intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Giáo trình thủy công Tập 1 - 2

Chia sẻ: Cao Thi Nhu Kieu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:40

Thêm vào BST
Báo xấu
228
lượt xem 57
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ T - chiều dμy của tầng thấm; Lo - chiều dμi hình chiếu bằng của đường viền thấm. Hình 2-15 trình bμy các sơ đồ cơ bản liên kết cừ chính với công trình. Sơ đồ 2-15a lμ kém hơn cả vì dễ tạo thành 1 khe thấm nước. Sơ đồ 2-15c được sử dụng trong trường hợp đóng cừ để tăng khả năng chống trượt cho công trình và nền. 25 25 a) 15 b) c) Hình 2-15: Các sơ đồ liên kết giữa cừ chính với công trình Độ sâu đóng cừ có thể...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình thủy công Tập 1 - 2

  1. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ T - chiÒu dμy cña tÇng thÊm; Lo - chiÒu dμi h×nh chiÕu b»ng cña ®−êng viÒn thÊm. H×nh 2-15 tr×nh b μ y c¸c s¬ ®å c¬ b¶n liªn kÕt cõ chÝnh víi c«ng tr×nh. S¬ ®å 2-15a lμ kÐm h¬n c¶ v× dÔ t¹o thμnh 1 khe thÊm n−íc. S¬ ®å 2-15c ®−îc sö dông trong tr−êng hîp ®ãng cõ ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng chèng tr−ît cho c«ng tr×nh vμ nÒn. 25 25 n a) v 15 d. c) b) ol H×nh 2-15: C¸c s¬ ®å liªn kÕt gi÷a cõ chÝnh víi c«ng tr×nh b) CÊu t¹o: Cõ cã thÓ lμm b»ng gç, thÐp hoÆc bªt«ng cèt thÐp. Tuy nhiªn, lo¹i cõ gç ngμy nay Ýt ®−îc sö dông do gi¸ thμnh cao vμ kÐm bÒn. nc - Cõ thÐp: Cõ thÐp cã −u ®iÓm næi bËt lμ chèng thÊm tèt, bÒn, cã thÓ dïng cho mäi lo¹i nÒn kh«ng ph¶i ®¸, nÒn cã lÉn cuéi, sái. Lo¹i cõ nμy cã kh¶ n¨ng liªn kÕt gi÷a c¸c b¶n tèt, chÞu ®−îc ¸p lùc cao. C¸c khíp cõ rÊt khoÎ vμ ®ñ lín, t¨ng ®−îc ®é cøng cña cõ nh−ng vÉn cho phÐp v¸n cõ quay ®−îc mét gãc ®é nhÊt ®Þnh quanh khíp .v nèi (h×nh 2-16). §é s©u ®ãng cõ cã thÓ ®¹t 25m; khi dïng biÖn ph¸p hμn nèi cõ th× cã thÓ ®ãng s©u tíi 40m. V¸n cõ cã c¸c lo¹i: ph¼ng, ch÷ U, ch÷ Z (h×nh 2-16a, b, c). w Cõ thÐp cã nh−îc ®iÓm lμ gi¸ thμnh cao nªn chØ ®−îc sö dông cho nh÷ng c«ng tr×nh quan träng. 16 22 w 20,22 6,1 6,1 6,1 6,1 10 18 18 6 6 w 22,1 28,1 a) c) b) H×nh 2-16: CÊu t¹o c¸c lo¹i cõ thÐp 42
  2. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ - Cõ bªt«ng cèt thÐp: Cõ nμy cã thÓ ®ãng trong mäi lo¹i nÒn kh«ng ph¶i ®¸. Cã thÓ dïng lo¹i cã méng h×nh tam gi¸c, h×nh thang, (h×nh 2-17) hoÆc d¹ng khíp theo kiÓu cõ thÐp. Tuú theo c«ng dông vμ ®iÒu kiÖn chÞu lùc cña cõ mμ lùa chän kÝch th−íc cña cõ cho phï hîp. Th−êng bÒ dμy bªt«ng cèt thÐp tõ 10 ÷ 50cm; bÒ réng 50 ÷ 60cm. a) c) 10 t 79 103 d 400 H n b) 8 δ 90 v B 300 d. H×nh 2-17: CÊu t¹o vµ kÝch th−íc mét sè b¶n cõ b»ng bªt«ng cèt thÐp ol 3. Ch©n khay Ch©n khay ®−îc ®óc liÒn víi b¶n ®¸y c«ng tr×nh, bÊm s©u vμo nÒn ®Ó t¨ng æn ®Þnh nc cho c«ng tr×nh. VÒ mÆt chèng thÊm, ch©n khay cã t¸c dông nh− mét cõ ng¾n. Ch©n khay th−êng bè trÝ ë 2 ®Çu b¶n ®¸y. ChiÒu s©u 2 ch©n khay th−êng lμ b»ng nhau, nh−ng khi cÇn t¨ng æn ®Þnh chèng tr−ît cho c«ng tr×nh th× cã thÓ lμm ch©n khay th−îng l−u s©u h¬n ®Ó t¹o mÆt tr−ît nghiªng vÒ phÝa th−îng l−u (h×nh 2-18b). .v w a) b) w H×nh 2-18: C¸c h×nh thøc bè trÝ ch©n khay w §2.5. BiÕn h×nh thÊm cña ®Êt nÒn vμ biÖn ph¸p phßng, chèng Dßng thÊm d−íi nÒn c«ng tr×nh, trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh cã thÓ g©y ra nh÷ng biÕn h×nh thÊm bÊt lîi cho c«ng tr×nh mμ trong thiÕt kÕ cÇn ph¶i xem xÐt ®Ó t×m ra biÖn ph¸p phßng chèng thÝch hîp. 43
  3. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ I. C¸c biÕn h×nh thÊm th«ng th−êng §©y lμ nh÷ng lo¹i biÕn h×nh thÊm th−êng x¶y ra vμ cã thÓ kiÓm tra ®−îc b»ng tÝnh to¸n trªn c¬ së c¸c quy luËt th«ng th−êng cña vËt lý, c¬ häc. 1. Xãi ngÇm c¬ häc a) HiÖn t−îng: Trong nÒn ®Êt kh«ng dÝnh hoÆc Ýt dÝnh, khi l−u tèc thÊm v−ît qu¸ mét giíi h¹n nμo ®ã th× x¶y ra hiÖn t−îng c¸c h¹t nhá bÞ ®Èy lät qua c¸c kÏ hë gi÷a c¸c h¹t lín. Khi ®ã, ®é rçng trong ®Êt nÒn t¨ng lªn, l−u tèc thÊm t¨ng lªn vμ cã kh¶ n¨ng cuèn theo c¸c h¹t ®Êt lín h¬n. §ã lμ hiÖn t−îng xãi ngÇm c¬ häc. Khi hiÖn t−îng nμy n tiÕp tôc ph¸t triÓn th× sÏ lμm t¨ng nhanh l−u l−îng thÊm vμ lμm t¨ng ®é rçng cña ®Êt nÒn, sinh ra lón kh«ng ®Òu vμ dÉn ®Õn lμm mÊt æn ®Þnh cña c«ng tr×nh. v Cã tr−êng hîp dßng thÊm chØ lμm xãi mét l−îng nhÊt ®Þnh c¸c h¹t ®Êt nhá, lμm t¨ng l−u l−îng thÊm nh−ng