Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm geoslope tính thấm không gian qua nền và vai đập hồ chứa nước trong - tỉnh Quảng Ngãi

Chia sẻ: Dung Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

97
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Một trong những vấn đề quan trọng nhất cần phải giải quyết khi thiết kế công trình thủy là dự báo chế độ thấm của hệ thống và xác định các thông số dòng thấm phục vụ các bước tính toán khác nhau nhứ ổn định mái dốc, xác định kích thước mặt cắt ngang dập...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm geoslope tính thấm không gian qua nền và vai đập hồ chứa nước trong - tỉnh Quảng Ngãi

-1- B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG NGUY N XUÂN NAM NGHIÊN C U NG D NG PH N M M GEOSLOPE TÍNH TH M KHÔNG GIAN QUA N N VÀ VAI Đ P H CH A NƯ C NƯ C TRONG - T NH QU NG NGÃI Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y Mã s : 60.58.40 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Đà N ng - Năm 2012
-2- Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: GS.TS.NGUY N TH HÙNG Ph n bi n 1: TS. NGUY N VĂN MINH Ph n bi n 2: TS. PH M KIM SƠN Lu n văn ñư c b o v trư c H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 12 tháng 5 năm 2012. Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng.
-3- M Đ U 1. LÝ DO CH N Đ TÀI M t trong nh ng v n ñ quan tr ng nh t c n ph i gi i quy t khi thi t k công trình th y là d báo ch ñ th m c a h th ng (công trình-n n) và xác ñ nh các thông s dòng th m ph c v các bư c tính toán khác như n ñ nh mái d c, xác ñ nh kích thư c m t c t ngang ñ p… S ph c t p c a bài toán này ñư c th hi n ch c n ph i xét ñ n hàng lo t các y u t tác ñ ng như: ñ a hình, ñ a ch t công trình; các ñ c thù k t c u c a công trình cũng như các bi n pháp và k t c u ch ng th m thân và n n công trình; kh năng dao ñ ng m c nư c thư ng h lưu… Đ chính xác trong d báo ch ñ th m và k t qu các thông s dòng th m ph thu c r t nhi u vào vi c s d ng phương pháp tính toán. Hi n nay, v n ñ nghiên c u th m ñã ñ t ñư c m t s k t qu nh t ñ nh, bài toán th m có th ñư c gi i quy t b ng các phương pháp c ñi n như: phương pháp th y l c, cơ h c ch t l ng hay các phương pháp hi n ñ i như: phương pháp ph n t biên, sai phân h u h n, ph n t h u h n (PTHH) … theo các mô hình th m m t chi u, hai chi u, ho c ba chi u. Trong ñó phương pháp PTHH có ưu ñi m hơn các phương pháp khác khi có th cho l i gi i bài toán th m khá chính xác v i nh ng trư ng h p mi n th m có ñ a ch t ph c t p, hình d ng biên và ñi u ki n biên b t kỳ. Mô ñun SEEP3D c a ph n m m thương m i GEOSLOPE, ñư c xây d ng d a trên phương pháp PTHH v i kh năng mô hình hoá dòng th m n ñ nh theo không gian ba chi u. Vì v y, có th ng d ng chương trình ñ tính th m không gian qua n n và vai ñ p công
-4- trình h ch a nư c Nư c Trong và so sánh v i k t qu tính toán th m ph ng, t ñó ñưa ra nh ng ki n ngh ñ i v i công trình tương t . 2. M C ĐÍCH NGHIÊN C U - Tìm hi u các phương pháp tính th m CTT, làm rõ cơ s lý thuy t và n i dung tính th m b ng phương pháp ph n t h u h n. - Cơ s lý thuy t c a ph n m m SEEP3D và ng d ng ph n m m tính toán th m n ñ nh ba chi u qua n n và vai ñ p H ch a nư c Nư c Trong, t ñó ki n ngh ñ i v i các công trình tương t . 3. Đ I TƯ NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U Dòng th m không gian qua n n và vai ñ p h ch a nư c Nư c Trong trên sông Nư c Trong, thu c xã Sơn Bao, huy n Sơn Hà, t nh Qu ng Ngãi 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U Lu n văn dùng phương pháp nghiên c u lý thuy t, ñ ng th i có minh h a b ng nh ng tính toán c th . 5. Ý NGHĨA KHOA H C VÀ TH C TI N C A Đ TÀI Tính toán th m là m t trong nh ng khâu quan tr ng trong quá trình thi t k công trình th y. Phương pháp PTHH có th cho l i gi i bài toán th m khá chính xác v i nh ng trư ng h p mi n th m có ñ a ch t ph c t p, hình d ng biên và ñi u ki n biên b t kỳ. Môñun SEEP3D c a ph n m m thương m i GEOSLOPE, ñư c xây d ng d a trên phương pháp PTHH v i kh năng mô hình hoá dòng th m n ñ nh theo không gian ba chi u. 6. C U TRÚC C A LU N VĂN Ngoài ph n m ñ u và ph n k t lu n - ki n ngh , lu n văn g m 4 chương: Chương 1: Lý thuy t v hi n tư ng th m và các phương pháp nghiên c u th m.
