Luận văn: Nghiên cứu kiểm tra ổn định đập chính Krông H'Năng khi nâng cao mực nước dâng bình thường so với thiết kế ban đầu

Chia sẻ: Dung Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

43
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hồ chưa nước Krong H'năng có đập giữ nước bằng đất đắp; lượng nước đến hồ này khá dồi dào; hiện nay ban quản lý hồ có ý định nâng cao mực nước dâng bình thường để tăng dung tích hữu ích của hồ chứa, nhằm tăng điện lượng hàng năm.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn: Nghiên cứu kiểm tra ổn định đập chính Krông H'Năng khi nâng cao mực nước dâng bình thường so với thiết kế ban đầu

1 2 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Đ I H C ĐÀ N NG PH M CƯ NG Ngư i hư ng d n khoa h c: GS.TS. NGUY N TH HÙNG NGHIÊN C U KI M TRA N Đ NH Đ P CHÍNH Ph n bi n 1: TS. NGUY N VĂN MINH KRÔNG H’NĂNG KHI NÂNG CAO M C NƯ C DÂNG BÌNH THƯ NG SO V I THI T K BAN Đ U Ph n bi n 2: PGS.TS. PHAN CAO TH Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y Mã s : 60.58.40 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. TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T 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. Đà N ng - Năm 2012
3 4 M Đ U d ng ñi n ngày càng tăng c a các ngành kinh t và sinh ho t c a 1. Cơ s khoa h c và th c ti n c a ñ tài. nhân dân trong c nư c. H ch a nư c Krông H’năng có ñ p gi nư c b ng ñ t ñ p; Lu n văn g m có các n i dung chính như sau: lư ng nư c ñ n h n y khá d i dào; hi n nay ban qu n lý h có ý 1- T ng quan công trình th y ñi n Krông Hnăng; ñ nh nâng cao m c nư c dâng bình thư ng ñ tăng dung tích h u ích 2- Tìm hi u môñun SEEP/W, SLOVE/W thu c b GEO - c a h ch a, nh m tăng ñi n lư ng hàng năm. SLOPE Office c a GEO - SLOPE International - Canada. Do ñó, vi c nghiên c u ki m tra n ñ nh ñ p Krông H’năng, 3- Nghiên c u gi i bài toán th m hai chi u b ng phương pháp khi m c nư c dâng bình thư ng ñư c nâng cao là r t c n thi t, nh m ph n t h u h n. giúp cơ quan h u quan có nh ng gi i pháp thích h p khi th c hi n. 4- Tính toán ch y ph n m m SEEP/W, SLOVE/W ñ tính Các cách gi i bài toán th m trong thi t k hi n nay thư ng ch th m qua ñ p Krông H’năng và ki m tra n ñ nh c a ñ p khi nâng là g n ñúng và ñơn gi n; trong nhi u trư ng h p l i gi i d n ñ n sai cao m c nư c dâng bình thư ng so v i thi t k ban ñ u. s khá l n. 3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u. Ngay nay v i s phát tri n m nh m c a các phương pháp s Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u c a ñ tài là dòng th m qua và công c máy tính nói chung, có th tìm ñư c l i gi i c a bài toán n n ñ p Krông H’năng n m trên sông Ea Krông Hnăng là nhánh sông th m khá sát v i th c t khi bài toán có hình d ng biên ph c t p, v i l n th 2 c a sông Ba. ñ a ch t không ñ ng nh t, bài toán ph ng hay không gian, th m n 4. Phương pháp nghiên c u. ñ nh và không n ñ nh. Đ gi i quy t các m c tiêu nêu trên, lu n văn ñưa ra phương Môñun SEEP/W, SLOVE/W thu c b ph n m m Geoslope, pháp nghiên c u như sau: gi i bài toán th m theo phương pháp ph n t h u h n có nhi u ưu - Ti n hành thu th p các thông tin, s li u tính toán, th ng kê ñi m trong ki m tra, tính toán th m và n ñ nh cho ñ p ñ t; do ñó t các ban qu n lý d án, s xây d ng liên quan ñ n ñ p Krông lu n văn ch n ph n m m này ñ tính toán, ki m tra n ñ nh ñ p H’năng. Krông H’năng khi nâng cao m c nư c dâng bình thư ng so v i thi t - Sưu t p các tư li u v lý thuy t, các mô hình toán liên quan k ban ñ u. ñ n dòng th m qua ñ p ñ t hi n có thông qua Internet, thư vi n. 2. M c tiêu và các n i dung nghiên c u c a ñ tài. - Nghiên c u ng d ng mô hình toán mô t dòng th m hai T nh ng lý do trên, ñ tài ñ t ra m c tiêu chính là nghiên c u chi u ñ tính toán dòng th m. nh hư ng v th m và n ñ nh c a ñ p Krông H’năng khi nâng cao - ng d ng ph n m m tính th m Geo-slope d a trên phương m c nư c dâng bình thư ng so v i thi t k ban ñ u; t ñó ñưa ra các pháp PTHH ñ tính th m cho ñ p Krông H’năng và ki m tra n ñ nh gi i pháp k thu t phù h p ñ gi n ñ nh ñ p ñáp ng nhu c u s khi nâng cao m c nư c dâng bình thư ng so v i thi t k ban ñ u.
