưc h l ưu, tr ng thái dịng ch y s phân thành 79
dịng ch y m t khơng ng p và dịng ch y m t ng p. - Khi hgh1 hgh2 s sinh ra dịng m t ng p. • hgh1, hgh2: Là đ sâu gi i h n th nh t và đ sâu gi i h n th hai. Theo T.N.Axtafitsêva đ ngh : Tiêu n ăng dịng đáy • Tr ng thái ch y đáy là tr ng thái mà l ưu t c l n nh t c a dịng ch y xu t hi n g n đáy kênh d n. Cĩ th g p n i ti p ch y đáy hai tr ưng h p: - Dịng ch y h l ưu là dịng ch y êm: Cĩ n ưc nh y. - Dịng ch y h l ưu là dịng ch y xi t: Khơng cĩ n ưc nh y. Tiêu n ăng phĩng xa • Dịng ch y t th ưng l ưu đn cu i đưc n i ti p v i h l ưu b ng dịng phun vào khơng khí. Cao trình đnh m ũi phun ph i l n h ơn mc n ưc l n nh t h l ưu. • Là hình th c l i d ng ma sát v i khơng khí đ tiêu n ăng. 80
§12.3 ðƯNG TRÀN D C I. KHÁI NI M VÀ CH N V TRÍ TUY N TRÀN • Th ưng s d ng trong đ u m i cơng trình cĩ đp khơng tràn b ng vt li u t i ch . • Ưu đim: thi cơng và qu n lý đơn gi n, xây d ng đưc trong nhi u điu ki n đ a hình khác nhau, yêu c u v đ a ch t khơng cao, an tồn v tháo l ũ • Ch n v trí tuy n: Th ưng ch n bên vai đp ho c eo núi khác. - ðiu ki n đ a ch t: Tuy n tràn n đ nh. - ðiu ki n đ a hình: Gi m kh i l ưng đào đp. - Ch n v trí đ h ưng các b ph n vào, ra thích h p. 81
II. CÁC B PH N CH Y U 1. Kênh d n th ưng l ưu • H ưng dịng ch y vào ng ưng tràn đưc thu n. Gĩp ph n t ăng h s l ưu l ưng. • M t c t hình thang ho c ch nh t thay đ i d n đ n i ti p t t v i sưn núi và mái đp. 2. Ng ưng tràn • Là b ph n quan tr ng nh t. Hình d ng cĩ th là đnh r ng ho c th c d ng, trên ng ưng cĩ th cĩ các b ph n nh ư: tr pin, c u giao thơng, c u cơng tác, c u th phai, c a van, các thi t b quan tr c • Tuy n ng ưng th ưng b trí th ng và vuơng gĩc v i tuy n đ p. • Chi u dài ng ưng tùy thu c vi c b trí các thi t b bên trên. • Kh n ăng tháo tính tốn t ươ ng t nh ư ph n tràn tr ng l c và ki n th c th y l c đã h c, tùy thu c hình d ng ng ưng là: ðnh r ng hay th c d ng 3. Kênh tháo • Kênh tháo cĩ nhi m v d n n ưc t ng ưng tràn xu ng lịng su i h l ưu. B trí theo đ a hình đ gi m kh i l ưng. • Th ưng cĩ các d ng n i ti p nh ư d c n ưc hay b c n ưc. - Dùng d c n ưc khi: - - Dùng b c n ưc khi: io>id • Cu i kênh tháo là b ph n tiêu n ăng nh ư m ũi phun, b • Khi tính th y l c c n k đ n đ sâu k đ n hàm khí. 82
• Khi tuy n kênh tháo cong c n chú ý t i l c ly tâm. • ð gi m KL cĩ th b trí đon d c n ưc thu h p d n. Các b ưc tính tốn tiêu n ăng v i hình th c d c n ưc – m ũi phun: • Xác đnh gĩc phun hp lý: - Gi thi t các giá tr khác nhau c a θm n m trong kho ng (20÷35o) - Tính chi u dài n ưc r ơi Lr và dx. θm h p lý ng v i giá tr (dx/Lr)min. • V đưng bao h xĩi: Gi thi t các c p l ưu l ưng Qi. Tính Lr, dx ng v i các Qi, v đưng bao h xĩi. (Tham kh o t tr.126 - Cơng trình tháo l ũ) (Ho c t tr.42 - N i ti p và tiêu n ăng h l ưu cơng trình tháo) - 83