-5- Chương 2: Đư ng vi n th m, bài toán tính th m không gian qua n n và vai công trình. Chương 3: Cơ s lý thuy t c a SEEP3D - Gi i bài toán th m không gian b ng phương pháp ph n t h u h n. Chương 4: ng d ng SEEP3D tính th m không gian qua n n và vai ñ p h ch a nư c Nư c Trong. Chương 1 T NG QUAN V HI N TƯ NG TH M VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GI I BÀI TOÁN TH M 1.1. KHÁI NI M T NG QUÁT V HI N TƯ NG TH M S chuy n ñ ng c a ch t l ng trong môi trư ng ñ t, ñá n t n ho c trong môi trư ng x p nói chung, g i là th m. Đ nh lu t cơ b n v th m (ñ nh lu t Darcy) ñư c bi u di n b ng phương trình v n t c th m: v = Q/F=k.i Ho c b ng phương trình lưu lư ng: Q=k.w.i. Các thông s ñ c trưng dòng th m: - T c ñ dòng th m (V) - Đ cao th y l c (H) - Gradien th y l c I (t n th t áp l c) - H s th m K C u trúc dòng th m ñư c ñ c trưng b i 2 y u t : - Đư ng dòng (y): Là ñư ng mà nư c v n ñ ng theo nó. Trong ch y t ng, ñư ng dòng là ñư ng th ng có th song song ho c không. - Đư ng th (f): Là ñư ng mà m i ñi m trên nó áp l c gi ng nhau. Đư ng th vuông góc v i ñư ng dòng 1.1.1. Dòng th m ch y t ng và ch y r i
-6- 1.1.2. Dòng th m có áp và không áp 1.1.3. Th m n ñ nh và không n ñ nh 1.1.4. Th m ph ng và th m không gian 1.1.5. Môi trư ng th m ñ ng ch t và không ñ ng ch t 1.1.6. Môi trư ng th m ñ ng hư ng và d hư ng 1.1.7. Môi trư ng th m bão hoà và không bão hoà 1.1.8. Hi n tư ng mao d n trong th m không áp 1.2. PHƯƠNG TRÌNH CƠ B N C A DÒNG TH M 1.2.1. Phương trình liên t c th m hai chi u n ñ nh, không áp Phương trình vi phân dòng ph ng ngang th m không áp nư c ng m t trên xu ng d ng t ng quát trong trư ng h p n ñ nh là: ∂ 2H ∂ 2H W + + =0 ∂x 2 ∂y 2 T (1.4) 1.2.2. Phương trình liên t c th m không gian Phương trình vi phân Laplace bi u di n s thay ñ i c t áp c a dòng th m trong môi trư ng ñ ng ch t ñ ng hư ng. ∂ 2H ∂ 2H ∂ 2H + + 2 =0 (1.9) ∂x 2 ∂y 2 ∂z 1.2.3. Phương trình ñ ng thái ñàn h i c a dòng th m Đ ng thái ñàn h i c a dòng th m phát sinh khi có s thay ñ i t i tr ng bên trên c a t ng ch a làm thay ñ i áp l c c a dòng th m. Phương trình vi phân v dòng th m trong ñi u ki n ñ ng thái ñàn h i có d ng: ∂ 2 H ∂ 2 H ∂ 2 H 1 ∂H + + = . (1.11) ∂x 2 ∂y 2 ∂z 2 a ∂T 1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP GI I BÀI TOÁN TH M Có 4 hư ng chính ñ gi i các bài toán th m: - Phương pháp nghiên c u lý thuy t