5 6 5. C u trúc c a Lu n văn. Chương 1 Ngoài ph n m ñ u, k t lu n ki n ngh và tài li u tham kh o, T NG QUAN V CÔNG TRÌNH THU ĐI N KRÔNG lu n văn g m có các chương như sau : H’NĂNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TH M QUA Đ P Chương 1: T ng quan v công trình th y ñi n Krông H’Năng Đ TH CH A và các phương pháp tính th m qua ñ p ñ t h ch a. 1.1. V trí công trình. Chương 2: Gi i thi u v ph n m m Geo – Slope. Công trình ñ u m i thu ñi n Krông Hnăng d ki n ñư c xây Chương 3: ng d ng ph n m m geo - slope ñ tính th m qua d ng t i ñ nh thác thu c nhánh Sông Krông Hnăng có t a ñ ñ a lý t i: ñ p Krông H’Năng và ki m tra n ñ nh c a ñ p khi nâng cao m c - X = 577 226,93 nư c dâng bình thư ng so v i thi t k ban ñ u - Y = 143 1142,28 (VN2000) C m công trình ñ u m i áp l c và h ch a thu c ñ a ph n xã Ea Sô huy n Ea Kar và xã Cư Prao Huy n Ma Đrăk, t nh Đăk Lăk. Tuy n năng lư ng, nhà máy, tr m phân ph i ñi n thu c ñ a ph n xã Ea bar huy n Sông Hinh t nh Phú Yên. V trí công trình cách thành ph Tuy Hoà kho ng 90km v phía Tây. 1.2. T ng quan v công trình. 1.2.1 Các thông s chính công trình B ng 1.1 Các thông s chính công trình Thông s Đơn v Giá tr MNDBT m 255 MNC m 242,5 6 3 Wtb 10 m 171,6 6 3 Wc 10 m 59,3 Whi 106 m3 112,3 Hmax m 120,6 Hmin m 101,6 Htt m 108,1 Qmax m3/s 68
7 8 Thông s Đơn v Giá tr Tóm l i có th ñi ñ n k t lu n khi h thu ñi n Krông Hnăng 3 Qñb m /s 12,9 ñi vào v n hành thì kh năng tái t o b h s m cñ r ty uc c Nlm MW 64 b , qui mô nh so v i dung tích và tu i th theo thi t k ñã qui ñ nh Nñb MW 12,1 c ah . Eo 106 kWh 247,72 Cao trình phân th y h ch a ñ u n m cao hơn m c nư c dâng Emùa mưa 106 kWh 56,60 h ch a th p nh t t 9m ñ n hàng ch c mét, còn l i các v trí khác r t cao, ñ nh phân th y r ng nên không có kh năng th m m t nư c c a Emùa khô 106 kWh 191,12 h ch a. S t máy t 2 b. Đi u ki n ñ a ch t vùng tuy n Hsdlm gi 3856 Tuy n ñ p ch y u n m trong ph m vi phân b c a các thành N u m c nư c dâng bình thư ng nâng cao thêm 2m, dung tích t o ñá granit ph c h Qu Sơn, các tích t b r i bãi b i ven sông - h u ích c a h s tăng thêm ñư c: ∆V = 27,34.106 m3; ñây là m t lòng sông, m t ph n trong ñá bazan tu i N2-Q1 và tr m tích Neogen. lư ng nư c l n, quí báu. Tuy n tràn và tuy n năng lư ng n m trong ph m vi phân b 1.2.2 Các ñi u ki n t nhiên c a ñá granit,ph n n n kênh x ñ t trên ñ i IA1, ph n mái kênh n m 1.2.2.1 Khí tư ng th y văn trong ph m vi phân b l p b i tích th m sông m m y u c n có bi n Các ñ c trưng khí h u, th y văn xác ñ nh ch y u d a vào các pháp gia c ñ ñ m b o n ñ nh n n và mái kênh. tài li u quan tr c c a các tr m khí tư ng th y văn trong lưu v c. c. Đ ng ñ t 1.2.2.2 Đ a hình V ñ ng ñ t khu v c, theo b n ñ phân vùng ñ ng ñ t (Quy Vùng tuy n công trình tương ñ i b ng ph ng, thu n ti n cho chu n Xây d ng Vi t Nam năm 1997) c a Vi n v t lý Đ a c u thì vùng vi c b trí các h ng m c công trình chính, khu ph tr , công tác d n nghiên c u n m trong khu v c phát sinh ñ ng ñ t Imax = 6 (MSK-64). dòng thi công. Công tác kh o sát ñ a hình khu v c vùng h , vùng d. Khoáng s n lòng h tuy n ñ ñ m b o kh i lư ng, ch t lư ng tài li u tr c ñ a, ñ a hình ñ Theo tinh th n công văn s 522 CV/ĐCKS - ĐTĐC ngày 8 l p TKKT.1 th y ñi n Krông Hnăng. tháng 5 năm 2002 c a C c ñ a ch t & khoáng s n Vi t Nam (nay 1.2.2.3 Đ a ch t thu c B tài nguyên khoáng s n & Môi trư ng) ñã ti n hành ño v a. Đi u ki n ñ a ch t vùng h ñi u tra t l 1/50.000 thì chưa phát hi n các ñi m khoáng s n có ý khu v c b h co lòng h h p và ñ d c ñ a hình tương ñ i nghĩa trong vùng ng p h ch a, vùng xây d ng công trình. tho i kho ng 100 – 300 do v y kh năng s t l tái t o b h là r t ch m ñ ng th i ch có th quy mô nh .
