Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu đề xuất phương pháp thiết kế và xây dựng để nâng cao chất lượng các công trình thoát nước nhỏ trên đường ô tô tại nước CHDCNN Lào

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TÀO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

--------------------

SOUVANHNA VONGKHAMCHANH

NGHI N CỨU Đ UẤT PHƯ NG PHÁP THI T VÀ

D NG Đ N NG CAO CHẤT Ư NG CÁC CÔNG

TR NH THOÁT NƯỚC NHỎ TR N ĐƯỜNG Ô TÔ TẠI NƯỚC

CỘNG HÕA D N CHỦ NH N D N ÀO

UẬN ÁN TI N SĨ Ỹ THUẬT

HÀ NỘI - 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TÀO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

--------------------

SOUVANHNA VONGKHAMCHANH

NGHI N CỨU Đ UẤT PHƯ NG PHÁP THI T VÀ

D NG Đ N NG CAO CHẤT Ư NG CÁC CÔNG

TR NH THOÁT NƯỚC NHỎ TR N ĐƯỜNG Ô TÔ TẠI NƯỚC

CỘNG HÕA D N CHỦ NH N D N ÀO

Chuyên ngành : ây dựng đường ô tô và đường thành phố

Mã số : 62580205

UẬN ÁN TI N SĨ Ỹ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. PGS.TS. Nguyễn Quang Toản

2. PGS.TS. ã Văn Chăm

HÀ NỘI - 2015

ỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Luận án “ N

ớ

ờ ớ Cộ H D C ủ N D L ” là công trình nghiên

cứu riêng của tôi.

Các số liệu, kết quả nghiên cứu được sử dụng trong luận án này hoàn toàn

trung thực. Nội dung trình bày trong luận án này chưa từng được công bố trong

bất kỳ công trình nào từ trước cho tới nay.

Tác giả luận án

SOUVANHNA VONGKHAMCHANH

ỜI CẢM N

Luận án này được thực hiện trong khuôn kh chư ng trình đào t o tiến s

chuyên ngành đư ng bộ do ộ môn ư ng bộ, Khoa Công trình, trư ng i

h c Giao Thông Vận Tải. Trước hết, tôi xin gửi l i cảm n tới an giám hiệu

trư ng i h c Giao Thông Vận Tải, ộ môn ư ng bộ, Phòng ào t o Sau đ i

h c, Giáo sư, Phó giáo sư - Tiến s , các thầy giáo, cô giáo, các nhà Khoa h c

trong và ngoài trư ng đã t o điều kiện thuận lợi, thư ng xuyên giúp đỡ, chỉ dẫn

và đóng góp ý kiến trong suốt quá trình nghiên cứu luận án.

Tác giả luận án xin bày tỏ lòng biết n sâu sắc đối với sự giúp đỡ to lớn,

nhiệt tình của hai thầy hướng dẫn PGS.TS. N ễ Q T ả và PGS.TS.

Lã Vă C ăm trư ng i h c Giao thông Vận tải đã hết lòng t o điều kiện giúp

đỡ tác giả hoàn thành luận án.

ặc biệt, tác giả xin trân tr ng gửi l i cảm n tới PGS.TS. T ầ Đ

Nghiên trư ng i h c Giao thông Vận tải, thầy đã có những chỉ dẫn tận tình và

quý báu giúp tác giả hoàn thành luận án.

Cuối c ng tôi xin cảm n các b n b , đ ng nghiệp và các thành viên của

gia đình tôi đã đ ng hành c ng với tôi, chia s những khó kh n và giúp đỡ to lớn

về tinh thần c ng như vật chất trong suốt quá trình h c tập và nghiên cứu luận

án của tôi t i trư ng i h c Giao thông Vận tải.

Tác giả luận án

SOUVANHNA VONGKHAMCHANH

iii

MỤC ỤC

MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1

CHƯ NG 1 TỔNG QUAN V ĐẶC ĐI M ĐI U IỆN T NHI N,

T NH H NH MẠNG ƯỚI GIAO THÔNG VÀ S PHÁ HOẠI CÁC

CÔNG TR NH THOÁT NƯỚC NHỎ TR N ĐƯỜNG Ô TÔ Ở NƯỚC

CỘNG HÕA D N CHỦ NH N D N ÀO ..................................................... 4

1.1. Đ c đi m đi u iện đ a h nh và h h u ở ào .......................................... 4

1.2. Giới thiệu chung v hệ thống đường ô tô ở ào ........................................ 5

1.2.1. Giai đo n trước n m 1975 ........................................................................... 5

1.2.2. Giai đo n n m 1975-1985 ........................................................................... 6

1.2.3. Giai đo n n m 1985-2000 ........................................................................... 6

1.2.4. Giai đ an n m 2000-2015 ........................................................................... 7

1.3. . T nh tr ng hư hỏng công tr nh tho t nước nhỏ trên đường ô tô t i nước

Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân ào ................................................................... 9

1.3.1. Những hư hỏng thư ng gặp về công trình thoát nước trên đư ng ô tô và

nguyên nhân gây ra ............................................................................................... 9

1.3.2. Tình hình áp dụng kết cấu công trình thoát nước ở Lào ........................... 12

1.4. ết lu n chương 1 ...................................................................................... 13

CHƯ NG 2 TỔNG QUAN V TÍNH THỦ C BẬC NƯỚC NHI U

CẤP, SỨC CẢN THỦ C Ở DỐC NƯỚC, HỞI ĐỘNG CỦA HẠT Ở

ĐÁ DÕNG CHẢ VÀ ÓI SAU GIA CỐ CÔNG TR NH THOÁT

NƯỚC NHỎ NGANG ĐƯỜNG ...................................................................... 15

2.1. Tổng quan nghiên cứu t nh thủy lực b c nước nhi u cấp d ng b tiêu năng.

............................................................................................................................. 15

2.1.1. Các nghiên cứu liên quan đến tính thủy lực bậc nước nhiều cấp ............. 15

2.1.2. Các công thức tính thủy lực cho bậc nước nhiều cấp d ng bể .................. 17

2.1.3. Nhận xét về tính thủy lực cho bậc nước nhiều cấp d ng bể ..................... 27

2.2. Tổng quan c c nghiên cứu v sức cản thủy lực ở dốc nước ................... 27

2.2.1. Các nghiên cứu liên quan đến sức cản thủy lực ở dốc nước [5] ............... 27

2.2.2. Vấn đề tính sức cản thủy lực của dốc nước .............................................. 30

2.2.3. Vấn đề cần nghiên cứu .............................................................................. 32

2.3. Tổng quan v hởi động của h t đất ở đ y dòng chảy ........................... 32

2.3.1. Vấn đề đã đ t được .................................................................................... 32

2.3.2. Nhận xét .................................................................................................... 39

2.4. Tổng quan c c nghiên cứu v t nh xói sau gia cố công tr nh tho t nước

nhỏ ngang đường ............................................................................................... 40

2.4.1. Các nghiên cứu liên quan đến tính xói sau gia cố cống và cầu nhỏ .......... 40

2.4.2. Vấn đề cần nghiên cứu .............................................................................. 44

2.5. ết lu n chương 2 ...................................................................................... 45

CHƯ NG 3 NGHI N CỨU Đ UẤT GIẢI PHÁP THI T THỦ

C CÔNG TR NH THOÁT NƯỚC NHỎ NGANG ĐƯỜNG CHO

NƯỚC CỘNG HÕA D N CHỦ NH N D N ÀO ...................................... 46

3.1. thuyết t nh thủy lực công tr nh tho t nước nhỏ ngang đường ......... 46

3.1.1. Tính thủy lực bậc nước nhiều cấp ............................................................. 46

3.1.2. Dốc nước ................................................................................................... 51

3.1.3. Xói sau gia cố ............................................................................................ 52

3.2. Nghiên cứu xây dựng bi u đ x c đ nh b c nước nhi u cấp và nghiên

cứu sức cản trong t nh dốc nước ...................................................................... 54

3.2.1. Tính thủy lực bậc nước nhiều cấp mặt cắt chữ nhật ở d ng bể tiêu n ng 54

3.2.2. Tính thủy lực dốc nước ............................................................................. 66

3.3. Nghiên cứu tốc độ b t đầu xói đ y và xói sau gia cố công tr nh tho t

nước nhỏ ngang đường đối với đất hông d nh ............................................. 70

3.3.1. Tính tốc độ bắt đầu xói đáy và trung bình đối với dòng chảy có địa chất là

đất không dính ..................................................................................................... 70

3.3.2. Tính xói sau gia cố công trình thoát nước nhỏ ngang đư ng .................... 77

3.3.3. Tính toán và áp dụng công thức tính xói sau cống cho công trình cống

ngang đư ng ........................................................................................................ 85

3.4. ết lu n chương 3 ...................................................................................... 88

CHƯ NG 4 GIẢI PHÁP D NG CÔNG TR NH THOÁT NƯỚC

NGANG ĐƯỜNG CÓ Đ A H NH ĐẶC TH Ở NƯỚC CỘNG HÕA D N

CHỦ NH N D N ÀO .................................................................................... 89

4.1. hảo s t thủy văn và c c phương ph p x c đ nh lưu lượng nước có th

p dụng đ thiết ế công tr nh tho t nước nhỏ ở CHDCND ào ................. 89

4.1.1. Nội dung công tác khảo sát thủy v n để thiết kế công trình thoát nước

ngang đư ng ........................................................................................................ 89

4.1.2. Các phư ng pháp xác định lưu lượng nước có thể áp dụng để thiết kế công

trình thoát nước nhỏ ở CHDCND Lào ................................................................ 92

4.2. Giải ph p v tho t nước m t đường và tho t nước ngang đường ...... 100

4.2.1. Nguyên tắc chung .................................................................................... 100

4.2.2. Giải pháp về thoát nước mặt đư ng và ngang đư ng ............................. 101

4.2.3. iện pháp gia cố thượng lưu công trình [1] ............................................ 105

4.2.4. iện pháp gia cố h lưu công trình [1] .................................................... 106

T UẬN VÀ I N NGH ........................................................................ 110

DANH MỤC CÔNG TR NH Đ CÔNG BỐ CÓ I N QUAN ................ 113

DANH MỤC TÀI IỆU THAM HẢO ....................................................... 114

PHỤ ỤC ......................................................................................................... 121

DANH MỤC H NH VẼ

Hình 1.1: ản đ m ng lưới đư ng Quốc lộ CHDCND Lào ............................... 8

Hình 1.2A: Hư hỏng nền, mặt đư ng do thiếu rãnh thoát nước ......................... 10

Hình 1.2 : Hư hỏng rãnh thoát nước tuyến đư ng số 8 t i km 43+500 ............ 10

Hình 1.3A: Hư hỏng thượng lưu cống ................................................................ 11

Hình 1.3 : Hư hỏng h lưu cống ........................................................................ 11

Hình 1.3C: Hậu quả của hiện tượng xói h lưu cống, nền đư ng bị cắt đứt ...... 11

Hình 1.3D: Hậu quả xói h lưu làm đứt cả mặt đư ng nhựa tuyến đư ng 4A t i

km 55+200 ........................................................................................................... 11

Hình 1.4: Sự phá ho i cống do đất nền đư ng bị xói mòn ................................. 11

Hình 1.5: Hư hỏng mối nối cống ........................................................................ 12

Hình 1.6A: Cống bị b n cát lắng ........................................................................ 12

Hình 1.6 : Cống hộp bị đất đá đ ng gần hết miệng cống lớn v i lấp và xói lở 12

Hình 2.1: D ng nước nhảy .................................................................................. 16

Hình 2.2: ậc nước không có tư ng tiêu n ng ................................................... 16

Hình 2.3: ậc nước có tư ng tiêu n ng .............................................................. 16

Hình 2.4: Biểu đ xác định chiều dài tư ng đối của nước h trên bậc nước

(Konstantinov IU.M) ........................................................................................... 17

Hinh 2.5: Nước nhảy ........................................................................................... 25

Hình 2.6: iểu đ quan hệ giữa và với .......................... 25 với

Hình 2.7: S đ dốc nước .................................................................................... 28

Hình 2.8: S đ nước chảy ở đo n cửa vào dốc nước ........................................ 28

Hình 2.9: S đ dốc nước đo n thân dốc ............................................................ 29

Hình 2.10: S đ nước nhảy dâng ....................................................................... 30

Hình:2.11: S đ h t bị đẩy trượt ........................................................................ 37

Hình 2.12: iểu đ ứng suất tiếp dòng chảy theo Shields (1936) ...................... 37

Hình 2.13: S đ các d ng nối tiếp sau cống khi .................................... 40

vii

Hình 2.14: iểu đ quan hệ giữa với ....................................................... 44

Hình 2.15: Xói sâu gia cố .................................................................................... 44

Hình 3.1: S đ dòng chảy êm ........................................................................ 46

Hình 3.2: S đ dòng chảy xiết đều .................................................................... 46

Hình 3.3: S đ viết phư ng trình ernoulli ...................................................... 47

Hình 3.4: Sở đ tư ng tiêu n ng ......................................................................... 48

Hình 3.5: S đ bể tiêu n ng kết hợp .................................................................. 50

Hình 3.6: S đ xác định tốc độ khởi động của h t ở đáy dòng chảy ................ 52

Hình 3.7: S đ định ngh a viết phư ng trình biến thiên động lượng cho dòng

chảy trong kênh hở .............................................................................................. 53

Hình 3.8: Giải phư ng trình bậc 3 tìm chiều sâu co h p hch ............................... 57

Hình 3.9: Khai báo Goal Seek ............................................................................. 57

Hình 3.10: iểu đ quan hệ giữa với ......................................... 61

Hình 3.11: iểu đ quan hệ giữa với ..................................................... 62

Hình 3.12: iểu đ quan hệ giữa với ..................................................... 62

Hình 3.13: iểu đ quan hệ giữa với ...................................................... 63

Hình 3.14: iểu đ quan hệ giữa với ..................................................... 63

Hình 3.15: iểu đ quan hệ giữa với và với ................................... 64

Hình 3.16: iểu đ thay đ i hệ số sức cản thủy lực f theo số Re ở dòng chảy xiết

đều không làm hàm khí trong lòng dẫn bê tông. ................................................. 66

Hình 3.17: Quan hệ giữa hệ số sức cản và dựa vào kết quả đối với mặt cắt

hình thang ............................................................................................................ 68

viii

Hình 3.18: Quan hệ giữa hệ số sức cản .105 đối với dòng chảy xiết và x

trong dốc nước có d ng mặt cắt chữ nhật ........................................................... 69

Hình 3.19: Quan hệ giữa hệ số sức cản và dựa vào kết quả mặt cắt hình

thang và kết quả mặt cắt chữ nhật ....................................................................... 69

Hình 3.20: S đ tốc độ đáy không xói của h t trong dòng chảy ....................... 76

Hình 3.21: S đ xói sau cống (sau gia cố cứng) ............................................... 77

Hình 3.22: Tốc độ r i tự do của dòng nước ........................................................ 81

Hình 3.23: Màn hình chính HY-8 ....................................................................... 85

Hình 4.1: Cống thoát nước thông thư ng ......................................................... 103

Hình 4.2: Cống kết hớp với tư ng chắn ............................................................ 103

Hình 4.3: Cống có 2 độ dốc .............................................................................. 104

Hình 4.4: ố trí cửa ra theo kiểu tư ng chắn và bể tiêu n ng phần h lưu ...... 104

Hình 4.5: Cống dốc bố trí theo kiểu bậc cấp ..................................................... 105

Hình 4.6: Gia cố cửa ra của cống có độ dốc nhỏ .............................................. 107

Hình 4.7: S đ tính chiều dài gia cố h lưu cống ............................................ 107

DANH MUC BẢNG BI U

ảng 1.1: Thống kê đư ng bộ toàn quốc n m 2009 ............................................. 7

ảng 2.1: Tính đư ng mặt nước ......................................................................... 29

ảng 2.2: Hàm số phụ thuốc với và ............................................ 43

ảng 3.1: Hệ số phụ thuộc với ................................................................ 49

ảng 3.2: Nhập số liệu đầu vào .......................................................................... 56

ảng 3.3 Tính thử H1 .......................................................................................... 58 ảng 3.4: Tính thử dần tìm H1 ............................................................................ 58

ảng 3.5: Kết quả tính toán bậc nước nhiều cấp ................................................ 61

ảng 3.6: Tính tốc độ không xói ở đáy dòng chảy ............................................. 76

ảng 3.8: Hệ số

ảng 3.7: Hệ số và số m tính xói cho đất r i r c .............................................. 83 cho cửa ra cống đặt cao h n đấy dòng chảy ....................... 84 ................................................. 84 ảng 3.9: Hệ số điều chỉnh độ dốc đặt cống

ảng 3.10: Kết quả tính xói sau cống theo phần mềm HY-8 t i hai vị trí đặt cống

(phụ lục 10 và phụ lục 11) ................................................................................... 87

ảng 3.11: Kết quả tính xói sau cống theo phư ng pháp của Hội cầu đư ng Mỹ

t i hai vị trí đặt cống (phụ lục 12 và phụ lục 13) ................................................ 87

ảng 3.12: T ng kết quả tính chiều sâu xói gia cố ............................................. 87

ảng 4.1: Hệ số dòng chảy ............................................................................. 93

ảng 4.2: Hệ số điều tiết lưu lượng (do ao h , đầm lầy) ............................... 95

ảng 4.3: Hệ số nhám của sư n dốc ............................................................ 96

ảng 4.4: ặc số nhám của lòng sông .......................................................... 97

ảng 4.5: Hệ số dòng chảy phụ thuộc vào diện tích lưu vực ......................... 98

ảng 4.6: Tính t y thuộc với độ dốc của sư n dốc lưu vực ............ 98

ảng 4.7: T a độ đư ng cong mưa ................................................................ 98

ảng 4.8: Số liệu khảo sát 4 vị trí công trình ...................................................... 99

ảng 4.9: Kết quả tính toán lưu lượng t i vị trí công trình ............................... 100

DANH MỤC CÁC Ý HIỆU, CHỮ VI T TẮT

TT hiệu Ý nghĩa

1 a Hệ số hàm khí

2 b Chiều rộng mặt cắt

3 Chiều rộng cửa vào bậc nước bcv

4 Chiều rộng đáy dòng chảy bd

5 Chiều rộng xói bx

6 C Chiều cao tư ng

7 CHDCND Lào Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào

8 d Chiều sâu bể tiêu n ng

9 D ư ng kính cống tròn

10 N ng lượng dòng chảy Eo

11 f Sức cản thủy lực

12 Sức cản thủy lực ở mặt cắt ngang hình chữ nhật fCN

13 Sức cản thủy lực ở mặt cắt ngang hình thang fHTH

14 Sức cản thủy lực đối với dòng chảy êm fe

15 Sức cản thủy lực đối với dòng chảy xiết fx

16 Fr Số froude

17 G Tr ng lượng của h t trong nước

18 g Gia tốc tr ng lực

19 H Chiều cao cột nước t nh

20 Chiều sâu dòng hàm khí ha

21 Chiều sâu cửa vào hb

22 Chiều sâu phân giới hc

23 Chiều sâu cuối dốc hcd

24 Chiều sâu liên hợp n i cuối dốc h2cd

25 Chiều sâu mặt cắt co h p trên sân bậc hch

26 Chiều sâu liên hợp lớn với chiều sâu mặt cắt co h p h2ch

27 Chiều sâu đầu dốc hđd

28 Chiều sâu t i cửa ra của bể tiêu n ng hr

29 Chiều sâu xói hx

30 i ộ dốc đáy dòng chảy

31 ộ dốc của dốc nước id

32 J ộ dốc thủy lực

33 K Mô đun lưu lượng của kênh

34 Chiều cao nhám tư ng đư ng ktđ

35 Chiều dài bể tiêu n ng Lb

36 Chiều dài dốc nước Ld

37 Chiều dài địa hình Lđh

38 Chiều dài gia cố lgc

39 Chiều dài nước nhảy Ln

40 Chiều dài xói Lx

41 m Hệ số lưu lượng của đập tràn

42 n Hệ số nhám dòng chảy

43 p Chiều cao bậc

44 Lực đẩy trượt theo phư ng chảy Px

45 Lực nâng tác động vào h t đất Py

46 Q Lưu lượng nước

47 R Bán kính thủy lực của mặt cắt ngang

48 Re Số Reynolds

49 Tốc độ không xói ở đáy dòng chảy

50 V Tốc độ trung bình mặt cắt

51 Tốc độ phân chia dòng hàm khí và không hàm khí Vagh

52 Tốc độ trung bình t i mặt cắt co h p Vch

53 Tốc độ dòng chảy t i cửa vào Vb

54 Hệ số tốc độ dòng chảy

55 Hệ số co h p

56 Chiều dày tư ng

xii

Hệ số nhớt động của chất lỏng 57

Diện tích mặt cắt ngang 58

Thể tích xói 59

MỞ ĐẦU

1. do chọn đ tài

Nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào đang trên đư ng hiện đ i hóa.

M ng lưới đư ng ô tô đang được cải t o, nâng cấp và xây dựng mới để phục vụ

yêu cầu phát triển ngày càng cao của đất nước. Trong những n m qua ảng và

Nhà nước Lào đã coi tr ng việc xây dựng c sở h tầng. Trong đó đã chú tr ng

đến việc xây dựng và phát triển m ng lưới đư ng giao thông, đặc biệt là đư ng

bộ.

Khi xây dựng đư ng ô tô đã chú ý đặc biệt đến việc xây dựng công trình

thoát nước nhỏ ngang đư ng ô tô, mặc d lo i công trình này chiếm t tr ng

không lớn so với các công trình khác, nhưng khả n ng tiêu thoát l của công

trình thoát nước nhỏ l i ảnh hưởng và liên quan trực tiếp đến tu i th của áo

đư ng, nền đư ng và các công trình khác trên đư ng.

Nước Lào nằm trong v ng khí hậu nhiệt đới gió m a, lượng mưa và khí

hậu điều hòa trong n m, song một số v ng có lượng mưa lớn và không đều. Lào

có địa hình đ i núi có vách đá cao và m ng lưới giao thông từ miền ắc xuống

Nam có tuyến đư ng qua v ng núi, do độ dốc lớn, lưu lượng nước trên đỉnh núi

chảy xuống nhanh dẫn đến những hư hỏng công trình thoát nước trên đư ng ô tô

làm cho chất lượng của tuyến đư ng không n định theo các m a trong n m.

Một trong số các nguyên nhân quan tr ng là phư ng pháp tính toán thủy lực cho

công trình thoát nước nhỏ và sự lựa ch n tr ng thái nguy hiểm của công trình có

thể còn chưa hợp lý. ể nâng cao khả n ng thoát nước ngang đư ng ô tô cần

phải nghiên cứu một số bài toán tính toán thủy lực như: tính thủy lực bậc nước

và dốc nước, tính xói sau cống, tính tốc độ bắt đầu xói đáy dòng chảy. Tất cả

những vấn đề trên điều liên quan đến việc nghiên cứu phư ng pháp thiết kế để

nâng cao khả n ng thoát nước nhỏ trên đư ng ô tô.

T i CHDCND Lào, để tính toán thủy lực cho công trình thoát nước này,

nước Lào hiện nay đang d ng các phư ng pháp của nước ngoài (chủ yếu là châu

Âu, Mỹ, Việt Nam) trong điều kiện tự nhiên và khí hậu của Lào.

Thực tế đó đòi hỏi phải có những nghiên cứu sâu h n về vấn đề này. Với

trình độ và kinh nghiệm của các nhà khoa h c – kỹ thuật Việt Nam có thể giúp

tôi rất nhiều trong khi thực hiện đề tài. Chính vì vậy Nhà Nước Cộng Hòa Dân

Chủ Nhân Dân Lào cử tôi sang đây làm nghiên cứu sinh với đề tài : “N

ớ ờ ớ Cộ Hòa D C ủ N

Dân Lào”.

2. Mục đ ch nghiên cứu

Luận án nghiên cứu đề xuất phư ng pháp thiết kế và xây dựng để nâng

cao chất lượng các công trình thoát nước nhỏ trên đư ng ô tô t i nước Cộng Hòa

Dân Chủ Nhân Dân Lào, trong đó tập trung vào tính thủy lực công trình thoát

nước nhỏ ngang đư ng ô tô và giải quyết một số tính toán thủy lực (bậc nước,

dốc nước, tốc độ không xói đáy dòng chảy và xói sau gia cố) d ng trong thiết kế

công trình thoát nước nhỏ ngang đư ng để từ đó đề xuất được các giải pháp thiết

kế và lựa ch n phư ng pháp gia cố hoặc biện pháp tiêu n ng thích hợp ở h lưu

cống trên đư ng ô tô, giải pháp xây dựng công trình thoát nước nhỏ ngang

đư ng có địa hình đặc th ph hợp với các đặc điểm điều kiện tự nhiên và đặc

điểm khí hậu t i nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào.

3. Ph m vi nghiên cứu

Ph m vi nghiên cứu là tính thủy lực cho hệ thống công trình thoát nước

nhỏ ngang đư ng ở nước Lào.

4. Phương ph p nghiên cứu

Phư ng pháp lý thuyết kết hợp với thực tế.

5. Bố cục của lu n n

Luận án trình bày trong 166 trang g m phần Mở đầu, Phần nội dung luận

án trong 04 chư ng, Phần kết luận và kiến nghị, Hướng nghiên cứu tiếp theo,

Tài liệu tham khảo và Phụ lục.

Luận án g m những phần sau:

Mở ầ

C 1: T ng quan về đặc điểm điều kiện tự nhiên, tình hình m ng

lưới giao thông và sự phá ho i các công trình thoát nước nhỏ

trên đư ng ô tô ở Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào.

C 2: T ng quan về tính thủy lực bậc nước nhiều cấp, sức cản thủy

lực ở dốc nước, khởi động của h t ở đáy dòng chảy và xói

sau gia cố công trình thoát nước nhỏ ngang đư ng.

C 3: Nghiên cứu đề xuất giải pháp thiết kế thủy lực công trình

thoát nước nhỏ ngang đư ng cho nước Cộng Hòa Dân Chủ

Nhân Dân Lào.

C 4: Giải pháp xây dựng công trình thoát nước ngang đư ng có

địa hình đặc th ở nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào.

K ậ ị

C ọ ã

T ệ m ả

CHƯ NG 1

TỔNG QUAN V ĐẶC ĐI M ĐI U IỆN T NHI N, T NH H NH

MẠNG ƯỚI GIAO THÔNG VÀ S PHÁ HOẠI CÁC CÔNG TR NH

THOÁT NƯỚC NHỎ TR N ĐƯỜNG Ô TÔ Ở NƯỚC

CỘNG HÒA D N CHỦ NH N D N ÀO

1.1. Đ c đi m đi u iện đ a h nh và h h u ở ào

Nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào là một nước có diện tích tư ng đối rộng với diện tích 236.800 km2. ịa hình của Lào chủ yếu là đ i núi cao

chiếm t lệ 70% và đ ng bằng chiếm 30% của diện tích cả nước.

- Đ a h nh: miền núi và cao nguyên chiếm tới h n 3/4 diện tích tự nhiên, còn l i

là một số v ng đ ng bằng. Nói chung là v ng núi ở Lào có độ cao trung bình

chiếm phần lớn phía ắc và phía ông, đỉnh cao nhất là núi ịa (2820m), và

một số đỉnh cao khác như: núi Xao (2690m), núi S n (2218m), núi Hu t

(2452m). Núi ở hai tỉnh ông ắc Lào là Xiêng Khoảng - X m Nưa, n i bắt đầu

của dãy núi Trư ng S n ắc. Hướng chung của chúng là ông ắc - Tây Nam

nằm toàn bộ ở phía Tây, không liền dài và không phẳng như ở châu th sông Mê

Kông.

- h h u: khí hậu nhiệt đới gió m a, với 2 m a rõ rệt:

+ Mù m : bắt đầu từ tháng 05 đến tháng 11, nhiệt độ vào khoảng 30oC,

mưa khá thư ng xuyên, một vài n m thậm chí bị l lụt tràn dòng sông Mê Kông. + Mùa khô: từ tháng 11 đến tháng 04, ít mưa h n và nhiệt độ khoảng 15oC,

v ng núi có th i điểm là 0oC.

- ượng mưa trong năm:

Lượng mưa trung bình hàng n m 3500 mm, lượng mưa phân bố không

đều giữa các v ng và thất thư ng giữa các n m. V ng có lượng mưa cao nhất

như ở cao nguyên o Li Vên từ 3800 mm đến 5000 mm. V ng có lượng mưa

thấp nhất như ở đ ng bằng Viêng Ch n và tỉnh Xa V n Na Khệt chỉ từ 1100 mm

đến 1500 mm. Trong m a mưa, lượng mưa tập trung 80% còn trong m a khô,

lượng mưa chỉ chiếm khoảng 20% của cả n m.

Theo tr m đo mưa Viêng Ch n cho biết trung bình trong nhiều n m, từ

n m 1900 - 1988 có khoảng 224mm/ngày-đêm và lớn nhất trong chu trình gió

mưa là 400 - 800mm. Nhưng trong n m 1971 số lượng nước mưa nhiều nhất

trong n m là tháng 8 có tới 625mm/ngày-đêm, tháng 9 là 421mm/ngày-đêm.

1.2. Giới thiệu chung v hệ thống đường ô tô ở ào

1.2.1. G ớ ăm 1975

Vấn đề giao thông vận tải liên l c là một trong những vấn đề quan tr ng

nhất mà Lào phải tiếp thu l i di sản của chế độ thuộc địa. Việc không có đư ng

sắt và lối thông ra biển c ng như một hệ thống đư ng bộ thống nhất trong cả

nước, sự phân bố không đều các tuyến đư ng theo lãnh th đã kìm hãm sự phát

triển của quan hệ kinh tế giữa những v ng khác nhau trong nước, cản trở sự hình

thành một thị trư ng chung trong toàn quốc và phát triển những quan hệ kinh tế

quốc tế. Chi phí vận chuyển rất cao đã làm t ng thêm giá thành những hàng hoá

lư ng thực và các hàng hoá tiêu d ng khác, điều đó đã tác động nghiêm tr ng

đến đ i sống của nhân dân.

Những tuyến đư ng quốc lộ chỉ nối liền các thành phố lớn nhất của đất

nước, trong khi nhiều v ng nông thôn, đặc biệt là v ng miền núi vẫn hoàn toàn

bị cách ly. Trong th i kỳ 1963-1974 độ dài đư ng sá đã t ng từ 4300-7400 km,

trong đó có đư ng rải nhựa t ng từ 1200-2900 km. Song mật độ đư ng bộ ở Lào vẫn là một trong những mức thấp nhất ở Châu á có 2,6 km/100 km2 lãnh th .