-7- - Phương pháp ñ gi i - Phương pháp thí nghi m và th c nghi m - Phương pháp s 1.3.1. Phương pháp nghiên c u lý thuy t 1.3.1.1. Phương pháp cơ h c ch t l ng 1.3.1.2. Phương pháp thu l c h c 1.3.2. Phương pháp ñ gi i 1.3.3. Phương pháp thí nghi m 1.3.4. Phương pháp s 1.3.4.1. Phương pháp sai phân h u h n 1.3.4.2. Phương pháp ph n t h u h n Phương pháp này có ưu ñi m gi i ñư c các bài toán th m có n n ñ a ch t ph c t p hình d ng biên tuỳ ý, cho k t qu chính xác và t ñ ng hoá d dàng trên máy tính. V i s h tr c a máy tính ñi n t , phương pháp ph n t h u h n ñã tr thành thông d ng và là m t công c m nh ñ gi i các lo i bài toán th m khác nhau: có áp, không áp, n ñ nh và không n ñ nh, ph ng và không gian… Chương 2 ĐƯ NG VI N TH M, BÀI TOÁN TÍNH TH M KHÔNG GIAN QUA N N VÀ VAI CÔNG TRÌNH 2.1. ĐƯ NG VI N TH M 2.1.1. Đư ng vi n th m dư i ñáy công trình: Đư ng gi i h n phía dư i c a công trình và phân cách các b ph n c u t o c a công trình (móng công trình, các thi t b tiêu nư c, sân ph , các hàng c , sân sau không th m nư c, v.v...) ñ i v i ñ t n n g i là ñư ng vi n dư i ñ t th c c a ñáy công trình.
-8- Hình 2.1: Sơ ñ ñư ng vi n dư i ñ t c a n n công trình (1-2-3-a-4-5-b-6) - Đư ng vi n dư i ñ t c a ñ p; 2.1.2. Đư ng vi n th m vòng quanh công trình: Đư ng bão hoà quanh m t trong c a tr biên (ñư ng vi n trong ñ t 1-2-3-4-5-6, hình 2.2c); ph n bão hoà ch y theo tư ng d c c a tr biên ñư c bi u th trên hình 2.2a (ñư ng 3-4). Đư ng bão hoà này quy t ñ nh tr s áp l c c a nư c ng m lên tư ng d c c a tr biên. a) A-B b) C-D MNTL C A 4 MNHL 3 m Z h1 h1 h h2 T T D III B c) C M T B NG I II 1 6 B A 3 4 2 5 V V D IV Hình 2.2: Tr biên có tư ng cánh th ng góc
-9- 2.1.3. Các b ph n c a ñư ng vi n th m: Khi thi t k ñư ng vi n th m c a công trình, c n phân bi t các b ph n sau ñây: - Sân ph ; - Các v t ch ng th m th ng ñ ng dư i d ng c , chân khay, tư ng răng bêtông ho c màn ch ng th m - Các v t ch ng th m ngang (tr biên, tư ng bên, tư ng lõi, hàng c ..) - Đáy ñ p ho c t m móng. 2.1.4. Thi t k ñư ng vi n th m h p lý c a công trình V i ñư ng vi n ñó công trình s ñư c ñ m b o ñ b n và ñ n ñ nh v ñi u ki n th m và ñi u ki n l c. M t khác, d ng h p lý nh t là c n ph i h p ñư c các ñi u ki n sau ñây: - Tính kinh t c a công trình. - Tính ñơn gi n trong thi công và thi công ñư c trong th i gian ng n. - Kh năng s d ng ñư c v t li u ñ a phương ñ xây d ng công trình. - Qu n lý v n hành công trình ñư c thu n ti n. 2.2. SƠ Đ NGUYÊN T C C A ĐƯ NG VI N TH M : 2.2.1. Th m có áp dư i ñáy công trình: Khi thi t k ñư ng vi n dư i ñ t c a công trình c n phân bi t và s d ng các sơ ñ ñư ng vi n dư i ñ t nguyên t c sau, có 05 sơ ñ [2]: - T m móng và sân trư c không có v t tiêu nư c; - V t tiêu nư c n m ngang; - V t tiêu nư c n m ngang dư i t m móng và sân ph ; - Đ p có thi t b tiêu nư c th ng ñ ng; - V t ch n nư c th ng ñ ng c t qua toàn b chi u sâu c a t ng th m nư c (sơ ñ ñư ng vi n ñ t dư i sâu)