ch−a ph¸ vì khung kÕt cÊu cña ®Êt vμ ch−a g©y mÊt æn ®Þnh c«ng tr×nh. d. Trong qu¸ tr×nh xãi ngÇm còng cã tr−êng hîp c¸c khe hë gi÷a nh÷ng h¹t ®Êt lín bÞ c¸c h¹t ®Êt kh«ng tr«i qua ®−îc bÞt l¹i, kÏ hë nhá ®i, dÇn dÇn hiÖn t−îng xãi ngÇm chÊm døt. Khi ®ã trong ®Êt nÒn h×nh thμnh mét tÇng läc tù nhiªn, cã c¸c h¹t ®Êt ph©n bè tõ ol nhá ®Õn lín theo chiÒu dßng thÊm. §©y gäi lμ hiÖn t−îng ®äng ngÇm. C¸c ®iÒu kiÖn ph¸t sinh hoÆc chÊm døt xãi ngÇm c¬ häc rÊt phøc t¹p vμ phô thuéc nhiÒu yÕu tè (kÕt cÊu cña ®Êt, thμnh phÇn h¹t, sù s¾p xÕp ngÉu nhiªn cña c¸c h¹t...). §· nc cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p gÇn ®óng x¸c ®Þnh l−u tèc thÊm giíi h¹n sinh xãi ngÇm, nh− c¸c c«ng thøc cña Xtèc, Tim, §¬giattin... Tuy nhiªn, do tÝnh phøc t¹p cña hiÖn t−îng nμy, c¸ch tiÕp cËn hîp lý nhÊt lμ sö dông c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu thùc nghiÖm. V.S.Ixt«mina (Nga) ®· tiÕn hμnh hμng lo¹t sªri thÝ nghiÖm vμ ®i ®Õn nhËn ®Þnh r»ng ®èi víi ®Êt kh«ng dÝnh th× gradien thÊm giíi h¹n xãi ngÇm c¬ häc chñ yÕu phô thuéc vμo hÖ sè kh«ng ®Òu .v h¹t cña ®Êt η = d60/d10, trong ®ã d60 vμ d10 lμ ®−êng kÝnh c¸c m¾t sμng cho lät 60% vμ 10% träng l−îng mÉu ®Êt thÝ nghiÖm. Trªn h×nh 2-19, ®−êng cong liÒn nÐt biÓu diÔn quan hÖ Jgh ~ η, cßn ®−êng nÐt ®øt thÓ hiÖn trÞ sè gradien xãi ngÇm cho phÐp: w J gh J cp ≥ (2-44) m Trong ®ã: m - hÖ sè an toμn. w w 44
  4. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ Jgh 2,0 1,5 1,0 Jgh =f(η) 0,5 n [J] =f(η) d 60 η= 0 d 10 5 10 15 20 25 30 35 40 v H×nh 2-19: BiÓu ®å quan hÖ Jgh ~ η; Jcp ~ η d. b) Xö lý chèng xãi ngÇm c¬ häc. Vïng nguy hiÓm vÒ xãi ngÇm lμ chç dßng thÊm tho¸t ra h¹ l−u. §Ó chèng xãi ngÇm c¬ häc, cÇn ph¶i lμm thiÕt bÞ tho¸t n−íc d¹ng tÇng läc ng−îc. TÇng läc ng−îc ®−îc t¹o thμnh tõ mét sè líp vËt liÖu kh«ng dÝnh (c¸t, cuéi sái, d¨m) ol cã ®−êng kÝnh h¹t t¨ng dÇn theo chiÒu dßng thÊm. Khi thiÕt kÕ tÇng läc ng−îc ph¶i ®¶m b¶o c¸c nguyªn t¾c sau: - C¸c h¹t trong mçi líp kh«ng ®−îc di ®éng. nc - C¸c h¹t ®Êt ®−îc b¶o vÖ kh«ng lät vμo tÇng läc ng−îc. Tr−êng hîp ®Æc biÖt cã thÓ cho phÐp c¸c h¹t ®Êt rÊt nhá qua tÇng läc ng−îc, nh−ng ®Êt kh«ng sinh ra biÕn h×nh nguy hiÓm. - C¸c h¹t cña mét líp kh«ng ®−îc chui qua kÏ hë cña líp cã h¹t lín h¬n. .v - TÇng läc kh«ng bÞ t¾c. Lç tho¸t n−íc w §¸ d¨m - 20cm w C¸t th« - 20cm H×nh 2-20: Bè trÝ c¸c líp läc ng−îc ë cöa ra cña dßng thÊm w HiÖn nay, trong x©y dùng thuû lîi ®ang sö dông c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau ®Ó chän tÇng läc ng−îc. Mét sè ph−¬ng ph¸p th«ng dông nh− sau: - TÝnh theo QPTL C5-75 (dÞch tõ Quy ph¹m cña Liªn X«). ViÖc tÝnh theo Quy ph¹m nμy th−êng gÆp khã kh¨n do ph¶i tÝnh thö dÇn nhiÒu lÇn, khã ¸p dông trong thùc tÕ. - TÝnh theo tiªu chuÈn cña c¸c n−íc ph¸t triÓn. C¸c tiªu chuÈn nμy th−êng ®¬n gi¶n, dÔ ¸p dông. Nguyªn t¾c thiÕt kÕ tÇng läc ng−îc ®−îc ®¶m b¶o bëi c¸c ®iÒu kiÖn sau: 45
  5. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ 1. §Êt ®−îc b¶o vÖ kh«ng bÞ cuèn tr«i vμo líp läc, hoÆc vËt liÖu líp h¹t nhá kh«ng bÞ cuèn tr«i vμo kÏ hë líp h¹t lín: D15 ≤5 (2-45) d85 2. §¶m b¶o kh¶ n¨ng tho¸t n−íc thÊm: D15 ≥5 (2-46) d15 Ngoμi ra, cÇn khèng chÕ hμm l−îng nh÷ng h¹t mÞn cña vËt liÖu lμm läc cã ®−êng n kÝnh nhá h¬n hoÆc b»ng 0,074mm kh«ng ®−îc v−ît qu¸ 5% theo träng l−îng. 3. VËt liÖu líp läc cã cÊp phèi hîp lý, ®¶m b¶o kh«ng bÞ ph©n tÇng, t¸ch líp khi vËn v chuyÓn, vμ kh¶ n¨ng nÐn chÆt tèt: η ≤ 20 (2-47) d. 4. ChØ cÇn thiÕt kÕ läc 1 líp nÕu D85 lín h¬n 2 lÇn ®−êng kÝnh lín nhÊt cña lç tho¸t n−íc ë tÊm bªt«ng hoÆc kÏ hë lín nhÊt gi÷a c¸c viªn ®¸ l¸t. Trong c¸c c«ng thøc trªn, ch÷ D chØ ®−êng kÝnh h¹t cña líp h¹t lín; ch÷ d chØ ®−êng ol kÝnh h¹t cña líp h¹t nhá liÒn kÒ (khi tÝnh cho líp ®Çu tiªn cña tÇng läc th× d lμ ®−êng kÝnh h¹t cña ®Êt ®−îc b¶o vÖ); c¸c chØ sè 15, 50, 85 t−¬ng øng lμ sè phÇn tr¨m cña träng l−îng mÉu bÞ lät xuèng d−íi m¾t sμng ®ang xÐt. nc VÒ chiÒu dμy cña líp läc, nÕu tÝnh theo lý thuyÕt th× th−êng rÊt nhá. V× vËy trong thiÕt kÕ quy ®Þnh chiÒu dμy tèi thiÓu theo h×nh thøc vμ ®iÒu kiÖn thi c«ng. VÝ dô, víi líp läc n»m ngang, t ≥ 15 ÷ 30cm; läc kiÓu èng khãi t ≥ 40cm; vïng chuyÓn tiÕp gi÷a c¸c khèi ®Êt ®¾p: t ≥ 1 ÷ 1,5m. .v 2. Xãi tiÕp xóc Khi dßng thÊm ch¶y song song víi mÆt ph©n c¸ch c¸c líp vËt liÖu h¹t rêi, nÕu cÊp phèi h¹t cña c¸c líp kh«ng hîp lý vμ gradien thÊm ®ñ lín th× sÏ x¶y ra hiÖn t−îng c¸c w h¹t cña líp nhá bÞ cuèn tr«i vμo kÏ hë cña líp h¹t lín vμ bÞ tr«i theo dßng thÊm. HiÖn t−îng nμy gäi lμ xãi tiÕp xóc. w w 46