Chỉ có 4 thành phố như: Luông Pha ang, X m Nửa, Ph ng Xả Ly và

Luông N m Tha đi tới biên giới Thái Lan, Trung Quốc và Việt Nam. Th i kỳ

1965-1974, ở đây đã xây dựng một vài tuyến đư ng rải nhựa, có thể sử dụng

trong bất kỳ m a nào, chúng ch y từ Ph ng Xả Ly đến biên giới phía ắc và

phía ông của Lào. ư ng quốc lộ số 13 ch y d c toàn bộ nước Lào từ ắc tới

Nam qua các thành phố Luông Pha ang, Viêng Ch n, Pak S n, Kh m Muôn,

Xa V n Na Khệt, Pak Sê và biên giới C m Pu Chia. Những đo n đư ng ngắn

thích hợp cho việc đi l i của ôtô cả trong m a mưa đã nối liền Viêng Ch n với

Pak S n và Luông Pha ang c ng như đo n nối từ cầu qua sông Mê Kông trên

đất Lào với thành phố Nong Khai trên đất Thái Lan, đ i bộ phận hàng xuất và

nhập khẩu của Lào đi qua đó.

Ngoài ra còn có 2 nhánh của đư ng số 13 nối liền Lào và Việt Nam qua

các đ o trên dãy núi Trư ng S n.

Giao thông vận tải vốn là một khó kh n ách tắc đối với sự phát triển. Do

điều kiện địa hình, chiến tranh và n ng lực nội t i về kinh tế - xã hội, giao thông

vận tải không được phát triển càng làm cho đất nước l c hậu và trì trệ. ảng và

Nhà Nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào đã có nhiều nỗ lực trong chính

sách đối nội và đối ngo i để cải thiện c sở h tầng về giao thông vận tải. Tranh

thủ sự viện trợ giúp đỡ của các nước xã hội chủ ngh a.

1.2.2. G ăm 1975-1985

Giao thông vận tải có nhiều chuyển biến. Lào đã sửa chữa nâng cấp

đư ng mới với chiều dài 3496 km, trong đó xây dựng đư ng rải nhựa là 1420

km, xây dựng cầu thép (cầu Belley) có 61 cầu dài 1,844 m, cầu bê tông cốt thép

lớn và trung bình có 109 cầu dài 6159.5 m và nhiều cống thoát nước... Tới n m

1985 nước Lào có 12500 km đư ng, trong đó đư ng nhựa 2400 km, đư ng rải

đá d m 3300 km, đư ng cấp phối 6800 km.

1.2.3. G ăm 1985-2000

Trong giai đo n này ngành giao thông vận tải của Lào đã phát triển một

số tuyến đư ng nối tới nông thôn, v ng sâu, v ng xa, các tuyến đư ng đi ra các

nước láng giềng Việt Nam, Thái Lan, Campuchia, Trung Quốc, các tuyến đư ng

đi tới biển phía ông Việt Nam và phía Nam Campuchia và một số tuyến đư ng

d c theo biên giới phía Tây Thái Lan. Cải t o và phục h i các tuyến đư ng từ

trung ư ng đến các tỉnh và các tỉnh đi tới một số huyện lỵ (chưa có đư ng). ặc

biệt đã thành công xây dựng đư ng mới trong thủ đô và xây dựng được hai

chiếc cầu lớn vượt qua sông Mê kông Tha ưa - Nông Khai; Pak Sê - Mư ng

Phôn Thong.

1.2.4. G ọ ăm 2000-2015

Những n m gần đây, thực hiện chính sách đ i mới, Chính phủ Lào đã tập

trung đầu tư m nh mẽ cho c sở h tầng giao thông vận tải đư ng bộ. Nhiều

tuyến đư ng đã xây dựng mới hoặc nâng cấp theo hướng công nghiệp hoá - hiện

đ i hoá, với tiêu chuẩn kỹ thuật cao, với công nghệ tiên tiến. C sở h tầng giao

thông vận tải được coi là khâu tr ng tâm nên cần phải đi trước một bước, t o

điều kiện thúc đẩy phát triển kinh tế.

ược sự đầu tư của Chính phủ bằng ngu n vốn trong nước, vốn vay của

nước ngoài và các t chức quốc tế, hệ số c sở h tầng đư ng bộ của nước Lào

đã có những bước phát triển đáng kể: xây dựng mới 24000 km trong đó có tuyến

đư ng rải nhựa 3800 km.

Nói chung Lào chưa có hệ thống đư ng bộ hoàn chỉnh như m ng lưới nối

liền giữa các tỉnh, huyện. Giao thông vận tải nội bộ một số tỉnh chưa đảm bảo

cho ô tô có thể ch y thông suốt tỉnh lỵ đến huyện lỵ, giao thông giữa các huyện

và các làng l i càng khó kh n. Hiện nay, hệ thống đư ng ô tô ở Lào chỉ đ t cấp

đư ng III, IV, V.

C n cứ theo bảng thống kê của ộ Giao thông và Công chính Lào n m

2009 đư ng bộ các lo i có t ng chiều dài 39568 km.

Bảng 1.1: Thống kê đường bộ toàn quốc năm 2009

TT Kết cấu mặt đư ng Chiều dài (km)

1 ư ng bê tông 34

2 ư ng bê tông Asphalt 496

3 ư ng nhựa 4882

4 ư ng cấp phối 13864

5 ư ng đất 20292

Tổng cộng 39568

Hình 1.1: Bản đồ mạng lưới đường Quốc lộ CHDCND Lào

1.3. T ớ ờ

ớ Cộ Hòa D C ủ N D L

Nước Lào có v ng khí hậu nhiệt đới gió m a, do lượng mưa và khí hậu

trong n m, chủ yếu là một số v ng có lượng mưa lớn và không đều trong n m.

Lào có địa hình đ i núi có vách đá cao và m ng lưới giao thông từ miền ắc

xuống Nam có tuyến đư ng qua v ng núi, do độ dốc lớn thì lưu lượng nước trên

đỉnh núi chảy xuống nhanh dẫn đến những hư hỏng công trình thoát nước trên

đư ng ô tô và làm cho chất lượng của tuyến đư ng không n định theo các m a

trong n m.

Công trình thoát nước trên đư ng ô tô ở Lào có thiết kế - kỹ thuật còn

thấp, công tác duy tu bảo dưỡng không thư ng xuyên, công tác quản lý và chi

phí còn h n chế, chưa đáp ứng được kịp th i cho việc duy tu bảo dưỡng đư ng

ô tô ở Lào.

1.3.1. Nhữ ờ ặ ớ ờ

và nguyên nhân gây ra

Hiện tượng hư hỏng công trình thoát nước nhỏ trên đư ng ô tô ở nước

CHDCND Lào xảy trên tất cả các tuyến đư ng đang khai thác. Hậu quả do

chúng để l i thư ng gây ra t n thất lớn, tốn phí nhiều chi phí sửa chữa, khôi

phục, gián đo n giao thông nhiều ngày sau mưa l , đe d a nghiêm tr ng an toàn

giao thông. ể phục vụ cho luận án NCS đã khảo sát nhiều tuyến đư ng ở nước

CHDCND Lào như: đư ng 1D, đư ng số 1J, đư ng số 2E, đư ng số 4A, đư ng

số 7, đư ng số 8, đư ng số 12... Các kết quả khảo sát NCS đã trình bày chi tiết ở

báo cáo chuyên đề : Sự phá hoại các công trình thoát nước nhỏ trên đường ô tô

của nước CHDCND Lào và các nguyên nhân gây ra. Dưới đây NCS xin tóm tắt

một số hư hỏng điển hình liên quan trực tiếp đến những vấn đề trong nội dung

của luận án.

1. Hư hỏng rãnh thoát nước

Rãnh thoát nước đóng vai trò quan tr ng đảm bảo chất lượng khai thác

các đư ng ô tô t i Lào, lượng mưa hàng n m lớn, địa hình dốc, nếu không có

rãnh nền mặt đư ng bị phá ho i rất nhanh (xem hình 1.2A). Tuy vậy, rãnh thoát

nước rất hay bị hư hỏng, d ng hư hỏng đặc trưng (xem hình 1.2B). T i đây đo n

rãnh thượng lưu bị b i lấp, đo n cuối rãnh bị xói rất sâu, ph m vi xói t ng dần

theo th i gian, ta luy rãnh c ng bị xói, phá ho i một phần nền đư ng. Nguyên

nhân hư hỏng là do xác định lưu lượng thiết kế không đúng (chiều dài rãnh quá

dài) và chủ yếu do cấu t o rãnh không đúng, làm t ng vận tốc nước chảy ở cuối

rãnh. Nếu cấu t o rãnh theo hình thức bậc nước nhiều cấp (nội dung nghiên cứu

ở chư ng 2) thì hiện tượng hư hỏng này sẽ được khắc phục.

Hình 1.2B: Hư hỏng rãnh thoát nước

thiếu rãnh thoát nước

tuyến đường số 8 tại km 43+500

Hình 1.2A: Hư hỏng nền, mặt đường do

2. Hư hỏng thượng lưu và h lưu công trình cống thóat nước

Nguyên nhân: do độ dốc của lòng suối lớn, tốc độ dòng chảy lớn th i gian

l nhanh. ộ dốc đặt cống không thích hợp. Hai yếu tố này làm thay đ i quá

nhiều vận tốc nước vào và ra khỏi cống. Khắc phục nó giải pháp hữu hiệu là làm

cống dốc kết hợp với cấu t o bậc nước nhiều cấp (nội dung nghiên cứu ở

chư ng 2).

Hình 1.3A: Hư hỏng thượng lưu cống Hình 1.3B: Hư hỏng hạ lưu cống

Hình 1.3C: Hậu quả của hiện tượng Hình 1.3D: Hậu quả xói hạ lưu làm

xói hạ lưu cống, nền đường bị cắt đứt đứt cả mặt đường nhựa tuyến đường

4A tại km 55+200

3. Hư hỏng xói lở thân cống, nền đư ng t i vị trí cống bị cắt đứt

Nguyên nhân: do lưu lượng nước chảy quá lớn, thiết kế khẩu độ cống

không thích hợp (không đủ khả n ng thoát nước). Khi mưa l một phần lớn

lượng nước tràn trên nền đư ng, gây xói và cắt đứt nền đư ng t i vị trí cống.

Cống bị phá hủy hoàn toàn. Khắc phục hiện tượng này phải chủ ý đến phư ng

pháp xác định lưu lượng nước thiết kế và các công thức xác định khẩu độ cống

(nội dung trình bày trong chư ng 4).

Hình 1.4: Sự phá hoại cống do đất nền đường bị xói mòn

4. Hư hỏng mối nối cống

Nguyên nhân: do xử lý móng cống không đảm bảo làm cho móng cống bị

lún và thi công mối nối cống không tốt.

Hình 1.5: Hư hỏng mối nối cống

5. Lắng đ ng đất cát trong cống

Nguyên nhân: do sự thiết kế độ dốc cống hợp lý hoặc bị tắc ở h lưu. iện

pháp khắc phục (nội dung trình bày trong chư ng 4).

Hình 1.6A: Cống bị bùn cát lắng Hình 1.6B: Cống hộp bị đất đá

đọng gần hết miệng cống lớn vùi lấp và xói lở

1.3.2. T ớ ở L

Trong quá trình xây dựng và phát triển m ng lưới giao thông vận tải, các

d ng kết cấu cống và cầu nhỏ trên đư ng ô tô ở Lào c ng nghiên cứu và nâng

cao chất lượng xây dựng để thoát nước trên tuyến đư ng và đỉnh núi, thuận lợi

cho việc duy tu bảo dưỡng, h giá thành công trình, đảm bảo chất lượng và sự an

toàn xe ch y trên tuyến đư ng.

Nói chung các kết cấu công trình thoát nước nhỏ đã được áp dụng trên

tuyến đư ng ở Lào có cống và cầu nhỏ, g m có: cống tròn bê tông cốt thép,

cống hộp bê tông cống thép, rãnh thoát nước 2 bên tuyến đư ng, cầu bản bê

tông cốt thép v.v...

Hiện nay chưa có một công trình nào có nghiên cứu đầy đủ về các giải

pháp kỹ thuật để xử lý các công trình thoát nước ở Lào. Khi có đo n tuyến

đư ng bị hư hỏng xảy ra thì sẽ t chức sửa chữa đưa ra một số giải pháp nào đó

cho ph hợp với hiện tr ng hư hỏng thực tế cần xử lý và thuộc vào n ng lực

chuyên môn và kinh nghiệm của đ n vị thi công.

1.4. ết lu n chương 1

ảng và Nhà Nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào đã xác định rõ sự

nghiệp phát triển kinh tế đất nước là phải phát triển m ng lưới giao thông nói

chung, giao thông đư ng bộ nói riêng. ó là vấn đề rất quan tr ng trong sự

nghiệp xây dựng kết cấu h tầng phát triển kinh tế - xã hội của đất nước. Trong

đó sự phá ho i công trình thoát nước nhỏ trên đư ng ô tô c ng là một những yếu

tố quan tr ng cần được giải quyết triệt để của ngành giao thông đư ng bộ vì nó

giảm tu i th kết cấu nền đư ng và sự an toàn giao thông đư ng bộ.

Chư ng này đã khái quát các đặc điểm địa hình, khí hậu, lưu lượng mưa

trong n m và quy ho ch phát triển hệ thống giao thông đư ng bộ ở nước Cộng

Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào.

Sau khi nghiên cứu NCS thấy cần nêu ra một số kết luận quan tr ng dưới

đây liên quan đến mục tiêu của luận án:

1. Phát triển và duy trì hệ thống đư ng ô tô để phục vụ cho việc phát triển

kinh tế của nước Lào chúng tôi, được ảng và Nhà nước Lào xác định là một

nhiệm vụ tr ng tâm rất nhiều các con đư ng có quy mô lớn sẽ được xây dựng và

cải t o cho tư ng lai. ể các công trình đư ng ô tô ho t động có hiệu quả cần

nâng cao chất lượng xây dựng. Nhiệm vụ nâng cao chất lượng xây dựng các

công trình đư ng cần phải bắt đầu từ bước lập kế ho ch thiết kế công trình.

Luận án này mong muốn tham gia các khâu đầu tiên nói trên với mục tiêu nâng

cao chất lượng xây dựng phải kéo dài tu i th công trình và đảm bảo chất lượng

khai thác.

2. C ng với các đ ng nhiệp, các c quan hữu quan NCS đã xem xét một

số tuyến đư ng chính như hình ảnh đã nói trên là một số hư hỏng rất hay gặp

trên đư ng là sự phá ho i t i các vị trí công trình thoát nước nhỏ như: cầu nhỏ,

cống. T y d ng phá ho i rất đa d ng nhưng nguyên nhân thư ng gặp nhất là nền

đư ng, mặt đư ng t i những vị trí này bị nước xói, đất đá bị cuốn trôi. Kiểu phá

ho i này chắc chắn là do công tác dự báo thủy v n và tính toán thủy lực công

trình không hợp lý dẫn đến vận tốc nước, áp lực nước tác động lên nền mặt

đư ng quá lớn dẫn đến phá ho i công trình làm giảm an toàn giao thông. Những

dự đoán này giải thích luận án của NCS tập trung vào công tác tính thủy lực cho

các công trình thoát nước nhỏ. Như vậy, hy v ng rằng sau này các đo n đư ng ít

bị nước cuốn trôi, vị trí cống, vị trí cầu bị nước tàn phá sau mỗi m a lụt. Kiểu

phá ho i này khác biệt với kiểu phá ho i một cái cầu hay một cái cống sụp đ

dưới tác động của tải tr ng xe và tải tr ng bản thân nền đắp. Những kiểu phá

ho i này hình thành do chất lượng xây dựng kém, luận án này NCS không giải

quyết được vấn đề đó.

3. iều kiện khí hậu, nhiệt độ, mưa gió rất khắc nghiệt, hình thành các

v ng khí hậu rất rõ ràng. Sau này khi áp dụng các công thức chung tính thủy lực

cho các công trình thoát nước nhỏ ngang đư ng rất cần chú ý đến đặc điểm này.

Nhưng đây là một vấn đề rất phức t p đòi hỏi rất nhiều công trình nghiên cứu,

rất nhiều kinh nghiệm xây dựng công trình. Vì vậy luận án của chúng tôi muốn

có sự chặt chẽ vào các lý thuyết chung được thừa nhận và các kinh nghiệm mà

các nhà bác h c, các nhà kỹ thuật đã đ t được với mong muốn vấn đề được giải

quyết nhanh chóng h n.

ể đáp ứng các yêu câu về mục tiêu, nội dung đề tài luận án, các vấn đề

sau đây sẽ được nghiên cứu trong các chư ng tiếp theo:

a. Các nội dung chính khi tính thủy lực bậc nước nhiều cấp, sức cản thủy

lực ở dốc nước, khởi động của h t ở đáy dòng chảy và xói sau gia cố công trình

thoát nước nhỏ ngang đư ng;

b. Nghiên cứu đề xuất giải pháp thiết kế thủy lực công trình thoát nước

nhỏ ngang đư ng cho nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào;

c. Giải pháp xây dựng công trình thoát nước ngang đư ng có địa hình đặc

th ở nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào.

CHƯ NG 2

TỔNG QUAN V TÍNH THỦ C BẬC NƯỚC NHI U CẤP,

SỨC CẢN THỦ C Ở DỐC NƯỚC, HỞI ĐỘNG CỦA HẠT Ở ĐÁ

DÕNG CHẢ VÀ ÓI SAU GIA CỐ CÔNG TR NH

THOÁT NƯỚC NHỎ NGANG ĐƯỜNG

2.1. Tổng quan nghiên cứu tính thủy lực bậc nước nhiều cấp dạng bể tiêu năng

Như đã trình bày ở chư ng 1, do địa hình dốc, lượng nước mưa lớn, nên

để khắc phục những lưu lượng thư ng gặp ở công trình thoát nước nhỏ ngang

đư ng trên đư ng ô tô d ng bậc nước nhiều cấp rất nên được áp dụng ph biến.

ể áp dụng có hiệu quả giải pháp xây dựng này ở nước Cộng Hòa Dân Chủ

Nhân Dân Lào chúng tôi đã tập trung nghiên cứu những vấn đề dưới đây:

2.1.1. C q í ủ ậ ớ

ậc nước nhiều cấp đã được nhiều tác giả nghiên cứu ở các mức độ tiếp

cận khác nhau như:

Hệ số tốc độ đối với mặt cắt chữ nhật của bậc nước nhiều cấp (Alekxeev

IU.S, 1965); hình d ng dòng chảy qua bậc nước (Konstantinov IU.M, 1966,

1969); tốc độ và chiều sâu dòng chảy ở thượng lưu bậc nước (Popov V.N,

1957)...

ậc nước nhiều cấp bao g m nhiều bậc nước một cấp nối tiếp nhau kiểu

bậc thang được áp dụng ở n i có địa hình dốc, để giảm khối lượng công tác làm

đất, ít phá hủy môi trư ng. Như vậy, mỗi bậc phải được tính sao cho có chiều

dài tối thiểu về tính thủy lực, đ ng th i đảm bảo điều kiện địa hình cụ thể tức là

độ dốc cục bộ trung bình phải được thỏa mãn [5].

Trong xây dựng đư ng bậc thư ng có độ dốc d c . Những bậc nước

như vậy có thể có hoặc không có tư ng tiêu n ng ở cuối bậc, thực tế còn được

b sung nhám gia cư ng để t ng hiệu quả kinh tế.

ậc có thể có d ng nước nhảy t i chỗ và nước nhảy xa, do đó cần xác

định chiều dài ngắn nhất.

a) nước nhảy t i chỗ b) nước nhảy xa

Hình 2.1: Dạng nước nhảy

Hình 2.2: Bậc nước không có tường tiêu năng

ậc nước không có tư ng tiêu n ng chỉ áp dụng khi lưu lượng dòng chảy

không lớn và được đặc trưng bởi dòng chảy xiết trên bậc là đư ng nước dâng.

Trong trư ng hợp này chiều dài tối thiểu của bậc là:

(2.1)

Chiều dài , và được tính như bậc nước một cấp, trong đó:

(bằng 2 lần chiều sâu phân giới).

Hình 2.3: Bậc nước có tường tiêu năng

ậc nước d ng bể tiêu n ng để rút ngắn chiều dài bậc, chiều sâu bể cần

lựa ch n sao cho .

Khi tính bậc nước nhiều cấp, thư ng chỉ tính bậc 1 và bậc 2, các bậc tiếp

theo tính như bậc thứ hai, bậc cuối c ng có tính tới ảnh hưởng của dòng chảy h

lưu , thư ng có d ng bể tiêu n ng.

2.1.2. C í ủ ậ ớ

2.1.2.1. Xác định chiều dài đoạn nước đổ ở cửa vào bậc nước [5]

Chiều dài đo n nước đ t i phần cửa vào được xác định theo biều đ

(hình 2.4) xác định chiều dài tư ng đối của nước h dựa trên bậc nước

(khi ) hoặc vào độ chênh (khi ).

trong đó: - độ dốc phân giới. Chiều dài nước đ trong kênh chữ nhật

có thể tính theo công thức (2.2) và công thức (2.3):

- ối với dòng chảy êm có: thì:

(2.2)

- ối với dòng chảy xiết có: thì:

(2.3)

Hình 2.4: Biểu đồ xác định chiều dài tương đối của nước hạ trên bậc nước

(Konstantinov IU.M)

2.1.2.2. Chiều dài nước rơi dọc phương chảy tại sân bậc [5]

Chiều dài theo phư ng ngang từ thành bậc tới mặt cắt co h p trên sân bậc

được nhiều tác giả nghiên cứu.

Chertouxov: (2.4)

, trong đó: phụ thuộc vào cửa vào của lo i đập tràn.

Dòng chảy r i xuống sân bậc khi bậc không ngập g m hai phần là phần

r i tự do trong không khí và phần sau ngập trong nước ở sân bậc có thể xác định

theo nghiên cứu của (Kostantinov IU.M, 1988) [80]:

(2.5)

(2.6)

ối với mặt cắt chữ nhật thì (là số giảm áp lực so với thủy t nh),

(2.7)

(2.8)

Chiều dài nước nhảy là vấn đề khá phức t p và rất khó xác định mặt cắt

cuối nước nhảy d là nước nhảy hoàn chỉnh hay n định, các công thức chủ yếu

dựa vào thí nghiệm hay lý thuyết kết hợp với thí nghiệm, thí dự như:

- ối với mặt cắt chữ nhật:

(2.9) Pavlovski N.N

(2.10) Chertouxov M.D (trung bình)

(2.10a) hay

(2.11) Bradley và Peterka

(2.12) Ohtsu và các cộng sự

2.1.2.3. Nghiên cứu thực nghiệm phần cửa vào bậc nước rơi tự do [5]

Số liệu đo thay đ i áp suất d c theo chiều sâu ở ngay cửa vào bậc, theo

nghiên cứu của (Rajaratnam và Muralidha, 1968) [54]. Áp suất dư t i đỉnh và

đáy lu ng nước bằng không, trong ph m vi lu ng nước là đư ng cong có giá trị

lớn h n áp suất không khí song luôn nhỏ h n áp suất thủy t nh.

Chiều sâu tư ng đối phụ thuộc vào độ dốc tư ng đối theo (Delleur,

Dooge và Gent, 1956) [22]: cho dòng chảy xiết ở đáy nhẵn và đáy

nhám.

Nghiên cứu thực nghiệm và bán thực nghiệm chỉ ra ;

cho mặt cắt chữ nhật.

2.1.2.4. Xác định chiều sâu ở mặt cắt co hẹp [2], [5]

Chiều sâu ở mặt cắt co h p t i sân bậc xác định theo phư ng trình

Bernoulli viết cho mặt cắt ở kênh thượng lưu và mặt cắt co h p t i sân bậc đối

với mặt cắt chữ nhật.

(2.13)

trong đó: và

(2.14)

(2.15)

(2.16)

(2.17)

Nhìn chung, việc tìm theo công thức nêu trên đã được giải bằng

phư ng pháp thử dần hay theo phư ng pháp biểu đ . Sau đây, tác giả xin giới

thiệu hai phư ng pháp tính nêu trong các giáo trình thủy lực, thiết kế đư ng và

s tay thủy lực.

1). Nghiên cứu của (Agroskin I.I, 1964) [2], [5]:

Sử dụng phư ng trình (2.15):

, đặt và

thay vào phư ng trình (2.15), rút ra được:

(2.18)

(2.19)

Thông qua quan hệ hàm số tư ng ứng với các giá trị hệ số

tốc độ khác nhau (phụ lục 1) tìm được và tư ng ứng với hệ

số .

2). Nghiên cứu của (Rakhamanov A.N) [5]:

Sử dụng phư ng trình (2.14):

viết phư ng trình ở d ng t số tư ng đối so với chiều sâu

phân giới :

(2.20)

trong đó: - chiều sâu phân giới,

đặt , và

Xây dựng đư ng cong quan hệ , với ứng với hệ số lưu tốc

(phụ lục 2).

- ối với mặt cắt chữ nhật, trị số có thể xác định theo phư ng trình sau

đây:

(2.21)

trong đó: cho trư ng hợp d ng mặt cắt chữ nhật:

(2.22)

- ối với bậc phần cửa vào có d ng đập tràn:

(2.23)

trong đó:

ối với bậc có cửa vào c ng mặt cắt, lo i này thư ng sử dụng khi tính và

xây dựng công trình nhân t o trên đư ng ô tô thì:

(2.24)

ối với mặt cắt chữ nhật còn được xác định trực tiếp theo công thức:

(2.25)

trong đó: có thể theo số liệu của (Konstantinov) [80] hay công thức [5,

tr.128]: với (2.26)

2.1.2.5. Tính chiều sâu bể tiêu năng [5]

Vấn đề bể tiêu n ng là một trong số các d ng tiêu n ng an toàn và hiệu

quả sau công trình bậc hay dốc nước, trong đó hình thành nước nhảy thư ng là

nước nhảy ngập, lo i nước nhảy này còn được g i là nước nhảy cưỡng bức. Mức

độ hiệu quả giảm n ng lượng của nước nhảy quan hệ với chiều cao tư ng và bể

c ng như các đặc trưng khác nhau của lo i nước nhảy này được nhiều nghiên

cứu quan tâm như (Rakhmanov, 1960, 1961); (Rand, 1967); (Provorova, 1965);

(Provorora và các cộng sự, 1987); (Wu S và Rajaratnam N, 1997) [68];

(Rajaratnam và Muralidhar, 1971) [55]; (Narayanam và Schizas, 1980) [50];

(Hager và Li, 1921); (Ohtsu, 1981) [51]; (Ohtsu và các cộng sự, 1991, 1993)

[53]; (Ohtsu, Yasuda và Hashiba, 1996) [52]; cho quan hệ tư ng đối giữa chiều

cao tư ng với chiều sâu trước nước nhảy, tư ng ứng với

ở nước nhảy n định.

Trong phư ng pháp tính thủy lực của bể và tư ng tiêu n ng của

(Provarova T.P, t p chí công trình thủy công 8/1987 bản tiếng Nga) cho quan hệ

là hàm của và . t ng theo và quan hệ với chiều dài nước nhảy

tư ng đối với chiều cao nước nhảy ; tư ng tự cho quan hệ chiều cao tư ng

tư ng đối là:

thay đ i trong ph m vi rộng (Barenkian A.Sh,

Martunov I.P và Posadkova S.S, 1975) và (Provorova T.P, Pogorelova V.A và

Iaeva L.E - T p chí công trình thủy công, 1987) bản tiếng Nga.

trong đó: - chiều cao nước nhảy;

- hệ số froude .

Theo công thức tính của (Bolskakov và Konstantinov 1984) [78] chiều dài

tư ng đối của bậc .

Trong ph m vi chiều dài tư ng đối có thể xác định theo công

thức (2.27) và công thức (2.28) như:

(2.27)

(2.28)

Chiều sâu bể tiêu n ng tính công thức (2.29) như:

(2.29)

trong đó: - hệ số nước nhảy ngập thư ng lấy .

Xác định từ giả thiết coi dòng chảy từ bể ra kênh h lưu như dòng

chảy vào đập tràn đỉnh rộng.

(2.30)

trong đó: - thư ng lấy bằng 0.95.

với Giá trị có thể tính theo đ thị quan hệ giữa ;

sẽ cho nước nhảy ngập, ngược l i cho nước nhảy xa.

Nếu tính chiều sâu bể theo s đ nước nhảy dâng có thể định theo chiều

sâu tư ng đối của bể so với chiều sâu phân giới theo biểu đ quan hệ giữa

và và đối với mặt cắt chữ nhật với ph m vi tư ng ứng với

Xác định chiều sâu bể tiêu n ng có thể theo biểu đ của (Chertouxov

M. , 1962) đã xây dựng biểu đ thông quan quan hệ: (phụ lục 3).

(2.31)

trong đó: có và

iểu đ cho giá trị tư ng ứng với nước nhảy t i chỗ xác định theo công

thức (2.32) như sau:

(2.32)

ể có chế độ chảy ngập trong bể, trị số của được t ng lên khoảng 5%.

Ngoài ra chiều cao tư ng và chiều sâu bể có thể xác định theo phư ng

pháp biểu đ của (Forster và Skrinde, 1950) [30] coi tư ng như đập tràn thành

mỏng chảy không ngập. Muốn có nước nhảy ngập t ng chiều cao tư ng lên

ể rút ngắn chiều dài bể tiêu n ng ngư i ta còn làm bể tiêu n ng có nhám

gia cư ng ph hợp cho và bể lo i III, US R (U.S ureau

Reclamation, 1973) [60] có thể giảm chiều dài bể từ xuống , chiều

cao nước nhảy giảm xuống còn so với khi không có nhám.

Nghiên cứu của (Detlef Aigner) cho biết [23]:

- Xác định bậc nước nhiều cấp d ng bể (xem hình 2.6).

- ộ dốc của bậc nước có thể tính được t lệ giữa chiều cao bậc và chiều

dài bậc như:

(2.33)

- Chiều sâu phân giới:

(2.34)

- Hệ số lưu lượng:

(2.35)

(2.36)

- Chiều cao tư ng có thể cộng thêm 5% của để an toàn:

(2.37)

- Chiều dài bậc

(2.38)

trong đó: (2.39a)

(2.39b)

Các phư ng trình trên có thể tính được (xem hình 2.5 và hình 2.6):

Hinh 2.5: Nước nhảy

Hình 2.6: Biểu đồ quan hệ gi a và với với

Hướng dẫn sử dụng biểu đ tính các yếu tố thủy lực và cấu t o bậc nước

như sau:

ngh a là sau khi biết trước 1. ư ng cong  quan hệ giữa với

chiều cao bậc và chiều dài bậc có thể xác định được độ dốc của bậc nước

. Sau đó tìm được chiều cao tư ng theo quan hệ giữa .

