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: Nguyen Vang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

61
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Từ thành phố Buôn Ma Thuột xuôi quốc lộ 26 chừng 60 km, đi giữa mênh mông hùng vĩ của khu bảo tồn thiên nhiên rừng quốc gia Ea Sô để đến với công trình thuỷ điện Krông H’ năng- nơi có gần 1.000 công nhân và lao động trẻ của Tổng Công ty cổ phần xây dựng điện Việt Nam (VNECO), Công ty Lũng Lô (Bộ Quốc phòng), Tổng Công ty cổ phần xây dựng Quang Minh đang hối hả đua với thời gian để đổ mẻ bê tông đầu tiên xuống đập tràn xả lũ và hoàn thành...

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.