  6. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ D 50 §Ó ®Ò phßng xãi tiÕp xóc, cÇn chän hÖ sè ξ= d 50 chuyÓn tiÕp cì h¹t cña c¸c líp kÒ nhau tho¶ m·n 36 ®å thÞ trªn h×nh 2-21, trong ®ã: 32 D Khu vùc kh«ng cho phÐp ξ = 50 - hÖ sè chuyÓn tiÕp cì h¹t; 28 d50 24 D50 - ®−êng kÝnh b×nh qu©n cña líp h¹t lín; 20 Khu vùc cho phÐp d50 - ®−êng kÝnh b×nh qu©n cña líp h¹t nhá; 16 12 n D 60 H= - hÖ sè kh«ng ®Òu cña líp h¹t lín; 8 D10 4 v d η = 60 - hÖ sè kh«ng ®Òu cña líp h¹t nhá. H η d10 0 1 2 3 4 5 d. H×nh 2-21: §å thÞ ®Ó kiÓm tra xãi ngÇm §å thÞ h×nh 2-21 ®−îc lËp víi dßng thÊm ë mÆt tiÕp xóc cã J ≤ 1,3. tiÕp xóc HÖ sè chuyÓn tiÕp gi÷a 2 líp th−êng chän ξ ≤ 3 ÷ 10. ol 3. §Èy tråi ®Êt (®ïn ®Êt do thÊm) a) HiÖn t−îng: §Èy tråi ®Êt x¶y ra ë nÒn ®Êt dÝnh, t¹i vïng cöa ra cña dßng thÊm, nc khi ¸p lùc ®Èy ng−îc cña dßng thÊm v−ît qu¸ lùc gi÷ khèi ®Êt (träng l−îng b¶n th©n, lùc dÝnh vμ ma s¸t víi c¸c khèi xung quanh). XÐt mét khèi ®Êt trong miÒn thÊm cã kÝch th−íc theo mçi chiÒu b»ng ®¬n vÞ. ¸p lùc thuû ®éng lªn khèi ®Êt nμy lμ Wth = γJ, trong ®ã γ - träng l−îng riªng cña n−íc; .v J - gradien thÊm trung b×nh cña khèi tÝnh to¸n. T¹i vïng cöa ra cña dßng thÊm (h×nh 2- 22), lùc Wth cã h−íng tõ d−íi lªn trªn, ng −îc w chiÒu víi träng l − îng b¶n th©n ®Êt. Tr−êng t B hîp khèi ®Êt ng©m trong n−íc, träng l−îng cña 0.0 nã lμ: G = γ®n x 1, trong ®ã γ®n - träng l−îng w riªng cña ®Êt ë tr¹ng th¸i ®Èy næi, γ®n = γ2- S γ(1 - n); ë ®©y γ2- träng l−îng riªng cña ®Êt A H n kh«; n - ®é rçng cña ®Êt nÒn. w 2H NÕu bá qua lùc ma s¸t vμ lùc dÝnh, khèi n 3H ®Êt sÏ ë tr¹ng th¸i c©n b»ng giíi h¹n khi Wth = 7H 6H 5H 4H n nn n n G, hay: γJ = γ2 - γ(1 - n). TrÞ sè gradien thÊm giíi h¹n ®Èy tråi ®Êt sÏ H×nh 2-22: S¬ ®å tÝnh to¸n ®Èy tråi ®Êt ë h¹ l−u c«ng tr×nh lμ: 47
  7. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ γ2 J gh = − (1 − n) (2-48) γ NÕu trong thùc tÕ, t¹i vïng cöa ra cña dßng thÊm cã Jra > Jgh th× khèi ®Êt sÏ bÞ ®Èy tråi tõ d−íi lªn trªn, lμm cho c«ng tr×nh bÞ mÊt æn ®Þnh (nghiªng, lËt, tr−ît...). b) BiÖn ph¸p phßng chèng ®Èy tråi ®Êt §Ó phßng chèng ®Èy tråi ®Êt, ngoμi c¸c biÖn ph¸p kÐo dμi ®−êng viÒn thÊm ®Ó gi¶m Jra nh− ®· nªu ë §2.4, cßn cã thÓ trùc tiÕp lμm tÇng gia träng ë khu vùc cöa ra. XÐt tr−êng hîp phæ biÕn khi c«ng tr×nh cã ch©n khay c¾m vμo nÒn nh− ë h×nh 2-22. n §iÒu kiÖn c©n b»ng giíi h¹n cña cét ®Êt cã chiÒu cao lμ S, bÒ réng ®¸y b»ng 1 ®èi víi bμi to¸n ph¼ng nh− sau: v γhc x 1 = γ®n.S x 1 + γp.t x 1 + C x S, (2-49) Trong ®ã: hc - cét n−íc thÊm ë ®¸y ch©n khay (®iÓm A); d. t - chiÒu dμy líp gia träng; γp - träng l−îng riªng cña líp gia träng; C - lùc dÝnh ®¬n vÞ. ol Tr−êng hîp ®Êt nÒn t¹i khu vùc dßng thÊm tho¸t ra cã vÕt nøt hay mét khuyÕt tËt nμo kh¸c, th−êng lÊy C = 0. Khi ®ã, chiÒu dμy t cña tÇng gia träng sÏ lμ: γ γ t≥ h c − dn S nc (2-50) γp γp 4. §ïn ®Êt tiÕp xóc §èi víi nÒn ®Êt dÝnh, khi thiÕt kÕ tÇng gia träng theo c«ng thøc (2-50) sÏ ®¶m b¶o .v kh«ng sinh ®Èy tråi c¶ m¶ng lín ®Êt ë h¹ l−u. Nh−ng nÕu tÇng gia träng cÊu t¹o b»ng vËt liÖu hßn lín (®¸ l¸t, ®¸ ®æ...) vμ gi÷a c¸c hßn cã khe hë th× dßng thÊm cã thÓ ®Èy bong tõng phÇn ®Êt nÒn t¹i vÞ trÝ c¸c khe hë. §ã lμ hiÖn t−îng ®ïn ®Êt tiÕp xóc (h×nh 2-23a). I w D50 mm I 30 D50 mm δ=1,5 cm 240 25 200 2 δ=1,0 cm w D0 20 160 δ 120 15 δ=0,5 cm 80 w 10 4 40 3 D' 60 a) 5 H= D'10 0 4 8 12 16 20 D' 60 10 η = D'10 c) 0 2 4 6 8 b) H×nh 2-23: a) S¬ ®å ®ïn ®Êt tiÕp xóc; b, c) C¸c ®å thÞ dïng ®Ó chän vËt liÖu lµm líp thø nhÊt cña tÇng läc ng−îc. 48