9 10 e. V t li u xây d ng thiên nhiên ñ ng th m trong ph m vi ph n l n chi u dài ñ p là th m g n như V t li u xây d ng t i ch g m: ñ t, ñá ñ p ñ p, cát s d ng ph ng, nghĩa là dòng th m g n vuông góc v i tr c d c c a ñ p. cho bê tông và t ng l c, ñá dăm cho bê tông ... ñ m b o ñ và ñ t Trong các ñ p cao xây d ng vùng núi, ho c trong các ñ p yêu c u xây d ng. xây d ng trên các sông su i h p thì chuy n ñ ng c a dòng th m có 1.3 Khái ni m chung v hi n tư ng th m trong ñ t. tính không gian rõ r t. Chuy n ñ ng ch m c a nư c qua ñ t thư ng ñư c g i là th m và Hi n tư ng mao d n trong th m không áp: Th m qua ñ p ñ t s chuy n ñ ng ñó c liên t c s t o thành dòng th m trong ñ t. Trong ñá là th m không áp có m t bão hòa là m t thoáng t do, vì v y phía quá trình thi t k cũng như thi công các công trình xây d ng cơ b n, ñ c trên m t bão hòa hình thành vùng ñ t có ñ m gi m d n dư i tác d ng bi t là các công trình thu l i như h ch a nư c thì vi c tính toán th m c a l c mao d n. Chi u cao mao d n và s phân b ñ mc añ t ph i r t th n tr ng vì nó có tính quy t ñ nh ñ n s n ñ nh cũng như tính vùng mao d n ph thu c vào kích thư c k r ng gi a các h t ñ t. lâu dài c a h ch a. 1.4 Th m qua ñ p ñ t trên n n không th m. Lý thuy t cơ b n v th m: S chuy n ñ ng th m trong môi 1.4.1 Theo phương pháp cơ h c ch t l ng trư ng r ng c a ñ t ñư c di n ra dư i tác d ng c a l c tr ng trư ng L i gi i c a S.N.Numêr p, gi i bài toán th m qua ñ p ñ t ñáy khi có chênh l ch c t nư c gi a các ñi m khác nhau. r ng h u h n, mái thư ng lưu có ñ d c m, trên n n không th m n m V i trư ng h p th m t ng, chuy n ñ ng th m tuân theo ñ nh ngang, h lưu không có nư c, có thi t b thoát nư c g i ph ng. lu t Đacxy: Q = Kt . ω . I (1.1) Lưu lư ng th m q trên m t ño n ñ p dài m t ñơn v ñư c xác T công th c (1.1) cho th y lưu lư ng t l b c nh t (hàm ñ nh như sau: tuy n tính) v i grañien th m. Đó là trư ng h p th m t ng thư ng x y q H2 (1.12) =q = k r ra trong môi trư ng ñ t h t nh . L + H . f + (L + H . f )2 + H 2 . f 1 1 2 Th m có áp và th m không áp: Th m qua n n dư i ñáy công 1.4.2 Theo phương pháp th y l c tình th y v i m t biên trên b ch n b i l p không th m như dư i ñ p a. Đ p ñ t ñ ng ch t không có thi t b thoát nư c bê tông là th m có áp, vì áp su t t i biên phía trên c a dòng th m l n Có r t nhi u nghiên c u và ki n ngh v cách gi i bài toán hơn áp su t khí tr i. Trong trư ng h p này h s th m c a v t li u th m này b ng phương pháp thu l c, trong ñó ñư c s d ng ph thân công trình th y ho c b n ñáy công trình th y nh hơn nhi u l n bi n nh t là phương pháp phân ño n do vi n s N.N.Pavơlôpxki ñưa so v i h s th m c a n n. ra, ñ n nay ñã ñư c áp d ng ph bi n. Th m ph ng và th m không gian: Đ i v i các ñ p xây d ng b. Đ p ñ t ñ ng ch t có thi t b thoát nư c sông ñ ng b ng thư ng có chi u cao nh , chi u dài l n, do ñó chuy n Khi h lưu ñ p có nư c ta có:
11 12 k h 2 − (h + a ) 2  (1.25) q= c. Phương pháp t l ñư ng th ng 2 ( L + ∆L )  1  2 0   Trư c kia khi phương pháp cơ h c ch t l ng chưa phát tri n, c. Đ p ñ t có tư ng lõi m m ngư i ta ñã dùng phương pháp t l ñư ng th ng ñ gi i nh ng bài Gi i theo phương pháp bi n ñ i ñ t lõi gi a có h s th m k0 toán th m qua n n công trình. Hi n nay phương pháp này v n còn r t nh thành ñ p ñ ng ch t có cùng h s th m k (b ng cách, theo ñư c dùng nhi u vì nó ñơn gi n, m c chính xác ñ m b o yêu c u ñ i ñi u ki n t n th t th m qua lõi gi a và qua kh i ñ t thay th b ng v i các công trình nh . Đ i v i các công trình v a và l n, ngư i ta nhau). Khi ñó ta l i tr v gi i bài toán th m c a m t ñ p ñ ng ch t. thư ng dùng phương pháp t l ñư ng th ng ñ sơ b ñ nh kích thư c d. Đ p ñ t có tư ng nghiêng: các b ph n ñ ñ p, sau ñó dùng phương pháp v lư i ho c phương Khi tính th m qua ñ p có tư ng nghiêng làm b ng lo i ñ t ít pháp cơ h c ch t l ng ñ ch nh lý l i. th m nư c ( h s th m k0 ), th c t chi u dày tư ng nghiêng thay 1.5.2 Các phương pháp th c nghi m ñ i d n, càng xu ng phía dư i chi u dày càng l n, thì trong sơ ñ Trong th c t xây d ng, hình d ng ñư ng vi n dư i ñ t và các tính toán ta dùng chi u dày trung bình c a hai m t c t ch ngang m c ñư