- 10 - 2.2.2. Th m vòng quanh công trình Đ ñơn gi n trong tính toán, chuy n dòng th m vòng quanh công trình thành “dòng th m ph ng”. B ng k t qu c a s ñơn gi n hóa này, tùy theo hình d ng k t c u c a tr biên, ta có th nh n bi t ñư c các sơ ñ khác nhau c a dòng th m trên m t b ng: Hình 2.8: Các sơ ñ th m vòng quanh sau khi ñơn gi n hóa d ng hình h c c a tr biên. Hình 2.9: Trư ng h p tr biên n i ti p v i lõi gi a b ng ñ t sét ho c màng ngăn dư i d ng hàng c .
- 11 - Hình 2.10: Các sơ ñ b sung c a tr biên. 2.3. BÀI TOÁN TÍNH TH M KHÔNG GIAN Các bài toán tính th m không gian bao g m: - Tính toán th m cho ñư ng vi n dư i ñ t c a ñáy công trình. - Tính toán th m cho ñư ng vi n vòng quanh công trình - Tính toán ñ b n th m c a n n ñ p. 2.3.1. Tính th m cho ñư ng vi n dư i ñ t c a ñáy công trình Tính toán th m cho ñư ng vi n dư i ñ t c a ñáy công trình c n ph i ñ m b o các yêu c u sau: - Xác ñ nh các s li u ban ñ u c a sơ ñ ñư ng vi n tính toán, các ch tiêu v ñ t n n, m c nư c thư ng h lưu ñã bi t. - V bi u ñ áp l c ngư c lên ñáy công trình, ñáy sân ph , c n thi t cho vi c tính toán tĩnh l c. - Xác ñ nh c t nư c chân khay ho c mũi c ch ra c a dòng th m, c n thi t ñ ki m tra ñ b n c c b v ch ng tr i c a ñ t trong ph m vi ch ra c a dòng th m. - Xác ñ nh gradient th m ñ ki m tra ñ b n th m c a n n. - Xác ñ nh gradient th m ra l n nh t m t ñáy h lưu.
- 12 - - Xác ñ nh gradient th m các ch ti p xúc gi a ñ t h t r i m n và ñ t h t l n n n (các ch có th x y ra xói ng m ñ t h t m n vào các l r ng c a ñ t h t l n). Hình 2.11: P-P: Đư ng ño áp ñ i v i các b ph n n m ngang c a ñư ng vi n dư i ñ t (2-3) và (4-5) 2.3.1.1. Tính toán th m cho ñư ng vi n dư i ñ t trong trư ng h p ñ t n n là ñ ng nh t, ñ ng hư ng (Phương pháp các h s s c kháng c a Trugaep) 2.3.1.2. Tính toán th m cho ñư ng vi n dư i ñ t c a ñáy công trình trong trư ng h p ñ t n n là ñ ng nh t, b t ñ ng hư ng 2.3.1.3. Tính toán th m cho ñư ng vi n dư i ñ t c a ñáy công trình trong trư ng h p ñ t n n là không ñ ng nh t g m các l p ñ t n m ngang khác nhau 2.3.2. Tính th m cho ñư ng vi n vòng quanh công trình (theo phương pháp c a S.N.Numêrôp) Vi c tính toán th m cho ñư ng vi n vòng quanh công trình (tr biên, tư ng bên) ph i nh m các m c tiêu sau ñây: - V ñư c ñư ng cong bão hòa quanh tr biên, c n cho vi c tính toán tĩnh l c c a tr biên;