  8. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ §Ó ng¨n ngõa ®ïn ®Êt tiÕp xóc, cÇn h¹n chÕ khe hë gi÷a c¸c hßn cña tÇng gia träng b»ng c¸ch ®Æt mét líp ®Öm trung gian b»ng sái cuéi hoÆc d¨m d¹ng tÇng läc ng−îc. NÕu ®Êt nÒn cã chØ sè dÎo Wn > 7 ÷ 10 vμ ®é b·o hoμ G > 0,85 th× c¸c sè liÖu ®Æc tr−ng D50 I I D 60 vμ HI = cña vËt liÖu líp ®Öm thø nhÊt cã thÓ chän theo ®å thÞ h×nh 2-23b, c, trong I D10 ®ã trÞ sè δ = 0,5; 1,0; 1,5 cm lμ ®é s©u líp bong trãc cho phÐp cña nÒn ®Êt sÐt. II. C¸c biÕn h×nh thÊm ®Æc biÖt Ngoμi c¸c d¹ng biÕn h×nh thÊm th«ng th−êng nãi trªn, trong m«i tr−êng thÊm cßn cã n thÓ xÈy ra c¸c d¹ng biÕn h×nh thÊm ®Æc biÖt do tån t¹i c¸c khe hë, khuyÕt tËt trong ®ã. C¸c khe hë, khuyÕt tËt nμy ®−îc h×nh thμnh do nhiÒu nguyªn nh©n kh¸c nhau (xãi ngÇm, lón v kh«ng ®Òu, vÕt nøt trong ®Êt, rÔ c©y môc n¸t, ®éng vËt ®μo hang...). VÞ trÝ cña khuyÕt tËt cã thÓ ë bÊt cø chç nμo trong miÒn thÊm vμ nãi chung, kh«ng thÓ dù kiÕn tr−íc ®−îc. d. Khi trong nÒn (hay b¶n th©n c«ng tr×nh ®Êt) cã tån t¹i c¸c khe hë, khuyÕt tËt nh− vËy, d−íi t¸c dông cña cét n−íc thÊm (cét n−íc chªnh lÖch th−îng - h¹ l−u c«ng tr×nh) sÏ h×nh thμnh c¸c hang thÊm tËp trung. Dßng thÊm sÏ ®i theo con ®−êng ng¾n nhÊt nèi ol c¸c hang thÊm tËp trung, khi ®ã chiÒu dμi ®−êng thÊm bÞ rót ng¾n, gradien thÊm t¨ng nhanh, kh¶ n¨ng ph¸ ho¹i cña dßng thÊm lμ rÊt lín. D¹ng ph¸ ho¹i nμy cña dßng thÊm gäi lμ ph¸ ho¹i ®Æc biÖt, kh«ng thÓ dù kiÕn tr−íc ®−îc vÞ trÝ, quy m« vμ møc ®é h− háng cña nÒn vμ c«ng tr×nh. nc §Ó kiÓm tra kh¶ n¨ng ph¸ ho¹i ®Æc biÖt cña nÒn vμ c«ng tr×nh, chØ cã thÓ sö dông c¸c ®¹i l−îng gradien thÊm trung b×nh cho toμn miÒn, gäi lμ ®é bÒn thÊm ®Æc biÖt hay ®é bÒn thÊm chung: JK < JKCP, (2-51) .v Trong ®ã: JK - gradien thÊm chung cña nÒn hay c«ng tr×nh; JKCP - gradien thÊm chung cho phÐp cña nÒn hay c«ng tr×nh. w ý nghÜa cña c«ng thøc (2-51) lμ ë chç khi cét n−íc thÊm cña c«ng tr×nh ®· khèng chÕ, cÇn ph¶i thiÕt kÕ c«ng tr×nh cã ®−êng viÒn thÊm ®ñ dμi, ®Ó khi cã hang thÊm tËp w trung ë mét vÞ trÝ nμo ®ã th× phÇn cßn l¹i cña ®−êng thÊm vÉn ®ñ ®Ó chèng l¹i c¸c biÕn h×nh thÊm nguy hiÓm. C¸ch kiÓm tra ®−êng viÒn thÊm theo c«ng thøc (2-16) còng lμ theo nguyªn t¾c nμy. w TrÞ sè JK ®èi víi nÒn ®Êt cña c«ng tr×nh cã thÓ x¸c ®Þnh theo ph−¬ng ph¸p do ViÖn nghiªn cøu Khoa häc Thuû lîi toμn liªn bang - VNIIG (Liªn X«) ®Ò nghÞ: H JK = , (2-52) Ttt .Σξi Trong ®ã: 49
  9. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ H - cét n−íc thÊm; Ttt - chiÒu s©u tÝnh to¸n cña nÒn; ∑ξi - tæng hÖ sè søc c¶n t¹i c¸c bé phËn cña miÒn thÊm. C¸ch x¸c ®Þnh Ttt vμ c¸c ξi nh− ®· nªu ë §2-2. TrÞ sè JKCP ®èi víi nÒn ®Êt phô thuéc vμo lo¹i ®Êt vμ cÊp c«ng tr×nh cã thÓ tham kh¶o ë b¶ng 2-4. B¶ng 2-4. TrÞ sè JKCP cña nÒn ®Êt (theo CHu∏II -И.12-67) JKCP khi c«ng tr×nh cÊp n Lo¹i ®Êt nÒn I II III IV - V §Êt sÐt 0,70 0,80 0,90 1,08 v §Êt ¸ sÐt 0,35 0,40 0,45 0,54 C¸t h¹t lín 0,32 0,35 0,40 0,48 d. C¸t h¹t trung b×nh 0,22 0,25 0,28 0,34 C¸t h¹t nhá 0,18 0,20 0,22 0,26 ol §2-6. ThÊm qua nÒn ®¸ d−íi ®¸y c«ng tr×nh 1. §Æc ®iÓm cña thÊm qua nÒn ®¸ NÒn ®¸ nãi chung cã ®é rçng nhá. §èi víi nÒn lμ ®¸ phón xuÊt th× ®é rçng kho¶ng nc 0,5 ÷ 0,8%; ®èi víi ®¸ trÇm tÝch, ®é rçng n = 4 ÷ 35%; hÖ sè thÊm qua ®¸ nguyªn khèi kho¶ng 10-6 ÷ 10-9 cm/s. V× vËy, cã thÓ bá qua hiÖn t−îng thÊm qua lç rçng trong ®¸. ThÊm ë nÒn ®¸ chñ yÕu lμ qua c¸c khe nøt. C¸c khe nøt trong khèi ®¸ ®−îc h×nh thμnh do qu¸ tr×nh kiÕn t¹o, ®o¹n tÇng, t¸c dông phong ho¸ hay do næ m×n khi ®μo mãng g©y .v nªn v.v... ChiÒu réng khe nøt th−êng tõ vμi milimÐt ®Õn vμi centimet hoÆc h¬n n÷a. N−íc thÊm trong c¸c khe nøt kh«ng tu©n theo ®Þnh luËt Dacxi vμ cho ®Õn nay cßn Ýt ®−îc nghiªn cøu. ChØ trong tr−êng hîp khi khèi ®¸ nÒn lín, khe nøt nhá vμ ®Òu míi cã thÓ coi gÇn ®óng nh− nÒn ®Êt. w 2. ¸p lùc thÊm N−íc thÊm qua c¸c khe nøt trong nÒn ®¸ d−íi ®¸y c«ng tr×nh vμ tho¸t ra h¹ l−u. V× w ch−a biÕt ®−îc quy luËt tiªu hao cét n−íc thÊm nªn ng−êi ta th−êng tÝnh to¸n rÊt s¬ l−îc theo ph−¬ng ph¸p tû lÖ ®−êng th¼ng. ¸p lùc n−íc ®Èy ng−îc W d−íi ®¸y c«ng tr×nh lμ tæng hîp cña lùc thuû tÜnh Wtt vμ lùc thÊm Wth. Khi tÝnh lùc thÊm ng−êi ta nh©n thªm mét hÖ sè α do xÐt tíi t¸c dông gi¶m nhá ¸p lùc thÊm cña mμn ch¾n (h×nh 2- 24). w HÖ sè α phô thuéc vμo møc ®é xö lý nÒn, tÝnh chÊt ®¸ nÒn vμ chiÒu cao ®Ëp, th−êng vμo kho¶ng 0,3 ÷ 0,7. 50