Thí dụ 1: iết chiều cao bậc và chiều dài bậc với , tìm được

(xem hình 2.6) tìm được giá trị , rút được chiều

cao tư ng

ngh a là sau khi biết trước 2. ư ng cong  quan hệ giữa với

chiều sau phân giới và chiều cao bậc nước có thể xác định được giá trị của

. Sau đó tìm được chiều cao tư ng theo quan hệ giữa .

Thí dụ 2: iết chiều cao bậc với và lưu lượng nước đ n vị

, tìm được . Rút được

(xem hình 2.6) tìm được giá trị , rút được chiều cao tư ng

ngh a là sau khi biết trước 3. ư ng cong  quan hệ giữa với

chiều cao bậc và chiều dài bậc có thể xác định được độ dốc của bậc nước

. Sau đó tìm được chiều sau phân giới theo quan hệ giữa với

Thí dụ 3: Lòng dẫn chữ nhật có chiều rộng , lưu lượng nước chảy

, r i vào bậc nước có chiều cao bậc .

Tìm được . Rút được (xem

hình 2.6) tìm được giá trị .

Rút được chiều dài bậc .

Rút được chiều cao tướng .

Tính bậc nước nhiều cấp d ng bể [23] đã biết lưu lượng đ n vị

và chiều cao bậc nước có thể tìm được , sau đó tìm được quan hệ giữa

với ( xem hình 2.6) và tính được các kích thước của bậc nước nhiều cấp

như: chiều cao tư ng tiêu n ng , chiều dài bậc nước …

2.1.3. Nhận xét v tính thủy l c cho bậ ớc nhi u c p d ng b

T ng quan tính thủy lực như trên cho thấy việc tính bậc bậc nước nhiều

cấp sử dụng rộng rãi trên thế giới hiện nay đều tính bậc nước g m ba phần: phần

cửa vào, sân bậc và phần cửa ra bậc. Các bước tính thủy lực bậc nước nhiều cấp

đã được trình bày trong giáo trình hiện nay đều sử dụng phư ng pháp thử dần

hay bảng tra, biểu đ .

Nghiên cứu này tác giả tập trung giải phư ng trình tìm chiều sâu mặt cắt

co h p ở sân bậc, chiều sâu liên hợp lớn của nước nhảy với chiều sâu co h p

ở sân bậc là , tính chiều cao tư ng ở bậc nước d ng bể của bậc nước nhiều

cấp và chiều sâu bể tiêu n ng ở bậc cuối theo phư ng pháp giải tích và phư ng

pháp số, đ ng th i lập biểu đ xác định quan hệ giữa với và với

tìm và .

2.2. Tổng quan c c nghiên cứu v sức cản thủy lực ở dốc nước

2.2.1. C q s ả ủ ở ớ [5]

Dốc nước được coi như đo n kênh có độ dốc lớn h n độ dốc phân giới

, dòng chảy trong dốc nước ở tr ng thái chảy xiết. Khi độ dốc đáy

, dòng chảy có cuốn theo không khí và được g i là dòng hàm khí, có

d ng chuyển động sóng. Khi tính tới độ hàm khí, độ sâu dòng chảy trong dốc

nước phải được t ng lên lần so với bình thư ng. Chuyển động sóng làm

t ng độ sâu dòng chảy sóng tiêu hao n ng lượng nhỏ h n chảy đều, do vậy dốc

nước thư ng được b sung nhám gia cư ng để tránh hiện tượng sóng một d ng

đặc biệt của chuyển động không n định.

Tính thủy lực dốc nước được chia làm ba phần như: cửa vào, thân dốc và

phần tiêu n ng ở cửa ra của dốc (xem hình 2.7).

Hình 2.7: Sơ đồ dốc nước

2.2.1.1. Tính thủy lực phần cửa vào dốc nước

Thông thư ng phần cửa vào của dốc nước được thiết kế theo d ng đập

tràn đỉnh rộng (xem hình 2.8b) và đập tràn mặt cắt thực dụng (xem hình 2.8c).

Như vậy, phần cửa vào được thiết kế tư ng tự như cửa vào của bậc nước. Khi độ

sâu dòng chảy thượng lưu không đ i, chiều rộng của dốc nước xác định theo

công thức (2.40):

(2.40)

trong đó:

- hệ số lưu lượng của đập tràn.

- Chiều sâu t i điểm đ i dốc (đầu dốc có đ i sang ) là .

- Nếu chiều sâu nước chảy đều trong dốc thì t i đầu dốc

Hình 2.8: Sơ đồ nước chảy ở đoạn cửa vào dốc nước

a) Mặt cắt d c cửa vào dốc nước;

b) Cửa vào d ng đập tràn đỉnh rộng;

c) Cửa vào d ng đập tràn mặt cắt thực dụng.

2.2.1.2. Tính thủy lực phần thân dốc

Tính thân dốc g m:

a) Xác định chiều sâu ở cuối dốc

b) Xây dựng đư ng cong nước h từ độ sâu đầu dốc tới cuối dốc

c) Gia cố thân dốc phù hợp với tốc độ tính

Hình 2.9: Sơ đồ dốc nước đoạn thân dốc

Bảng 2.1: Tính đường mặt nước

h(m) w(m2) R(m) (m) bd(m) C( ) K(m3/s) Ko(m3/s)

R1 C1 K1 h1 w1

. . . . . . Không Không

đ i đ i . . . . . .

Chiều dài dốc:

Rn Cn Kn hn wn

(2.41)

Dốc của dốc nước:

(2.42)

Mô đun lưu lượng của kênh:

(2.43)

2.2.1.3. Tính thủy lực cửa ra của dốc nước

Xác định kích thước tiêu n ng để tiêu hao hết n ng lượng thừa trong dòng

chảy không gây xói kênh h lưu, hoặc ch n d ng gia cố theo tốc độ ở cuối dốc

(khi không giảm tiêu hao n ng lượng). Khi độ dốc h lưu , việc nối tiếp

và hình thức giảm n ng lượng tư ng tự như ở h lưu đập, bậc nước, tức là bể,

tư ng hoặc bể và tư ng kết hợp với độ nhám gia cư ng. Khi có biện pháp giảm

n ng lượng thì độ sâu sau nước nhảy có thể theo s đ nước nhảy dâng:

(2.44)

Hình 2.10: Sơ đồ nước nhảy dâng

2.2.2. V í s ả ủ ủ ớ

Vấn đề tính sức cản thủy lực ở dốc nước đã được nhiều tác giả nghiên cứu

như:

Nghiên cứu của đo n đầu dòng chảy của dốc nước ( ogomolov A.I,

Borovkov V.S và Maeranov shii Ph.G, 1979); Nghiên cứu thực nghiệm chiều

sâu dòng chảy ở mặt cắt cửa vào dốc nước ( olshakov V.A, 1968); đánh giá

phân tán n ng lượng xác định chiều sâu cuối dốc ở dốc nước mặt cắt chữ nhật

(Tsivin M.N, 1977) [84]; mức độ hòa khí trong dốc nước (Isachenko N.B,

Voinovich P.A, Shvart A.I); nghiên cứu dốc nước (Ovcharenko I.Kh, 1958);

nghiên cứu dòng chảy hàm khí ở dốc nước (Vasiliew O.Ph, Skrenbkov G.P,

Isachenko N.B, Sinelshikov V.S, 1965); nghiên cứu sức cản dòng không hàm

khí trong máng bê tông (Aivazian O.M và Makhmudov Kh.J, 1992); các nghiên

cứu chuyên biệt về dốc nước (Aivazian, 1977, 1984, 1985, 1987, 1992, 1996,

2001) [73], [74], [75], [76], [77].

ể xác định khả n ng chảy của công trình thoát nước ngang đư ng như

cống, dốc nước, bậc nước điều quan tr ng là phải xác định đúng tốc độ trung

bình dòng chảy và lưu lượng tư ng ứng, song tốc độ và lưu lượng l i phụ thuộc

vào việc xác định hệ số sức cản ma sát được đưa vào trong công thức (Darcy

– Weisbach) [79] có d ng dưới đây:

(2.45)

Hay hệ số Sedi trong công thức tính lưu lượng:

(2.46)

Công thức (Manning):

(2.47)

Công thức quan hệ giữa và thông qua biểu thức:

(2.48)

Các công thức xác định hệ số Sedi trong dòng chảy:

1). Nghiên cứu của (Pavlovski N.N) [79]:

Xác định hệ số Sedi áp dụng cho và

(2.49)

Số m

Theo chỉ dẫn của (Pavlovski N.N), có thể tính gần đúng:

Khi thì

Trong thực tế, đôi khi nên tiến hành tính toán với giá trị khi không đ i,

thư ng lấy , khi đó ta được công thức (Manning):

(2.50)

2) Các nghiên cứu chuyên biệt về dốc nước của (Aivazian, 1977, 1984,

1985, 1987, 1992, 1996, 2001) [73], [74], [75], [76], [77] cho thấy hệ số ma sát

ở dòng chảy xiết đều không hàm khí trong lòng dẫn bê tông khi (độ nhám

tuyệt đối) và (hệ số nhớt động của chất lỏng) không đ i có d ng phụ thuộc

vào độ dốc đáy lòng dẫn và bán kính thủy lực:

(2.51)

Hệ số ma sát đối với dòng êm và dòng xiết hoàn toàn khác nhau với số

liệu thí nghiệm của Aivazian. ối với dòng chảy êm, khi t ng thì giảm;

ngược l i t ng theo đối với dòng chảy xiết.

Kết quả phân tích để tính hệ số trong lòng dẫn bê tông (Kosichenko

IU.M, 08/1993) [81] sau đây:

a. ối với dòng chảy êm (Fr<1) thì:

(2.52)

b. ối với dòng chảy xiết (Fr>1) thì:

(2.53)

2.2.3. V ầ

Nghiên cứu này tác giả tập trung vào nghiên cứu để kiểm tra kết quả phân

tích hệ số trong lòng dẫn bê tông thông qua việc sử dụng số liệu thực tế [73],

[74], [75], [76], [77] (phụ lục 5) [89].

2.3. Tổng quan v hởi động của h t đất ở đ y dòng chảy

2.3.1. V ã

Vấn đề về tốc độ khởi động của h t đất ở đáy dòng chảy là một khâu c

bản được áp dụng rộng rãi vào các nghiên cứu và thực tế khác nhau trong các

l nh vực liên quan đến dòng chảy và đất, trong đó có l nh vực xây dựng công

trình thủy lợi, giao thông h n 80 n m qua. Khi dòng chảy rối tư ng tác với lớp

biên dễ xói là đất, áp lực thủy động của dòng chảy tác dụng lên các h t đất cấu

thành lớp biên (đáy và thành dòng chảy), t o ra lực thủy động tác dụng lên h t

vượt quá giá trị giới h n giữ h t n định, h t bắt đầu chuyển động cuốn vào

dòng chảy. iều kiện cân bằng mà t i đó h t chuẩn bị chuyển động được g i là

ngưỡng hay điều kiện tới h n chuyển động của h t. Hiểu biết về các điều kiện

thủy lực mà t i đó một h t có kích cỡ và hình d ng đã biết bắt đầu chuyển động

là rất quan tr ng đối với các kỹ sư xây dựng công trình giao thông để thiết kế

công trình thoát nước nhỏ ngang đư ng, kênh dẫn, rãnh thoát nước, các công

trình đư ng trong môi trư ng ven sông, các công trình thủy lực thuộc xây dựng

công trình giao thông và nhiều công trình khác liên quan. Hiện nay có bốn

hướng chính nghiên cứu điều kiện khởi động của h t đất là:

1. Tốc độ khởi động của h t, trong đó đặt quan hệ đư ng kính h t đất với

tốc độ đáy hay tốc độ trung bình dòng chảy làm cho h t chuyển động.

2. Lực nâng, trong đó lực nâng đẩy h t lên vừa chớm vượt quá tr ng lượng

h t của dòng nước trong nước.

3. Ứng suất tiếp tới h n, trong đó dựa vào nhận thức lực tiếp tuyến của dòng

chảy tác dụng vào h t ở đáy dòng chảy theo phư ng chảy là nguyên nhân

chủ yếu đẩy h t chuyển động.

4. Phư ng pháp xác suất được áp dụng để giải quyết vấn đề trên.

2.3.1.1. Tốc độ khởi động của hạt đất

Theo hướng này ngư i đầu tiên phải kể đến là (Dubuat, 1786); tiếp theo

là (Bouniceau, 1845) [15]; (Blackwell, 1857) [13]; (Gras, 1857) [35]; (Lechalas,

1871) [45]; (Suchier, 1874) [59]; (Deacon, 1894); (Schaffernak, 1922) [57];

(Mavis, Ho và Tu, 1934) [48]. Các nghiên cứu này không cho biết t a độ biểu

đ tốc độ tác dụng vào h t, hay chỉ cho định lượng tốc độ không có đư ng kính

h t cụ thể (Garde R.J và Ranga Raju K.G, 1977) [31]; (Brahms, Airy theo

Leliavsky, 1954) và (Rebey, 1937) đặt quan hệ áp lực thủy động cân bằng với

lực giữ h t cho quan hệ:

, với (2.54)

trong đó: - hệ số ma sát;

- t lệ phần diện tích h t tiếp xúc với dòng chảy;

hay

- tr ng lượng h t;

- tốc độ t i đỉnh h t.

Nghiên cứu của (Goncharov V.N, 1964) [34] sử dụng phư ng trình cân

bằng mô men của các lực tác dụng lên h t khi h t chuyển động quay rút ra:

(2.55)

trong đó: - t lệ các thành phần áp lực thủy động và với thành

phần của tr ng lượng h t xác định theo thí nghiệm lấy giá trị

tốc độ t i và cho quan hệ tốc độ này với tốc độ trung

bình thủy trực trong quan hệ phân phối tốc độ theo quy luật

Logarít:

(2.56)

trong đó: - chiều sâu lòng chảy t i vị trí h t đất.

- Nghiên cứu của (Yang, 1973) [71] cho công thức bán thực nghiệm:

(2.57)

cho

và cho

trong đó: - độ thô thủy lực của h t

- Nghiên cứu của (Baker, 1980) với mô hình h t đều trên đáy dốc cho

công thức khi tốc độ t i t i .

(2.58)

trong đó: = 60o;

và - hệ số áp lực mặt theo phư ng chảy và hệ số áp

lực nâng theo chiều sâu.

2.3.1.2. Nhận thức về lực nâng tác động vào hạt (Jeffreys, 1929) [41] nêu ra lý thuyết về lực nâng làm cho h t chuyển

động khi đáy phẳng với tốc độ tác dụng t i đỉnh h t lớn h n không, áp suất dưới

h t lớn và áp suất trên h t nhỏ sẽ t o ra lực nâng thẳng đứng.

(Einstein, 1950)[27]; (Velikanov, 1955) [62]; (Yalin, 1963) [69];

(Gessler, 1966) [32] và (Ling, 1995) [46] cho rằng: 1) do áp suất chênh lệch; 2)

m ch động tốc độ tức th i; 3) ảnh hưởng hiệu ứng (Magnus, Dey, 1999) [24].

(White, 1940) [65] cho biết đối với h t đ n lực nâng rất nhỏ so với tr ng

lượng h t; (Einstein và EI Samne, 1949) [28] sau nhiều thí nghiệm chi tiết cho

biết:

với (2.59)

trong đó: t i so với đáy lý thuyết t i đối với cát, sỏi

hay t i cho h t hình cầu.

Nhận thức về lực nâng rất phức t p, chưa thống nhất chủ yếu là hệ số .

(Jame, 1990) [40] trên c sở tập hợp nhiều số liệu thí nghiệm của các nghiên

cứu khác nhau đã đưa ra quan hệ:

(2.60) cho

và cho (2.61)

trong đó:

Rõ ràng phụ thuộc

(Cheng, 1988); (Coleman, 1971); (Bagnold, 1974) [12]; (Davies và

Samed, 1978) [21]; (Watters, 1971) [63]; (Cheng và Clyde, 1972) đề nghị:

cho (2.62)

(Apperley và Raudkivi, 1989); (Chepil, 1958)[19]; (Brayshaw, 1983)[16];

(Jame, 1990) [40] c ng đề nghị:

cho (2.63)

Kết quả của ủy ban (Task - Mỹ, 1966) đánh giá , song (Chepil,

1961) [20] l i chỉ ra cho đối với dòng khí.

2.3.1.3. Ứng suất tiếp của dòng chảy

- Kết quả thí nghiệm của (Kramer, 1935) [43]:

(2.64)

trong đố: - ứng suất tiếp của dòng chảy ;

- hệ số đ ng nhất của Kramer;

. khi thì

- Kết quả của (USWES, 1936) [61] đề nghị phư ng trình:

(2.65)

; trong đố: - ứng suất tiếp của dòng chảy

khi thì

P c nghiệm

- Nghiên cứu của (Shields, 1936) [58] là ngư i tiên phong với quan niệm

về điều kiện khởi động là sự cân bằng trượt của áp lực thủy động đẩy trượt với

lực ma sát giữa cân bằng h t.

Hình:2.11: Sơ đồ hạt bị đẩy trượt

T i ngưỡng khởi động thì hay

trong đó: h t n định nhất t i tư ng ứng với

- hằng số, có giá trị không đ i .

Hình 2.12: Biểu đồ ứng suất tiếp dòng chảy theo Shields (1936)

- Nghiên cứu của (White, 1940) [65] xét đến ảnh hưởng của rối có d ng:

Trường hợp 1:

cho (2.66)

ối với dòng hoàn toàn rối và

trong đó: - hệ số làm chặt h t;

- hệ số rối dòng chảy.

Trường hợp 2:

cho (2.67)

trong đó: Giá trị trung bình của ;

- hệ số diện tích tiếp xúc h t vượt trên tr ng tâm h t.

Ngoài ra còn có (Kurihara, 1948) [44]; (Egiazaroff, 1965) [26] với giả

thiết tốc độ t i bằng h t.

(Mantz, 1977) [47]; (Yalin và karahan, 1979) [70]; (Cao và các cộng sự,

2006) [18]; (Ikeda, 1982) [39]; (Wiberg và Smith, 1987) [66]; (Dey, 1999) [24];

(Papanicolaou, 2008) nghiên cứu theo 3D.

2.3.1.4. Phương pháp xác suất

H t khởi động và cuốn vào trong dòng chảy có bản chất là xác suất vì nó

phụ thuộc vào đặc trưng rối của dòng chảy bao quanh h t, vị trí tư ng đối của

h t với h t xung quanh vào kích cỡ h t. (Gessler, 1970) [33] cho biết xác suất

đối với h t đã cho để n định chủ yếu phụ thuộc vào thông số Shields và số

. (Grass, 1970) [36] đề nghị một hàm phân phối xác suất cho ứng suất tiếp

do dòng chảy t o ra và một hàm làm h t r i vào tr ng thái chuyển động

đối với h t riêng l .

(2.68)

Kết quả thí nghiệm của (Grass, 1970) [36] cho và ;

kết quả là:

(2.69)

khi không còn ph hợp với Shields.

(Mingmin và Qiwei, 1982) [49] sử dụng mô hình ngẫu nhiên đánh giá

thông số thống kê tốc độ đáy và cỡ h t đối với h t n định, các h t chuyển động

để rút ra cư ng độ h t chuyển động; (Wu và Chow, 2003) [67] nghiên cứu xác

suất quay và nâng h t vào tr ng thái chuyển động thông qua đặc điểm xác suất

m ch động rối và hình d ng h t để tìm ra đặc trưng rối với điều kiện khởi động

h t. Vai trò rất quan tr ng của rối; (Cao, 1997) [17] nghiên cứu theo th i gian và

không gian. Kết quả cho sự khởi động của h t chủ yếu phụ thuộc vào ứng suất

tiếp; (Zanke, 2003) [72] phát hiện vai trò quan tr ng của đỉnh ứng suất tiếp rối

và h t tiếp xúc nhiều với dòng chảy sẽ có vai trò lực nâng ít đi; (Dey và Raikar,

2007) [25] đo và phân tích thành phần tốc độ theo phư ng thẳng đứng, cư ng độ

rối đối với h t s n g m tr ng thái phân giới.

(Sarkar, 2010) [56] nghiên cứu về rối ở tr ng thái gần tới h n của h t

ở đáy không di dộng. ối với v ng sát đáy có khi h t

khởi động tắt nhanh h n đối với đáy không di động tư ng tự như nghiên cứu của

(Grass, 1970) [36]. Khuếch tán n ng lượng do áp suất có đỉnh dư ng t i

sau đó giảm và có giá trị không đ i khi t ng. H t r i vào chuyển

động gắn liền với sự thay đ i m nh của khuếch tán áp suất .

2.3.2. N ậ é

Có nhiều cách tiếp cận tới ngưỡng khởi động h t và vai trò quan tr ng của

đặc trưng rối, song sự hiểu biết còn chưa đầy đủ, chưa rõ ràng về cấu trúc rối

bao quanh h t nhất là v ng vài milimét so với đáy là h t. Sự tư ng tác chính xác

giữa h t và chất lỏng trong ph m vi bao quanh h t liên quan đến xác suất của

xoáy rối còn chưa được làm sáng tỏ, nhất là cấu trúc đáy dòng chảy do chính

dòng chảy t o ra khác với các thí nghiệm do con ngư i t o ra. Do vậy vấn đề

này cần có nhiều nghiên cứu tiếp tục ở các góc độ khác nhau.

Trong nghiên cứu này tác giả muốn nêu ra một mô hình đ n giản đối với

cát đều h t chịu tác dụng của các lực thủy động và di chuyển do trượt theo

phư ng chảy có xét đến vai trò của rối và m ch động tốc độ theo quy luật

của phân phối chuẩn m ch động tốc độ và sử dụng các kết qủa của các nghiên

cứu gần đây.

2.4. Tổng quan c c nghiên cứu v t nh xói sau gia cố công tr nh tho t

nước nhỏ ngang đường

2.4.1. C q í ó s ầ

Xói sau công trình kể cả xói sau cống và cầu nhỏ đối với chế độ chảy đáy

trên phần gia cố đã được nghiên cứu từ những n m 30 của thế k trước.

Hình 2.13: Sơ đồ các dạng nối tiếp sau cống khi

(dòng chảy hạ lưu là dòng chảy êm)

Xói cục bộ và giá trị lớn nhất của nó đã được các tác giả nghiên cứu như:

(Kumin D.I, Levi I.I, Xtudenchnickov B.I, Vyzgo M.S, Popova K.S, Lebedev

N.V, Inozermtsev A.S, Paalem L.L, Rossinskii K.I, Doddiah, 1950); (Hallmart,

1955) đặt chiều sâu xói sau cống quan hệ với lưu lượng , độ chênh đáy

cống so với đáy h lưu, chiều sâu dòng chảy h lưu , tốc độ xói tới h n , địa

chất đáy lòng dẫn h lưu thông qua đư ng kính h t , sự thô hóa của đáy xói.

ộ thô thủy lực của h t đất càng t ng, xói sâu càng giảm; (Smith, 1957) nêu ra

phư ng pháp phân tích chiều sâu xói và hình d ng hố xói sau cống; (Abt,

Jones, Ruff, 1982) nghiên cứu xói sau cống đối với á sét. Các nghiên cứu cho

thấy đất cấp phối xói ít h n đất đều h t (thông qua ); (Stevens, 1969) đưa ra

khái niệm về h t hiệu quả ; Nghiên cứu của (Chen, 1970);

(Ruff, 1981); (Abt và các công sự, 1987); (Abt, 1996) cho thấy hình d ng cống

ảnh hưởng nhiều đến xói; (Mendoza, 1980) cho biết xói sau cống vuông lớn h n

xói sau cống tròn có diện tích tư ng đư ng trong c ng điều kiện đầu vào;

(Bohan, 1970) [14]; (Fletcher và Grace, 1972) [7], [29] cho biết kích thước hố

xói thay đ i theo chiều sâu dòng chảy h lưu . Trị số xói lớn nhất t i

(chiều dài xói sau cống) khi chiều sâu h lưu nhỏ h n nửa đư ng kính

cống ; (Fletcher và Grace, 1972) [7], [29] đề nghị trong

vòng 30 phút. ộ dốc đặt cống t ng làm cho kích thước hố xói t ng và chiều sâu

xói t ng; (Abt và Doehring, 1994) [11] cho biết độ chênh đáy cống so với đáy h

lưu t ng, cả kích thước hố xói và chiều sâu xói lớn nhất đều t ng. Ngoài ra

còn phải kể đến các nghiên cứu xói sau cống của (Altinlilek và Basmaci);

(Srikell và Simon, 1980); xói sau phần gia cố của (Haasan N.M.K và

Narayanam R, 1985) [38], kết quả của các nghiên cứu cho thấy:

1. Chiều sâu xói cục bộ lớn nhất phụ thuộc vào lưu lượng , chiều

sâu dòng chảy h lưu , đư ng kính hay chiều rộng cống , chiều rộng kênh

h lưu , địa chất đáy h lưu.

2. Chiều sâu xói t ng khi chiều sâu h lưu giảm, song khi

thì giảm khi giảm.

3. Chiều sâu xói phụ thuộc vào và cấp phối h t.

Kiến nghị của (Popova K.S) chiều sâu xói sau gia cố nếu có nước nhảy t i

tấm gia cố:

(2.70)

trong đó:

hay

- yếu tố thể hiện khả n ng gây xói đã kể đến t ng hợp các

yếu tố xác định tính khác biệt của dòng chảy ở các điểm khác nhau

của tấm gia cố tư ng ứng với chiều sâu dòng chảy h lưu ;

- lưu lượng cuối tấm gia cố;

- tốc độ không xói của lòng dẫn h lưu cuối tấm gia cố;

- chiều sâu không xói cuối tấm gia cố;

- chiều sâu phân giới;

- tốc độ ở cuối gia cố;

- số Ph rút ở cuối gia cố;

- m ch động lớn nhất theo phư ng chảy.

(Habib Abida, 1988) [37] đề nghị quan hệ rút ra từ kết quả thí nghiệm

khi là:

(2.71)

trong đó: - chiều cao cột nước trước cống;

- đư ng kính hiệu quả của h t đất cuối gia cố;

- số Ph rút ở cửa ra của cống.

Kết quả thí nghiệm của (Walts, 1968) [64] cho t số tốc độ cuối gia cố

với tốc độ t i cửa ra cống phụ thuộc vào số cho cống bản và phụ thuộc

vào đối với cống tròn, khi số thì:

(cho cống bản) (2.72)

(cho cống tròn) (2.73)

trong đó: - tốc độ trung bình (m/s);

- tốc độ ở cửa ra cống (m/s);

- chiều sâu t i cửa ra cống.

Nghiên cứu của (Andreev O.V, 1963) chỉ ra chiều sâu xói sau phần gia cố

thông qua kết quả thí nghiệm:

(2.74)

hay ở d ng t ng quát:

(2.75)

trong đó: hàm số (bảng 2.2).

Bảng 2.2: Hàm số phụ thuốc với và

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.054 0.068 0.010 0.008 0.006 0.005 0.004 0.004 0.003 0.003 0.003 1.55 0.98 0.78 0.65 0.59 0.54 0.50 0.47 0.45 0.42 0.40

Hình 2.14: Biểu đồ quan hệ gi a với

Rút ra được phư ng trình (2.76):

(2.76)

Chiều sâu xói tính toán này phụ thuộc vào chiều sâu nước dâng trước

công trình và t số .

Hình 2.15: Xói sâu gia cố

2.4.2. V ầ

Tác giả nghiên cứu vấn đề bằng cách sử dụng phư ng trình biến thiên

động lượng để có thể nêu ra công thức lý thuyết tính xói sau gia cố cống, cầu nhỏ

để so sánh và kiểm tra kết quả thí nghiệm đã qua.

2.5. ết lu n chương 2

Chư ng 2 này đã t ng quan nghiên cứu về tính thủy lực bậc nước nhiều

cấp, sức cản thủy lực ở dốc nước, khởi động của h t ở đáy dòng chảy và xói sau

gia cố công trình thoát nước nhỏ ngang đư ng, nêu ra các nghiên cứu để tìm một

số công thức cho việc tính thủy lực công trình thoát nước nhỏ ngang đư ng.

Trong chư ng 3 chúng tôi sẽ sử dụng các công thức nêu ra ở chư ng này

để tính cho một số d ng công trình cụ thể.

CHƯ NG 3

NGHI N CỨU Đ UẤT GIẢI PHÁP THI T THỦ C CÔNG

TR NH THOÁT NƯỚC NHỎ NGANG ĐƯỜNG CHO

NƯỚC CỘNG HÕA D N CHỦ NH N D N ÀO

3.1. thuyết t nh thủy lực công tr nh tho t nước nhỏ ngang đường

Như đã trình bày ở chư ng 2 chúng tôi có những lý thuyết sau đây để tính

thủy lực công trình thoát nước nhỏ ngang đư ng:

3.1.1. Tí ủ ậ ớ

3.1.1.1. Xác định chiều sâu dòng chảy tại đỉnh bậc

Trong tất cả các trư ng hợp dòng chảy từ mặt cắt (1) đến mặt cắt ngang

trên bậc, mặt cắt (1’) không phải là dòng chảy đều thay đ i dần, do vậy chiều

sâu dòng chảy t i mặt cắt (1’) phải được tìm nh vào phư ng trình động

lượng giữa hai mặt cắt (1) và (1’) với giả thiết tư ng tự như viết phư ng trình

nước nhảy ( ; ; , phân bố áp lực thủy động t i mặt cắt (1)

tuân theo quy luật thủy t nh). T i mặt cắt (1’) áp lực nhỏ h n thủy t nh và giả

thiết ở d ng ; là hệ số giảm áp lực so với thủy t nh.

(3.1)

trong đó: và - lần lượt là chiều sâu tr ng tâm t i mặt cắt (1) và (1’).

ể giải công thức (3.1) chiều sâu mặt cắt (1) lấy như sau:

- ối với dòng chảy êm thì (xem hình 3.1);

- ối với dòng chảy xiết đều thì (xem hình 3.2).