- 13 - - Xác ñ nh gradient th m dùng ñ ki m tra ñ b n th m chung c a ñ t ñ p sau lưng tr biên. N u như v ñư ng dòng th m theo ñư ng 1-2-3-4-5-6 (hình 2.3c) r i tri n khai nó ra trên m t m t ph ng, thì ta nh n ñư c hình nh như hình 2.7. Hình nh này tương t như hình nh dòng th m qua ñ p ñ t trên n n th m nư c. Hình 2.23: Đư ng bão hòa quanh tr biên-I. Như v y, khi tính toán th m vòng quanh tr biên, ta có th áp d ng phương pháp gi ng như khi tính toán th m qua ñ p ñ t trên n n th m nư c. 2.3.2.1. Trư ng h p ñ p ñ t ñ ng ch t 2.3.2.2. Trư ng h p ñ p ñ t có lõi gi a 2.3.2.3. Vùng ho t ñ ng th m n n ñ p 2.3.2.4. L p ñư ng bão hòa quanh tr biên theo phương pháp c a F.Forkhgâymê - T m ñáy tư ng trưng 2.3.3. Tính ñ b n th m c a n n công trình 2.3.3.1. Tính ñ b n th m b t thư ng (ñ b n th m ng u nhiên) 1. Đi u ki n chung: Xu t phát t ñ b n b t thư ng c a ñ t n n, các kích thư c và hình d ng c a ñư ng vi n dư i ñ t, c n ph i th a mãn ñi u ki n sau ñây: Jk ≤ [Jk ]cp (2.72) Trong ñó: Jk - Gradient th m chung c a n n hay công trình [Jk ]cp - Gradient th m chung cho phép c a n n hay công trình 2. Xác ñ nh tr s cho phép c a ñ d c ño áp ki m tra [Jk]cp
- 14 - Tr s ñ d c ño áp cho phép [Jk]cp dùng ñ ki m tra ñ b n b t thư ng c a n n ñư c xác ñ nh theo công th c: [Jk]cp = J0/KH 2.3.3.2. Tính ñ b n th m bình thư ng ( n ñ nh th m c c b c a ñ t n n) Đư ng vi n dư i ñ t ñư c ñ nh ra trên quan ñi m v ñ n ñ nh chung c a ñ t n n còn ph i ki m tra v : - S tr i ñ t c c b do th m h lưu ngay phía sau hàng c (ho c chân khay) h lưu. - S xói lùng ra ngoài m t ñáy h lưu bên trên có ph t ng l c ngư c. - S xói lùng bên trong (xói ng m) có th x y ra trên các m t ti p giáp c a ñ t to h t và ñ t nh h t n n Ki m tra s tr i ñ t c c b do th m c a ñư ng vi n dư i ñ t theo phương pháp c a V.S.Bcumgart R.N.Đaviñancop Ki m tra s xói lùng ra ngoài m t ñáy h lưu Ki m tra s xói lùng bên trong (xói ng m) c a ñ t n n 2.3.4. Tính ñ b n th m c a ñ t ñ p sau lưng tr biên 2.3.4.1. Quy ñ nh chung Khi ñánh giá tính toán ñ b n th m c a ñ t ñ p sau lưng tr biên ch c n xem xét ñ b n ng u nhiên (b t thư ng) c a ñ t. Đ b n th m bình thư ng c a ñ t h lưu c a tr biên ph i ñư c ñ m b o b ng vi c b trí các thi t b tiêu nư c c n thi t có l c ngư c b o v . 2.3.4.2. Phương pháp tính toán C n ph i th c hi n vi c ki m tra ñ b n th m c a ñ t ñ p sau lưng tr biên b ng cách sau ñây: - Gi thi t r ng t ng không th m n m cao trình ñáy h lưu (ñ c l p v i v trí th c c a nó);