  10. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ a 2 1 2 1 H H1 e c d H2 n γ H2 W αγH v 4 3 5 b d. H×nh 2-25. Ph©n bè ¸p lùc ®Èy ng−îc d−íi ®¸y ®Ëp träng lùc cã thiÕt bÞ chèng thÊm vµ tho¸t n−íc. H×nh 2-24: ¸p lùc n−íc ®Èy ng−îc 1- §−êng hÇm; 2- èng tho¸t n−íc; 3- GiÕng tho¸t n−íc; 4- Lç khoan phôt xi m¨ng; 5- Mµn chèng thÊm d−íi ®¸y ®Ëp trªn nÒn ®¸ ol BiÖn ph¸p phôt v÷a xi m¨ng lμm mμn chèng thÊm trong nÒn ®Ëp vμ ®Æt thiÕt bÞ tho¸t n−íc d−íi ®¸y ®Ëp cã t¸c dông lín ®èi víi viÖc gi¶m nhá ¸p lùc thÊm. Trªn h×nh (2- 25) thÓ hiÖn ®−êng ph©n bè ¸p lùc ®Èy ng−îc (®−êng aced) d−íi ®¸y mét ®Ëp bªt«ng nc träng lùc cã mμn chèng thÊm vμ cã bè trÝ c¸c thiÕt bÞ tho¸t n−íc sau mμn ch¾n, d−íi ®¸y ®Ëp. Tuú theo chiÒu cao ®Ëp, cã thÓ bè trÝ c¸c thiÕt bÞ chèng thÊm vμ tho¸t n−íc theo c¸c s¬ ®å sau: .v - Khi chiÒu cao ®Ëp H® < 25 m, theo s¬ ®å h×nh 2-26a: w b b b α''H α''1 H 1 α'1 H l H(1-α) w α'H H H H l l l α0H w αH a) c) b) H×nh 2-26: C¸c s¬ ®å tÝnh ¸p lùc thÊm lªn ®¸y ®Ëp Wth = 0,5γHl(1 - α0)α2; (2-53) 51
  11. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ - §Ëp cã 25 ≤ H® < 75 m, theo s¬ ®å h×nh 2-26b: Wth = 0,5γH[l(1 - α0) + bα1"]α2; (2-54) - §Ëp cã H® ≥ 75 m, theo s¬ ®å h×nh 2-26c: Wth = 0,5γH[l2(1 + α1' - α1") + l2α1' + bα1"]α2; (2-55) Trong c¸c c«ng thøc trªn: γ - träng l−îng riªng cña n−íc; H - ®é chªnh cét n−íc th−îng h¹ l−u ®Ëp; α2 - hÖ sè diÖn tÝch chÞu ¸p lùc n−íc, α2 ≤ 1,0 n α1' = 0,4; α1" = 0,2 v l1 - ®o¹n dμi tõ mÐp mãng th−îng l−u ®Ëp ®Õn mÆt h¹ l−u mμn chèng thÊm. Trªn ®o¹n l1, cét n−íc thÊm gi¶m tõ H xuèng α1'H; d. l2 - kho¶ng c¸ch tõ mÐp h¹ l−u mμn chèng thÊm ®Õn vÞ trÝ ®Æt thiÕt bÞ tho¸t n−íc; α0 - hÖ sè xÐt ®Õn tæn thÊt ®Çu n−íc thÊm qua ®¸ nÒn ®Õn mÆt th−îng l−u mμn chèng thÊm, x¸c ®Þnh theo thÝ nghiÖm. ol Tr−êng hîp kh«ng lμm mμn chèng thÊm, nh−ng cã thiÕt bÞ tho¸t n−íc ®Æt c¸ch mÐp th−îng l−u ®Ëp mét kho¶ng b»ng l th× ¸p lùc thÊm ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: Wth = 0,5γH(l + α 1' b); ' (2-56) nc Trong ®ã th−êng lÊy α 1' = 0,5 ' Ngoμi ¸p lùc thÊm Wth, ®¸y ®Ëp cßn chÞu t¸c dông cña ¸p lùc thuû tÜnh ®Èy ng−îc: Wtt = γH2bα2; (2-57) .v Trong ®ã: H2 - ®é s©u n−íc h¹ l−u (tÝnh ®Õn ®¸y mãng ®Ëp). 3. L−u l−îng thÊm L−u l−îng thÊm qua nÒn ®¸ cã thÓ rÊt lín, nhÊt lμ khi nÒn ®¸ nøt nÎ nhiÒu. Do tÝnh w chÊt kh«ng ®ång ®Òu cña c¸c khe nøt ta chØ cã thÓ tÝnh l−u l−îng thÊm qua nÒn ®¸ mét c¸ch s¬ l−îc. VÝ dô, khi nÒn tho¶ m·n nh÷ng ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh th× cã thÓ tÝnh l−u l−îng thÊm theo c¸c c«ng thøc ®¬n gi¶n cña bμi to¸n thÊm cã ¸p. w 4. HiÖn t−îng xãi ngÇm trong nÒn ®¸ Khi trong nÒn ®¸ cã c¸c nham th¹ch mÒm dÔ hoμ tan hoÆc cã c¸c lo¹i muèi th× dÔ w sinh hiÖn t−îng xãi ngÇm ho¸ häc do dßng thÊm g©y ra. Trong tr−êng hîp nμy, cÇn ph¶i xö lý b»ng c¸c biÖn ph¸p ®Æc biÖt nh−: phôt v÷a t¹o mμn chèng thÊm s©u xuèng tÇng ®¸ kh«ng bÞ hoμ tan; lμm mμn chèng thÊm xiªn (h×nh 2-27a) ®Ó b¶o vÖ miÒn A trong nÒn ®Ëp; lμm s©n tr−íc, kÐo dμi ®−êng viÒn thÊm vμ kÕt hîp víi thiÕt bÞ tho¸t n−íc ë cuèi s©n tr−íc ®Ó lo¹i trõ dßng thÊm ë d−íi ®¸y ®Ëp (h×nh 2-27b). 52
  12. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ A a) b) H×nh 2-27: C¸c biÖn ph¸p phßng chèng xãi ngÇm ho¸ häc trong nÒn ®¸. n a) Lµm mµn chèng thÊm xiªn; b) S©n phñ kÕt hîp víi thiÕt bÞ tho¸t n−íc ë cuèi s©n. v §2.7. ThÊm quanh bê vμ bªn vai c«ng tr×nh D' C' I. Kh¸i niÖm d. A B C¸c c«ng tr×nh thuû lîi th−êng nèi E C D tiÕp víi bê ®Êt hay mét c«ng tr×nh thÊm h h1 h2 n−íc. Khi cã chªnh lÖch cét n−íc ol O' O th−îng h¹ l−u th× ngoμi dßng thÊm ph¸t sinh ë d−íi ®¸y, còng sÏ h×nh thμnh C dßng thÊm quanh bê hay bªn vai c«ng tr×nh. Trªn h×nh 2-28 cho thÊy ®−êng nc D B b·o hoμ vÏ theo tia dßng ABCDE quanh vai mét c«ng tr×nh kh«ng thÊm A E n−íc, víi O - O' lμ mÆt tÇng kh«ng thÊm n−íc. H×nh 2-28: S¬ ®å thÊm vßng quanh bê .v Dßng thÊm vßng quanh bê hoÆc vai c«ng tr×nh nÕu kh«ng ®−îc xö lý tèt cã thÓ tho¸t ra ë l−ng chõng m¸i bê h¹ l−u, g©y s×nh lÇy, s¹t tr−ît m¸i bê. w II. Gi¶i bµi to¸n thÊm quanh bê, vai ®Ëp 1. Ph−¬ng ph¸p chung §©y lμ bμi to¸n thÊm 3 chiÒu kh«ng ¸p (cã mÆt tho¸ng). VÒ nguyªn t¾c, vÉn dùa vμo w ph−¬ng tr×nh vi ph©n c¬ b¶n cña dßng thÊm ch¶y tÇng trong m«i tr−êng ®ång chÊt, ®¼ng h−íng ®Ó gi¶i quyÕt. Ph−¬ng tr×nh ®ã nh− sau: ∂2h ∂2h ∂2h w + + = 0. (2-58) ∂x 2 ∂y 2 ∂z 2 ViÖc gi¶i ph−¬ng tr×nh (2-58), ngay c¶ víi nh÷ng ®iÒu kiÖn biªn ®¬n gi¶n nhÊt vÉn ®ßi hái mét khèi l−îng tÝnh to¸n rÊt lín vμ th−êng chØ thùc hiÖn ®−îc nhê ph−¬ng ph¸p sè vμ c«ng cô m¸y tÝnh. HiÖn nay ®· cã c¸c ch−¬ng tr×nh m¸y tÝnh lo¹i nμy (vÝ dô phÇn mÒm SEEP - 3D). 53