Hình 3.1: Sơ đồ dòng chảy êm Hình 3.2: Sơ đồ dòng chảy xiết đều

ể đ n giản có thể lấy ; sẽ rút ra được tốc độ nhảy trên bậc

đối với mặt cắt bất kỳ:

(3.2)

3.1.1.2. Xác định chiều sâu co hẹp tại sân bậc

Viết phư ng trình ernoulli qua hai mặt cắt (1-1) và (c-c) với mặt so sánh

qua điểm viết phư ng trình ở mặt thoáng (xem hình 3.3).

Hình 3.3: Sơ đồ viết phương trình Bernoulli

(3.3)

trong đó:

Thay vào công thức (2.3) ta được:

(3.4)

(3.5)

ặt:

Thay tất cả các giá trị trên vào phư ng trình (3.5), chiều sâu co h p được

xác định từ phư ng trình (3.6):

(3.6)

trong đó: - n ng lượng đ n vị của dòng chảy;

- chiều cao đập;

- hệ số t n thất n ng lượng dòng chảy qua tràn;

- hệ số tốc độ; từ công thức (3.6) suy ra công thức (2.15)

và công thức (2.16).

3.1.1.3. Tính chiều cao tường tiêu năng của bậc nước

Tư ng tiêu n ng được giả thiết là đập tràn mặt cắt chữ nhật hoặc hình

thang có chiều cao

nước trước tư ng dâng lên cột áp đặt ở h lưu không đ i. Dòng chảy tràn qua tư ng làm , nước trước tư ng sẽ , t o ra độ sâu bể

dâng lên và có độ sâu . Nếu không làm tư ng ta có (độ sâu liên hợp

với ), tức là có nước nhảy xa ở h lưu công trình, sau lúc làm tư ng ta có thể

đ t được , ngh a là có nước nhảy ngập trong bể tiêu n ng. ộ sâu sau

nước nhảy là độ sâu sau nước nhảy ở tr ng thái phân giới.

Hình 3.4: Sở đồ tường tiêu năng

Muốn có nước nhảy ngập cần phải có:

(3.7)

Chiều cao tư ng tiêu n ng:

(3.8)

trong đó:

có:

cuối cùng có: (3.9)

trong đó: - hệ số lưu lượng của đập tràn với ;

- hệ số ngập của đập tràn thực dụng thuộc với (bảng 3.1).

Bảng 3.1: Hệ số phụ thuộc với

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.85 0.9 0.95

1.0 0.99 0.97 0.96 0.94 0.91 0.86 0.78 0.71 0.62 0.47

Công thức (3.8) và công thức (3.9) có thể xác định được chiều cao tư ng

, hệ số ngập trong công thức (3.9) phụ thuộc với (xem hình 3.4).

Các bước tính chiều cao tư ng là:

- Sau khi tính được và , ta tính theo công thức (3.9), trong đó

giả thiết tư ng làm việc như đập tràn không ngập r i tìm theo

công thức (3.8);

- So sánh và , nếu là đúng với giả thiết đập không ngập;

- Nếu ngh a là tư ng làm việc như đập tràn chảy ngập ;

- Tìm theo sự phụ thuộc vào hoặc (bảng 3.1);

- Thay vào công thức (3.9) để tìm và tiếp tục sao cho tư ng cuối

c ng có được nước nhảy ngập thì thỏa mãn.

3.1.1.4. Bể tiêu năng kết hợp

Khi n ng lượng chuyển xuống h lưu lớn, nếu làm bể tiêu n ng chỉ bằng

cách h thấp đáy kênh h lưu hoặc chỉ bằng cách xây tư ng thì chưa hợp lý vì

phải đào quá sâu hoặc xây tư ng quá cao. Do vậy nên làm bể tiêu n ng kết hợp.

Hình 3.5: Sơ đồ bể tiêu năng kết hợp

ối với nước nhảy t i chỗ, chiều sâu bể được xác định theo công thức:

(3.10)

ể có nước nhảy ngập trong bể (xem hình 3.5), chiều sâu bể tiêu n ng cần

t ng thêm một lượng từ 5% đến 10% ngh a là , ta được:

(3.11)

3.1.1.5. Các bước chi tiết tính bậc nước nhiều cấp dạng bể tiêu năng

- Xác định số lượng bậc (xem hình 3.3), số lượng bậc tư ng ứng theo

công thức (3.12) như sau :

(3.12)

trong đó : - độ chênh cao độ đáy thượng và h lưu;

- chiều cao bậc nước;

- Xác định chiều sâu phân giới công thức (2.34).

- Xác định chiều sâu lòng dẫn thượng lưu vào bậc đầu tiên

(3.13)

trong đó: - lưu lượng đ n vị (m3/s.m);

- hệ số co h p bên; - hệ số lưu lượng đập tràn.

- Xác định n ng lượng nước phần cửa vào công thức (2.23).

công thức (2.15). - Xác định chiều sâu co h p

- Xác định chiều sâu liên hợp công thức (2.16).

- Xác định chiều cao tư ng tiêu n ng công thức (3.8).

- Xác định chiều dài bậc công thức (3.14):

(3.14)

trong đó: - chiều dài nước r i d c phư ng chảy t i sân bậc tính

công thức (2.4);

- chiều dài nước nhảy tính công thức (2.10a); - chiều dày tư ng tiêu n ng, lấy 0.5 của cột nước trên

tư ng (m).

- Xác định bể tiêu n ng công thức (3.10) hoặc (3.11).

Việc tính toán bậc nước nhiều cấp, tác giả sử dụng lập trình theo bản

Excel đã được trình bày trong mục 3.2.1.1.

3.1.2. D ớc

Việc tính toán thủy lực dốc nước như đã nêu trong chư ng 2, dốc nước

được chia làm ba phần: cửa vào, thân dốc và tiêu n ng ở cửa ra của dốc.

ể xác định khả n ng chảy của công trình cần phải xác định hệ số ma sát

d c đư ng , hệ số này phụ thuộc vào thông số thủy lực của dòng chảy như:

bán kính thủy lực , tốc độ dòng chảy , độ nhám tuyệt đối của lòng dẫn , hệ

số nhớt của chất lỏng và t n thất n ng lượng, trong đó đã kể đến hình d ng

mặt cắt, hình d ng dòng chảy kể cả mức độ không n định của dòng chảy, tất cả

còn phải được tiếp tục nghiên cứu bởi tính phức t p của vấn đề chất lỏng do tính

chất lỏng t o ra và tư ng tác giữa chất lỏng với lòng dẫn. ối với dòng chảy

trong lòng dẫn bê tông thì phải tính tới hàng lo t các yếu tố như: tính chất bề

mặt, kích thước và hình d ng lòng dẫn, tr ng thái chảy, chế độ chảy, độ dốc

dòng chảy. Vậy hệ số sức cản thủy lực có thể ở d ng t ng quát đối với một d ng

mặt cắt cụ thể ở chế độ chảy n định sử dụng phư ng pháp thân tích thứ nguyên

ta có:

(3.15)

trong đó: - gia tốc tr ng lực;

- độ nhám tuyệt đối của lòng dẫn;

- bán kính thủy lực ;

- hệ số Reynolds ;

- hệ số froude .

3.1.3. Xói sau gia c

3.1.3.1. Xác định tốc độ khởi động của hạt cát ở đáy dòng chảy

iều kiện cân bằng các lực tác dụng vào h t khi bị đẩy trượt:

Hình 3.6: Sơ đồ xác định tốc độ khởi động của hạt ở đáy dòng chảy

Áp lực thủy động do dòng chảy chảy bao quanh h t t o ra theo phư ng

chảy , lực nâng theo phư ng vuông góc với phư ng chảy , đã được trình

bày trong mục 3.3.1.1.

3.1.3.2. Phương trình động lượng của dòng chảy ổn định

Phư ng trình động lượng d ng t ng quát cho kênh hở có d ng tuyến tính.

Phư ng trình thể hiện t ng đ i số của các ngo i lực tác dụng vào thể tích kiểm

tra theo phư ng chảy bằng thay đ i tuyến tính của động lượng của thể tích kiểm

tra trong một đ n vị th i gian theo phư ng chảy. Thể tích kiểm tra là thể tích

của hình được bao bằng đư ng nét đứt bao đo n dòng chảy giới h n giữa hai

mặt cắt (1) và (2) (xem hình 3.7) của dòng chảy hở nghiêng với đáy góc . Mô

men động lượng tuyến tính theo phư ng chảy trong dòng chảy n định có lưu

lượng dòng chảy không đ i theo th i gian.

Hình 3.7: Sơ đồ định nghĩa viết phương trình biến thiên động lượng

cho dòng chảy trong kênh hở

Viết phư ng trình động lượng theo phư ng dòng chảy đối với thể tích

kiểm tra có d ng:

(3.16)

trong đó: và - áp lực của dòng chảy tác dụng lên mặt kiểm tra,

mặt cắt (1) và (2);

- lực ma sát t i đáy và thành dòng chảy;

- tr ng lượng của thể tích kiểm tra;

- thành phần của tr ng lượng của thể tích kiểm tra

theo phư ng chảy;

- động lượng dòng chảy vào thể tích kiểm tra;

- động lượng dòng chảy ra khỏi thể tích kiểm tra.

Trư ng hợp độ dốc đáy dòng chảy tiến tới không sẽ không còn thành

phần tr ng lượng vì .

(3.17)

(3.18)

trong đó: và - hệ số sửa chữa động lượng vì đã thay phân bố tốc

độ thực bằng tốc độ trung bình mặt cắt ( và ).

Trong thực hành, việc xác định chính xác thể tích kiểm tra và các lực tác

dụng lên thể tích kiểm tra rất quan tr ng. Phư ng trình này để giải quyết các bài

toán khi không biết t n hao n ng lượng của nội bộ đo n dòng chảy trong thể tích

kiểm tra.

3.2. Nghiên cứu xây dựng bi u đ x c đ nh b c nước nhi u cấp và nghiên

cứu sức cản trong t nh dốc nước

3.2.1. Tí ủ ậ ớ mặ ắ ữ ậ ở

Tính bậc nước d ng bể để rút ngắn chiều dài bậc của bậc nước nhiều cấp,

làm thay đ i tính chất chuyển động và giảm n ng lượng. Phần cửa vào và cửa ra

của bậc nước nhiều cấp được tính như bậc nước 1 cấp. Nếu biết độ chênh lệch

cao đáy thượng và h lưu dốc là Z, số lượng bậc nước n, bậc có chiều cao là

. Trong xây dựng đư ng, số lượng bậc n t y thuộc vào điều

kiện địa hình cụ thể, song thư ng chiều cao bậc:

trong đó: - chiều sâu liên hợp lớn với chiều sâu mặt cắt co h p

của bậc nước thứ i.

Các nghiên cứu khuyên nên áp dụng bậc nước nhiều cấp có ,

. và

3.2.1.1. Trình tự tính bậc nước nhiều cấp dạng bể tiêu năng bằng chương trình

Excel

1. Lập bảng nhập số liệu tính toán: nhập giá trị lưu lượng nước đ n vị tính

toán, độ chệnh cao thượng lưu và h lưu, chiều cao bậc và các giá trị hệ số ban

đầu.

2. Lập bảng tính toán:

- Xác định số lượng bậc n công thức (3.12);

- Xác định chiều sâu phân giới hc công thức (2.34);

- Xác định chiều sâu lòng dẫn thượng lưu vào bậc đầu tiên theo nguyên lý

đập tràn mặt cắt thực dụng hay đập tràn đỉnh rộng công thức (3.13);

a. Tính bậc nước thứ nhất:

+ Xác định chiều sâu co h p hch công thức (2.15);

+ Lập bảng giải phư ng trình bậc 3 tìm chiều sâu co h p hch;

+ Xác định chiều sâu liên hợp h2ch công thức (2.16);

+ Xác định cột nước thủy động trên tư ng của bậc 1;

+ Xác định chiều cao tư ng pt gần đúng lần 1 công thức (3.8);

+ Lập bảng tính thử dần tìm cột nước tính trên tư ng H1 để kiểm tra

l i các giá trị hch và h2ch so với chiều cao tư ng gần đúng lần 1;

+ Xác định chiều cao tư ng bậc thứ nhất;

+ Kiểm tra l i hệ số dự trữ đối với chiều cao tư ng.

b. Tính bậc nước thứ hai và bậc tiếp theo:

Tính bậc nước thứ hai hoặc bậc tiếp theo có tư ng tự như bậc thứ

nhất.

c. Tính chiều dài bậc nước nhiều cấp:

+ Xác định chiều dài nước r i d c phư ng chảy t i sân bậc Lc theo

công thức (2.4);

+ Xác định chiều dài nước nhảy Ln tính công thức (2.10a);

+ Xác định chiều dày tư ng tiêu n ng ;

+ Xác định chiều dài bậc Lb công thức (3.14).

d. Tính bể tiêu năng

+ Xác định chiều sâu bể ở bậc cuối do;

+ Xác định chiều dài bể tiêu n ng .

3. Lập bảng in kết quả tính cho từng phư ng án:

- Các kích thước của bậc nước;

- Các biểu đ tính toán.

3.2.1.2. iải bài toán tính bậc nước nhiều cấp bằng chương trình Excel

ài toán tác giả nêu ra để tính toán thủy lực bậc nước nhiều cấp cho lưu

lượng nước đ n vị khi bậc nước có chiều cao bậc

, chênh cao độ đáy thượng và h lưu dốc là và

ài toán này sẽ được tiến hành tính bằng chư ng trình Excel như đã giới

thiệu trong mục 3.2.1.1.

1. Lập bảng nhập số liệu tính toán: Nhập các giá trị tính toán thủy lực: lưu lượng nước đ n vị q(m3/s.m),

chiều cao bậc nước P(m), độ chênh cao đáy dòng chảy thượng lưu Zđthl(m) và h

, hệ số lưu lượng đập tràn m, gia tốc tr ng lực

lưu Zđhl(m), hệ số co h p bên g(m/s2), hệ số vận tốc lưu lượng đã biết (bảng 3.2).

Bảng 3.2: Nhập số liệu đầu vào

Số liệu đầu vào

Các thông số

Lưu lượng nước đ n vị Ký hiệu Giá trị n vị 1.00 m3/s.m Q

Chiều cao bậc P 1.00 m

ộ chênh cao đáy dòng chảy thượng lưu 74.00 m Zđthl

ộ chênh cao đáy dòng chảy h lưu 68.00 m Zđhl

Hệ số co h p bên 0.90

Hệ số lưu lượng đập tràn m 0.42

Gia tốc tr ng lực g 9.81 m/s2

Hệ số vận tốc lưu lượng 0.90

2. Lập bảng tính toán:

- Xác định số lượng bậc n:

bậc

- Xác định chiều sâu phân giới hc công thức (2.34):

- Xác định chiều sâu lòng dẫn thượng lưu vào bậc đầu tiên theo nguyên lý

đập tràn mặt cắt thực dụng hay đập tràn đỉnh rộng công thức (3.13):

a. Tính bậc nước thứ nhất:

+ Xác định chiều sâu co h p hch công thức (2.15):

+ Lập bảng giải phư ng trình bậc 3 tìm chiều sâu co h p hch:

Hình 3.8: Giải phương trình bậc 3 tìm chiều sâu co hẹp hch

G : Hướng dẫn giải phư ng trình bậc 3 bằng Excel có các bước sau:

i. Cài đặt Goal Seek trong Excel: mở Microsoft Excel Data What-

If Analysis Xuất hiện (xem hình 3.9) nháy vào ô trong phần Set cell:

ch n hàm f(x)

Hình 3.9: hai báo oal Seek

Set cell: ch n hàm f(x)

To value: 0

y changing cell: ch n X

ii. Kích ch n OK cho giá trị nghiệm hch = 0.20 m.

+ Xác định chiều sâu liên hợp h2ch công thức (2.16):

+ Xác định cột nước thủy động trên tư ng của bậc 1

+ Xác định chiều cao tư ng pt gần đúng lần 1 công thức (3.8):

+ Lập bảng tính thử dần tìm cột nước tính trên tư ng H1 để kiểm tra

l i các giá trị hch và h2ch (bảng 3.3 và bảng 3.4).

Bảng 3.3 Tính thử H1

Tính thử dần tính H1 (bậc thứ nhất)

Các thông số Ký hiệu Giá trị n vị

Cột nước thủy động trên tư ng 0.66 H01

Lưu lượng tính toán q 1.00 m m2/s

Chiều cao tư ng gần đúng lần 1 0.42 m pt

Tính thử dần theo phư ng trình

và

Bảng 3.4: Tính thử dần tìm H1

Sai số Kết luận Tính N ng lượng H01 Thử H1

0.66 0.50 1.18 0.5601 -0.1527

0.66 0.51 1.15 0.5689 -0.1395

0.66 0.52 1.13 0.5776 -0.1263

0.66 0.53 1.11 0.5864 -0.1130

0.66 0.54 1.08 0.5952 -0.0996

0.66 0.55 1.06 0.6041 -0.0862

0.66 0.56 1.04 0.6130 -0.0727

0.6219 -0.0592 1.02 0.66 0.57

0.6309 -0.0457 1.00 0.66 0.58

0.6399 -0.0321 0.98 0.66 0.59

0.6489 -0.0184 0.96 0.66 0.60

0.6580 -0.0047 0.94 0.66 0.61

0.6671 0.0090 Thỏa mãn 0.92 0.66 0.62

0.6762 0.0228 0.91 0.66 0.63

0.6853 0.0366 0.89 0.66 0.64

+ Kiểm tra l i chiều sâu hch theo công thức (2.15) và chiều sâu h2ch

theo công thức (2.16) đối với giải phư ng trình bậc 3 như đã trình

bày ở trên, rút ra được:

Giá trị m lớn h n m.

Về lý thuyết đây là nước nhảy ngập, song nhỏ nên lấy thêm

phần dự trữ 5% là

+ Xác định chiều cao tư ng bậc thứ nhất:

m lấy m.

+ Kiểm tra l i hệ số dự trữ đối với chiều cao tư ng:

b. Tính bậc nước thứ hai và bậc tiếp theo:

Tính bậc nước thứ hai hoặc bậc tiếp theo có tư ng tự như bậc thứ

nhất. Tác giả chỉ đưa kết quả tính chiều cao tư ng bậc thứ 2 như sau:

+ Xác định chiều cao tư ng bậc thứ 2:

m lấy m.

+ Kiểm tra l i hệ số dự trữ đối với chiều cao tư ng:

c. Tính chiều dài bậc nước nhiều cấp:

+ Xác định chiều dài nước r i d c phư ng chảy t i sân bậc Lc theo

công thức (2.4):

trong đó: ối với đập tràn mặt cắt thực dụng và

+ Xác định chiều dài nước nhảy Ln tính theo công thức (2.10a):

+ Xác định chiều dày tư ng tiêu n ng :

m, lấy m.

+ Xác định chiều dài bậc Lb theo công thức (3.14).

d. Tính bể tiêu năng

+ Xác định sâu bể ở bậc cuối do:

- Chiều sâu bể tính gần đúng lần thứ nhất:

trong đó: giả thiết m

- Kiểm tra l i chiều sâu hch công thức (2.15) và chiều sâu h2ch

công thức (2.16) đối với giải phư ng trình bậc 3 như đã trình bày ở trên,

rút ra được:

Rút được: m

trong đó: Hệ số dự trữ đối với chiều sâu bể

+ Xác định chiều dài bể tiêu n ng :

- Xác định chiều dài Lc:

- Xác định chiều dài Ln:

- Xác định chiều dài bể tiêu n ng :

m, lấy m.

3. Lập bảng in kết quả tính cho từng phư ng án (bảng 3.5):

Bảng 3.5: ết quả tính toán bậc nước nhiều cấp

3.2.1.3. Xây dựng biểu đồ quan hệ tính bậc nước nhiều cấp đối với lưu lượng

khác nhau bằng chư ng trình đ n vị và chiều cao bậc

Excel

1. iểu đ quan hệ giữa với

Hình 3.10: Biểu đồ quan hệ gi a với

Rút ra được phư ng trình (3.19), (3.20) và (3.21):

(3.19)

(3.20)

(3.21)

2. iểu đ quan hệ giữa với

Hình 3.11: Biểu đồ quan hệ gi a với

Rút ra được phư ng trình (3.22):

(3.22)

3. iểu đ quan hệ giữa với

Hình 3.12: Biểu đồ quan hệ gi a với

Rút ra được phư ng trình (3.23):

(3.23)

4. iểu đ quan hệ giữa với

Hình 3.13: Biểu đồ quan hệ gi a với

Rút ra được phư ng trình (3.24):

(3.24)

5. iểu đ quan hệ giữa với

Hình 3.14: Biểu đồ quan hệ gi a với

Rút ra được phư ng trình (3.25):

(3.25)

6. iểu đ quan hệ giữa với và với

Hình 3.15: Biểu đồ quan hệ gi a với và với

3.2.1.4. Nhận xét và kết luận về tính toán thủy lực bậc nước nhiều cấp

Kết quả của các nghiên cứu trên cho phép rút ra các nhận xét và kết luận

quan tr ng sau đối với việc tính toán thủy lực bậc nước nhiều cấp cho công trình

thoát nước nhỏ ngang đư ng:

Nhận xét 1: ộ dốc của bậc nước được tính bằng t lệ chiều cao bậc và

chiều dài bậc, thư ng g i là hoặc (xem hình 3.10) nếu biết độ dốc

bậc và chiều cao bậc có thể tìm được chiều dài bậc và lưu lượng nước đ n vị.

Thí dụ 1: ộ chênh lệch cao thượng và h lưu là 5.0m, độ dốc của bậc

nước để thoát được lưu lượng nước

m3/s.

Lời giải: Lựa ch n chiều cao bậc nước 1.0m và số bậc bậc,

m, chiều (xem hình 3.10) rút được m2/s,

rộng m.

Nhận xét 2: Dựa vào thí dụ 1 có thể xác định được chiều cao tư ng (xem

hình 3.11) m. rút được

Nhận xét 3: Dựa vào thí dụ 1 có thể xác định được chiều sâu phân giới

(xem hình 3.11) m. rút được

Nhận xét 4: Khi tính toán thủy lực bậc nước nhiều cấp theo số liệu tính

thay đ i của lưu lượng nước với chiều cao bậc khác nhau có thể xây dựng đư ng

quan hệ chiều dài tư ng đối của bậc và quan hệ chiều cao tư ng

tư ng đối (xem hình 3.15).

Thí dụ 2: Lưu lượng nước thiết kế m3/s, lòng dẫn chữ nhật có

chiều rộng m, r i vào bậc nước có chiều cao bậc m. Yêu cầu xác

định chiều cao tư ng và chiều dài bậc nước.

Lời giải: - Xác định chiều sâu phân giới m.

- Giá trị (xem hình 3.15) rút được: và được:

K ậ : Việc tính bậc nước nhiều cấp, tác giả có kết quả tính toán xác

định chiều dài tư ng đối của bậc công thức (3.24) và

chiều cao tư ng tư ng đối công thức (3.25) hoặc biểu

đ (xem hình 3.15) để tìm chiều cao tư ng và chiều dài bậc làm cho ngư i thiết

kế sử dụng, tham khảo và so sánh kết quả với công thức khác để sử dụng trong

các quy trình thiết kế nước Lào.

3.2.2. Tí ủ ớ

3.2.2.1. Xây dựng quan hệ thực nghiệm về sức cản thủy lực

ể thấy rõ h n sự thay đ i hệ số sức cản giữa dòng chảy xiết và dòng

chảy êm, tác giả sử dụng số liệu thực tế (bảng PL5.1, phụ lục 5) [89] và xây

0.035

5. f5=0.029xRe0.0092

4. f4=0.0242xRe0.0198

0.03

3. f3=0.0037xRe0.1538

dựng quan hệ giữa và (xem hình 3.16).

f

0.025

2. f2=0.0037xRe0.1475

0.02

1. f1=0.0029xRe0.1548

0.015

1000000

10000

100000

10000000

100000000

Re

Hình 3.16: Biểu đồ thay đổi hệ số sức cản thủy lực f theo số Re ở dòng chảy xiết

đều không làm hàm khí trong lòng dẫn bê tông.

1, 2, 3- đối với máng thí nghiệm có ; R = 0.02; 0.04 và 0.06m (bảng PL5.1, phụ

lục 5) [89]

4, 5- đối với kênh thực tế có R = 0.3 và 0.5m (bảng PL5.1, phụ lục 5) [89]

6 - đư ng tính giá trị f theo Prandtl-Karman

Các mối tư ng quan khi bán kính thủy lực R không đ i được (bảng

PL5.1, phụ lục 5).

Quan hệ thí nghiệm dựa vào thí nghiệm của Aivazian thể hiện (xem hình

PL5.1: a, b, c, phụ lục 5).

Quan hệ c n cứ vào số liệu thực tế thể hiện ở (xem hình PL5.1: d, e, phụ

lục 5).

Kết qủa thí nghiệm (xem hình 3.16 và hình PL5.1, phụ lục 5) đối với lòng

dẫn bê tông chỉ ra:

Hệ số ma sát đối với dòng êm và dòng xiết hoàn toàn khác nhau với số

liệu thí nghiệm của (Aivazine) và số liệu thực tế (xem hình 3.16). ối với dòng

chảy êm khi Re t ng thì giảm, ngược l i t ng theo Re đối với dòng chảy

xiết.

Kết qủa phân tích h i quy và tư ng quan (xem hình 3.16) từ số liệu thực

tế cho quan hệ thực nghiệm đ n giản để tính hệ số trong lòng dẫn bê tông

(Kosichenko IU.M, 08/1993) [81] công thức (2.52) và công thức (2.53).

ể kiểm tra công thức (2.53) nghiên cứu sử dụng số liệu thực tế (bảng

PL5.2 và hình PL5.2, phụ lục 5).

iểu đ quan hệ đối với mỗi một trong số các kênh hình thang có chế độ

chảy xiết ở t a độ thư ng (xem hình PL5.2: a,b,c,d,e, phụ lục 5) được chỉ ra

dưới đây cho thấy các quan hệ được thể hiện ở t a độ thư ng là một đa thức bậc

cao từ 4 đến 6, trong đó y biểu thị sức cản thủy lực , biểu thị số Reynolds

Re. ể áp dụng trong thực tế ta phải sử dụng quan hệ của tập hợp 6 lo t số liệu

theo quan hệ . Tập hợp các số liệu để xây dựng quan hệ

được cho (bảng PL5.3, phụ lục 5). Số liệu thực đo đối với lòng

dẫn bê tông có d ng hình thang (bảng PL5.3, phụ lục 5) cho phép xây dựng quan

hệ giữa và (xem hình 3.17).

0.04

0.03

f = 0.0182xRe0.0381

0.02

0.01

1000000 2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 7000000 8000000 9000000

Hình 3.17: Quan hệ gi a hệ số sức cản và dựa vào kết quả đối với

mặt cắt hình thang

(3.26a)

Quan hệ trong công thức (3.26a) trong nghiên cứu này kiến nghị có sai số

dưới 8.29 %. Sai số này nhỏ h n sai số ở công thức (2.53) (có dưới

11.79%). Cụ thể các giá trị sai số tư ng đối được chỉ ra (bảng PL5.3, phụ lục 5).

Công thức (2.53) là d ng cho mặt cắt hình thang.

Ngoài ra đối với mặt cắt chữ nhật số liệu thí nghiệm được (bảng PL5.4,

phụ lục 5).

Số liệu thí nghiệm trong máng bê tông mặt cắt chữ nhật rộng b=0.32m

tư ng ứng với chế độ chảy xiết ở bốn độ dốc đáy khác nhau (bảng PL5.4, phụ

lục 5).

ảy số đầu có chế độ dốc i = 0.0102, từ số thứ 8 đến số thứ 14 có độ dốc i

= 0.0392; từ số thứ 15 đến số thứ 21 có độ dốc i = 0.0596; từ số thứ 22 đến số

thứ 27 có độ dốc i = 0.081. Số liệu thí nghiệm có thay đ i từ 0.0151 đến

0.0290 tư ng ứng với số Reynolds thay đ i (0.703 7.321)x105 đối với chế

độ chảy xiết có Fr = 1.56 43.59.

0.035

0.03

0.025

0.02

f

f = 0.00045xRe0.3123

0.015

0.01

0.005

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

Re

Hình 3.18: Quan hệ gi a hệ số sức cản .105 đối với dòng chảy xiết và x

trong dốc nước có dạng mặt cắt ch nhật

Từ (bảng PL5.6, phụ lục 5) và đ thị (xem hình 3.18) hoặc đư ng thẳng bên trái đ thị (xem hình 3.19) có thể rút ra được quan hệ giữa hệ số lực cản đối với dòng chảy xiết trong dốc nước có d ng mặt cắt thủy lực và số x

chữ nhật: (3.26b)

f=0.0182xRe0.0381

Kết quả (bảng PL5.6, phụ lục 5) cho thấy sai số giữa công thức và số liệu thí nghiệm là (-8.69 13.79)% hoặc trong đó chỉ có 1 giá trị trên 27 là 13.79%. Sai số này có thể chấp nhận được vì thực tế đo đ c thông thư ng có sai số vượt quá Phân tích chỉ ra để áp dụng trong thực tế có thể sử dụng công thức riêng đối với mặt cắt hình thang công thức (3.26a) và mặt cắt chữ nhật công thức (3.26b) thay cho công thức (2.53).

f

f=0.00045xRe0.3123

1 1.E+05

1.E+06

Re

Hình 3.19: Quan hệ gi a hệ số sức cản và dựa vào kết quả mặt cắt hình

thang và kết quả mặt cắt ch nhật

3.2.2.2. ết luận quan hệ thực nghiệm về sức cản thủy lực

K ậ : Dòng chảy trong máng bê tông là chảy êm và chảy xiết sẽ có hệ

số ma sát d c đư ng . Kết quả nghiên cứu của tác giả chỉ ra đối với:

Mặt cắt hình chữ nhật:

( ) sai số tư ng đối 13.79% lớn nhất

Áp dụng:

Mặt cắt hình thang:

(sai số tư ng đối 8.29% lớn nhất)

Áp dụng:

3.3. Nghiên cứu tốc độ b t đầu xói đ y và xói sau gia cố công tr nh tho t

nước nhỏ ngang đường đối với đất hông d nh

3.3.1. Tí ộ ắ ầ ó ớ ò ả ó ị

3.3.1.1. Xây dựng công thức [6], [7], [8], [87]

Xét một diện tích mặt đáy sông khá nhỏ song đủ chứa một số h t nhất

định hay một h t g i đ n giản là h t, h t có đư ng kính đặc trưng là . Khi xét

các lực tác dụng và h t ta sẽ chưa kể đến lực b sung khối lượng (Murply và

Aguirre, 1985) lực (Basset) do h t quay và lực của các h t tác động lẫn nhau

(Nakagwa) vậy h t chỉ còn chịu các lực như:

Lực đẩy trượt:

(3.27)

Lực nâng:

(3.28)

Tr ng lượng của h t trong nước:

(3.29)

Lực dính của đất:

(3.30)

iều kiện n định của h t theo phư ng chảy sẽ cho tốc độ khởi động trượt

trong tr ng thái cân bằng tới h n:

(3.31)

trong đó:

, – hệ số áp lực mặt và hệ số lực nâng;

, , – hệ số hình d ng h t theo diện tích và thể tích;

– lực dính của đất;

– góc nội ma sát của h t;

– hệ số làm t ng tốc độ trung bình th i gian của h t do

m ch động tốc độ gây ra.

