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

Chia sẻ: Nhung Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

65
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

SLOPE/W là một trong những chương trình của công ty GEO-SLOPE, CANADA, chuyên về tính ổn định của mái dốc. Chương trình cho phép tính toán mái dốc trong mọi điều kiện có thể xảy ra trong thực tế như: xét đến áp lực nước lỗ rỗng, neo trong đất, vải địa kỹ thuật, tải trọng ngoài, tường chắn

Chủ đề:

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

Lưu

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

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