  13. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ Trong tr−êng hîp tÇng kh«ng thÊm n»m ngang, cã thÓ gi¶i gÇn ®óng bμi to¸n thÊm vßng quanh bê b»ng c¸ch suy diÔn tõ bμi to¸n thÊm ph¼ng cã ¸p vμ gi¶i b»ng ph−¬ng ph¸p l−íi thÊm. Trong bμi to¸n thÊm vßng quanh bê, l−ng t−êng bªn ®ãng vai trß lμ h2 ®−êng viÒn d−íi ®¸y c«ng tr×nh, cßn hμm sè thÕ ψ = , thay cho ψ = h cña bμi to¸n 2 thÊm cã ¸p. C¸c c«ng thøc suy diÔn nh− sau: B¶ng 2-5 Sè hiÖu n Th«ng sè ThÊm ph¼ng cã ¸p ThÊm vßng quanh bê c«ng thøc 2 ψ=h ψ = h /2 Hμm sè thÕ (2-59) v m m qr = qr = L−u l−îng thÊm dÉn suÊt n n d. h − h2 h2 − h2 2 hr = hr = (2-60) Cét n−íc dÉn suÊt h1 − h 2 h1 − h 2 2 2 ol h = h r (h1 − h 2 ) + h 2 2 Cét n−íc toμn phÇn t¹i mét ®iÓm (2-61) h = hr(h1 – h2) + h2 2 2 h1 − h 2 2 2 Q1vai = k L−u l−îng thÊm (2-62) q®¬n vÞ = k(h1 – h2)qr .q r 2 nc Trong ®ã: k - hÖ sè thÊm cña ®Êt bªn vai ®Ëp; trÞ sè qr vμ hr t×m ®−îc tõ s¬ ®å l−íi thÊm suy diÔn. Ht – lsd 2. ThÊm sau l−ng t−êng bªn .v C¸c ®Ëp trμn x©y trªn nÒn kh«ng ph¶i lμ ®¸ th−êng nèi tiÕp víi bê b»ng t−êng bªn d¹ng t−êng c¸nh gμ (h×nh 2-29). Khi tÝnh thÊm, ng−êi ta suy diÔn tõ kÕt qu¶ cña ph−¬ng ph¸p vÏ l−íi thÊm nh− ®· w nªu trªn. S¬ ®å h×nh 2-29a, d lμ øng víi b¶n ®¸y cã mét hμng cõ; s¬ ®å h×nh 2-29b lμ øng víi b¶n ®¸y cã 2 hμng cõ v.v... VÒ ph−¬ng diÖn chèng thÊm th× tèt nhÊt lμ nh÷ng t−êng bªn cã mét hoÆc hai t−êng w c¸nh nh− trªn h×nh vÏ 2-29a, b, d, nh−ng t−êng c¸nh h¹ l−u ph¶i ng¾n h¬n t−êng c¸nh th−îng l−u ®Ó tr¸nh lμm t¨ng cét n−íc thÊm sau l−ng t−êng. w 54
  14. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ a) b) c) d) n H×nh 2-29: C¸c h×nh thøc t−êng bªn nèi tiÕp ®Ëp trµn víi bê Nh÷ng kÕt luËn vÒ ®−êng viÒn thÊm trong bμi to¸n thÊm cã ¸p ®Òu cã thÓ ¸p dông v cho bμi to¸n thÊm quanh vai ®Ëp nh−: - T−êng c¸nh th−îng l−u ®ãng vai trß rÊt quan träng trong viÖc tiªu hao ®Çu n−íc d. thÊm, nªn cÇn c¾m ®ñ s©u vμo bê. - T−êng c¸nh h¹ l−u tuy cã lμm t¨ng thªm mét Ýt cét n−íc thÊm sau l−ng t−êng bªn, nh−ng l¹i bÞ gi¶m ®−îc gradien thÊm ë cöa ra. ol §Ó gi¶m thÊp ®−êng b·o hoμ vμ b¶o vÖ ®Êt bê, cã thÓ bè trÝ tho¸t n−íc d−íi d¹ng tÇng läc ng−îc phÝa sau l−ng t−êng bªn vμ trªn m¸i bê h¹ l−u nh− h×nh 2-30a. Mét ®Æc ®iÓm cÇn chó ý lμ nÕu c¸c ®−êng viÒn vμ miÒn thÊm cã h×nh d¹ng vμ kÝch th−íc gièng nhau th× ¸p lùc thÊm sau l−ng t−êng bªn sÏ lín h¬n ¸p lùc t−¬ng øng d−íi nc ®¸y ®Ëp. §iÒu nμy ®−îc suy tõ c«ng thøc tÝnh cét n−íc dÉn suÊt (2-60). V× vËy nÕu kh«ng xö lý thÝch ®¸ng th× n−íc ngÇm sÏ chui tõ sau l−ng t−êng bªn vμo nÒn ®Ëp, lμm t¨ng ¸p lùc thÊm d−íi ®¸y c«ng tr×nh so víi c¸c trÞ sè ®· tÝnh theo bμi to¸n thÊm cã ¸p. §Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nμy, gi¸o s− K.B. P«p«p kiÕn nghÞ chän chiÒu dμi ®−êng viÒn thÊm .v quanh vai ®Ëp theo c«ng thøc: Lb = CbH (2-63) Trong ®ã: H - cét n−íc thÊm; w Cb - hÖ sè, lÊy nh− sau: Cb = (0,67 ÷ 0,75)C (2-64) w Víi C lμ hÖ sè, phô thuéc lo¹i ®Êt, lÊy theo b¶ng (2-2). w 55
  15. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ c) a) 3. Liªn kÕt gi÷a ®Ëp kh«ng trµn n−íc víi bê TL TL §Ó liªn kÕt ®Ëp kh«ng trμn víi bê, ng−êi HL HL ta dïng c¸c h×nh thøc: - C¾m s©u t−êng ®Ëp vμo bê (h×nh 2-30a); b) - X©y l¸t m¸i bê ®Ó chèng thÊm (h×nh 2- 30b); TL TL - Lμm c¸c t−êng c¾m s©u vμo bê (h×nh 2- n 30c, d). HL HL Trong c¸c ph−¬ng ¸n nªu trªn th× c¸c d) v biÖn ph¸p ë h×nh 2-30c, d lμ hiÖu qu¶ h¬n c¶. H×nh 2-30: C¸c h×nh thøc nèi tiÕp ®Ëp kh«ng d. trµn víi bê 4. TÝnh thÊm quanh bê ®Ëp ®Êt ol Víi c¸c ®Ëp ®Êt ch¾n ngang s«ng (h×nh 2-31), ngoμi viÖc tÝnh thÊm qua th©n ®Ëp vμ nÒn cña nã, cßn ph¶i tÝnh ®Õn dßng thÊm vßng quanh hai bªn vai ®Ëp. Bμi to¸n thÊm vßng quanh bê ®Ëp ®Êt cã thÓ gi¶i gÇn ®óng b»ng ph−¬ng ph¸p vÏ nc l−íi. VÝ dô vÒ mét l−íi thÊm vßng quanh bê ®−îc thÓ hiÖn trªn h×nh 2-32. B A E H .v H1 a) O' H2 O w D E w M w S N b) T H×nh 2-31: Dßng thÊm 2 bªn vai ®Ëp ®Êt a. C¾t däc tuyÕn ®Ëp; b. MÆt b»ng ®Ëp 56