- 15 - - Thay tr biên ñã cho b ng t m móng tư ng tư ng và gi thi t r ng t m móng này ch u tác d ng c a c t nư c b ng c t nư c tính toán Z tác d ng lên tr biên; - Đ i v i t m móng tư ng tư ng trên ph i xác ñ nh tr s gradient th m ki m tra Jk; - Cu i cùng, so sánh giá tr Jk ñã tìm ñư c v i giá tr cho phép c a nó (Jk)cho phép. Trong trư ng h p n u: Jk ≤ (Jk)cho phép (2.78) ñư ng vi n dư i ñ t ñã thi t k c a tr biên ñư c coi là b n th m. Chương 3 CƠ S LÝ THUY T C A SEEP3D - GI I BÀI TOÁN TH M KHÔNG GIAN B NG PHƯƠNG PHÁP PH N T H U H N 3.1. GI I THI U CHUNG 3.2. CƠ S LÝ THUY T SEEP3D GI I BÀI TOÁN TH M 3.2.1. Hàm s hàm lư ng ch a nư c th tích Phương trình: θ = Vw /V (3.1) 3.2.2. Hàm s th m 3.2.3. Quy lu t dòng ch y Tuân theo ñ nh lu t Darcy là: q = ki (3.2) Trong ñó q: Lưu lư ng ñơn v ; - k : H s th m; i: Gradient th y l c. 3.2.4. Các phương trình t ng quát Phương trình th m t ng quát (3.4)
- 16 - Trong ñó: - H : T ng c t nư c (t ng áp su t); - kx, ky, kz : H s th m theo hư ng x, y, z; - Q : T ng lưu lư ng nút; θ : Hàm lư ng ch a nư c th tích; Phương trình th m n ñ nh ∂  ∂H  ∂  ∂H  ∂  ∂H  kx  + ky  + kz +Q = 0 (3.5) ∂x  ∂x  ∂y  ∂y  ∂z  ∂z    Phương trình th m không n ñ nh: ∂  ∂H  ∂  ∂H  ∂  ∂H  ∂H kx + ky   + kz  ∂z  + Q = mwγw (3.11) ∂x  ∂x  ∂y  ∂y   ∂z  ∂t 3.2.5. H t a ñ Các t a ñ x, y, z b t kỳ trong ph n t có liên h v i t a ñ ñ a phương và t a ñ x, y, z c a các nút b i phương trình sau: x = N {X} ; y = N {Y} ; z = N {Z} Trong ñó N : Vector c a các hàm d ng n i suy; - {X}, {Y}, {Z} : Các t a ñ x, y, z c a các nút ph n t . 3.2.6. Các hàm n i suy 3.2.7. Mô hình bi n s trư ng Bi n s trư ng trong phân tích quá trình th m qua là c t nư c t ng (H) nên c n ph i thông qua m t mô hình phân ph i H vào trong ph n t ñó. D ng phương trình mô hình phân ph i c t nư c t ng: h = N {H} (3.15) 3.2.8. Các ñ o hàm c a các hàm s n i suy Gradient theo hư ng x , y và z là: ∂h ∂ N ix = = {H} (3.18) ∂x ∂x ∂h ∂ N iy = = {H} (3.19) ∂y ∂y
- 17 - ∂h ∂ N =iz ={H} (3.20) ∂z ∂z 3.3. GI I BÀI TOÁN TH M BA CHI U B NG PHƯƠNG PHÁP PH N T H UH N 3.3.1. Các phương trình ph n t h u h n Phương trình PTHH th m không n ñ nh là: [K ]{H} + [M]{H}, t = {Q} (3.29) Trong ñó : [K ] : Ma tr n ñ c trưng ph n t ; [M ] : Ma tr n kh i ph n t {Q} : Vector lưu lư ng ph n t Phương trình PTHH th m n ñ nh là: [K ]{H} = {Q} (3.30) 3.3.2. Phép tích phân theo th i gian 3.3.3. Tích phân s ∫V ([B] [C][B])dV T Tích phân: Có th ñư c thay th b ng ∑ [B j ] [C j ][B j ]det J j W j r n T (3.33) j=1 Trong ñó: j: Đi m tích phân; n: S lư ng các ñi m tích phân - det J j : Đ nh th c c a ma tr n Jacobian; - Wj : H s tr ng s 3.3.4. Ma tr n d n thu l c D ng t ng quát c a ma tr n d n th y l c s d ng trong SEEP3D là:  C11 C12 C13  [C] = C 21  C 22 C 23   (3.34) C 31  C 32 C 33   Trong ñi u ki n ñ ng hư ng, [C] rút g n thành:
- 18 - k x 0 0 [C] =  0  ky 0  (3.36) 0  0 kz   3.3.5. Ma tr n kh i lư ng Ma tr n kh i lư ng ph n t (ma tr n d tr ) ñư c xác ñ nh như sau: [M] = ∫v (λ N T N dV ) 3.3.6. Lưu lư ng biên Vectơ lưu lư ng biên ñư c b sung trên b m t c a m t ph n t ñư c ñ nh nghĩa là: ∫A (q N ) T N dA (3.37) 3.3.7. S p x p và gi i các phương trình t ng quát 3.3.8. Sơ ñ gi i l p 3.3.9. Gradient và v n t c Gradient t i m i ñi m gi i Gauss ho c t i m i ñi m tích phân ñư c tính toán theo phương trình sau: (3.39) V n t c Darcy t i m i ñi m gi i Gauss ñư c tính b ng phương trình sau: (3.40) 3.3.10. Lưu lư ng dòng th m Lưu lư ng ñư c tính s d ng phương PTHH cơ b n. {Q} = [K ]{H} + [M ] ∆H (3.41) ∆t
- 19 - Trong phân tích tr ng thái n ñ nh phương trình gi m s còn: {Q} = [K ]{H} (3.42) 3.3.11. Hàm v t li u Chương 4 NG D NG SEEP3D TÍNH TH M KHÔNG GIAN QUA N N VÀ VAI Đ P H CH A NƯ C NƯ C TRONG 4.1. GI I THI U CHUNG 4.2. TÀI LI U TÍNH TH M 4.2.1. Các thông s thi t k - C p công trình (theo TCXDVN 285-2002) : c p II - Gradient cho phép : [J] = 1,0 - V n t c th m cho phép : [V]=30(cm/s) - Cao trình MNDBT : +129,50m - Cao trình m c nư c Hlmin : +70,20m - Cao trình ñáy ñ p phía thư ng h lưu : +63,50m - Chi u dài ñ p : 366m; - Chi u r ng ñ nh ñ p : 9,0m - Chi u r ng ñáy ñ p : 66,5m - Chi u dài b tiêu năng : Lb = 81,50m. 4.3. NG D NG PH N M M SEEP3D TÍNH TH M 4.3.1. Nhi m v tính toán - Xác ñ nh Gradient th m l n nh t (Jr max ) h lưu, gradien trung bình n n ñ p và lưng tư ng biên. - Xác ñ nh lưu lư ng th m và v n t c th m l n nh t n nñ p và lưng tư ng biên. Dòng th m qua n n ñ p ñư c tính theo mô hình th m ph ng và không gian; th m qua vai ñ p ñư c tính theo mô hình không gian.
- 20 - 4.3.2. Các gi thi t cơ b n 4.3.3. Các trư ng h p tính toán Tư ng h p 1: Không b trí tư ng bên, không màn ch ng th m Trư ng h p 2: Không b trí tư ng bên, có màn ch ng th m Trư ng h p 3: Có b trí tư ng bên, có màn ch ng th m 4.3.4. Trình t tính toán Bư c 1: Xác ñ nh vùng làm vi c và sơ ñ tính toán Bư c 2: Khai báo ch tiêu ñ t n n, v t li u Bư c 3: Khai báo ñi u ki n biên Ta ch n m t chu n 0-0 trùng v i cao trình ±0.000 c a công trình. + Biên thư ng lưu: ng v i MNDBT, c t nư c th H = 129,5m + Biên h lưu: C t nư c th H = 70,2m. - Các m t phía trên MNHLmin khai báo là biên th m th : B ng 0 t i th i ñi m t = 0. + Các m t biên bên trái, bên ph i, biên dư i ñáy c a mô hình không khai báo ñi u ki n biên, ph n m m s t ñ ng gán thông lư ng b ng 0 (hay lưu t c v = 0). Bư c 4: Chia lư i tính toán: các vùng xu t hi n gradient l n như khu v c sân ph và c a ra chia lư i ph n t m n hơn các vùng còn l i Bư c 5: Tính toán Bư c 6: Ki m tra và truy xu t k t qu 4.3.5. K t qu tính