ng biên c a mi n th m thư ng muôn v và ñôi khi r t ph c t p, nư c thư ng lưu và chân ñ p. Phương pháp gi i bài toán này có th không th dùng phương pháp gi i tích, ngư i ta thư ng v lư i th m áp d ng phương pháp bi n ñ ñ p có tư ng nghiêng v ñ p ñ ng ch t b ng các phương pháp th c nghi m. Có khi ngư i ta l y m u ñ t làm gi ñ nh. mô hình thí nghi m th m, nhưng thư ng dùng nh t là nh ng phương 1.5 Th m có áp qua n n ñ t ñ ng nh t dư i ñáy công trình. pháp d a trên nguyên lý tương t c a chuy n ñ ng th c a dòng 1.5.1 Phương pháp gi i tích nư c v i dòng ñi n ho c dòng nhi t. Sau ñây là hai phương pháp Bao g m ba phương pháp sau: th c nghi m ñi n hình: a. Phương pháp cơ h c ch t l ng a. Phương pháp EGĐA Phương pháp này cho k t qu chính xác. Vi n s Pavơl pxki, ñã nghiên c u dùng máy EGĐA v lư i th m v i N.N.Pavơlôpxki là ngư i ñ u tiên gi i bài toán th m dư i ñáy công các lo i ñư ng vi n dư i ñáy công trình khác nhau. Bi n pháp này có trình b ng phương pháp cơ h c ch t l ng. V i công c toán h c là ưu ñi m ñ m b o m c chính xác cao, gi i ñư c các trư ng h p ñ t các hàm gi i tích m t bi n ph c z = x + iy, tác gi ñã tìm ñư c th v n n không ñ ng nh t, không ñ ng hư ng ho c g m nhi u l p ñ t có ph c c a dòng th m trong m t s bài toán ñơn gi n. h s th m khác nhau. Hi n nay dùng phương pháp EGĐA chúng ta b. Phương pháp cơ h c ch t l ng g n ñúng có th gi i ñư c nh ng bài toán không gian ph c t p.[6] Phương pháp h s s c kháng th c ch t là m t bi n th c a b. Phương pháp thí nghiêm trong máng kính. phương pháp phân ño n. Đư ng vi n dư i ñ t ñư c chia thành nh ng Ngư i ta l y ñ t n n công trình ñ ñ y lòng máng kính t o ño n th ng ñ ng và nh ng ño n n m ngang. thành mi n th m, trên ñó ñ t mô hình ñ ñ p r i ti n hành thí nghi m
13 14 cho dòng th m qua t thư ng lưu v h lưu. Thông qua quan tr c s b. Phương pháp ph n t h u h n thu th p ñư c nh ng s li u c n thi t. Phương pháp này tuy th hi n Mi n th m ñư c chia thành nh ng tam giác có kích thư c và ñư c nh ng ñi u ki n th c t nhưng t n kém và ít chính xác. hình d ng khác nhau phù h p v i các biên và tuỳ theo nh ng khu v c 1.5.3 Phương pháp ñ gi i v lư i b ng tay khác nhau. Cơ s c a phương pháp này là b o ñ m xây d ng ñư c m t Các công th c cơ b n - Trong bài toán th m ph ng, n ñ nh, s lư i th m ñi n hình có các m t lư i ñ u là hình vuông cong phân b c t nư c H(x,y) t i m t ñi m b t kỳ ñư c xác ñ nh d a vào 1.5.4 Các phương pháp s : các c t nư c t i 3 ñ nh (i, J, m) Sau ñây trình bày hai phương pháp s thông d ng là phương H pháp sai phân và phương pháp ph n t h u h n. [ He = N N N H i J m J i ] (1.48) H a. Phương pháp sai phân m Mi n th m ñư c chia thành nh ng ô hình ch nh t có kích 1.6 Th m có áp qua n n ñ t không ñ ng nh t dư i ñáy công trình. thư c b ng nhau a x b. Bài toán th m qua n n ñ t không ñ ng nh t ñã ñư c nghiên Các ñ i lư ng vi phân dh, dx, dy ñư c chuy n thành các ñ i c u và ñ t m c ñ nh t ñ nh v lý lu n trong hai trư ng h p sau: lư ng sai phân tương ng, ∇h, ∇x, ∇y. Nh ng ñ o hàm riêng c p 1 1) N n ñ t g m nhi u l p th m ñ ng nh t, m i l p có m t h và c p 2 như : ∂h , ∂h , ∂ 2h , ∂ 2 h ñư c chuy n sang các t sai phân s th m khác nhau. ∂x ∂y ∂x 2 ∂y 2 2) N n ñ t có m t l p có h s th m theo phương th ng ñ ng d a vào các công th c sau ñây: (Kñ) khác h s th m theo phương ngang (Kn). Đó là trư ng h p ñ t ∂h h ( x + a , y ) − h( x, y ) tr m tích thư ng g p các vùng bãi b i v i Kn > Kñ. → ∂x a 1.6.1 H s th m trung bình ∂ 2h h ( x + a , y ) − 2h ( x , y ) + h ( x − a, y ) (1.47) → Khái ni m v h s th m trung bình Ktb ñư c áp d ng trong ∂x 2 a trư ng h p các l p ñ t s p x p song song và dòng th m ch y d c ∂h h ( x , y + b ) − h ( x, y ) → theo các l p ñ t ho c ch y theo phương th ng góc v i các l p ñ t. ∂y b a. Dòng ch y th m ch y d c theo các l p ñ t ∂ 2h h( x, y + b) − 2h( x, y ) + h( x, y − b) → ∂y 2 b2 Trong trư ng h p này grañien thu l c trong các l p ñ t ñ u phân b gi ng nhau. Ta có công th c tính h s th m trung bình sau: Phương trình sai phân tuy ñơn gi n nhưng ít ñư c dùng ñ gi i các bài toán th m có ñi u ki n biên ph c t p do nh ng như c ñi m v k thu t chia lư i.