Mức độ chính xác của công thức phụ thuộc vào việc xác định các hệ số

, , , , và c ng như góc và lực dính và điều kiện làm việc

của h t mà phụ thuộc vào n ng độ b n cát đáy và đư ng kính h t.

ể tính có thể sử dụng (Goncharov, 1938), (Einstein và

EI-Samni, 1949) [28] hay cho (Borovkov, 1989); cát

trong tự nhiên có hệ số hình d ng là 0.7; kết hợp với có thể cho

; đ ng th i sử dụng quan hệ giữa (Mirtskhulava, 1967) và

(Rukovodstvo, 1981); khi trong đó có đ n vị là mét,

có đ n vị là , h t không đ ng nhất lấy bằng . Ngoài ra có

thể lấy theo bảng lập sẵn. Khi thì có .

Nếu cho h t có với điều kiện đã nêu thì công thức (3.31) có

d ng:

= (3.32)

trong đó: tr ng lượng riêng h t ngập trong nước và

Kết quả thí nghiệm đối với h t tự nhiên khi thì từ tròn tới góc

thì , nếu lấy trung bình c nh là và

thì .

khi hàm lượng b n cát ;

đối với h t cát nhỏ và trung;

đối với h t cát thô và sỏi s n khi ;

Khi h t có , và (điều kiện làm việc của h t).

- Nếu xét cho h t có thì có và với điều kiện đã nêu thì

công thức (3.37) có d ng:

= (3.33)

Tốc độ trong tr ng thái giới h n n định của h t có d ng

trung bình th i gian

m nh động tốc độ theo phân phối chuẩn

Trong điều kiện ngày thì công thức (3.33) có d ng:

(3.34)

hay (3.35)

Nếu thì (3.36)

iết quy luật phân phối tốc độ trong khu vực sức cản bình phư ng có

d ng:

(3.37)

Lấy và thì tốc độ t i h t rút ra từ (3.37) là:

(3.38)

được: hay , và cho

và nhớ rằng: (3.39)

(3.40)

Sử dụng:

(3.41)

và nhám theo (Strickler):

(3.42)

Thay công thức (3.41) và công thức (3.42) vào công thức (3.40) được:

(3.43)

Khi h t ở mái sông hay mái kênh hay mái dốc taluy đư ng thì công thức

(3.43) được nhân với hệ số tức là tốc độ chịu ảnh hưởng của cả độ dốc d c

và độ dốc ngang.

(3.44)

(3.45a)

(3.45b)

là hệ số ảnh hưởng độ dốc d c, song vì góc đối với dòng chảy tự

nhiên khá bé nên thư ng lấy .

là hệ số ảnh hưởng độ dốc d c ngang, làm t ng khả n ng mất n định

của h t do đó khi h t ở mái sông, mái kênh, mái dốc taluy đư ng bãi sông thì vế

phải của các công thức (3.35), (3.36), (3.40) và (3.43) được nhân với .

Vận tốc n định trung bình của h t ở mái dốc:

(3.46)

Ngoài ra ảnh hưởng của độ dốc ngang có thể có thể còn được xác định

theo quan hệ cho rằng hệ số Sedi và độ dốc không đ i:

(3.47)

Trong đó: tốc độ đáy ở mái dốc t i điểm cách đáy độ cao là và

độ sâu là ;

độ sâu dòng chảy ở đáy sông.

Như vậy khi h t ở mái dốc thì công thức (3.47) thay đ i nhu sau:

(3.48)

và công thức (3.40) sẽ là:

(3.49)

hay công thức (3.46) sẽ là:

(3.50)

3.3.1.2. ết quả tính tốc độ không xói ở đáy dòng chảy:

Tốc độ không xói đáy ở lòng sông công thức (3.35) được so sánh với

công thức của Goncharov và [6] cho h t có (bảng 3.6).

Bảng 3.6: Tính tốc độ không xói ở đáy dòng chảy

Tác giả Goncharov [6]

1 0.140 0.136 0.20

2.5 0.222 0.215 0.25

5 0.313 0.304 0.35

10 0.443 0.430 0.50

15 0.543 0.527 0.60

25 0.701 0.680 0.80

40 0.886 0.860 1.00

- Công thức tốc độ đáy theo (Goncharov V.N) [6, tr.143]:

75 1.213 1.180 1.35

- Công thức tốc độ đáy theo (T. .Nghiên) [6, tr.144]:

- Tốc độ không xói của tác giả:

Trong đó:

Hình 3.20: Sơ đồ tốc độ đáy không xói của hạt trong dòng chảy

Công thức chung (3.32) về tốc độ khởi động của h t ở đáy dòng chảy có

kể đến lực dính của đất, điều kiện làm việc, yếu tố m ch động, độ bền của đất,

và có d ng không đ n giản.

Khi h t thì công thức (3.33) có d ng đ n giản là công thức (3.35)

hay công thức (3.36).

Giá trị của (bảng 3.6) chỉ ra công thức (3.35) cho giá trị trong khoảng

từ công thức của (Goncharov) hay quy trình Nga, sẽ thiên về an toàn, song l i có

c sở khoa h c và thực tiễn.

Công thức có thể sử dụng làm c sở cho tính gia cố và n định b , đáy

sông khi sử dụng trực tiếp tốc độ n định của h t.

Từ công thức chung rút ra được công thức cho h t có tính tới độ dốc

ngang và độ dốc d c thông qua hệ số công thức (3.44) hay công thức (3.47).

Công thức tốc độ n định trung bình công thức (3.42) hay (3.46); công

thức (3.49) hay (3.50) có d ng đ n giản dễ sử dụng và thiên về an toàn.

3.3.2. Tí ó s ớ ờ

3.3.2.1. Tính xói sau gia cố ở hạ lưu theo phương trình động lượng của dòng

chảy ổn định [7]

ối với cống qua đư ng, nếu chiều dài gia cố không đủ sẽ xảy ra xói sau

phần gia cố mà hố xói và cấu trúc dòng chảy được chỉ ra (xem hình 3.21).

Hình 3.21: Sơ đồ xói sau cống (sau gia cố cứng)

ể tìm chiều sâu xói trung bình ở mặt cắt -, áp d ng phư ng trình

biến thiên động lượng cho thể tính kiểm tra giữa mặt cắt - và -, có:

+ Áp lực thủy động lên mặt cắt - và - là:

và (3.51)

Trong đó: và (3.52)

và (3.53)

Theo phư ng chảy ta có:

(3.54)

trong đó:

là phần d c theo chân khay bị xói sâu

, - chiều sâu dòng chảy ở cuối phần gia cố và trong hố xói;

- hệ số giảm áp lực dưới dòng chảy so với áp lực thủy t nh

từ phần gia cố vào hố xói;

lực ma sát của thể tích kiểm tra theo phư ng chảy:

và do đó: ,

có:

trong đó:

- hệ số nhám;

, với giả thiết không có sự khác biệt về rối của lớp sát đáy

trong hố xói và dòng chảy coi như đều, khi đã sử dụng kết qủa thí

nghiệm: , ta có:

- tốc độ không xói đáy đối với h t của lòng dẫn trong chuyển

động đều; lấy từ kết quả nghiên cứu công thức: ;

, - chiều rộng phần gia cố ở mặt cắt - và không gia cố ở

mặt cắt -;

- chiều rộng ở mặt cắt cuối cống (n i giao cắt mái dốc taluy với

đáy cuối cống;

- chiều dài gia cố;

, theo (Sherenkov I.A) khi xác định độ nghiêng của dòng

xiết mở rộng t o ra góc (với và là chiều sâu và tốc độ t i

mặt cắt cuối cống);

, - hệ số sửa chữa động lượng;

và

Theo kết quả thí nghiệm của (Matveev K.V và các cộng sự, 1963), chiều

sâu dòng chảy t ng lên do xuất hiện 2 xoáy trục đứng, t o ra hai hố xói có chiều

sâu lớn h n chiều sâu giữa hai hố xói, không phụ thuộc vào độ thô của vật liệu

đáy, hình d ng mặt cắt lòng dẫn và hình d ng cống. Khi chiều dài gia cố t ng thì

sự khác biệt chiều sâu xói giảm đi. Do có xoáy bên nên lưu lượng và

bằng . Hệ số t ng lưu lượng xác định theo công thức thực nghiệm:

, và

trong đó: - chiều rộng lòng dẫn theo kết quả (Matveev K.V và các cộng

sự, 1963).

Từ công thức (3.59) ta có:

, do đó:

Thay , và vào ta có:

(3.55)

Việc xác định trong công thức (3.55) theo phư ng pháp đúng dần.

- Theo mặt cắt -, Tính theo thiết kế bể tiêu n ng sau bậc nước với

cao tư ng là: với tốc độ t i bậc .

Hình 3.22: Tốc độ rơi tự do của dòng nước

Giả thiết tra dòng sau gia cố t o ra hố xói có d ng đư ng thẳng, ta có:

(3.56)

trong đó:

rút được:

và

được: thay vào công thức (3.56):

(3.57)

Có chiều sâu xói dễ dàng xác định được chiều dài xói công thức (3.57)

3.3.2.2. Tính xói sau cống theo tiêu chuẩn của Hội cầu đường Mỹ [7], [86], [88]

Tính xói sau cống sử dụng công thức của Hội cầu đư ng Mỹ FHWA (Federal

Highway Administration) có trư ng hợp là xói khi chưa gia cố sau cống và khi đã gia

cố đối với đất không dính như sau:

Xói ở h lưu cống phụ thuộc vào lưu lượng, hình d ng cống, lo i đất,

th i gian l , dốc đặt cống, chiều cao đặt cống so với đáy kênh và chiều sâu mực

nước h lưu.

ối với đất r i r c biểu thức chung xác định kích thước xói:

(3.58)

trong đó:

- chiều sâu xói (m);

- chiều rộng hố xói (m);

- chiều dài hố xói (m);

- thể tích hố xói (m);

- bán kính thủy lực t i cửa ra của cống (giả thiết chảy đầy cống)

- lưu lượng chảy trong cống ;

- gia tốc tr ng lực bằng 9,81 ;

- th i gian l (phút);

- độ lệch tiêu chuẩn của h t vật liệu lòng đáy;

, và - hệ số và số m (bảng 3.7);

- hệ số điều chỉnh độ cao nước r i (bảng 3.8)

- hệ số điều chỉnh độ dốc (bảng 3.9);

- Nếu thì vật liệu lòng dẫn coi như đều h t;

- Nếu thì vật liệu được coi là cấp phối;

Giá trị tiêu biểu của sỏi s n và của cát

Chiều sâu xói lớn nhất t i tư ng ứng với chiều sâu h lưu cống

nhỏ h n 0.5 chiều cao cống. Thí nghiệm chỉ ra xói đ t 2/3 – 3/4 giá trị xói lớn

nhất trong vòng 30 phút, do đó nếu không biết th i gian đỉnh l có thể lấy th i

gian bằng 30 phút.

Bảng 3.7: Hệ số và số mũ tính xói cho đất rời rạc

Kích thước xói

Chiều sâu 2.27 0.39 0.06

Chiều rộng 6.94 0.53 0.08

Chiều dài 17.10 0.47 0.10

Thể tích 127.08 1.24 0.18

Hình d ng hố xói phụ thuộc vào chiều cao nước r i sau cống. Nếu chiều

cao này càng cao (Doehring, 1994) [11] thì hố xói càng sâu và càng rộng đ ng

th i th i gian đ t xói lớn nhất càng ngắn l i. Hệ số phụ thuộc vào chiều cao

nước r i tư ng đối so với kích thước cống:

Chiều cao nước r i

ư ng kính cống

Bảng 3.8: Hệ số

cho cửa ra cống đặt cao hơn đấy dòng chảy Chiều sâu Chiều rộng Chiều dài Thể tích

0 1.00 1.00 1.00 1.00

1 1.22 1.51 0.73 1.28

2 1.26 1.54 0.73 1.47

4 1.34 1.66 0.73 1.55

Bảng 3.9: Hệ số điều chỉnh độ dốc đặt cống

ộ dốc Chiều sâu Chiều rộng Chiều dài Thể tích

0 1.00 1.00 1.00 1.00

2 1.03 1.28 1.17 1.30

5 1.08 1.28 1.17 1.30

>7 1.12 1.28 1.17 1.30

Tr nh tự x c đ nh ch thước hố xói:

(1). Xác định th i gian đỉnh l và giá trị đỉnh l ( ) và th i gian l

t (phút);

(2). Tính (chảy đầy cống);

(3). Xác định ;

(4). Xác định hệ số xói , và (bảng 3.7); hệ số và hệ số

(theo bảng 3.4 và 3.5);

(5). Xác định của vật liệu theo mẫu đất;

(6). Áp dụng công thức (3.63) tính kích thước hố xói;

(7). Xác định vị trí có xói t i n i

. 3.3.2.3. Tính xói sau cống sử dựng phần mềm HY-8 [85]

Phần mềm HY-8 được phát triển từ Hội cầu đư ng Mỹ FHWA (Federal

Highway Administration) có khả n ng tính toán thiết kế như sau:

- Tính toán và cung cấp biểu đ đư ng cong h lưu cống;

- Biểu đ đư ng cong mặt nước;

- Phân tích các lo i công trình thoát nước nhỏ như: cống tròn, cống hộp,

cống vòm…

- Tính xói sau công trình.

Trình t sử d ng phần m m HY-8

1. Nhập dữ liệu

Hình 3.23: Màn hình chính HY-8

2. Ch y chư ng trình HY-8

3. Kết quả tính toán

3.3.3. Tí í ó s

ờ

3.3.3.1. iới thiệu chung về các điều kiện tự nhiên khu vực tuyến đường

Tuyến đư ng thi công nằm trên tuyến đư ng số 10 (đư ng cấp III) ở lưu

vực Hong Tha, làng Phôn Mý thuộc huyện Viêng Kh m, tỉnh Viêng Ch n rẽ

phải vào huyện Phôn Hông khoảng 7.4 km, tuyến đư ng thi công từ km 0+00

đến km 9+121.5 và được thiết kế theo tiêu chuẩn của đư ng cấp III đ ng bằng.

Trong ph m vi nghiên cứu, tác giả chỉ tính toán và kiểm tra vị trí đặt cống

trên tuyến t i km 0+934.43 và t i km 5+500.

1. Kết cấu cống c c 1, km 0+934.43:

- Cống tròn bê tông cốt thép .

- Chiều dài cống 19.0 m.

- Cửa vào và cửa ra cống d ng tư ng cánh với góc mở .

- H lưu gia cố bằng đá hộc xây vữa xi m ng dài , rộng

, dày .

- ịa chất lòng suối: đất á sét h t nhỏ 1mm.

- ộ dốc lòng dẫn và cống

- Chiều cao mực nước dâng trước cống H = 0,63 m (phụ lục 8) - Lưu lượng thiết kế 0.63 m3/s

2. Kết cấu cống c c 7, km 5+500.00:

- Cống tròn bê tông cốt thép .

- Chiều dài cống 20.0 m.

- Cửa vào và cửa ra cống d ng tư ng cánh với góc mở .

- H lưu gia cố bằng đá hộc xây vữa xi m ng dài , rộng

, dày .

- ịa chất lòng suối: đất á sét h t nhỏ 1mm.

- ộ dốc lòng dẫn và cống

- Chiều cao mực nước dâng trước cống H = 1.82 m (phụ lục 9) - Lưu lượng thiết kế 4.50 m3/s

Do thiết kế ban đầu với chiều dài gia cố là L=2.00m là không đủ ph m vi

chống xói, khi đó ở h lưu sẽ xảy ra xói lở.

Qua hiện tr ng công trình và phân tích nguyên nhân hư hỏng ở trên để

đảm bảo cống được n định, tác giả sẽ đưa ra giải pháp sửa chữa h lưu cống

này bằng phư ng pháp tính xói sâu cống (Andreev O.V) công thức (2.74) và

phư ng trình động lượng của dòng chảy n định [7] kiểm tra với Hội cầu đư ng

Mỹ FHWA [7], [86], [88] và phần mềm HY-8 [85].

3.3.3.2. ết quả nghiên cứu đạt được

Bảng 3.10: ết quả tính xói sau cống theo phần mềm HY-8

tại hai vị trí đặt cống (phụ lục 10 và phụ lục 11)

Kết quả xác định kích thước hố xói

Khẩu độ Chiều sâu Chiều rộng Chiều dài Thể tích Lý trình

cống xói xói xói xói đặt cống

(m3) D (m) hx (m) Bx (m) Lx (m)

km 0+934.43 1.00 0.961 5.345 4.607 17.713

km 5+500.00 1.50 2.194 13.076 10.723 193.817

Bảng 3.11: ết quả tính xói sau cống theo phương pháp

của Hội cầu đường Mỹ tại hai vị trí đặt cống (phụ lục 12 và phụ lục 13)

Kết quả xác định kích thước hố xói

Khẩu độ Chiều sâu Chiều rộng Chiều dài Thể tích Lý trình

cống xói xói xói đặt cống

xói (m3) D (m) hx (m) Bx (m) Lx (m)

km 0+934.43 1.00 0.792 3.808 6.007 12.427

km 5+500.00 1.50 1.798 10.358 13.238 144.122

Bảng 3.12: Tổng kết quả tính chiều sâu xói gia cố

Chiều sâu xói Chiều sâu xói Phư ng pháp tính cống t i km 0+934.43 cống t i km 5+500.00

Công thức (2.74)

(Andreev O.V) khi gia cố 0.49 (m) 1.63 (m)

(phụ lục 14)

Công thức (2.74)

(Andreev O.V) khi chưa gia cố 0.98 (m) 2.82 (m)

(phụ lục 14)

Công thức (3.55) 0.76 (m) 1.51 (m) Phư ng trình động lượng của dòng

chảy n định [7]

(phụ lục 15 và phụ lục 16)

Phần mềm HY-8 [85] 0.961 (m) 2.194 (m) (phụ lục 10 và phụ lục 11)

Hội cầu đư ng Mỹ [7], [86], [88] 0.792 (m) 1.798 (m) (phụ lục 12 và phụ lục 13)

N ậ é :

Qua kết quả tính toán chiều sâu xói theo bốn phư ng pháp và các kết quả

xác định hố xói cho thấy:

- Chiều sâu hố xói (Andreev O.V) công thức (2.74) dự báo lớn h n so với

công thức phư ng trình động lượng của dòng chảy n định, phần mềm HY-8 [85] và

Hội cầu đư ng Mỹ [7], [86], [88].

- Về mặt lý thuyết, kết quả tính toán theo công thức của phư ng trình động

lượng của dòng chảy n định cho kết quả nhỏ so với các công thức trên có thể lấy

kết quả này để tính hố xói và tham khảo so sánh với công thức khác làm cho kết

quả tính toán chính xác h n.

- Phần mềm HY-8 [85] có thể tính được nhanh và kết quả tính toán chỉ để

tham khảo so với công thức khác.

- ên c nh việc xác định chiều sâu hố xói, phư ng pháp tính của Hội cầu

đư ng Mỹ [7], [86], [88] còn có thể xác định tin cậy được và tư ng đối rõ với

công thức khác tính hố xói, phư ng pháp tính của Hội cầu đư ng Mỹ [7], [86],

[88] còn tính rõ được kích thước hố xói như bề rộng bx, chiều dài Lx và thể tích

hố xói , giúp cho việc gia cố h lưu một cách chính xác, tiết kiệm kinh phí

gia cố phần h lưu của công trình cống, sau đó c ng có thể dự báo tư ng đối

chính xác tình hình ho t động thực tế của công trình.

3.4. Kết lu n chương 3

Sau khi tìm hiểu và phân tích tính toán cụ thể trên chung tôi thấy rằng có

thể áp dụng các công thức kiến nghị để tính toán thủy lực cho các công trình

thoát nước nhỏ ở Lào. Khi áp dụng cần đặc biệt lưu ý đến các h n chế của từng

phư ng pháp đã nêu ở phần nhận xét và kết luận.

CHƯ NG 4

GIẢI PHÁP D NG CÔNG TR NH THOÁT NƯỚC NGANG

ĐƯỜNG CÓ Đ A H NH ĐẶC TH Ở NƯỚC CỘNG HÕA D N CHỦ

NH N D N ÀO

Nhằm mục đích nâng cao chất lượng công trình thoát nước nhỏ ở nước

Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào có những giải pháp cụ thể sau đây cần được

đặc biệt chú ý như:

4.1. hảo s t thủy văn và c c phương ph p x c đ nh lưu lượng nước có

th p dụng đ thiết ế công tr nh tho t nước nhỏ ở CHDCND ào

4.1.1. Nộ tác ả s ủ ă ớ

ờ

Khảo sát thu v n có mục đích là xác định lưu lượng thiết kế để tính khẩu

độ cầu cống. Nội dung và phư ng pháp khảo sát thủy v n cụ thể như sau:

- Theo phư ng án tuyến đã được ch n trong giai đo n nghiên cứu khả thi,

dựa theo bình đ , trắc d c đư ng có bố trí các công trình thoát nước đã được

thiết kế ở giai đo n nghiên cứu khả thi, tiến hành đối chiếu việc bố trí các công

trình thoát nước d c tuyến (vị trí, khẩu độ thoát nước), b sung các công trình

thoát nước ở những chỗ tr ng trên trắc d c. Công việc này phải được tiến hành

hết sức tỉ mỉ vì trong giai đo n nghiên cứu khả thi bình đ và trắc d c tuyến

được vẽ với tỉ lệ nhỏ nên không thể hiện hết những địa hình tr ng cục bộ.

Tốt nhất việc khảo sát thu v n các công trình thoát nước nhỏ được t

chức thực hiện sau khi đã khảo sát đo đ c bình đ và trắc d c đư ng theo yêu

cầu của thiết kế k thuật và vị trí các công trình thoát nước trên trắc d c đã được

xác định. Dựa theo bình đ và trắc d c thiết kế k thuật đối chiếu ngoài thực địa

vị trí các công trình thoát nước và b sung các công trình còn thiếu.

- Dựa trên bản đ tỉ lệ 1: 10000, 1: 25000, 1: 50000 hoặc tỉ lệ khác (tuỳ

theo ph m vi của đư ng giới h n lưu vực) đã có vị trí tuyến và vị trí các công

trình thoát nước xác định các đư ng phân thu và khoanh diện tích lưu vực tụ

thu đối với mỗi công trình thoát nước, xác định chiều dài suối chính, suối

nhánh, độ dốc lòng suối chính, độ dốc suối t i công trình, độ dốc trung bình của

sư n dốc lưu vực, diện tích đầm h ao và kí hiệu tên các lưu vực trên bản vẽ

ranh giới các lưu vực.

- ối chiếu các kết quả xác định các đặc trưng của lưu vực trên bản đ với

kết quả thị sát trên thực địa, tiến hành sửa chữa những sai sót và b sung những

phần thiếu, trong trư ng hợp cần thiết tiến hành đo đ c b sung t i thực địa.

- Nội dung và phư ng pháp khảo sát, điều tra các đặc trưng địa m o lòng

suối, đặc trưng địa m o lưu vực, cấu t o đất.

- o đ c địa hình t i các công trình thoát nước nhỏ.

Trong giai đo n nghiên cứu khả thi, nói chung, không có yêu cầu đo đ c

địa hình riêng đối với công trình thoát nước mà khi thiết kế các công trình thoát

nước đã sử dụng tài liệu đo vẽ địa hình phục vụ cho việc thiết kế tuyến.

Trong giai đo n thiết kế kỹ thuật và lập bản vẽ thi công, để phục vụ cho

việc bố trí các công trình thoát nước ph hợp với điều kiện địa hình, để phục vụ

cho việc tính toán thu v n chính xác, t i mỗi vị trí công trình thoát nước phải

đo vẽ bình đ khu vực công trình thoát nước và mặt cắt ngang suối t i công

trình. Sau đây là một số quy định về đo đ c địa hình.

- o vẽ bình đ khu vực công trình thoát nước :

+ Phạm vi đo vẽ : theo chiều dài suối phải đo ra ngoài ph m vi bố trí công

trình thoát nước một chiều dài ít nhất là 20m về mỗi phía thượng lưu và h lưu .

Nếu t i công trình thoát nước ở phía thượng lưu và h lưu có thiết kế công trình

dốc nước, bậc nước hoặc kênh dẫn nước thì ph m vi công trình sẽ bao g m cả

công trình này. Theo chiều ngang suối, nếu suối về m a l nước không tràn b

suối thì ph m vi đo phải nằm ngoài ph m vi chiều rộng suối về m a l ít nhất là

5 đến 10m; nếu suối về m a l , nước tràn qua b suối thì ph m vi đo cách b

suối chính ít nhất 20m .

+ Tỉ lệ vẽ bình đồ : 1/200  1/500

- o vẽ mặt cắt ngang suối t i công trình thoát nước:

+ Phạm vi đo vẽ : Nếu suối về m a l nước không tràn qua b thì phải đo

cao h n mực nước l cao nhất từ 1 đến 2m

Nếu về m a l ,nước tràn qua b suối thì đo rộng ra hai b suối chính mỗi

bên10m, phần còn l i sẽ dựa vào trắc d c đư ng để xác định ph m vi nước

ngập.

ối với những suối tư ng đối lớn cần kiểm tra lưu lượng theo mực nước

điều tra thì cần đo vẽ thêm mặt cắt lưu lượng nếu mặt cắt ngang suối t i vị trí

công trình thoát nước không thoả mãn các yêu cầu tính lưu lượng theo phư ng

pháp hình thái.

Trên bản vẽ mặt cắt ngang suối t i công trình phải thể hiện đầy đủ các c c

chi tiết và c c lý trình thống nhất với bản vẽ trắc d c tuyến , các cao độ mực

nước điều tra, địa chất cấu t o lòng suối, tình hình cây cỏ trên bãi (nếu có) và b

suối.

+ Tỉ lệ bản vẽ mặt cắt ngang suối : 1/100  1/200

- o vẽ mặt cắt d c suối t i công trình:

+ Phạm vi đo vẽ: bằng chiều dài đo vẽ bình đ khu vực công trình. Mặt

cắt d c suối được đo d c theo l ch sâu nhất của suối và tất cả các điểm đ i dốc

phải tiến hành đo cao độ. Song song với việc đo mặt cắt d c suối tiến hành đo

cao độ đư ng mực nước nếu khi khảo sát suối có nước chảy.

+ Tỉ lệ bản vẽ mặt cắt dọc suối: chiều cao - 1/50  1/100; chiều dài 1/100

 1/200

Trên bản vẽ mặt cắt d c suối phải thể hiện vị trí tim công trình thoát nước,

đư ng mặt nước và hướng nước chảy.

- iều tra mực nước

Nội dung điều tra mực nước l và chế độ l ở các công trình thoát nước

trong giai đo n thiết kế kỹ thuật, như quy định đối với điều tra mực nước.

- Khảo sát thu v n ở những công trình thoát nước có chế độ thu v n đặc

biệt.

ối với các công trình thoát nước có chế độ thu v n đặc biệt như sông bị

ảnh hưởng nước dềnh từ sông khác, sông bị ảnh hưởng thu triều, sông v ng

thượng lưu đập, sông v ng h lưu đập, kênh mư ng đào của thu lợi nội dung

công tác khảo sát điều tra thu v n c ng bao g m những nội dung khảo sát đối

với sông bình thư ng.

- Lập h s khảo sát thu v n công trình thoát nước nhỏ.

+ Thuyết minh tình hình khí tượng thu v n, tình hình khảo sát, đo đ c,

điều tra thu v n và địa hình t i vị trí công trình thoát nước. Cung cấp đầy đủ

các số liệu cần thiết cho việc tính toán lưu lượng và xác định khẩu độ công trình

thoát nước, các mực nước điều tra t i các sông suối, chế độ thu v n v.v...

+ ản vẽ bình đ tụ nước của lưu vực tính toán các công trình thoát nước

d c tuyến có kí hiệu tên lưu vực đối với mỗi công trình.

+ ản t ng hợp các số liệu khảo sát, điều tra các đặc trưng tính toán thu

v n công trình thoát nước theo mẫu quy định.

+ Các bản vẽ bình đ vị trí công trình thoát nước, mặt cắt d c suối t i

công trình thoát nước. Trên các bản vẽ bình đ và mặt cắt d c vị trí công trình

phải vẽ vị trí của tuyến đư ng và các mực nước đặc trưng điều tra trong khi

khảo sát .

+ Các h s , bản vẽ có liên quan trực tiếp tới tính toán và thiết kế công

trình thoát nước trên đư ng như kênh mư ng, đập nước thu lợi, quá trình diễn

biến lòng sông (xói và b i nếu có).

+ Các v n bản làm việc với địa phư ng và các c quan hữu quan; các tài

liệu, số liệu thu thập được ở các c quan lưu trữ, c quan thiết kế, c quan quản

lý công trình về các vấn đề liên quan tới chế độ thu v n sông v ng thiết kế (chế

độ mưa l , chế độ làm việc của đê, đập, kênh mư ng thu lợi v.v...)

4.1.2. C ị ớ ó

ớ ở CHDCND L

4.1.2.1. Phương pháp xác định lưu lượng nước theo tiêu chuẩn Lào

Phư ng pháp cư ng độ mưa đã được sử dụng để tính toán dòng chảy

nước trong khu vực có diện tích 25 km2, theo công thức t ng quát sau đây:

(4.1)

- lưu lượng dòng chảy, ; trong đó:

- cư ng độ nước mưa trong một th i gian, ;

- diện tích lưu vực, ;

- hệ số dòng chảy, theo bảng 4.1.