  16. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ Dùa vμo l−íi thÊm vμ theo c«ng thøc (2-61) d sÏ x¸c ®Þnh ®−îc cét n−íc toμn phÇn t¹i c¸c ®iÓm däc theo tõng ®−êng dßng, tøc lμ dùng ®−îc 1 2 ®−êng b·o hoμ däc theo tõng ®−êng dßng trªn 3 mÆt b»ng ®Ó kiÓm tra xem n−íc thÊm cã tho¸t ra a b 4 t¹i nh÷ng vÞ trÝ cao trªn m¸i bê h¹ l−u hay kh«ng. 5 VÝ dô trªn h×nh 2-31 cho thÊy ®−êng b·o hoμ FN cã ®o¹n n»m cao h¬n mÆt ®Êt, tøc n−íc thÊm 6 n ΔZ tho¸t ra ë vÞ trÝ cao sÏ lμm lÇy, −ít mét ph¹m vi réng cña m¸i bê h¹ l−u. 7 v 8 §Ó kh¾c phôc, cÇn lμm thiÕt bÞ tho¸ n−íc ST 9 ®Ó h¹ thÊp ®−êng b·o hoμ xuèng vÞ trÝ FSN n»m d. O s©u d−íi ®Êt nh»m gi÷ æn ®Þnh chèng tr−ît m¸i H×nh 2-32: L−íi thÊm vßng quanh bê ®Ëp bê h¹ l−u. ®Êt tõ hå chøa xuèng h¹ l−u. VÞ trÝ mÐp n−íc s¸t m¸i th−îng l−u ®Ëp (®iÓm b, h×nh 2-32) cã c¸c m¾t l−íi rÊt nhá ol nªn dßng thÊm cã l−u tèc lín. NÕu bè trÝ t¹i ®©y mét s©n chèng thÊm (®¸ x©y hoÆc tÊm bªt«ng chÝt m¹ch) th× cã thÓ h¹ thÊp ®−îc ®−êng b·o hoμ cña dßng thÊm quanh bê. Tuy nhiªn, còng cÇn xem xÐt ®Õn kh¶ n¨ng æn ®Þnh cña b¶n th©n s©n nμy khi mùc n−íc hå nc rót nhanh, xuÊt hiÖn dßng thÊm ng−îc tõ bê ra hå chøa. .v w w w 57
  17. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ Ch−¬ng 3 T¶i träng vμ t¸c ®éng lªn c«ng tr×nh thuû lîi Khi thiÕt kÕ c«ng tr×nh thuû lîi ®Ó ®¶m b¶o an toμn vμ kinh tÕ, cÇn ph¶i x¸c ®Þnh c¸c t¶i träng vμ t¸c ®éng lªn c«ng tr×nh, mÆt kh¸c ph¶i x¸c ®Þnh ®óng c¸c tr−êng hîp lμm viÖc ®iÓn h×nh ®Ó chän c¸c t¶i träng ®ång thêi t¸c dông lªn c«ng tr×nh ®ã (tæ hîp t¶i träng). Gi¶i quyÕt vÊn ®Ò ®ã kh«ng ®¬n gi¶n, ®ßi hái ng−êi thiÕt kÕ ph¶i n¾m ch¾c kü n thuËt thiÕt kÕ, ®ång thêi ph¶i cã kinh nghiÖm thùc tiÔn vμ n¾m v÷ng t×nh h×nh ®Æc ®iÓm cña ®Þa ph−¬ng n¬i x©y dùng c«ng tr×nh. v Trong ch−¬ng nμy chØ giíi thiÖu c¸c t¶i träng vμ t¸c ®éng phæ biÕn nhÊt ®èi víi c«ng tr×nh thuû lîi, cßn c¸c t¶i träng vμ t¸c ®éng riªng ®èi víi tõng lo¹i c«ng tr×nh sÏ ®−îc d. tÝnh trong c¸c ch−¬ng t−¬ng øng. §3.1. c¸c lo¹i t¶i träng vμ tæ hîp cña chóng I. Ph©n lo¹i t¶i träng ol Cã nhiÒu c¸ch ph©n lo¹i kh¸c nhau. Song, ®Ó phôc vô cho viÖc lËp c¸c tæ hîp t¶i träng ®−îc sö dông trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ c«ng tr×nh, ng−êi ta ph©n lo¹i t¶i träng theo thêi gian vμ tÝnh chÊt t¸c dông. Theo ®ã c¸c t¶i träng t¸c dông lªn c«ng tr×nh ®−îc ph©n nc thμnh t¶i träng th−êng xuyªn vμ t¶i träng t¹m thêi. 1. T¶i träng th−êng xuyªn: bao gåm träng l−îng c«ng tr×nh vμ c¸c thiÕt bÞ cè ®Þnh ®Æt trªn vμ trong c«ng tr×nh (cöa van, thiÕt bÞ ®ãng më v.v...). 2. T¶i träng t¹m thêi, ph©n ra: .v a) T¶i träng t¹m thêi dµi h¹n: - ¸p lùc n−íc t¸c ®éng trùc tiÕp lªn bÒ mÆt c«ng tr×nh vμ nÒn, ¸p lùc thÊm øng víi w mùc n−íc lín nhÊt khi xÈy ra lò thiÕt kÕ trong ®iÒu kiÖn thiÕt bÞ chèng thÊm vμ tiªu n−íc lμm viÖc b×nh th−êng. - Träng l−îng ®Êt vμ ¸p lùc bªn cña nã; ¸p lùc cña ®Êt ®¸ t¸c dông lªn vá ®−êng hÇm. w - T¶i träng g©y ra do kÕt cÊu chÞu øng suÊt tr−íc. - ¸p lùc ®Êt ph¸t sinh do biÕn d¹ng cña nÒn vμ kÕt cÊu c«ng tr×nh, do t¶i träng bªn ngoμi kh¸c. w - ¸p lùc bïn c¸t. - T¶i träng g©y ra do ¸p lùc d− cña kÏ rçng trong ®Êt b·o hoμ n−íc khi ®Êt ch−a cè kÕt hoμn toμn. - T¸c ®éng nhiÖt lªn c«ng tr×nh vμ nÒn. - ¸p lùc do sãng khi giã tÝnh to¸n cã tèc ®é b×nh qu©n nhiÒu n¨m (Wbqmax). 58
  18. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ - T¶i träng giã. - T¶i träng ®éng sinh ra trong ®−êng dÉn cã ¸p vμ kh«ng ¸p khi th−îng l−u cã mùc n−íc d©ng b×nh th−êng. b) T¶i träng t¹m thêi ng¾n h¹n: - T¶i träng do tμu thuyÒn vμ vËt tr«i (neo buéc, va ®Ëp). - T¶i träng do thiÕt bÞ n©ng, bèc dì, vËn chuyÓn vμ c¸c m¸y mãc, kÕt cÊu kh¸c. - ¸p lùc n−íc va trong thêi kú khai th¸c b×nh th−êng. c) T¶i träng t¹m thêi ®Æc biÖt: n - T¶i träng do ®éng ®Êt hoÆc næ. - ¸p lùc n−íc t−¬ng øng khi x¶y ra lò kiÓm tra. v - T¶i träng do ¸p lùc kÏ rçng khi ®Êt ch−a cè kÕt hoμn toμn, øng víi mùc n−íc lò kiÓm tra khi thiÕt bÞ tiªu n−íc lμm viÖc b×nh th−êng, hay øng víi mùc n−íc d©ng b×nh d. th−êng khi thiÕt bÞ tiªu n−íc bÞ háng. - ¸p lùc n−íc thÊm khi thiÕt bÞ chèng thÊm vμ tiªu n−íc kh«ng lμm viÖc b×nh th−êng. - ¸p lùc sãng khi x¶y ra giã vμ tèc ®é lín nhÊt thiÕt kÕ. ol - ¸p lùc n−íc va khi ®ét ngét c¾t toμn bé phô t¶i. - T¶i träng ®éng sinh ra trong ®−êng dÉn n−íc khi th−îng l−u cã mùc n−íc lò thiÕt kÕ. - ¸p lùc ph¸t sinh trong m¸i ®Êt do mùc n−íc s«ng, hå bÞ h¹ thÊp ®ét ngét (rót nhanh). nc II. Tæ hîp t¶i träng Trong thiÕt kÕ, ®Ó ®¶m b¶o cho c«ng tr×nh ®−îc an toμn vμ kinh tÕ, ng−êi ta ph¶i tÝnh to¸n theo c¸c tæ hîp t¶i träng kh¸c nhau. .v 1. Tæ hîp t¶i träng c¬ b¶n: bao gåm c¸c t¶i träng vμ t¸c ®éng th−êng xuyªn, t¹m