15 16 n ∑ ki ti Đ ñơn gi n bài toán N.N.Pavơlôpxki ñã s d ng gi thi t (1.52) K = i =1 th m qua ñ p và n n là ñ c l p nhau, v i ñư ng dòng phân chia ñi tb n ∑ ti qua ñáy ñ p. Lưu lư ng th m chung ñư c xem là q = qñ + qn . i =1 Trong ñó qñ , qn l n lư t là lưu lư ng th m qua ñ p và qua nên. Công th c này ñư c rút ra t ñi u ki n lưu lư ng th m qua n n Lưu lư ng th m qua ñ p và n n là: b ng t ng các lưu lư ng th m qua các l p ñ t.[6] h2 − h2 (h − h )T q=k 1 2 +k 1 2 (1.59) b. Dòng th m ch y th ng góc v i các l p ñ t d 2L n L − ∆L + 0,4T b b h Trong trư ng h p này có m t lưu lư ng th m không ñ i ch y qua các l p ñ t. Do ñó: 1.7.2 Th m qua ñ p có tư ng nghiêng sân ph h i = k' H S d ng phương pháp gi i c a N.N.Pavơlôpxki có s b sung k i l tb L c a A.E.Damarin v i các gi thi t sau: i 1) T n th t c t nư c th m qua l p b o h tư ng nghiêng 1.6.2 Góc gãy c a ñư ng dòng khi vư t qua hai l p ñ t khác nhau b ng không; Góc gãy này ñư c xác ñ nh d a vào ñi u ki n liên t c ( lưu 2) Tư ng nghiêng có chi u dày trung bình δ và mái dóc trung lư ng qua m t bó dòng nguyên t nào ñó không ñ i ). bình; ω1.k1.J1 = ω2.k2.J2 ... (1.57) 3) T n th t c t nư c d c sân trư c bi n ñ i theo ñư ng 1.7 Th m qua ñ p ñ t trên n n th m nư c. th ng. Trong th c t thư ng hay g p lo i ñ p ñ t ñ p trên n n th m 1.7.3 Th m qua ñ p có tư ng nghiêng và tư ng răng nư c, h s th m c a ñ p khác v i h s th m c a n n. Đ c bi t chú Trong trư ng h p h s th m c a ñ p và n n khác nhau, h lưu ý là trư ng h p n n th m nư c m nh. H s th m c a n n và ñ sâu có nư c. t ng th m nư c nh hư ng l n ñ n lưu lư ng th m, v trí và hình Phương trình lưu lư ng th m qua tư ng nghiêng và tư ng răng d ng ñư ng bão hoà. Nh ng bài toán thu c d ng này khá ph c t p, vì có d ng: ph i ñ c p ñ n môi trư ng nhi u l p và các ñi u ki n biên ph c t p. H 2 − z 2 − h2 H −h (1.67) Vì v y cách gi i các bài toán thu c lo i này còn r t b h n ch , ph n q=k 1 0 1 +k 1 1T t 2δ sin α r δ l n ch cho k t qu tính toán g n ñúng, ñơn gi n t r 1.7.1 Th m qua ñ p và n n ñ ng ch t 1.8 Th m quanh b và bên vai công trình. Trên n n th m v i chi u dày t ng th m có h n, khi kñ < kn, h Các công trình th y l i thư ng k ti p v i b ñ t ho c m t lưu có nư c, v t thoát nư c hình lăng tr . công trình th m nư c khi m c nư c thư ng lưu dâng cao nư c s th m quanh b ( ho c bên vai ) công trình v phía h lưu.