Bảng 4.1: Hệ số dòng chảy

ặc trưng bề mặt lưu vực

Khu kinh doanh : vùng trung tâm 0.75 - 0.95

vùng ngoài trung tâm 0.50 - 0.75

Khu dân cư : ngo i thành 0.25 - 0.40

Khu công nghiệp : v ng công nghiệp nh 0.50 - 0.80

v ng công nghiệp nặng 0.60 - 0.90

Công viên, ngh a trang 0.10 - 0.25

Sân vận động 0.20 - 0.35

V ng đư ng sắt 0.20 - 0.40

V ng đất hoang dã 0.10 - 0.30

ư ng giao thông : đư ng nhựa 0.70 - 0.95

đư ng bê tông 0.80 - 0.95

đư ng lát g ch 0.70 - 0.85

ư ng và lề đư ng 0.75 - 0.85

Mái nhà 0.75 - 0.95

ất cát : bằng phẳng 2% 0.05 - 0.10

trung bình 2% - 7% 0.10 - 0.15

dốc > 7% 0.15 - 0.20

ng cỏ : bằng phẳng 2% 0.13 - 0.17

trung bình 2% - 7% 0.18 - 0.22

dốc > 7% 0.25 - 0.35

Hệ số này có thể thay đ i theo tr ng thái địa hình khác nhau để xác định

hệ số trung bình như sau:

(4.2)

- hệ số dòng chảy theo tr ng thái địa hình khác nhau;

- diện tích lưu vực theo tr ng thái địa hình khác nhau.

Thời gian tập trung nước về công trình

(4.3)

- th i gian tập trung nước, gi ; trông đó:

- chiều dài dòng chảy trong lưu vực, km;

- sự chênh lệch giữa cao độ, m.

Phư ng trình này là mối quan hệ giữa , và để tìm cư ng độ nước

mưa I theo tần số đư ng cong mưa nằm trong v ng lân cận của công trình.

4.1.2.2. Phương pháp xác định lưu lượng nước theo quy trình tính dòng chảy lũ

do mưa rào ở lưu vực nhỏ của (Viện thiết kế giao thông) [1], [9]

ể tính lưu lượng nước cho việc thiết kế cống và cầu nhỏ, tuỳ theo diện tích lưu vực có diện tích nhỏ h n 100 km2 thư ng sử dụng công thức cư ng độ

giới h n tiêu chuẩn (22 TCN 220-95).

Lưu lượng lớn nhất tính toán theo công thức

(4.4)

- lưu lượng đỉnh l ứng với tần suất thiết kế P%, m3/s; trong đó:

- lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất thiết kế P%,

xác định theo tài liệu của các tr m đo mưa, mm;

- hệ số dòng chảy l phụ thuộc vào đặc trưng lớp đất mặt

của lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế và diện tích lưu vực ;

- mô đun tư ng đối của dòng chảy lớn nhất (khi ) lấy

theo t số của mô đun dòng chảy trên tích :

(4.5)

- tuỳ thuộc vào đặc trưng địa m o thu v n của lòng sông trong đó:

, th i gian tập trung dòng chảy trên sư n dốc sd và v ng mưa;

- hệ số xét tới ảnh hưởng làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh l

do ao h xác định theo (bảng 4.2); - diện tích lưu vực, km2.

Bảng 4.2: Hệ số điều tiết lưu lượng (do ao hồ, đầm lầy)

Diện tích h hoặc đầm lầy (%) Vị trí h ao,

đầm lầy 2 4 6 8 10 15 20 30 40 50

ở h lưu 0,85 0,75 0,65 0,55 0,50 0,40 0,35 0,20 0,15 0,10

ở thượng lưu 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,65 0,55 0,45 0,35 0,25

Trình tự tính toán lưu lượng

+ Xác định diện tích lưu vực;

+ Tính lượng mưa ứng với các tần suất thiết kế;

+ Xác định dòng chảy l t y thuộc vào lo i đất lưu vực, lượng mưa

ngày thiết kế (HP) và diện tích lưu vực (F);

+ Xác định th i gian tập trung nước trên sư n dốc ;

Th i gian tập trung nước trên sư n dốc thuộc vào hệ số địa m o thủy

v n của sư n dốc lưu vực và v ng mưa;

Hệ số đặc trưng địa mạo sườn dốc xác định theo công thức:

(4.6)

: độ dốc sư n lưu vực, (o/oo); trong đó:

- hệ số nhám của sư n dốc, phụ thuộc vào đặc điểm bề

mặt sư n lưu vực xác định theo (bảng 4.3);

- chiều dài bình quân của sư n dốc lưu vực, m;

- ối với lưu vực hai sư n dốc thì:

(4.7)

- ối với lưu vực một sư n dốc thì:

(4.8)

trong đó: - chiều dài lòng chính, km;

- t ng chiều dài các sông nhánh trên lưu vực, km;

+ Xác định trị số tuỳ thuộc vào đặc trưng địa m o thủy v n của lòng

sông , th i gian tập trung dòng chảy trên sư n dốc và v ng mưa đã xác

định được ở trên;

Xác định hệ số đặc trưng địa m o thủy v n của lòng sông theo công

thức (4.9) sau:

(4.9)

trong đó: - độ dốc lòng sông, o/oo;

- chiều dài lòng chính, km;

- hệ số nhám của lòng sông, theo (bảng 4.4).

Bảng 4.3: Hệ số nhám của sườn dốc

Hệ số msd trong trư ng hợp

Tình hình sư n dốc lưu vực Cỏ thưa Trung bình Cỏ dày

- ề mặt nhẵn (át phan, bê tông,...) 0,50

- ất đ ng bằng lo i hay nứt n , đất san phẳng 0,40 0,30 0,25

đầm chặt.

- Mặt đất thu d n s ch, không có gốc cây, không 0,30 0,25 0,20

bị cày xới, v ng dân cư nhà cửa không quá 20%,

mặt đá xếp.

- Mặt đất bị cày xới, nhiều gốc bụi, v ng dân cư 0,20 0,15 0,10

có nhà cửa trên 20%.

Bảng 4.4: Đặc số nhám của lòng sông

Tình hình lòng sông từ thượng ngu n tới mặt cắt tính toán Hệ số mls

- Sông đ ng bằng n định, lòng sông khá s ch, suối không có 11

nước thư ng xuyên chảy trong điều kiện tư ng đối thuận lợi.

- Sông lớn và trung bình, quanh co, bị tắc nghẽn, lòng sông có 9

cỏ m c, có đá, chảy không lặng, suối không có nước thư ng

xuyên, m a l dòng nước cuốn theo nhiều sỏi cuội, b n cát

- Sông v ng núi, lòng sông nhiều đá, mặt nước không phẳng, 7

suối chảy không thư ng xuyên, quanh co, lòng sông tắc nghẽn.

4.1.2.3. Phương pháp xác định lưu lượng nước theo kiến nghị của GS.TSKH.

Nguyễn Xuân Trục d ng cho đư ng ô tô và đư ng sắt Việt Nam [9] ối với các lưu vực nhỏ F  30 km2, th i gian tập trung nước nhanh, lưu

lượng tính toán xác định theo lượng mưa ngày sẽ kém chính xác. Có thể xác

định lưu lượng thiết kế dựa vào cư ng độ mưa ứng với th i gian tập trung nước.

Công thức tính toán có d ng sau đây:

(4.10)

trong đó: - diện tích lưu vực, km2;

- hệ số dòng chảy l phụ thuộc vào lo i đất diện tích lưu vực,

chiều dày lượng mưa; - hệ số triết giảm do h ao và đầm lầy xác định (bảng 4.2); - hệ số dòng chảy thuộc vào diện tích lưu vực (bảng 4.5);

- cư ng độ mưa tính toán tính bằng mm/ph, xác định ứng với

th i gian hình thành dòng chảy công thức (4.11) sau:

(4.11)

- chiều dài trung bình của sư n dốc lưu vực công thức (4.7)

hoặc công thức (4.8);

- độ dốc của sư n dốc lưu vực tính theo trị số trung bình, (%);

- hệ số nhám sư n dốc, phụ thuộc vào đặc điểm bề mặt sư n

lưu vực xác định (bảng 4.3);

i lượng xác định (bảng 4.6).

Cư ng độ mưa tính toán ứng với th i gian hình thành dòng chảy tính gần đúng công thức (4.12) hoặc chính xác h n dựa vào tài liệu thống kê cư ng độ mưa để xác định trị số .

(4.12)

- lượng mưa ngày lớn nhất có tần suất ;

- t a độ đư ng cong mưa (bảng 4.7);

- th i gian hình thành dòng chảy, phút.

Bảng 4.5: Hệ số dòng chảy phụ thuộc vào diện tích lưu vực F (km2) F (km2) F (km2) F (km2)

0,0001 0,98 0,5 0,63 6,0 0,40 300 0,16 0,001 0,91 0,6 0,62 10 0,33 500 0,14 0,005 0,86 1,0 0,53 15 0,31 1000 0,12 0,01 0,81 2,0 0,50 30 0,27 10000 0,08 0,05 0,75 3,0 0,47 50 0,24 100000 0,05 0,10 0,69 4,0 0,41 60 0,22

Bảng 4.6: Tính tùy thuộc với độ dốc của sườn dốc lưu vực

2 5 10 30 60 80 100 400 800

15.2 14.7 13.3 12 11.4 10.8 8.2 7.6 15.4

Bảng 4.7: Tọa độ đường cong mưa

Th i đo n mưa, phút Vùng

mưa 120 240 480 540 720 1080 1440

0.660 0.800 0.940 0.950 0.960 0.980 1.070 I

0.440 0.580 0.770 0.790 0.880 0.900 1.090 II

0.300 0.440 0.630 0.680 0.780 0.830 1.070 III

0.600 0.920 0.820 0.830 0.880 0.930 1.060 IV

V 0.537 0.700 0.924 0.935 0.952 0.985 1.055

VI 0.590 0.780 0.920 0.950 0.990 1.030 1.200

VII 0.508 0.682 0.857 0.890 0.912 0.950 1.110

VIII 0.594 0.734 0.890 0.920 0.994 1.040 1.160

IX 0.460 0.590 0.810 0.835 0.890 0.930 1.050

X 0.460 0.610 0.820 0.670 0.900 0.965 1.160

XI 0.305 0.415 0.617 0.710 0.827 0.935 1.040

XII 0.335 0.500 0.660 0.830 0.825 1.060 1.095

XIII 0.440 0.630 0.770 0.960 0.870 0.970 1.090

XIV 0.680 0.790 0.890 0.840 0.940 0.965 1.000

XV 0.690 0.766 0.820 0.965 0.905 0.960 1.020

XVI 0.850 0.870 0.950 0.965 0.980 0.990 1.030

XVII 0.660 0.730 0.890 0.910 1.035 1.045 1.050

XVIII 0.935 0.780 0.880 0.900 0.980 1.030 1.150

4.1.2.4. ết quả khảo sát lưu lượng theo các phương pháp trên cho 4 vị trí công

trình thoát nước nhỏ ở Lào

1. Vị trí công trình và số liệu khảo sát

Số liệu khảo sát

Công trình

Ghi chú

Km2 Km Km

o/oo

1 Tỉnh Viêng Ch n

0.92

160

ít ngấm nước

0.7

0.3

2 Tỉnh o Li Kh m Xay

170

ít ngấm nước

2.8

0.9

3.7

2.2

1.4

4.4

3 Tỉnh Ắt Ta Pưa

140

khu vực rừng

5.2

2.4

7.5

4 Tỉnh Phông Xa Li

180

khu nông nghiệp

Bảng 4.8: Số liệu khảo sát 4 vị trí công trình

2. Xác định lưu lượng nước

Theo các thông số trên, chúng ta tính lưu lượng theo các phư ng pháp

trên và được kết quả (bảng 4.9) như sau:

100

Bảng 4.9: ết quả tính toán lưu lượng tại vị trí công trình

Phư ng pháp tính lưu lượng nước

Vị trí công trình

Việt Nam

Viện thiết kế

GS.TSKH. Nguyễn Xuân Trục

GTVT

1. Tỉnh Viêng Ch n

Lào

10.35 11.90 10.128

2. Tỉnh o Li Kh m Xay

3. Tỉnh Ắt Ta Pưa

17.68 21.58 21.77

4. Tỉnh Ph ng Sa Ly

39.72 37.35 39.37

47.92 46.51 46.50

4.2. Giải ph p v tho t nước m t đường và tho t nước ngang đường

4.2.1. N ắ

Trước hết để tiến hành đi vào thiết kế và xây dựng các công trình thoát

nước nhỏ ngang đư ng cần tiến hành quy ho ch t ng thể hệ thống thoát nước

hoàn chỉnh bao g m các lo i công trình thoát nước như rãnh đỉnh, rãnh biên,

rãnh tập trung nước, cầu nhỏ, cống... các công trình này phải phối hợp chặt chẽ

với nhau. Vị trí, kích thước, kết cấu công trình phải hợp lý đảm bảo hiệu quả sử

dụng cao và giá thành h .

Việc bố trí rãnh thoát nước nền đư ng phải đảm bảo tập trung thu đón

nước không để nước tự do chảy về nền đư ng, phải kết hợp với việc bố trí cầu

cống thoát nước ngang đư ng, xác định hướng thoát nước của rãnh về cầu cống

hoặc sông suối.

Trong các điều kiện lý thuyết trên cần chú tr ng đến giải pháp về khảo sát

địa hình, địa chất tuyến đư ng. Từ xưa đến nay vấn để khảo sát còn chưa được

chú tr ng nhiều, còn s sài, việc xác định vị trí đặt công trình thoát nước nhiều

khi còn chưa hợp lý, việc xác định đư ng phân thủy và tụ thủy còn sai sót dẫn

đến tính toán lưu lượng nước sai. Từ những sai sót trên đã dẫn đến chất lượng

công trình hư hỏng, công trình bị xói lở, sụt trượt taluy…

Muốn như vậy khi quy ho ch hệ thống thoát nước nền đư ng phải liên hệ

bình đ , trắc d c, trắc ngang của tuyến đư ng với điều kiện địa hình, địa chất,

khí hậu, có những nghiên cứu t ng hợp giải quyết vấn đề thoát nước nền đư ng.

101

4.2.2. G ả ớ mặ ờ ờ

Hiện nay việc thiết kế một tuyến đư ng để thoát nước mặt đư ng thì phải

thiết kế rãnh thoát nước còn g i là rãnh dẫn nước có tác dụng dẫn nước từ rãnh

biên, rãnh đỉnh, th ng đấu hoặc các chỗ tr ng hai bên đư ng cho chảy vào cống

hoặc cầu nhỏ, sông suối thiên nhiên hoặc một vị trí quy định nào đó ở xa nền

đư ng.

ối với địa hình đặc th ở Lào là đư ng miền núi do việc đi tuyến khó

kh n là không thể trách khỏi dẫn đến độ dốc d c đư ng nhiều đo n rất lớn, ở

những đo n đư ng đào như vậy để đảm bảo mặt đư ng không bị ứ đ ng nước

c ng như thoát nước từ lưu vực đ về công trình phải bố trí rãnh d c, mặt khác

để đảm bảo kết cấu rãnh không bị phá vỡ cần được gia cố cẩn thận bằng đá hộc

xây hay bê tông xi m ng.

Ở những n i rãnh thoát nước có độ dốc lớn, để đảm bảo công trình không

bị xói lở do dòng nước phải làm dốc nước hoặc bậc nước. Việc ch n công trình

thoát nước dựa trên c sở so sánh các phư ng án phụ thuộc vào điều kiện cụ thể.

Dốc nước và bậc nước thư ng được sử dụng ở các đo n rãnh có dốc lớn nối tiếp

giữa thượng lưu và h lưu cống với lòng suối tự nhiên, ở những đo n rãnh thoát

nước từ các công trình thoát nước đ d c theo taluy đư ng đào hay đư ng đắp,

đo n nối tiếp từ rãnh đỉnh về sông suối hoặc cầu cống.

4.2.2.1. Lựa chọn bố trí dốc nước

Dốc nước được bố trí trên một chiều dài nhất định của lòng suối, chiều dài

này phụ thuộc vào độ dốc của dốc nước. Dốc nước có thể h thấp rất nhiều dòng

chảy đến cửa cống trên một cự ly tư ng đối ngắn, làm cho lưu tốc ở cửa ra của

cống ph hợp với lưu tốc cho phép của công trình gia cố h lưu.

Mặt cắt ngang của dốc nước thư ng được thiết kế có d ng hình chữ nhật,

với chiều rộng và chiều sâu được tính toán theo thu lực phụ thuộc vào lưu

lượng thiết kế, độ dốc của dốc nước, tốc độ cho phép không xói của vật liệu làm

dốc nước và t y thuộc vào kích thước công trình nối tiếp với dốc nước.

Cấu t o của dốc nước có thể làm bằng bê tông, bê tông cốt thép, đá xây.

ể giảm tốc độ nước chảy ở dốc nước, đáy dốc nước có t o các g nhám và ở

cuối dốc nước thư ng làm bể (giếng) tiêu n ng hay tư ng tiêu n ng

102

ộ dốc của dốc nước không nên dốc quá 1:1.5. Nếu lớn h n độ dốc trên

thì phải thiết kế bậc nước. Tuy nhiên khi lưu lượng nhỏ, điều kiện địa chất tốt

c ng có thể d ng độ dốc lớn h n.

4.2.2.2. Lựa chọn bố trí bậc nước

Khi sư n núi rất dốc thì d ng bậc nước một bậc hoặc nhiều bậc có công

trình tiêu n ng. Hình thức bậc nước có hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao nhất là lo i

bậc nước làm cho dòng chảy hình thành sự nhảy ngập liên kết với nhau.

ậc nước là hình thức đặc biệt của rãnh thoát nước mặt được bố trí ở các

đo n dốc lớn thư ng d ng kết cấu xây đá hoặc bê tông và có biện pháp phòng

hộ gia cố thích ứng.

ậc nước nhiều bậc có công trình tiêu n ng thư ng d ng khi địa hình khe

suối khá dài và dốc. Phải c n cứ địa hình cụ thể để bố trí dốc nước thích hợp

nhằm giảm khối lượng đào đắp. Tuy nhiên cần chú ý là khi độ dốc lớn thì chiều

dài hố tiêu n ng phải dài, vì vậy khi ch n hình thức tiêu n ng ở sư n dốc đứng

cần phải tiến hành so sánh kinh tế kỹ thuật.

ậc nước có bể tiêu n ng thư ng d ng khi rãnh, kênh thoát nước có độ

dốc rất lớn. ậc nước thư ng có tiết diện hình chữ nhật, làm bằng bê tông, bê

tông cốt thép, đá xây.

4.2.2.3. Lựa chọn bố trí cống thoát nước

ối với cống thì có nhiều lo i cống như cống tròn, cống bản, cống

hộp...Tuy nhiên khi nói đến cống thoát nước trên đư ng miền núi cần phải chú ý

đến lo i cống dốc, trên đư ng miền núi đều thiết kế với độ dốc lớn theo địa hình

đặc th của Lào.

Khi thiết kế cống dốc cần chú ý đến vấn đề quyết định lựa ch n độ dốc

d c của cống và giải pháp gia cố thượng lưu và h lưu cống.

Khi độ dốc lòng suối từ 0,2% - 2% thì nên đặt cống ở độ dốc phân giới,

thượng lưu và h lưu cống đặt dốc nước lo i thông thư ng.

ối với cống khi thiết kế có độ dốc 2% - 5% thì nên bố trí móng cống có

chiều dày tối thiểu 30 cm mà không cần có bậc cấp móng (xem hình 4.1).

103

Hình 4.1: Cống thoát nước thông thường

1). Hố thu có rãnh biên 2). Móng cống có chiều dày tối thiểu 30cm

3). Hố thu h lưu 4). Phần gia cố và giếng tiêu n ng

Khi độ dốc d c cống lớn h n 5% thì được g i là cống dốc, để đảm bảo

cống không bị trượt phải bố trí móng cống kiểu móng bậc thang với chiều dày

tối thiểu t i vị trí thấp nhất là 30cm (xem hình 4.2).

Khi độ dốc d c cống dưới 10% và cống nằm trong đo n đư ng có tư ng

chắn taluy âm, trong trư ng hợp này phải thiết kế cống kết hợp với tư ng chắn

(xem hình 4.2).

Hình 4.2: Cống kết hớp với tường chắn

1). Bậc nước 2). Hố tụ nước 3). Tư ng chắn

4). Phần gia cố 5). Móng cống kiểu bậc thang

104

Khi thiết kế cống dốc cần bố trí dốc d c cống tối thiểu đ i dốc một lần và

t i vị trí đ i dốc đó cần bố trí mối nối hợp lý nhất, việc bố trí một đo n đ i dốc

để chuyển tiếp từ vận tốc đáy dòng chảy xiết chuyển về dòng chảy êm giảm xói

lở ở h lưu công trình (xem hình 4.3).

Hình 4.3: Cống có 2 độ dốc

Khi độ dốc d c của lòng suối thiên nhiên lớn h n 15% thì có thể bố trí

cửa ra của cống dốc theo kiểu tư ng chắn, dốc nước, bậc nước, hố tiêu n ng...

Tất cả vật liệu gia cố h lưu hiện nay điều chuyển từ đá hộc xây vữa xi m ng

sang vật liệu là bê tông xi m ng.

Hình 4.4: Bố trí cửa ra theo kiểu tường chắn và bể tiêu năng phần hạ lưu

Khi độ dốc d c dưới 30% thì có thể làm móng cống kiểu bậc cấp, chiều

dài mỗi đo n cống không nhỏ h n 2m, độ chênh cao lớn nhất của hai đo n cống

gần nhau không được quá 3/4 chiều dày của cống.

105

Hình 4.5: Cống dốc bố trí theo kiểu bậc cấp

4.2.3. B ệ [1]

Khi độ dốc d c của khe suối ở chỗ làm cống nhỏ h n , khe suối thẳng

thì thư ng bố trí cống theo độ dốc d c của suối và đào một ít ở cửa vào của

cống, thư ng gia cố lòng khe suối ở cửa vào bằng cách lát đá hoặc lát đá xây

vữa.

Khi độ dốc d c tự nhiên của đáy suối ở trước cống vào khoảng 10% đến

40% thì phải làm máng dẫn thượng lưu kiểu dốc nước có mặt cắt ngang hình

chữ U, chiều rộng máng lấy bằng khẩu độ cống.

Khi độ dốc d c của khe suối trước cống lớn h n 50%, tốc độ của dòng

chảy rất lớn, cần phải làm bậc nước để giảm lưu tốc.

Kích thước của bậc nước và dốc nước phải thông qua việc tính toán thủy

lực để xác định đã nêu trong chư ng 2.

Khi thiết kế các biện pháp dẫn nước vào cống dốc cần chú ý:

1. Phải làm cho dòng nước chảy vào cống thuận lợi. Nếu khi suối thượng

lưu quá cong queo thì phải xử lý không để dòng chảy ngoặt gấp, không được rút

ngắn các công trình dẫn nước vào;

2. Chiều dài đo n khe suối cần đào để dẫn nước vào cống càng ngắn càng

tốt. Nếu địa chất của khe suối ở thượng lưu là lo i đất dễ thấm nước thì không

nên d ng biện pháp cải suối để tránh không cho dòng nước chảy vào khe suối c

làm hỏng nền đư ng;

3. Nếu cống nằm trên nền đá thì c n cứ vào điều kiện địa hình mà xử lý

cửa vào. ộ dốc phần đào xử lý ở thượng lưu thư ng lấy từ 1,0 : 1,0 hoặc 1,0 :

2,0;

106

4. Khi lòng khe suối thượng lưu là sỏi s n thì phải làm một tư ng chắn

nhỏ để chấn sỏi s n ở đầu đo n xây lát cửa cống.

4.2.4. B ệ trình [1]

4.2.4.1. Một số nguyên nhân gây hư hỏng hạ lưu công trình

Sự phá ho i h lưu công trình trên đư ng giao thông là hiện tượng phức

t p, phụ thuộc vào nhiều nguyên nhân: địa chất, thủy v n dòng chảy, kết cấu

cống, thiết kế... Mỗi cống có một nguyên nhân hư hỏng khác nhau có thể nêu ra

một số nguyên nhân chính sau:

1. Lựa ch n vị trí đặt cống chưa hợp lý;

2. Khẩu độ cống không đủ, do đó cống làm việc không đúng theo s đ

thiết kế;

3. S đ làm việc của cống khi thiết kế không ph hợp với s đ làm việc

thực tế như khi thiết kế cống làm việc không áp nhưng thực tế cống làm việc có

áp, s đ nối tiếp dòng chảy cửa ra khi thiết kế là nước nhảy ngập nhưng thực tế

là mở rộng bán tự do;

4. Thiết kế kết cấu cống không đảm bảo điều kiện chịu lực thực tế như

chiều dày kết cấu không đủ, lựa ch n vật liệu để thi công không đảm bảo, chiều

sâu chôn chân chống xói không đủ n định, tư ng cánh mở rộng quá đột ngột.

5. Quá trình thi công không đảm bảo theo thiết kế: vật liệu thi công không

đúng, thi công sai kích thước thiết kế...

6. Do phá ho i của con ngư i, động vật...

7. iều kiện tự nhiên bất thư ng không dự báo được trước như: bão lụt

lớn, động đất...

4.2.4.2. Biện pháp xử lý gia cố chống xói ở hạ lưu công trình

iện pháp gia cố h lưu công trình phải c n cứ vào điều kiện địa hình, địa

chất và tính thủy lực, qua tính toán thủy lực để ch n các hình thức xử lý ở h lưu

như mở rộng dòng chảy, tiêu n ng, giảm vận tốc v.v...

ặc th của tuyến đư ng ở Lào là địa hình dốc do đó chủ yếu cống thoát

nước ngang đư ng là những cống có độ dốc lớn do vậy lưu tốc lớn dễ gây xói lở

107

cho h lưu công trình, cần phải tính chiều sâu xói và gia cố phần h lưu cống

như:

- Khi cống có độ dốc nhỏ , lưu tốc ở cửa ra không lớn, việc gia cố

lòng suối ở h lưu thư ng làm như (xem hình 4.6). Dù dòng chảy ở cửa ra được

mở rộng theo tư ng cánh, nhưng lòng suối ở h lưu vẫn bị xói, vì vậy cần phải

gia cố ở đầu cửa ra. Chiều sâu chôn tư ng chống xói phải bằng hoặc lớn h n

chiều sâu đáy móng tư ng cánh. ên ngoài tư ng chống xói còn phải gia cố

bằng cách lát đá khan để bảo vệ tư ng chống xói.

Hình 4.6: ia cố cửa ra của cống có độ dốc nhỏ

- Khi thiết kế và gia cố cần phải xác định đủ chiều dài, chiều dày của phần

xây lát và chiều sâu của tư ng chống xói.

Hình 4.7: Sơ đồ tính chiều dài gia cố hạ lưu cống

Phòng chống xói lở ở h lưu cống là phải khắc phục tối đa các nguyên

nhân gây hư hỏng ở trên. H n chế sự tách dòng khỏi b , khuếch tán dòng chính,

phân bố đều và giảm nhỏ lưu lượng đ n vị và lưu tốc sau sân phủ... Từ đó có

một số biện pháp xử lý sau:

1. Đối với cống cũ đã bị xói

Sửa chữa và gia cố h lưu: trong trư ng hợp này có một số biện pháp phối

hợp như sau:

108

- Tính tốc độ dòng chảy có thể xảy ra để ch n lo i vật liệu, kích thước vật

liệu thích hợp. Xác định khu vực cần gia cố để bảo vệ đáy và thành lòng dẫn h

lưu.

- Nếu có điều kiện thì phần gia cố thể làm các nhám gia cư ng để giảm

lưu tốc dòng chảy. Các mố nhám này có thể làm bằng các đá hộc nhô lên cao độ

độc lập hoặc xây thành các g nhỏ.

- Trư ng hợp chiều dài gia cố lớn, chiều cao chôn chân phòng xói sâu thì

thiết kế kết hợp bể tiêu n ng cuối phần gia cố. Mái dốc của bể tiêu n ng nên lấy

, còn chiều sâu có thể lấy bằng chiều sâu xói lở theo tính toán hay xói lở

hiện t i.

2. Đối với cống xây dựng mới

Khi thiết kế xây dựng cống mới, việc nghiên cứu lo i trừ những nguyên

nhân có thể gây ra xói lở cống để có sự tính toán thiết kế lựa ch n giải pháp

thích hợp, phòng chống xói lở cho cống có một ý ngh a kỹ thuật quan tr ng.

Trong ph m vi luận án này xin nêu một số vấn đề liên quan đến nối tiếp tiêu

n ng, gia cố h lưu cống trên đư ng giao thông nước Lào.

- Chỉ tiêu và hình thức công trình:

Thực tế các cống bị xói lở thư ng có lưu tốc lớn, địa chất yếu. Vì vậy khi

thiết kế khẩu độ cống chỉ nên thiết kế cho trư ng hợp cống làm việc không áp

hoặc bán áp.

Khẩu độ cống t y theo chiều dài cống và độ sâu nước chảy mà có thể tính

theo s đ đập tràn đỉnh rộng hoặc theo các công thức của dòng không đều.

ộ dốc của phần gia cố h lưu nên lấy bằng độ dốc phần thân cống.

- Các trư ng hợp tính toán:

Tần suất tính toán theo tần suất thiết kế khẩu độ cống, tần suất được lấy

theo các quy định theo các quy trình thiết kế đư ng ô tô hiện hành.

M i tính toán c n cứ vào lưu lượng thiết kế Qmaxp% xác định dựa theo các

phư ng pháp tính lưu lượng trong thủy v n.

109

- Hình thức và kết cấu gia cố:

Tường cánh: có thể d ng tư ng kéo d ng chéo với góc mở là 20˚ hoặc 30˚

như trong các định hình hiện t i.

Hình thức gia cố: có thể gia cố bằng đá hộc xây vữa xi m ng, đá hộc lát

khan, hoặc gia cố bằng các tấm bê tông xi m ng. Việc ch n hình thức gia cố nào

phải t y thuộc vào tình hình của vật liệu xây dựng địa phư ng.

Tường chống xói: chiều cao của tư ng phòng xói phải tính theo độ sâu xói

lớn nhất trong ba lo i xói do các nguyên nhân gây ra xói đã nói trên. Tư ng

chống xói có thể được xây thẳng hay xây nghiêng, khi xây nghiêng thì góc

nghiêng nên lấy với mái dốc thoải m=1.5 và có thể kết hợp làm bể tiêu n ng.

Trong trư ng hợp tư ng chống xói lớn (trên 1.50 m) thì nên thiết kế bể tiêu n ng

sau phần gia cố để giảm chiều dài gia cố c ng như chiều sâu của tư ng chống

xói.

ia cố bờ lòng dẫn hạ lưu: trong trư ng hợp nối tiếp ở h lưu theo s đ

mở rộng bán tự do (có xoáy bên) thì phải thiết kế b lòng dẫn ở cả hai phía với

chiều cao lớn h n mực nước h lưu ít nhất 0.25 m.