§12.4 ðƯNG TRÀN NGANG I. ðIU KI N S D NG VÀ ðC ðIM LÀM VI C • Là lo i tràn h , g m ng ưng tràn, máng bên và kênh tháo. • Dùng khi đa hình dc h p, khơng b trí đưc tràn d c, ho c kinh t h ơn tràn d c. • Ưu đim: gi m đưc kh i l ưng đào đp, tháo đưc l ưu l ưng l n khi đa hình h p, gi m c t n ưc tràn và chi u cao đ p dâng. Cĩ th dùng cho m i lo i CT, thích h p n n đá. • ðc đim làm vi c: Dịng ch y vào ng ưng g n nh ư vuơng gĩc vi dịng ch y trên kênh tháo. Dịng ch y trong máng bên là dịng bi n l ưng, ch đ ch y ph c t p. II. TÍNH TỐN TH Y L C • Bao g m: Tính kh n ăng tháo, tính th y l c máng bên, tính th y lc kênh tháo, tính tốn th y l c thi t k tiêu n ăng. • Kh n ăng tháo: Tùy thu c lo i ng ưng tràn, ch đ ch y. Tính nh ư trong th y l c đã h c. • Tính tốn th y l c máng bên: - Các ph ươ ng pháp tính: » Ph ươ ng pháp Zamarin. » Ph ươ ng pháp dịng bi n l ưng Pêt ơrơp. 1. Tính tốn th y l c máng bên theo E.A. Zamarin Coi dịng ch y trong máng là dịng đu. Các b ưc nh ư sau: • Ch n l ưu t c máng bên V. • Chia máng thành t ng đon. Kho ng cách t đ u máng đ n m t ct i là x, ta cĩ: • Ch n b r ng đáy máng b, mái d c m. cĩ Qi, V -> hi. • Tính đ d c th y l c J: Vi: n: đ nhám. • Tính giá tr đ d c th y l c trung bình Jtb. • Tính t n th t c t n ưc hw=Jtb.L • Xác đnh cao trình đáy máng, t ưng bên, h cu i máng. 2. Tính tốn th y l c máng bên theo Pêt ơrp 84
• Gi thi t dịng ch y là n đ nh, v đưng m t n ưc theo pt: Trong đĩ: v: l ưu t c trung bình c a dịng ch y t i m t c t đã đnh; Q: l ưu l ưng t i m t c t; z, p: to đ và áp l c thu đ ng t i 1 đim c a m t c t; if: đ d c ma sát (cĩ th xác đ nh theo dịng ch y đ u); θ: hình chi u l ưu t c dịng nh p vào lên ph ươ ng c a dịng c ơ bn trong máng bên; α0: h s s a ch a l ưu t c. • G i y là to đ c a m t n ưc t i m t c t x so v i m t chu n n m ngang: • Sai phân hĩa ph ươ ng trình trên ta cĩ: • Tr ưng h p dịng nh p vào th ng gĩc v i tr c c a dịng c ơ b n trong máng bên thì θ = 0, khi đĩ: §12.5 XI PHƠNG THÁO L Ũ I. ðIU KI N S D NG • KN: Là m t ng kín, l i d ng chân khơng đ t ăng l ưu l ưng tháo và t đ ng tháo ng t. • SD: Dùng nh ng n ơi l ũ v nhanh, th ưng đưc xây d ng trong các đp bê tơng cao. • Ưu đim: - T đ ng tháo n ưc. - Kh n ăng tháo l n -> R h ơn các ph ươ ng án khác. - Khơng c n c a van, thi t b đĩng m . C n ít nhân viên qu n lý. • Nh ưc đim: - ð chân khơng l n, d xâm th c ; Ch n đ ng l n ; C u t o ph c t p, khĩ s a ch a ; Kh n ăng điu ti t l ưu l ưng nh . 85