17 18 Hi n tư ng th m quanh b ho c bên vai công trình n u không nên ngư i ta tính toán r t sơ lư c theo phương pháp t l ñư ng x lý t t có th gây s t mái b ho c gây sình l y bãi h lưu. th ng. áp l c nư c ñ y ngư c W dư i ñáy công trình là t ng h p l c 1.8.1 Trư ng h p t ng không th m n m ngang tĩnh W1 và l c th m Wth. Khi tính áp l c th m ngư i ta nhân thêm Gi i bài toán th m không gian này d a vào sơ ñ và phép gi i m t h s α vì xét t i tác d ng gi m nh áp l c th m c a màng ch n  αH  (1.77) m t bài toán th m có áp dư i ñáy công trình, nhưng thay th cho c t W = W + W = γ b H +  1 th n  2 2  nư c trong bài toán th m có áp ta ph i dùng hàm s h2 / 2. 1.8.2 Th m quanh vai ñ p sau lưng tư ng bên 1.9.3 Lưu lư ng th m. Các ñ p tràn xây trên n n không ph i là ñá thư ng n i ti p v i Lưu lư ng nư c th m qua n n ñá có th r t l n, nh t là qua các b b ng m t tư ng bên d ng tư ng cánh gà. Khi tính th m, ngư i ta lo i ñá n t n nhi u. Thí d qua n n sa th ch c a ñ p Tôrempơ lưu d a vào các k t qu ñã rút ra ñư c trong nh ng bài toán th m có áp lư ng th m là 2m3/s , qua n n ñ p Camarát lưu lư ng th m ñ t dư i ñáy công trình. 11m3/s. 1.8.3 Tính th m quanh b ñ p ñ t Chúng ta có th gi i g n ñúng bài toán d a vào sơ ñ lư i th m, các k t qu cho th y v i bài toán th m quanh b , các ñ sâu nư c ñ u l n hơn các tr s th tương ng c a bài toán th m có áp. 1.9 Th m qua n n ñá dư i ñáy công trình. 1.9.1 Đ c ñi m c a th m qua n n ñá N n ñá nói chung có ñ r ng nh nên có th b qua hi n tư ng th m qua các khe r ng. Th m qua n n ñá ch y u là qua các khe n t. M t n n ñá thư ng có các khe n t r ng t vài ly ñ n vài centimét, do quá trình ki n t o, ño n t ng, trư t do n mìn khi ñào móng ho c do tác d ng phong hoá gây nên vv... Nư c th m trong các k n t không tuân theo ñ nh lu t Đacxi và cho ñ n nay còn ít ñư c nghiên c u. Ch trong trư ng h p khi kh i ñá n n l n, khe n t nh và ñ u m i có th coi như có m t ít thu c tính như n n ñ t. 1.9.2 Áp l c th m Nư c th m trong các khe n t trong n n ñá dư i ñáy công trình và thoát ra h lưu. Vì chưa bi t ñư c quy lu t tiêu hao c t nư c th m
19 20 Chương 2 2.1.3. Phương pháp tính toán th m b ng mô hình toán GI I THI U V PH N M M GEO – SLOPE 2.1.3.1. M c ñích và nhi m v c a vi c tính toán th m Ph n m m GEO-SLOPE là ph n m m thương m i n i ti ng, M c ñích: C n ph i tính toán th m qua thân ñ p, n n ñ p ñ dùng ñ gi i bài toán th m và n ñ nh c a công ty GEO-SLOPE làm cơ s tính toán n ñ nh mái, k t c u ch ng th m, k t c u các b International- Canada; Ph n m m này có nhi u modun chuyên d ng ph n tiêu nư c h p lý và kinh t nh t. khác nhau ñư c thi t k có giao di n và ñ h a thân thi n ñ vi c Trong tính toán th m, c n ph i xác ñ nh các thông s c a dòng tính toán ñư c liên hoàn ti n l i cho ngư i s d ng như modun th m thân ñ p, n n ñ p và b ñ p sau ñây: SEEP, SLOVE… - Xác ñ nh lưu lư ng th m qua thân ñ p và qua n n. Cơ s lý thuy t ñ xây d ng l i gi i s c a ph n m m là - Xác ñ nh v trí ñư ng bão hòa phương pháp ph n t h u h n. Đ tin c y v các k t qu tính toán - Xác ñ nh gradient th m (ho c lưu t c th m) c a dòng ch y c a ph n m m ñã ñư c ki m nghi m, ñáp ng t t cho các bài toán trong thân ñ p, n n ñ p nh t là ch dòng th m thoát ra h lưu th m và n ñ nh ña d ng trong th c t . 