110

T UẬN VÀ I N NGH

Trên c sở các kết quả nghiên cứu trình bày trong các chư ng 1, 2, 3, 4,

t ng hợp và đánh giá toàn bộ, rút ra các kết luận và kiến nghị sau đây:

I. ĐÁNH GIÁ V CÁC ĐÓNG GÓP CHO S PHÁT TRI N KHOA

HỌC VÀ TH C TIỄN CỦA LUẬN ÁN

Luận án của NCS đã có những đóng góp nhỏ cho sự phát triển và thực

tiễn dưới đây:

1). Hư hỏng công trình thoát nước nhỏ trên đư ng ô tô ở CHDCND Lào. Chúng

là một hiện tượng thư ng gặp trên m i tuyến đư ng ô tô đang khai thác (như đã

trình bày ở chư ng 1). Hư hỏng công trình thoát nước nhỏ ảnh hưởng nghiêm

tr ng đến giao thông và gây t n thất kinh tế lớn khi sửa chữa chúng. Nâng cao

chất lượng sử dụng các công trình thoát nước nhỏ trên đư ng ô tô là một nhu

cầu thực tế và có ý ngh a to lớn về kinh tế-kỹ thuật, đối với nước CHDCND Lào

đang trong quá trình xây dựng các con đư ng ô tô chất lượng cao, phục vụ nhu

cầu phát triển kinh tế đất nước.

2). ể nâng cao chất lượng khai thác của các công trình thoát nước đư ng ô tô

cần phải cải tiến các công tác chính trong xây dựng c bản: thiết kế công trình,

xây dựng và giám sát quá trình xây dựng, các khảo sát tình tr ng hư hỏng công

trình thoát nước nhỏ trình bày ở chư ng 1 cho NCS thấy rằng nguyên nhân

chính gây ra hư hỏng là: do công trình đã được ch n không đúng về lo i hình,

khẩu độ c ng như các cấu t o chính. Những nguyên nhân này xảy ra trong quá

trình thiết kế đã không có phư ng pháp khảo sát xác định lưu lượng, ch n vị trí

công trình, ch n phư ng pháp tính toán thủy lực cho những lo i công trình đặc

biệt.

3). Về mặt thủy lực, luận án tập trung nghiên cứu phư ng pháp tính thủy lực cho

d ng công trình thư ng gặp và theo chúng tôi nên khuyến khích sử dụng rộng

rãi ở Lào là bậc nước nhiều cấp d ng bể tiêu n ng.

111

4). Khi tính toán thủy lực bậc nước nhiều cấp theo số liệu tính thay đ i của lưu

lượng nước với chiều cao bậc khác nhau có thể xây dựng biểu đ xác định bậc

nước nhiều cấp chiều dài tư ng đối của bậc và quan hệ chiều cao

tư ng tư ng đối . Sau đó, tác giả đã có kết qủa tính toán xác định

chiều dài tư ng đối của bậc và .

5). Nghiên cứu sức cản thủy lực ở dốc nước, kết quả nghiên cứu chỉ ra đối với:

Mặt cắt hình chữ nhật:

( ) sai số tư ng đối 13.79% lớn nhất

Áp dụng:

Mặt cắt hình thang:

(sai số tư ng đối 8.29% lớn nhất)

Áp dụng:

6). Nghiên cứu tốc độ bắt đầu xói đáy, tác giả rút ra kết quả tính tốc độ không

. Công thức này có thể sử dụng làm c sở cho tính

xói của h t gia cố và n định b , đáy sông khi sử dụng trực tiếp tốc độ n định của h t.

7). Về mặt thủy v n như trình bày ở chư ng 4, chúng tôi thấy rằng ở Lào nên

ch n phư ng pháp tính thủy v n như: phư ng pháp cư ng độ mưa tiêu chuẩn

của Lào và tiêu chuẩn (22 TCN 220-95) Việt Nam. Sau đó ch n trị số lưu lượng

lớn nhất làm lưu lượng thiết kế công trình.

112

8). Các d ng công trình và cấu t o chi tiết của chúng ở chư ng 4, chúng tôi

khuyến khích sử dụng với mục đích nâng cao chất lượng phục vụ của các công

trình thoát nước đư ng ô tô ở CHDCND Lào.

9). ể phục vụ tốt h n cho thực tế sản xuất và phát triển khoa h c nên xây dựng

biểu đ chiều dài tư ng đối của bậc và chiều cao tư ng tư ng đối để tìm chiều

cao tư ng và chiều dài bậc nước, giúp cho ngư i thiết kế có thể sử dụng, tham

khảo và so sánh kết quả với công thức khác để sử dụng trong các quy trình thiết

kế ở CHDCND Lào.

10). Khảo sát kiểm tra, sử dụng phần mềm HY-8 để tính chiều sâu xói ở các

điều kiện địa chất khác nhau. ảm bảo tính được nhanh và có kết quả tin cậy về

. Giúp cho việc gia cố h xói như bề rộng bx, chiều dài Lx và thể tích hố xói

lưu một cách chính xác, tiết kiệm kinh phí gia cố phần h lưu của công trình

cống, sau đó c ng có thể dự báo tư ng đối chính xác tình hình ho t động thực tế

của công trình.

II. HƯỚNG NGHI N CỨU TI P THEO

Nghiên cứu bản chất, nguyên nhân của xói lở h lưu cống và cầu nhỏ trên

đư ng giao thông một cách định lượng. Dựa trên các số liệu thực nghiệm với

các trư ng hợp, sau đó d ng mô hình toán giải các trư ng hợp khác nhau ở các

công trình khác nhau.

113

DANH MỤC CÔNG TR NH Đ CÔNG BỐ CÓ I N QUAN

1. ThS. Souvanhna VONGKHAMCHANH (2009), Sự phá hoại công trình

thoát nước nhỏ trên đường ô tô của nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân

Lào và các nguyên nhân gây ra, T p chí KHGTVT, Trư ng i h c

GTVT, (số 27 – Tháng 09/2009), tr. 67-75.

2. ThS. Souvanhna VONGKHAMCHANH (2010), Tính toán lưu lượng theo 3

phương pháp của Việt Nam và Lào cho một số địa điểm tại nước Cộng

Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào, T p chí KHGTVT, Trư ng i h c

GTVT, (số 31 – Tháng 09/2010), tr. 33-44.

3. ThS. Souvanhna VONGKHAMCHANH (2010), Nghiên cứu đề xuất phương

pháp thiết kế và xây dựng để nâng cao chất lượng các công trình thoát

nước nhỏ trên đường ô tô tại nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào,

Nghiệm thu đề tài NCKH của NCS n m 2009, Ngày 03/02/2010.

4. ThS. Souvanhna VONGKHAMCHANH (2011), iới thiệu tính toán thủy

lực công trình thoát nước nhỏ và giải pháp thiết kế trên đường ô tô của

nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào, T p chí KHGTVT, Trư ng

i h c GTVT, (số 34 – Tháng 06/2011), tr. 7-19.

114

DANH MỤC TÀI IỆU THAM HẢO

(i) Tài liệu tiếng Việt

[1]. Nguyễn Quang Chiêu, Trần Tuấn Hiệp (2000), Thiết kế cống và cầu nhỏ

trên đường ô tô, NX Giao thông vận tải, Hà Nội.

[2]. Trần V n Hừng (2005), iáo trình thủy lực công trình, Trư ng đ i h c

cần th , Khoa công nghệ, Cần Th .

[3]. Ph ng V n Khư ng, Ph m V n V nh (2000), Hướng đẫn giải bài tập thủy

lực dòng chảy trên kênh hở và thủy lực công trình, NX giao thông vận

tải, Hà Nội.

[4]. Ph ng V n Khư ng, Trần ình Nghiên, Ph m V n V nh (2002), Thủy

lực đại cương, Tập 1, NX Giao thông vận tải, Hà Nội.

[5]. Trần ình Nghiên (2010), Thủy lực công trình thoát nước, NXB Xây

dựng, Hà Nội.

[6]. Trần ình Nghiên (2010), Thiết kế thủy lực cho công trình giao thông,

NX Giao thông vận tải, Hà Nội.

[7]. Trần ình Nghiên (2010), Xói lở ở công trình cầu, NXB Xây dựng, Hà

Nội.

[8]. Trần ình Nghiên (2012), Thủy văn công trình nâng cao, NXB Xây

dựng, Hà Nội.

[9]. Nguyễn Xuân Trục (2000), Thiết kế đường ô tô – công trình vượt sông,

tập 3, NX Giáo dục, Hà Nội.

[10]. Nguyễn Xuân Trục, Dư ng H c Hải, V ình Phụng (2010), Sổ tay thiết

kế đường ô tô, tập 2, NX xây dựng, Hà Nội.

(ii) T i liệu tiếng nước ngoài

[11]. Abt, Doehring (1994), Drop Height Influence on Outlet Scour, Journal of

Hydraulic Engineering, ASCE, 120(12), December.

[12]. Bagnold (1974), Fluid forces on a body in shear flow, experimental use

of stationary flow, Proc R Soc Lond 340A, Pages 147-171.

[13]. Blackwell (1857), M inutes of Proceedings, In st, C.E, Vol 82, Pages 48.

115

[14]. Bohan (1970), Erosion and Riprap Requirements at Culvert and Storm-

Drain Outlets, Research Report H-70-2, U.S. Army Engineer Waterways

Experiment Station, Vicksburg, Mississippi.

[15]. Bouniceau (1845), Etude su r la Navigation, ete, Quoted by Hooker, E.

H, Transactions Am. Soc. G.E.

[16]. Brayshaw (1983), The hydrodynamic of particles clusters and sediment

entrainment in course alluvial channels, Sedimentology 30, Pages 137-

143.

[17]. Cao (1997), Turbulent bursting-based sediment entrainment function, J

Hydraul Eng 123, Pages 233-236.

[18]. Cao, Pender, Meng (2006), Explicit forulation of the Shields diagram for

incipient motion of sediment, J Hydraul Eng 132, Pages 1097-1099.

[19]. Chepil (1958), The Use of Evenly Spaced Hemispheres to Evaluate

Aerodynamic Force on a Soil Surface, Trans, AGU, Vol 39, No 3.

[20]. Chepil (1961), The use of spheres to measure lift and drag on wind-

eroded soil grains, Proc Soil Sci Soc Am 25, Pages 343–345.

[21]. Davies, Samed (1978), Fluid dynamic lift on a bed partical, J Hydraul

Div 104, Pages 1171-1182.

[22]. Delleur, Dooge, Gent (1956), Influence of slope and roughnees on the

overfall, J Hydraul Div, ASCE 82(4), Pages 1038/30-35.

[23]. Detlef Aigner, Hydraukic design of pooled step cascades, Technische

Universitaet Dresden, Germany.

[24]. Dey (1999), Sediment threshold, Appl Math Model 23, Pages 399-417.

[25]. Dey, Raikar (2007), Characteristics of loose rough boundary streams at

near-threshold, J Hydraul Eng 133, Pages 288-304.

[26]. Egiazaroff (1965), Calculation of non-uniform sediment concentrations, J

Hydraul Div 91, Pages 225-247.

[27]. Einstein (1950), The bed-load function for sediment transportation in

open channel flows, Technical bulletin number 1026, United States

Department of Agriculture, Soil Conservation Service, Washington, DC.

116

[28]. Einstein, EI Samni (1949), Hydrodynamic forces on rough wall, Rev Mod

Phys 21, Pages 520-524.

[29]. Fletcher, Grace (1972), Practical guidance for estimating and controlling

erosin at culvert outlets, Corps of Engineers Research Report H-72-5,

Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS.

[30]. Forster, Skrinde (1950), Control of the Hydraulic Jump by sills, Trans,

Amer, Soc, Civil Eng, Pages 973-1022.

[31]. Garde R.J, Ranga Raju K.G (1977), Mechanics of sediment transportation

and alluvial stream problems, alsted Press, New York (Wiley Eastern

Limited, New Delhi).

[32]. Gessler (1966), Geschiebetrieb bei mischungen untersucht an naturlichen,

abpflasterungsershei-nunger in kanalen, Nr 69, Mitteilungen der

Versuchsanstalt fur Wasserbau und Erdbau, ETH Zurich, Germany.

[33]. Gessler (1970), Self-stabilizing tendencies of alluvial channels, J

Waterway Harbors Div 96, Pages 235-249.

[34]. Goncharov V.N (1964), Dynamics of channel flow, Israel Programme for

Scientific Translation, Moscow, Russia.

[35]. Gras (1857), Etudes sur le Torrents des Alpes, Annales des Ponts et

Chaussees, pages 1-96.

[36]. Grass (1970), Initial instability of fine bed sand, J Hydraul Div 96, Pages

619-632.

[37]. Habib Abida (1988), A Laboratory investigation of local scour

downstream of box culvert outlets and an alternative measure for its

control, University of Ottawa, Canada.

[38]. Hassan N.M.K, Narayanan R. (1985), Local scour downstream of an

apron, Journal of Hydraulic Division, ASCE, Vol 111, No 11, Pages

1371-1385.

[39]. Ikeda (1982), Incipient motion of sand particles on side slopes, J Hydraul

Div 108, Pages 95-114.

117

[40]. Jame (1990), Prediction of entrainment condition for nonuniform,

noncohesive sediment, J Hydraul Res 28, Pages 25-41.

[41]. Jeffreys (1929), On the transport of sediment by streams, Proceedings of

the Cambridge Philosophical Society, Vol 25, Pages 272-277.

[42]. John M Buffington and David R Montgomery (1997), A systematic

analysis of eight decades of incipient motion studies with special

reference to gravel-bedded rivers, Water Resources Resources Research,

Vol. 33, No 8, Pages 1993-2029, Department of Geological Sciences,

University of Washington, Seattle.

[43]. Kramer (1935), Sand mixtures and sand movement in fluvial levels, Trans

ASCE 100, Pages 798-838.

[44]. Kurihara (1948), On the critical tractive force, Vol 4, Research Institute

for Hydraulic Engineering, Report number 3.

[45]. Lechalas (1871), Les Rivieres a F ond de Sable, Annales des Ponts et

Chaussees, Pages 381-431.

[46]. Ling (1995), Criteria of incipient motion of spherical sediment particles, J

Hydraul Eng 121, Pages 472-478.

[47]. Mantz (1977), Incipient transport of fine grains and flanks by fluids-

extended Shields diagram. J Hydraul Div 103, Pages 601-615.

[48]. Mavis, Ho, Tu (1934), The Transportation of Detritus by Flowing Water,

University of Iowa Studies in Engineering.

[49]. Mingmin, Qiwei (1982), Stochastic model of incipient sediment motion, J

Hydraul Div 108, Pages 211-224.

[50]. Narayanan, Schizas (1980), Force fluctuations on sill of hydraulic jump,

ASCE Jnl of Hyd, Div, 196m (HY4).

[51]. Ohtsu (1981), Forced hydraulic jump by vertical sill Trans, JSCE

Hydraulic Sanitary Engineering Division 13, Pages 165-168.

[52]. Ohtsu, Yasuda, Hashiba (1996), Incipient jump conditions for flows over

a vertical sill, J Hydraulic Eng, ASCE 122(8), Pages 465-469.

118

[53]. Ohtsu, Yasuda, Yamanaka (1991), Drag on vertical sill of forced jump,

Journal of Hydraulic Research, 29(1), Pages 29-47.

[54]. Rajaratnam, Muralidhar (1968), Characteristics of rectangular free

overfall, J Hydraul Res, 6(3), Pages 233-258.

[55]. Rajaratnam, Muralidhar (1971), Pressure and velocity distribution for

sharpcrested weirs, J Hydraul Res, 9(2), Pages 241-248.

[56]. Sarkar (2010), Turbulence in loose boundary stream, Ph.D thesis, Indian

Institute of technology, Kharagpur, India.

[57]. Schaffernak (1922), Neue Grundlagen fur die Berechung der

Geschiebefuhrung in flusslaufen, Franz Deuticke, Leipzig, Germany and

Vienna, Austria.

[58]. Shields (1936), Application of similarity principles and tubulence

research to bed-load movement, Vol 26, Mitteilungen der Versuchsanstalt

fur Wasserbau und Schiffbau, Berlin, Germany, Pages 5-24.

[59]. Suchier (1874), Hydraulik, Quoted by Forchheimer.

[60]. U.S. Bureau of Reclamation (1973), Design of small Dams, Denver, CO.

[61]. USWES (1936), Flume tests made to develop a synthetic sand which will

not form ripples when used in movable bed models, United States

Waterways Experiment Station, Vieksburg, Technical memorandum 99-1.

[62]. Velikanov (1955), Dynamics of alluvial stream, Vol 2, State Publishing

House of Theoretical and Technical Literature, Russia.

[63]. Watters (1971), Hydrodynamic effects of seepage on bed particles, J

Hydraul Div 97, Pages 421-439.

[64]. Walts (1968), Hydraulics of Rigid Boundary Basins, Ph.D Dissertation,

Colorado State University, Fort Collins, Colorado, August.

[65]. White (1940), The equilibrium of grains on the bed of a stream, Philos

Trans R Soc 174A, Pages 322-338.

[66]. Wiberg, Smith (1987), Calculation of the critical shear stress for motion

of uniform and heterogeneous sediment, Water Resour Res 23, Pages

1471-1480.

119

[67]. Wu, Chow (2003), Rolling and lifting probabilities for sediment

entrainment, J Hydraul Eng 129, Pages 110-119.

[68]. Wu, Rajaratnam (1997), Effect of Baffles on Submerged Flows, J Hydraul

Eng, 123(5), Pages 479–481.

[69]. Yalin (1963), An expression of bed-load transportation, J Hydraul Div 89,

Pages 221-250.

[70]. Yalin, Karahan (1979), Inception of sediment transport, J Hydraul Div

105, Pages 1433-1443.

[71]. Yang (1973), Incipient motion and sediment transport, J Hydraul Div 99,

Pages 1679-1704

[72]. Zanke (2003), On the influence of turbulence on the initiation of sediment

motion, Int J Sediment Res 18, Pages 17-31.

(iii) Tài liệu tiếng Nga

[73]. Aivazian O.M (1986), Hàm khí ổn định trong dốc nước, T p chí xây dựng

công trình thủy.

[74]. Aivazian O.M (1992), Sức cản thủy lực và khả năng thoát nước của dòng

không hàm khí và hàm khí trong lòng dẫn bê tông, T p chí xây dựng công

trình thủy.

[75]. Aivazian O.M (1994), Chỉ số thông dụng phân chia dòng hàm khí và

không hàm khí, T p chí xây dựng công trình thủy.

[76]. Aivazian O.M (1998), Nghiên cứu mới về dòng xiết không đều, T p chí

xây dựng công trình thủy.

[77]. Aivazian O.M (2001), Phương pháp tính dòng chảy xiết đổi dần, T p chí

xây dựng công trình thủy.

[78]. Bolshokov, Konstantinov (1984), Sổ tay Thủy lực, NXB Vish Shkola.

[79]. Kixelep P.G, Altsul A.D, Danhitsenko N.V, Kaxpaxôn A.A, Kriptsenko

G.I, Paskôp N.N, Xlixki X.M, Sổ tay tính toán thủy lực, Bản dịch của

Lưu Công ào, Nguyễn Tài (2008), NXB xây dựng, Hà Nội.

[80]. Konstantinov IU.M (1988), Thủy lực, Nxb Vish Shkola.

120

[81]. Kosichenko IU.M (1993), Về tốc độ cho phép và sự thay đổi sức cản

trong lòng dẫn bê tông, T p chí xây dựng công trình thủy.

[82]. Provorova (1978), Phương pháp tính thủy lực tường và bể tiêu năng, T p

chia xây dựng công trình thủy.

[83]. Soloviev A.A (2004), Thủy lực tính toán, NXB Mockva.

[84]. Tsivich M.N, Dòng chay kênh hở, Cầu hầm Kiev (bản dịch tiếng Nga).

(iv) Phần m m t nh to n

[85]. Federal Highway Administration (2013), Phần mềm tính toán thủy lực

cống HY-8 Culvert Analysis Program, (version 7.30).

(v) T p ch , b o c o hội ngh hoa học

[86]. Ph m Anh Thư ng (2012), Ứng dụng phương pháp đánh giá xói sâu cống

theo phương pháp của Hội Cầu Đường Mỹ, Số 7, Tr 42-52, T p chí

nghiên cứu Khoa H c, Khoa xây dựng, i H c ông Á, Hà Nội.

[87]. Trần ình Nghiên (2003), Tốc độ không xói của hạt ở đáy, mái sông, mái

kênh và mái dốc ta luy đường bãi sông, Số 4, Tr 8-11, T p chí Khoa H c

Giao Thông Vận Tải, Hà Nội.

[88]. Trần ình Nghiên, Tiêu năng tự nhiên ở hạ lưu cống và cầu nhỏ của

đường, Bộ môn Thủy lục – Thủy v n, Khoa công trình, Trư ng i H c

Giao Thông Vận Tải, Hà Nội.

[89]. Trần ình Nghiên (2003), Nghiên cứu thiết kế thủy lực công trình tiêu

năng ở công trình thoát nước nhỏ của đường với sự hỗ trợ của máy tính,

Báo cáo nghiên cứu khoa h c và công nghệ cấp bộ, Trư ng i h c giao

thông vận tải, Hà Nội.

121

PHỤ ỤC

122

khi

0.0044 0.0089 0.0133 0.0177 0.0221 0.0265 0.0309 0.0353 0.0397 0.0441 0.0550 0.0660 0.0877 0.0985 0.1094 0.1309 0.1736 0.2159 0.2577 0.2991 0.3399 0.3804 0.4203 0.4597 0.4987 0.5371 0.5752 0.6127 0.6496 0.6861 0.7220 0.7575 0.7924 0.8608 0.9269 0.9908 1.0525 1.1120 1.1690 1.2236 1.2758 1.3255 1.3493 1.3726 1.4170 1.4586 1.4974 1.5333 1.5662 1.5959 1.6224 1.6455

0.0010 0.0020 0.0030 0.0040 0.0050 0.0060 0.0070 0.0080 0.0090 0.0100 0.0125 0.0150 0.0200 0.0225 0.0250 0.0300 0.0400 0.0500 0.0600 0.0700 0.0800 0.0900 0.1000 0.1100 0.1200 0.1300 0.1400 0.1500 0.1600 0.1700 0.1800 0.1900 0.2000 0.2200 0.2400 0.2600 0.2800 0.3000 0.3200 0.3400 0.3600 0.3800 0.3900 0.4000 0.4200 0.4400 0.4600 0.4800 0.5000 0.5260 0.5400 0.5600

0.0501 0.0705 0.0861 0.0990 0.1104 0.1206 0.1299 0.1386 0.1467 0.1543 0.1716 0.1871 0.2142 0.2263 0.2376 0.2584 0.2942 0.3246 0.3511 0.3747 0.3959 0.4151 0.4326 0.4486 0.4634 0.4770 0.4896 0.5012 0.6120 0.5220 0.5112 0.5398 0.5478 0.5619 0.5989 0.5838 0.5919 0.5984 0.6033 0.6068 0.6088 0.6095 0.6094 0.6090 0.6072 0.6041 0.5999 0.5946 0.5882 0.5806 0.5719 0.5621

0.0564 0.0839 0.0971 0.1116 0.1245 0.1360 0.1466 0.1564 0.1636 0.1742 0.1938 0.2114 0.2422 0.2559 0.2688 0.2924 0.3334 0.3681 0.3985 0.4256 0.4500 0.4721 0.4923 0.5109 0.5280 0.5438 0.5585 0.5721 0.5847 0.5965 0.6074 0.6175 0.6269 0.6437 0.6581 0.6702 0.6802 0.6884 0.6948 0.6994 0.7025 0.7041 0.7043 0.7042 0.7029 0.7002 0.6961 0.6908 0.6841 0.6771 0.6668 0.6563

0.0596 0.0839 0.1026 0.1179 0.1315 0.1438 0.1549 0.1653 0.1750 0.1841 0.2049 0.2236 0.2562 0.2707 0.2844 0.3095 0.3529 0.3899 0.4222 0.4510 0.4770 0.5006 0.5222 0.5420 0.5603 0.5773 0.5930 0.6076 0.6211 0.6337 0.6455 0.6564 0.6666 0.6847 0.7003 0.7135 0.7245 0.7335 0.7406 0.7460 0.7496 0.7516 0.7520 0.7520 0.7510 0.7484 0.7445 0.7391 0.7324 0.7242 0.7147 0.7038

0.0627 0.0884 0.1081 0.1242 1.1386 0.1535 0.1633 0.1742 0.1844 0.1941 0.2160 0.2357 0.2702 0.2856 0.3000 0.3265 0.3724 0.4116 0.4459 0.4765 0.5041 0.5291 0.5521 0.5732 0.5927 0.6107 0.6275 0.6431 0.6576 0.6710 0.6836 0.6953 0.7062 0.7258 0.7446 0.7569 0.7689 0.7787 0.7866 0.7926 0.7967 0.7992 0.7998 0.8000 0.7992 0.7968 0.7930 0.7876 0.7808 0.7725 0.7627 0.7515

0.0532 0.0740 0.0916 0.1053 0.1174 0.1283 0.1383 0.1475 0.1541 0.1642 0.1827 0.1993 0.2282 0.2411 0.2532 0.2754 0.3137 0.3464 0.3748 0.4002 0.4229 0.4436 0.4625 0.4798 0.4957 0.5104 0.5240 0.5366 0.5484 0.5592 0.5693 0.5786 0.5873 0.6028 0.6159 0.6270 0.6360 0.6434 0.6490 0.6530 0.6556 0.6568 0.6568 0.6565 0.6549 0.6521 0.6479 0.6426 0.6360 0.6282 0.6193 0.6091

Phụ lục 1 và ảng PL1.1: Trị số phụ thuộc hàm

123

Phụ lục 2

iểu đ xác định chiều sâu co h p và chiều sâu co h p liên hợp

124

Phụ lục 3

iểu đ xác định bể tiêu n ng

125

Phụ lục 4

q(m2/s)

P/Lbậc

pt/P

hc/P

pt/hc

Lbậc/hc

P/hc

1.00

0.47

0.85

0.40

11.60

2.13

0.18

m 0

2.00

0.74

0.68

0.50

10.54

1.35

0.13

1 = p

3.00

0.97

0.62

0.60

9.79

1.03

0.11

p ợ h

4.00

1.18

0.55

0.65

9.32

0.85

0.09

5.00

1.37

0.51

0.70

8.91

0.73

0.08

g n ư r T

1.00

0.39

0.96

0.38

12.13

2.55

0.21

m 2

2.00

0.62

0.74

0.46

10.95

1.62

0.15

1 = p

3.00

0.81

0.67

0.54

10.31

1.24

0.12

p ợ h

4.00

0.98

0.59

0.58

9.75

1.02

0.10

5.00

1.14

0.55

0.63

9.34

0.88

0.09

g n ư r T

1.00

0.31

1.06

0.33

12.77

3.19

0.25

m 5

2.00

0.49

0.81

0.40

11.55

2.03

0.18

1 = p

3.00

0.65

0.72

0.47

10.82

1.55

0.14

p ợ h

4.00

0.79

0.68

0.53

10.30

1.27

0.12

5.00

0.91

0.62

0.57

9.89

1.09

0.11

g n ư r T

ảng kết quả tính toán để xây dựng biểu đ cho các phư ng án

126

Phụ lục 5 ảng PL5.1: Quan hệ giữa hệ số sức cản thủy lực f và số Reynolds Re dựa vào kết quả thí nghiệm của Aivazine và thực tế khi bán kính thủy lực R là hằng số và bán kính thủy lực R thay đ i lg(Re) lg(100f) Thứ tự R(m) i

Số liệu thí nghiệm

1 0.02

4.994 5.050 5.111 5.233 0.228 0.246 0.258 0.267 0.01020 0.03920 0.05960 0.08100

f = 0.0029Re0.1548

2 0.04

5.294 5.502 5.626 5.679 0.350 0.378 0.398 0.407 0.01020 0.03920 0.05960 0.08100

f = 0.0037Re0.1475

3 0.06

5.558 5.712 5.800 5.873 0.420 0.446 0.459 0.468 0.01020 0.03920 0.05960 0.08100

f = 0.0037Re0.1538

4 0.30

6.508 6.632 6.651 6.709 6.816 0.513 0.516 0.517 0.518 0.519 Số liệu thực tế 0.01173 0.01538 0.02030 0.02563 0.02917

f = 0.0242Re0.0198

5 0.50

6.787 6.840 6.850 6.880 7.030 0.523 0.525 0.526 0.526 0.526 0.01173 0.01538 0.02030 0.02563 0.02917

f = 0.029Re0.0092

127

ảng PL5.2: Số liệu thực tế dòng chảy không hàm khí trong lòng dẫn bê tông mặt cắt hình thang

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0.428 0.419 0.377 0.372 0.328 0.283 0.266 0.235 0.223

0.0179 0.0175 0.0174 0.0184 0.0170 0.0165 0.0064 0.0160 0.0158

61.14 60.93 59.86 59.73 58.49 57.07 56.48 55.33 54.85

28.99 26.92 18.61 17.76 11.45 6.86 5.53 3.61 3.01

0.66 0.64 0.56 0.55 0.47 0.39 0.36 0.31 0.29

5.955 5.675 4.476 4.313 3.311 2.438 2.222 1.662 1.558

4.2216

10 11 12 13 14 15 16

n f TT Q(m3/s) ho(m) R(m) v(m) C Vagh

0.446 0.413 0.477 0.369 0.347 0.32 0.285

0.0181 0.0178 0.0168 0.0174 0.0172 0.0170 0.0149

61.56 60.78 62.26 59.65 59.04 58.25 57.14

33.48 25.59 42.36 17.27 13.93 10.51 7.03

0.67 0.61 0.54 0.53 0.49 0.44 0.38

7.421 6.397 5.388 5.004 4.392 3.716 3.224

Kênh tháo Chorshanba i = 0.01946 , b = 1.40 m , m = 1.52

3.946

17 18 19 20 21 22

0.355 0.335 0.316 0.281 0.263 0.243

4.042 0.03319 20.0 5.68281 4.649 3.932 0.03309 18.2 5.01738 4.688 3.843 0.02368 19.1 4.71607 4.761 4.767 3.616 0.03282 19.1 2.579 0.03134 23.0 4.05077 5.043 3.379 0.03250 18.0 3.09556 5.097