thêi dμi h¹n, t¹m thêi ng¾n h¹n mμ ®èi t−îng ®ang thiÕt kÕ cã thÓ ph¶i tiÕp nhËn cïng mét lóc. w 2. Tæ hîp t¶i träng ®Æc biÖt: vÉn bao gåm c¸c t¶i träng vμ t¸c ®éng ®· xÐt trong tæ hîp t¶i träng c¬ b¶n, nh−ng mét trong chóng ®−îc thay thÕ b»ng t¶i träng (hoÆc t¸c ®éng) t¹m thêi ®Æc biÖt. Tr−êng hîp t¶i träng c¬ b¶n cã xÐt thªm t¶i träng ®éng ®Êt hoÆc w næ còng ®−îc xÕp vμo lo¹i tæ hîp ®Æc biÖt. Trong thiÕt kÕ cÇn ph¶i tÝnh to¸n víi nhiÒu tæ hîp t¶i träng c¬ b¶n vμ tæ hîp t¶i träng ®Æc biÖt kh¸c nhau ®Ó x¸c ®Þnh ®−îc tæ hîp t¶i träng bÊt lîi nhÊt. Th−êng tæ hîp t¶i w träng c¬ b¶n dïng ®Ó tÝnh to¸n kÝch th−íc c«ng tr×nh, vμ tæ hîp t¶i träng ®Æc biÖt dïng ®Ó kiÓm tra sù lμm viÖc an toμn cña nã. Sù kh¸c nhau cña c¸c tæ hîp t¶i träng c¬ b¶n vμ tæ hîp t¶i träng ®Æc biÖt trong tÝnh to¸n chÝnh lμ sù ¸p dông c¸c hÖ sè tæ hîp t¶i träng kh¸c nhau (xem §4.1). VÝ dô, víi tæ hîp t¶i träng c¬ b¶n, lÊy nc = 1,0; víi tæ hîp t¶i träng ®Æc biÖt, lÊy nc = 0,9. Ngoμi ra quy 59
  19. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ph¹m còng quy ®Þnh xÐt thªm c¸c tæ hîp t¶i träng trong thêi kú thi c«ng víi hÖ sè nc = 0,95 [19]. §3.2. ¸p lùc thuû tÜnh vμ thuû ®éng I- ¸p lùc thuû tÜnh ¸p lùc thuû tÜnh ®−îc x¸c ®Þnh theo ph−¬ng ph¸p th−êng dïng trong thuû lùc, bao gåm hai thμnh phÇn n»m ngang vμ th¼ng ®øng. Thμnh phÇn n»m ngang W1, W2 ph©n bè cã d¹ng h×nh tam gi¸c. Thμnh phÇn th¼ng ®øng W3, W4 lμ träng l−îng cña khèi n−íc t¸c dông lªn bÒ mÆt cña c«ng tr×nh. Khèi n−íc ®ã lμ abc vμ a'b'c' (h×nh 3-1). NÕu tr−íc n th−îng l−u cã bïn c¸t l¾ng ®äng th× cã thªm ¸p lùc bïn c¸t Wb. b c v W3 d. c' W4 b' W1 G hb a' W2 H2 α Wb a ol W®n γH2 nc Wt .v H×nh 3-1: S¬ ®å ¸p lùc n−íc, bïn c¸t vµ ®Èy ng−îc ¸p lùc n−íc t¸c dông vμo ®¸y c«ng tr×nh bao gåm ¸p lùc ®Èy ng−îc cña n−íc W®n vμ ¸p lùc thÊm Wt . w Khèi l−îng riªng cña n−íc s«ng ρ = 1000 kg/m3, khi trong n−íc cã nhiÒu bïn c¸t, tuú theo hμm l−îng bïn c¸t mμ khèi l−îng riªng cã thÓ t¨ng tõ 5 ÷ 10%. w II. ¸p lùc thuû ®éng Khi dßng ch¶y qua c«ng tr×nh gÆp c¸c bé phËn cña c«ng tr×nh nh− trô pin cña ®Ëp trμn, t−êng tiªu n¨ng..., sÏ t¸c dông vμo c«ng tr×nh mét lùc do dßng ch¶y g©y nªn gäi lμ w ¸p lùc thuû ®éng. ë ®Ønh ®Ëp trμn cã cöa van víi ®é më nhÊt ®Þnh, ë c¸c mòi phun cña ch©n ®Ëp trμn, ë tÊm ®¸y tiªu n¨ng, ë cöa vμo cèng x¶ s©u hoÆc t−êng bªn ®−êng èng cã ¸p, nhÊt lμ ë c¸c ®o¹n cong ®Òu cã ¸p lùc thuû ®éng. Khi x¸c ®Þnh ¸p lùc t¹i mét ®iÓm nμo ®ã cña bÒ mÆt c«ng tr×nh nãi trªn th× ¸p lùc n−íc bao gåm ¸p lùc thuû tÜnh vμ thuû ®éng, ngoμi ra cÇn kÓ ®Õn c¶ ¸p lùc m¹ch ®éng 60
  20. Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam www.vncold.vn ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ Trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ, ¸p lùc thuû ®éng th−êng bao gåm c¶ ¸p lùc ®éng trung b×nh theo thêi gian vμ ¸p lùc m¹ch ®éng: p = p d + pm , (3-1) Trong ®ã ¸p suÊt thuû ®éng pd vμ ¸p suÊt m¹ch ®éng pm phô thuéc vμo cét n−íc l−u tèc: v2 pd = C p γ n (3-2) 2g v2 n p m = kγ n (3-3) 2g v ë ®©y : Cp - hÖ sè ¸p lùc; k - hÖ sè m¹ch ®éng; d. γn - dung träng n−íc. HÖ sè ¸p lùc vμ m¹ch ®éng trong mét sè tr−êng hîp ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc gi¶i tÝch, c«ng thøc nöa thùc nghiÖm hay b»ng thÝ nghiÖm. ol Khi x¸c ®Þnh s¬ bé ¸p lùc thuû ®éng theo ph−¬ng dßng ch¶y thóc vμo c¸c vËt ch¾n, cã thÓ sö dông c«ng thøc [21]: V2 pd = KnF γn, (3-4) nc 2g Trong ®ã: F - diÖn tÝch mÆt ch¾n chiÕu lªn ph−¬ng vu«ng gãc víi dßng ch¶y; V - l−u tèc b×nh qu©n cña phÇn dßng ch¶y h−íng vμo mÆt ch¾n; .v γn - dung träng cña n−íc; K - hÖ sè ®éng lùc, lÊy b»ng 1,2 ÷ 1,3; n - hÖ sè kinh nghiÖm, phô thuéc vμo d¹ng vËt ch¾n, s¬ bé cã thÓ lÊy n = 1,2. w §3.3. T¸c ®éng cña sãng I. C¸c th«ng sè cña sãng w Khi cã giã thæi liªn tôc, mÆt n−íc hå sÏ ph¸t sinh sãng vμ lμm t¨ng thªm ¸p lùc cña n−íc. C¸c th«ng sè cña sãng nh− chiÒu cao sãng h, chu kú sãng τ, b−íc sãng λ (h×nh 3-2) phô thuéc nhiÒu nguyªn nh©n nh− tèc ®é giã W, thêi gian giã thæi liªn tôc t, ®é s©u w cña n−íc trong hå H, chiÒu dμi ®μ sãng D. ChiÒu dμi ®μ sãng D b»ng kho¶ng c¸ch tõ bê ®Õn c«ng tr×nh t− ¬ng øng víi h−íng giã (h×nh 3-3). 61
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2429 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2