2.1.3.2. Phương pháp tính toán th m 2.1 Gi i thi u t ng quan v SEEP a. Cơ s lí lu n c a SEEP/W 2.1.1 Gi i thi u v mô hình và môi trư ng làm vi c Dòng th m trong ñ t bão hòa và không bão hòa tuân theo ñ nh SEEP/W là m t trong 6 modun thu c ph n m m ñ a k thu t lu t th m Darcy: q = kjω ho c có th vi t dư i d ng v = kj trong b GEO-SLOPE Office c a GEO-SLOPE International- Lưu lư ng vào và ra kh i phân t ñ t bi n thiên theo ñ m Canada. th tích ∆θ 2.1.2 Kh năng c a SEEP Trư ng h p th m n ñ nh Qvào – Qra = ∆θ =0 SEEP/W có th phân tích bài toán: dòng th m có áp, không áp, b. Phương trình th m ng m do mưa, th m t b n ch a nư c nh hư ng t i m c nư c Phương trình vi phân t ng quát ng m, áp l c nư c l r ng dư và th m n ñ nh và không n ñ nh. + Trư ng h p dòng n ñ nh SEEP/W ghép ñôi v i SLOVE/W phân tích n ñ nh mái d c ∂  ∂H  ∂  ∂H   Kx  +  Ky + Q = 0 trong ñi u ki n có áp l c nư c l r ng ph c t p (khi h ch a b t ñ u ∂x  ∂x  ∂y  ∂y  dâng ho c rút nư c). + Trư ng h p dòng không n ñ nh SEEP/W ghép ñôi v i CTRAN/W phân tích lan truy n v t ô ∂  ∂H  ∂  ∂H  ∂H  Kx  +  Ky  + Q = S0 nhi m trong ñ t ñá. ∂x  ∂x  ∂y  ∂y  ∂t SEEP/W ghép ñôi v i SIGMA/W ñ gi i quy t bài toán c k t th m
21 22 Ngoài ra, SEEP/W còn s d ng hàm th m, th hi n m i quan 2.3. C u trúc mô hình. h gi a h s th m và áp l c nư c l r ng, hàm lư ng ch a nư c th 2.3.1. Khung giao di n tích v i áp l c nư c l r ng trong ñ t. 2.3.2. C u trúc c a l nh DEFINE Lưu lư ng th m qua ñ p tính g n ñúng theo công th c: Q = q.Ltb SEEP/W dùng thanh và các thanh công c ñ ñ u khi n: 2.2. Gi i thi u t ng quan v modun SLOVE Thanh th c ñơn buông (Menu Bar): File, Edit, Set, View, 2.2.1. Gi i thi u v mô hình và môi trư ng làm vi c KeyIn, Draw, Sketch, Modify, Tool, Help. SLOVE/W là m t trong 6 modun thu c b GEO-SLOPE Thanh công c ( Tool bar) g m 5 lo i: Officeb c a GEO - SLOPE International- Canada. - Thanh công c chính ( Standard Toolbar): g m các nút ñ SLOVE/W là ph n m m giao di n ñ h a, 32 bít có th ch y thao tác t p, in, sao chép… trong h ñi u hành Win 95/98/NT/2000 và XP - Thanh công c ch ñ ( Mode Toolbar): G m các nút nh p các 2.2.2. Kh năng c a SLOVE ch ñ thao tác ñ hi n th và so n th o ñ i tư ng văn b n và ñ th . SLOVE/W phân tích n ñ nh mái ñ t – ñá theo phương pháp - Thanh công c xem ưu tiên( View Prerences Toolbar): G m cân b ng gi i h n kh i trong ñ t bão hòa và không bão hòa như: nh ng nút ñ hi n t t nh ng ưu tiên hi n th . + Mái d c ñ ng nh t, không ñ ng nh t trên n n ñá. Thanh công c lư i( Gird Toolbar) :Đi u khi n, hi n th ô lư i + Mái d c ch u t i tr ng ngoài và có c t gia c . Thanh công c Zoom: ñi u khi n phóng to – thu nh + Tích h p v i SEEP/W phân tích n ñ nh mái d c trong ñi u ki n áp l c nư c l r ng ph c t p. + Tích h p v i SIGMA/W phân tích n ñ nh theo ph n t h u h n. + Phân tích n ñ nh mái d c theo xác xu t. 2.2.3. Phương pháp tính toán n ñ nh mái ñ p ñ t 2.2.3.1. M c ñích và nhi m v c a vi c tính n ñ nh Xác ñ nh h s n ñ nh nh nh t c a mái ñ p, t ñó ch n h s mái, kích thư c ñ p h p lý v k thu t và thi công. 2.2.3.2. Phương pháp tính toán n ñ nh Modun SLOPE/W c a hãng GEO-SLOPE International Ltd c a Canada cho phép tính toán n ñ nh theo r t nhi u phương pháp khác nhau như phương pháp Morgenstern, Ordinary, Bishop, Janbu...
23 24 Chương 3 B ng 3.2 K t qu tính th m trong TH 2 NG D NG PH N M M GEO-SLOPE Đ TÍNH TH M VÀ q th m q th m Gradient l n nh t dư N Đ NH C A Đ P KRÔNG H’NĂNG KHI NÂNG CAO M C STT MC qua ñ p qua n n n n [Jcp] NƯ C DÂNG BÌNH THƯ NG SO V I THI T K BAN Đ U (m3/s-m) (m3/s-m) t i chân khay (Jxy max) 1 Lòng sông 6,436e-006 1,368e-005 0,48 1.15 3.1. Các trư ng h p tính toán. 2 Vai ph i 1,656e-006 3,446e-005 0,69 1.15 3.1.1. Trư ng h p 1 3 Vai trái 5,41e-006 3,315e-006 0.36 1.15 MNDBT như thi t k ban ñ u là +255 m, MNTL = MNDBT. (Xem ph l c 2) 3.1.2. Trư ng h p 2 3.2.2. K t qu tính n ñ nh MNDBT nâng lên 2m so v i thi t k ban ñ u, m c nư c B ng 3.3 K t qu tính n ñ nh trong TH 1 thư ng lưu là MNDBT +257 m. Kmin.min MC TH [Kcp] Các h s th m c a các l p ñ t dùng cho vi c tính toán th m ORDINARY BISHOP JANBU MP l y như sau Cung trư t thư ng lưu 1,679 1,737 1,666 1,736 Lòng sông L p ñ t ñ p ñ p chính thư ng lưu k = 2,0 x 10-5 cm/s Cung trư t h lưu 1,305 1,467 1,312 1,467 L p ñ t n n 1: k = 8,0 x 10-3 cm/s Cung trư t thư ng lưu 1,681 1,804 1,642 1,796 -4 Vai ph i 1,2 L p ñ t n n 2: k = 5,0 x 10 cm/s Cung trư t h lưu 1,776 1,906 1,757 1,906 L p ñ t n n 3: k = 6,0 x 10-5 cm/s Cung trư t thư ng lưu 1,702 1,865 1,678 1,857 -4 Vai trái L p ñ t n n 4: k = 3,0 x 10 cm/s Cung trư t h lưu 1,321 1,452 1,325 1,450 3.2. K t qu tính th m và n ñ nh B ng 3.4 K t qu tính n ñ nh trong TH 2 3.2.1. K t qu tính th m Kmin.min MC TH [Kcp] B ng 3.1 K t qu tính th m trong TH 1 ORDINARY BISHOP JANBU MP Gradient l n nh t Cung trư t thư ng lưu 1,692 1,851 1,656 1,849 q th m q th m Lòng sông dư i n n Cung trư t h lưu 1,276 1,441 1,286 1,441 STT MC qua ñ p qua n n [Jcp] t i chân khay (Jxy Cung trư t thư ng lưu 1,733 1,859 1,688 1,851 (m3/s-m) (m3/s-m) Vai ph i 1,2 max) Cung trư t h lưu 1,707 1,860 1,674 1,854 1 Lòng sông 7,094e-006 1,376e-005 0,61 1.15 Cung trư t thư ng lưu 1,753 1,914 1,724 1,905 2 Vai ph i 7,221e-007 3,138e-005 0,67 1.15 Vai trái Cung trư t h lưu 1,295 1,428 1,300 1,425 3 Vai trái 4,446e-006 6,363e-006 0,46 1.15 (Xem ph l c 3)
25 26 3.3. Nh n xét k t qu K T LU N VÀ KI N NGH Như v y v i các s li u thi t k c a ñ p ñ t Krông H’Năng 1. K t lu n tính qua ñ p ñ t này khi nâng cao MNDBT lên 2 m so v i thi t k D a trên k t qu tính toán t i các m t c t ñ p ñ c trưng và ban ñ u ( cao trình +257m) cho k t qu ñ m b o yêu c u không b nguy hi m cho an toàn c a ñ p trong 2 trư ng h p b ng ph n m m xói ng m trong thân ñ p và n n (Jxy max = 0,69 < [Jcp] = 1,15 ), lư ng GEO – SLOPE, cho th y: -5 m t nư c do th m tăng không ñáng k và r t nh và (q = 3,446x10 (i) ñư ng bão hòa n ñ nh ñ ra lăng tr tiêu nư c, không ñi 3 m /s ), ñư ng bão hoà ñ ra t i v trí lăng tr tiêu nư c, ñ m b o yêu ra mái d c, (ii) các ch tiêu tính toán như Jxy max, Kmin.min trong t t c c u k thu t v ch ng th m, ch ng xói l c a H . các trư ng h p ñ u th a mãn. H s n ñ nh trư t Kmin.min m t c t nguy hi m nh t tính theo (iii) Đã áp d ng nhi u phương pháp tính n ñ nh mái ñ p và phương pháp Ordinary gi m t 1,305 xu ng còn 1,276 v n l n hơn k t qu tính toán cho th y ñ p ñ m b o an toàn v n ñ nh trư t mái. [Kcp] = 1,2 cho th y ñ p v n sñ m b o an toàn v n ñ nh trư t mái. K t qu tính toán n ñ nh ñ p ñư c ti n hành theo bài toán So sánh k t qu tính toán n ñ nh b ng các phương pháp ph ng; th c t ñ p m t n ñ nh x y ra trong không gian; nên k t qu Ordinary, Bishop, Janbu và Morgenstern-Price ta th y k t qu tính tính toán ñây là thiên v an toàn. Kmin.min theo phương pháp Bishop và MP tương ñương nhau nhưng 2. Ki n ngh . l n hơn so v i k t qu tính theo phương pháp Ordinary và Bishop Khi nâng MNDBT lên cao hơn 2m so v i thi t k ban ñ u, tuy nên trong th c t ít khi dùng Bishop và MP ñ tính Kmin.min mà ch khi ki m tra n ñ nh ñ p v n ñ m b o, nhưng khi m c nư c h y u tính theo phương pháp Ordinary và Janbu. MNDGC dòng th m mái thư ng lưu ñ p s tăng lên chút ít, do ñó s làm tăng kh năng m t n ñ nh mái ñ p thư ng lưu, vì v y c n ph i có gi i pháp nâng cao thêm v an toàn cho mái ñ p thư ng và h lưu như t o thêm l p ch ng th m t i mái thư ng lưu, nơi có chi u cao ñ p l n nh t; xây ñ nh tư ng ch n sóng ñ ñ m b o ñ cao an toàn cho ñ p, không cho nư c tràn qua ñ nh ñ p khi có gió b o.