0.0172 0.0171 0.0170 0.0165 0.0160 0.0160

59.27 58.70 58.13 57.00 56.38 55.64

15.09 12.33 10.06 6.69 5.32 4.05

0.54 0.50 0.46 0.40 0.37 0.33

4.829 4.247 3.743 2.904 2.573 2.122

Kênh b trái Taikhoz i = 0.02107 , b = 1.24 m , m = 1.23

23 24 25 26 27

0.358 0.323 0.301 0.267 0.232

4.256 0.03268 22.4 6.28308 4.908 4.021 0.03303 19.1 5.04382 4.859 3.898 0.03276 20.0 4.64673 4.940 3.662 0.03292 20.0 3.87299 4.996 5.150 3.440 0.03242 18.3

3.0403

0.0174 0.0170 0.0167 0.0164 0.0159

59.35 58.34 57.66 56.52 55.21

15.53 10.85 8.49 5.60 3.45

0.56 0.49 0.45 0.38 0.32

4.596 3.631 3.118 2.402 1.799

Kênh b trái Taikhoz i = 0.02563 , b = 1.10 m , m = 1.32

28 29 30 31

0.368 0.314 0.284 0.258

3.697 0.03355 20.1 6.84553 6.002 4.369 0.03309 19.2 5.32764 6.001 4.176 0.03276 19.3 4.60676 6.136 3.982 0.03273 18.1 3.91174 6.131

0.0173 0.0169 0.0167 0.0163

59.62 58.07 57.10 56.20

17.10 9.84 6.94 4.98

0.60 0.49 0.43 0.38

5.384 3.740 2.995 2.425

Kênh b phải Taikhoz i = 0.02971 , b = 0.97 m , m = 1.37

32 33

0.261 0.256

4.265 0.03275 22.9 4.68701 6.957 4.213 0.03302 20.1 4.27140 6.917

0.0163 0.0161

56.30 56.12

5.18 4.84

0.40 0.39

2.589 2.473

to Re106 Fr2 Kênh Muminabad i = 0.01173 , b = 1.60 m , m = 1.54 3.448 0.03320 18.0 5.57292 2.802 3.429 0.03250 20.0 5.59010 2.844 3.246 0.03294 22.4 5.09893 2.844 3.204 0.03336 23.0 5.12640 2.814 3.032 0.03285 18.0 3.74681 2.885 2.841 0.03228 18.0 3.02912 2.953 2.863 0.03178 18.0 2.86820 3.210 2.581 0.03247 19.0 2.34183 2.957 2.623 0.02984 19.0 2.25841 3.234 Kênh Chorshanba i = 0.01538 , b = 1.80 m , m = 1.45 3.998 0.03368 23.0 7.66928 3.600 3.932 0.03224 18.9 6.24583 3.857 3.862 0.03051 23.0 6.26225 4.077 3.704 0.03246 18.0 5.15278 3.803 3.600 0.03232 18.9 4.80462 3.871 3.463 0.03221 18.2 3.885 3.610 0.02635 23.0 4.42516 3.746

0.04

0.03

f = 0.0121Re0.0649

0.02

0.01

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

128

0.04

0.03

0.02

f = 0.0022Re0.1701

0.01

1000000 2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 7000000 8000000 9000000

a) Kênh Muminabad i = 0.01173 , b = 1.60 m , m = 1.54

0.04

0.03

0.02

f = 0.0942Re-0.073

0.01

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

b) Kênh Chorshanba i = 0.01538 , b = 1.80 m , m = 1.45

c) Kênh tháo Chorshanba i = 0.01946 , b = 1.40 m , m = 1.52

0.04

0.03

f = 0.0274Re0.0116

0.02

0.01

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

7000000

129

0.04

0.03

f = 0.016Re0.0469

0.02

0.01

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

7000000

8000000

d) Kênh b trái Taikhoz i = 0.002107 , b = 1.24 m , m = 1.23

e) Kênh b trái Taikhoz i = 0.02563 , b = 1.10 m , m = 1.32

Hình PL5.1: a, b, c, d và e : Quan hệ giữa f và Re trong kênh hình thang (Fr>1)

0.04

0.03

f = 0.0182Re0.0381

0.02

0.01

1000000 2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 7000000 8000000 9000000

ở t a độ thư ng

Hình PL5.2: Xây dựng quan hệ giữa f và Re trong kênh hình thang của các kênh

a,b,c,d và e (Fr>1) ở t a độ thư ng

130

Re x 106

Công thức (3.10)

Công thức (1.56)

fthực đo

5.57292 5.5901 5.098925 5.1264 3.74681 3.02912 2.8682 2.34183 2.25841 7.66928 6.24583 6.26225 5.15278 4.80462 4.2216 5.68281 5.01738 3.946 4.050766 3.09556 6.28308 5.04382 4.64673 3.87299 3.0403 6.84553 5.32764 4.60676 3.91174 4.68701 4.2714

5572920 5590100 5098925 5126400 3746810 3029120 2868200 2341830 2258410 7669280 6245830 6262250 5152780 4804620 4221600 5682810 5017380 3946000 4050766 3095560 6283080 5043820 4646730 3872990 3040300 6845530 5327640 4606760 3911740 4687010 4271400

0.0332 0.0325 0.03294 0.03336 0.03285 0.03228 0.03178 0.03247 0.02984 0.03368 0.03224 0.03051 0.03246 0.03232 0.03221 0.03319 0.03309 0.03282 0.03134 0.0325 0.03268 0.03303 0.03276 0.03292 0.03242 0.03355 0.03309 0.03276 0.03273 0.03275 0.03302

0.03289252 0.032896377 0.032781311 0.032788024 0.032398723 0.032137312 0.032070543 0.031823757 0.031779808 0.033295116 0.033035689 0.033038994 0.032794437 0.032707142 0.032546333 0.032917 0.032761182 0.032462725 0.032495151 0.032163889 0.033043174 0.032767743 0.03266553 0.032439635 0.032141823 0.033151287 0.03283616 0.03265478 0.032451941 0.032676273 0.032560879

-0.93 1.22 -0.48 -1.71 -1.37 -0.44 0.91 -1.99 6.50 -1.14 2.47 8.29 1.03 1.20 1.04 -0.82 -0.99 -1.09 3.69 -1.03 1.11 -0.79 -0.29 -1.46 -0.86 -1.19 -0.77 -0.32 -0.85 -0.23 -1.39

0.033954019 0.033958032 0.033838319 0.033845303 0.033440304 0.033168372 0.033098919 0.032842222 0.03279651 0.034372901 0.034102975 0.034106414 0.033851974 0.033761156 0.033593861 0.033979488 0.033817377 0.033506884 0.033540616 0.033196018 0.034110763 0.033824203 0.033717865 0.033482863 0.033173065 0.034223249 0.033895383 0.033706681 0.033495666 0.033729042 0.033608993

2.27 4.49 2.73 1.45 1.80 2.75 4.15 1.15 9.91 2.06 5.78 11.79 4.29 4.46 4.30 2.38 2.20 2.09 7.02 2.14 4.38 2.40 2.92 1.71 2.32 2.01 2.43 2.89 2.34 2.99 1.78

ảng PL5.3: Quan hệ giữa hệ số f và số Re, sai số tư ng đối

131

ảng PL5.4: Số liệu thí nghiệm trong máng bê tông mặt cắt chữ nhật có chiều

Fr2

TT Q(l/s)

Re105

1 2 3 4 5 6 7

6.15 15.70 24.29 31.13 43.56 59.80 77.28

5.320 4.030 2.820 2.480 2.120 1.790 1.560

1.75 3.24 4.43 5.12 6.13 7.16 8.03

0.703 1.567 2.289 2.781 3.328 4.079 4.675

23.00 20.00 22.90 23.10 20.00 20.00 19.20

0.0151 0.0177 0.0231 0.0246 0.0261 0.0277 0.0256

0.0971 0.0085 0.0102 0.0108 0.0115 0.0121 0.0125

11.32 8 27.75 9 35.59 10 44.20 11 53.16 12 13 73.58 14 100.35

1.77 3.22 3.79 4.35 4.84 5.77 6.77

1.041 2.235 2.804 3.308 3.836 4.837 5.989

12.90 12.00 12.90 12.70 12.90 12.70 13.00

0.0178 0.0214 0.0233 0.0251 0.0259 0.0276 0.0292

17.280 12.280 11.300 10.080 9.300 8.000 6.800

0.0077 0.0093 0.0100 0.0106 0.0110 0.0117 0.0123

10.36 15 22.45 16 30.79 17 44.48 18 54.87 19 20 75.08 21 100.13

0.0163 0.0190 0.0214 0.0246 0.0259 0.0277 0.0293

20.00 16.10 16.10 17.00 17.00 16.10 16.10

1.186 2.141 2.803 3.870 4.541 5.669 6.948

1.47 2.43 3.03 3.88 4.39 5.27 6.16

29.270 23.400 19.850 16.140 14.650 12.710 11.040

0.0078 0.0080 0.0090 0.0103 0.0108 0.0115 0.0121

22 23 24 25 26 27

10.45 38.00 52.20 58.16 74.69 98,8

0.0151 0.0228 0.0231 0.0260 0.0274 0.0290

17.00 16.90 16.90 18.60 17.00 17.00

1.104 3.493 4.518 5.107 5.973 7.321

1.29 3.19 3.91 4.19 4.85 5.66

43.590 25.080 21.460 20.210 18.170 15.900

0.0067 0.0096 0.0104 0.0107 0.0113 0.0119

28 29 30 31 32 33 34 35 36

2.79 5.22 6.76 8.36 10.06 13.15 19.78 24.76 38.86

ho(cm) R(cm) Số liệu thí nghiệm mặt cắt chữ nhật, b=0.32; i=0.0102 1.96 4.06 6.12 7.54 9.93 12.96 16.11 Số liệu thí nghiệm mặt cắt chữ nhật, b=0.32; i=0.0392 2.01 4.03 4.97 5.98 6.93 9.03 11.75 Số liệu thí nghiệm mặt cắt chữ nhật, b=0.32; i=0.0596 1.59 2.87 3.74 5.12 6.09 7.86 9.93 Số liệu thí nghiệm mặt cắt chữ nhật, b=0.32; i=0.0810 1.40 3.98 5.18 5.68 6.95 8.76 Số liệu thí nghiệm mặt cắt chữ nhật, b=0.32; i=0.00101 3.96 5.94 7.03 8.08 9.14 10.78 14.34 16.64 23.40

0.0520 0.0455 0.0431 0.0407 0.0390 0.0231 0.0324 0.0299 0.0279

20.00 21.80 20.00 21.80 21.00 22.90 22.90 21.80 22.90

0.280 0.480 0.580 0.702 0.806 1.032 1.357 1.537 2.056

3.18 4.33 4.90 5.37 5.82 6.41 7.46 8.16 9.50

0.137 0.142 0.144 0.143 0.145 0.141 0.155 0.146 0.128

0.0145 0.0143 0.0143 0.0140 0.0139 0.0134 0.0132 0.0129 0.0128

rộng b = 0.32m và mái dốc m = 0

132

ảng PL5.5: Số liệu thí nghiệm trong máng bê tông mặt cắt chữ nhật

0.0151

0.703

70300

5.32

0.0177

1.567

156700

4.03

0.0231

2.289

228900

2.82

0.0246

2.781

278100

2.48

0.0261

3.328

332800

2.12

0.0277

4.079

407900

1.79

0.0286

4.675

467500

1.56

0.0178

1.041

104100

17.28

0.0214

2.235

223500

12.28

0.0233

2.804

280400

11.30

0.0251

3.308

330800

10.08

0.0259

3.836

383600

9.30

0.0276

4.837

483700

8.00

0.0292

5.989

598900

6.80

0.0163

1.186

118600

29.27

0.019

2.141

214100

23.40

0.0214

2.803

280300

19.85

0.0246

3.87

387000

16.14

0.0259

4.541

454100

14.65

0.0277

5.669

566900

12.71

0.0293

6.948

694800

11.04

0.0151

1.104

110400

43.59

0.0228

3.493

349300

25.08

0.0231

4.518

451800

21.46

0.026

5.107

510700

20.21

0.0274

5.973

597300

18.17

0.029

7.321

732100

15.90

TT f Re.105 Re Fr2

Từ (bảng PL5.6): dưới đây X chỉ số Reynolds Re; Y chỉ hệ số sức cản

thủy lực thực đo fđ :

133

Re.105 LogRe.105 100Y Log100Y

f tính

1 0.7030 70300

4.84696

1.510 0.17898 0.01510 0.01447 -4.1900

2 1.5670 156700

5.19507

1.770 0.24797 0.01770 0.01871 5.7204

3 2.2890 228900

5.35965

2.310 0.36361 0.02310 0.02113 -8.5151

4 2.7810 278100

5.44420

2.460 0.39094 0.02460 0.02250 -8.5532

5 3.3280 332800

5.52218

2.610 0.41664 0.02610 0.02383 -8.6948

6 4.0790 407900

5.61055

2.770 0.44248 0.02770 0.02544 -8.1619

7 4.6750 467500

5.66978

2.560 0.40824 0.02560 0.02658 3.8185

8 1.0410 104100

5.01745

1.780 0.25042 0.01780 0.01641 -7.8073

9 2.2350 223500

5.34928

2.140 0.33041 0.02140 0.02097 -2.0015

10 2.8040 280400

5.44778

2.330 0.36736 0.02330 0.02256 -3.1954

11 3.3080 330800

5.51957

2.510 0.39967 0.02510 0.02378 -5.2407

12 3.8360 383600

5.58388

2.590 0.41330 0.02590 0.02494 -3.6969

13 4.8370 483700

5.68458

2.760 0.44091 0.02760 0.02687 -2.6458

14 5.9890 598900

5.77735

2.920 0.46538 0.02920 0.02878 -1.4486

15 1.1860 118600

5.07408

1.630 0.21219 0.01630 0.01711 4.9805

16 2.1410 214100

5.33062

1.900 0.27875 0.01900 0.02068 8.8653

17 2.8030 280300

5.44762

2.140 0.33041 0.02140 0.02255 5.3873

18 3.8700 387000

5.58771

2.460 0.39094 0.02460 0.02501 1.6799

19 4.5410 454100

5.65715

2.590 0.41330 0.02590 0.02633 1.6625

20 5.6690 566900

5.75351

2.770 0.44248 0.02770 0.02827 2.0730

21 6.9480 694800

5.84186

2.930 0.46687 0.02930 0.03018 3.0112

22 1.1040 110400

5.04297

1.510 0.17898 0.01510 0.01672 10.7468

23 3.4930 349300

5.54320

2.280 0.35793 0.02280 0.02420 6.1566

24 4.5180 451800

5.65495

2.310 0.36361 0.02310 0.02629 13.7996

25 5.1070 510700

5.70817

2.600 0.41497 0.02600 0.02734 5.1630

26 5.9730 597300

5.77619

2.740 0.43775 0.02740 0.02875 4.9355

27 7.3210 732100

5.86457

2.900 0.46240 0.02900 0.03069 5.8386

ảng PL5.6: Tìm quan hệ giữa f với số Re đối với mặt cắt chữ nhật

134

Phụ lục 6

Tính thủy lực d ng dốc nước

Th dụ: Theo số liệu như thí dụ (tính bậc nước), yêu cầu xác định theo d ng dốc

nước.

- Lưu lượng nước chảy m3/s

- ộ dốc đáy mặt cắt hình thang

- Taluy kênh hình thang

- ộ dốc thân dốc

- ộ dốc bể tiêu n ng

- Chiều dài thân dốc nước m

- Hệ số lưu lượng đập tràn

- Gia tốc tr ng lực m/s2

- Hệ số nhám đầu vào

ời giải:

1. Tìm các kích thước kênh hình thang (đầu vào)

, trong đó: .

Nếu :

;

Giả thiết:

, thay vào:

135

Kết quả tính thử dần cho thấy được: và

2. Tính chiều rộng mặt cắt 1-1

- ối với mặt cắt có lợi thủy lực là mặt cắt chữ nhật

3. Tính thủy lực phần cửa vào chiều sâu lòng dẫn thượng lưu vào cửa vào

4. Tính tốc độ nước chảy mặt cắt a-a

5. Cột nước t nh trên đầu vào

6. Chiều sâu phân giới

7. Dựa theo vận tốc dòng chảy trong thân dốc lớn và xảy ra hiện tượng cuộn

khi làm cho chiều sâu dòng chảy t ng lên và lớn h n chiều sâu tính toán:

; trong đó:

8. Tìm hình mặt cắt chữ nhật (thân dốc)

a) Cách 1: giả thiết: , sau đó kiểm tra l i lưu lượng

136

Kiểm tra:

b) Cách 2: tính theo mặt cắt chữ nhật có d ng:

; trong đó:

Nếu :

;

Giả thiết:

, thay vào:

Kết quả tính thử dần cho thấy: và

9. Tính độ sâu nước t i đầu dốc :

Với điều kiện:

Ta có: ; rút được:

và tốc độ

10. Tính chiều dài đo n nước đ ở đo n cửa đầu dốc :

Theo (Konstantinov IU.M) [5, tr.123-124]

a) Tìm (độ dốc phân giới)

; trong đó:

137

Rút được: và theo biểu đ xác định chiều

dài tư ng đối: lấy :

11. Xác định chiều dài:

iết: (đầu dốc)

(cuối dốc)

Mặt cắt hình chữ nhật có: và

ảng PL6.1: Tính t ng số mặt cắt đư ng nước dâng

1 0.86 1.20 1.57 3.12 0.39 27.45 0.0185

2 0.81 1.13 1.61 3.02 0.38 26.93 0.0217 0.0201 0.17667

3 0.76 1.06 1.67 2.92 0.36 26.37 0.0257 0.0237 0.26109

4 0.71 0.99 1.75 2.82 0.35 25.76 0.0309 0.0283 0.37407

5 0.66 0.92 1.87 2.72 0.34 25.10 0.0377 0.0343 0.5297

6 0.61 0.85 2.03 2.62 0.33 24.38 0.0467 0.0422 0.75214

7 0.56 0.78 2.24 2.52 0.31 23.59 0.0592 0.0530 1.0861

8 0.51 0.71 2.53 2.42 0.30 22.72 0.0769 0.0681 1.62367

9 0.46 0.64 2.95 2.32 0.28 21.77 0.1031 0.0900 2.58766

10 0.41 0.57 3.54 2.22 0.26 20.70 0.1434 0.1232 4.68501

11 0.36 0.50 4.42 2.12 0.24 19.51 0.2093 0.1764 11.9571

12 0.34 0.48 4.90 2.08 0.23 19.00 0.2476 0.2285 21.9386

138

và

trong đó: ; nếu

hoặc

và

12. Tìm chiều sâu chảy đều ở kênh h lưu

- Dựa vào [5, tr.208] tìm được:

- Xác định chiều sâu liên hợp

; trong đó: và

- Chiều sâu h2 > hh sẽ có nước nhảy xa, cần phải làm bể hay tư ng tiêu

n ng

13. Làm bể (tư ng) tiêu n ng theo s đ nước nhảy dâng

; trong đố: và

- Xác định chiều sâu bể tiêu n ng

và

lấy

139

14. Chiều dài bể:

Ch n lấy:

Hình PL6.1: Hình vẽ tính dốc nước

140

Phụ lục 7

Phân tích cỡ sàng

Công trình: ư ng cấp III. km. 0+00 - 9+121.5, ư ng số 10, Hong Tha,

Huyện: Phôn Mý, Tỉnh Viêng Ch n.

Sông: Hong Tha

ảng PL7.1: Phân tích cỡ sàng

ư ng Tr ng lượng Tr ng lượng Tr ng lượng

Số hiệu rây kính rây giữ l i cộng d n giữ l i cộng d n l t qua

(mm) (g) (%) (%)

9.500 - 100

4.750 93.31 10.640 89.360

2.000 210.88 24.046 65.314

0.425 412.17 46.998 18.316

0.150 138.03 15.739 2.577

0.075 3/8 '' # 4 # 10 # 40 # 100 # 200 22.60 2.577 0.000

áy rây (g) 876.99

Hình PL7.1: ư ng cong cấp phối cỡ h t

141

# Xác định tốc độ không xói của tác giả

; trong đó:

ịa chất lòng suối: đất á sét lẫn sỏi s n h t nhỏ .

# Xác định theo đư ng cong cấp phối của h t t i n i đặt cống.

Ta có:

142

Phụ lục 8

Phân tích thủy lực cống tròn D100cm (HY-8)

1. Nhập dữ liệu

2. Ch y chư ng trình HY-8

3. Kết quả tính toán

- Lưu lượng nước nhỏ nhất: 0 m3/s - Lưu lượng nước thiết kế: 0.630 m3/s - Lưu lượng nước lớn nhất: 1.00 m3/s

Tính đúng dần

Cột nước trước cống (m)

127.75 127.98 128.08 128.15 128.22 128.29 128.36 128.38 128.48 128.54 128.59 133.20

Lưu lượng nước thiết kế (m3/s) 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.63 0.80 0.90 1.00 4.70

Lưu lượng nước chảy trong cống (m3/s) 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.63 0.80 0.90 1.00 4.70

Lưu lượng nước chảy trên đư ng (m3/s) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Tràn qua đư ng

ảng PL8.1: Lưu lượng nước chảy trong cống t i km 0+934.43

Hình PL8.1: Quan hệ giữa Cột nước trước cống và lưu lượng nước

143

t i km 0+934.43

Lưu lượng

Cột nước

Chiều sâu

Lưu tốc t i

Lo i dòng

Chiều sâu

Chiều sâu h

Lưu tốc h

chảy trong

trước cống

kiểm soát cửa

phân giới

cửa ra

Lưu lượng nước (m3/s)

chảy

chảy đều (m)

cửa ra (m)

lưu (m)

lưu (m/s)

cống (m3/s)

(m)

vào (m)

ra (m)

(m)

(m/s)

0.00

127.75

0.000

0-NF

0.000

0.10

127.98

0.227

0.0*

1-S2n

0.096

0.174

0.098

0.036

2.830

1.395

0.20

128.08

0.326

0.0*

1-S2n

0.129

0.247

0.138

0.055

2.946

1.829

0.30

128.15

0.404

0.0*

1-S2n

0.162

0.305

0.172

0.070

3.310

2.139

0.40

128.22

0.471

0.0*

1-S2n

0.190

0.354

0.201

0.084

3.516

2.387

0.50

128.29

0.540

0.0*

1-S2n

0.210

0.398

0.227

0.096

3.704

2.597

0.60

128.36

0.608

0.0*

1-S2n

0.230

0.438

0.250

0.108

3.882

2.783

0.63

128.38

0.627

0.0*

1-S2n

0.236

0.450

0.256

0.111

3.948

2.834

0.80

128.48

0.730

0.0*

1-S2n

0.270

0.510

0.293

0.129

4.152

3.098

0.90

128.54

0.786

0.0*

1-S2n

0.286

0.541

0.313

0.139

4.268

3.236

1.00

128.59

0.841

0.0*

1-S2n

0.301

0.572

0.334

0.149

4.344

3.365

ảng PL8.2: Kết quả tính toán cống tròn D100cm

Hình PL8.2: Mặt cắt ngang đư ng t i km 0+934.43

144

Số liệu hiện trư ng

- Cống tròn thoát nước

- Cửa vào cống: 0.00 m

- Cao độ cửa vào: 127.75 m

- Cửa ra cống: 19.00 m

- Cao độ cửa ra: 126.80 m

- ốt cống: 1

Số liệu về cống

- Hình d ng cống: Cống tròn

- ư ng kính: 1000 mm

- Vật liệu: Bê tông

- Cao độ đáy: 0.00 mm

- Hệ số nhám dòng chảy n: 0.0140

- Lo i cống: Thẳng

- Cấu hình cửa vào: Vuông c nh

Số liệu h lưu

- Kênh mặt cắt chữ nhật

- Chiều rộng đáy: 2.00 m

- ộ dốc đáy: 0.0500 m/m

- Hệ số nhám đáy n: 0.0170

- Cao độ cửa vào dòng chảy: 0.00 m

Số liệu về tuyến đư ng

- Chiều dài: 300.00 m

- Cao độ: 133.20 m

- Mặt đư ng: đư ng nhựa

- Chiều rộng: 12.00 m

145

Phụ lục 9

Phân tích thủy lực cống tròn D150cm (HY-8)

1. Nhập dữ liệu

2. Ch y chư ng trình HY-8 (Analyze Crossing)

3. Kết quả tính toán

- Lưu lượng nước nhỏ nhất: 0 m3/s - Lưu lượng nước thiết kế: 4.50 m3/s - Lưu lượng nước lớn nhất: 6.00 m3/s

Lưu lượng nước

Cột nước trước cống

Tính đúng dần

(m)

127.84 128.35 128.58 128.80 129.00 129.17 129.36 129.55 129.66 130.02 130.30 133.00

chảy trên đư ng (m3/s) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Tràn qua đư ng

thiết kế (m3/s) 0.00 0.60 1.20 1.80 2.40 3.00 3.60 4.20 4.50 5.40 6.00 9.98

chảy trong cống (m3/s) 0.00 0.60 1.20 1.80 2.40 3.00 3.60 4.20 4.50 5.40 6.00 9.98

ảng PL9.1: Lưu lượng nước chảy qua cống t i km 5+500

146

Hình PL9.1: Quan hệ giữa Cột nước trước cống và lưu lượng nước

t i km 5+500

Lưu lượng

Cột nước

Chiều sâu

Chiều

Lo i dòng

Lưu tốc t i

Lưu tốc h

chảy trong

trước cống

kiểm soát

chảy đều

phân giới

sâu cửa

sâu h

Lưu lượng nước (m3/s)

chảy

cửa ra (m/s)

lưu (m/s)

cống (m3/s)

(m)

cửa vào (m)

cửa ra (m)

ra (m)

lưu (m)

(m)

0.00

127.84

0.00

0.0

0-NF

0.00

0.60

128.35

0.51

0.0*

1-S2n

0.20

0.39

0.22

0.11

3.66

2.78

1.20

128.58

0.74

0.0*

1-S2n

0.29

0.56

0.32

0.17

4.35

3.60

1.80

128.80

0.96

0.0*

1-S2n

0.35

0.69

0.40

0.22

4.74

4.16

2.40

129.00

1.16

0.0*

1-S2n

0.41

0.80

0.48

0.26

4.97

4.60

3.00

129.17

1.33

0.16

1-S2n

0.46

0.90

0.54

0.30

5.19

4.97

3.60

129.36

1.52

0.36

5-S2n

0.50

0.99

0.61

0.34

5.37

5.28

4.20

129.55

1.71

0.58

5-S2n

0.55

1.07

0.67

0.38

5.53

5.55

4.50

129.66

1.82

0.69

5-S2n

0.57

1.10

0.70

0.40

5.61

5.68

5.40

130.02

2.18

1.20

5-S2n

0.63

1.21

0.78

0.45

5.83

6.02

6.00

130.30

2.46

1.43

5-S2n

0.67

1.26

0.83

0.48

5.96

6.22

ảng PL9.2: Kết quả tính toán cống tròn D150cm

Hình PL9.2: Mặt cắt ngang đư ng t i km 5+500

147

Số liệu hiện trư ng

- Cống tròn thoát nước

- Cửa vào cống: 0.00 m

- Cao độ cửa vào: 127.84 m

- Cửa ra cống: 20.00 m

- Cao độ cửa ra: 126.84 m

- ốt cống: 1

Số liệu về cống

- Hình d ng cống: Cống tròn

- ư ng kính: 1500 mm

- Vật liệu: Bê tông

- Cao độ đáy: 0.00 mm

- Hệ số nhám dòng chảy n: 0.0140

- Lo i cống: Thẳng

- Cấu hình cửa vào: Vuông c nh

Số liệu h lưu

- Kênh mặt cắt chữ nhật

- Chiều rộng đáy: 2.00 m

- ộ dốc đáy: 0.0500 m/m

- Hệ số nhám đáy n: 0.0170

- Cao độ cửa vào dòng chảy: 0.00 m

Số liệu về tuyến đư ng

- Chiều dài: 300.00 m

- Cao độ: 133.00 m

- Mặt đư ng: đư ng nhựa

- Chiều rộng: 12.00 m

148

Phụ lục 10

Bảng PL10.1: Kết quả tính xói sau cống (D100cm)

Thông số

Ch n lo i cống và lưu lượng Mặt cắt d c cống Lo i cống Lưu lượng thiết kế Số liệu về cống Chiều rộng cống Chiều cao cống Chiều sâu cửa ra Lưu tốc t i cửa ra Số Froude Chiều sâu h lưu Lưu tốc h lưu ộ dốc đáy h lưu Số liệu tính xói Lưu ý: Th i gian xói Lo i đất Cỡ h t D16 Cỡ h t D84 Lưu lượng nước t i cửa ra cống Giá trị Tính xói cống t i km 0+934.43 Cống tròn D1000 mm 0.63 1.0 1.0 0.26 3.95 2.49 0.11 2.83 0.0500 Giá trị xói lớn nhất trong vòng 30 phút 30.00 ất không dính 0.41 4.10 Chiều sâu chảy đều n vị m3/s m m m m/s m m/s Phút mm mm

Kết quả Giả định ất Sigma Kích thước hố xói Chiều dài hố xói Chiều rộng hố xói Chiều sâu hố xói Thể tích hố xói Vị trí xói t i n i 0.4L Chiều sâu h lưu Lưu tốc sau xói 3.16 4.607 5.345 0.961 17.713 1.843 0.111 1.060 m m m m3 m m m/s

149

Phụ lục 11

Bảng PL11.1: Kết quả tính xói sau cống (D150cm)

Thông số

Giá trị Tính xói cống t i km 5+500 Cống tròn D1500 mm 4.50 1.5 1.5 0.70 5.61 2.15 0.40 5.68 0.0500 Giá trị xói lớn nhất trong vòng 30 phút 30.00 ất không dính 0.41 4.10 Chiều sâu chảy đều 3.16 10.723 13.076 2.194 193.817 4.289 0.396 0.869 n vị m3/s m m m m/s m m/s Phút mm mm m m m m3 m m m/s

Ch n lo i cống và lưu Mặt cắt d c cống lượng Lo i cống Lưu lượng thiết kế Số liệu về cống Chiều rộng cống Chiều cao cống Chiều sâu cửa ra Lưu tốc t i cửa ra Số Froude Chiều sâu h lưu Lưu tốc h lưu ộ dốc đáy h lưu Ch n lo i cống và lưu Lưu ý: lượng Th i gian xói Lo i đất Cỡ h t D16 Cỡ h t D84 Lưu lượng nước t i cửa ra Kết quả cống Giả định ất Sigma Kích thước hố xói Chiều dài hố xói Chiều rộng hố xói Chiều sâu hố xói Thể tích hố xói Vị trí xói t i n i 0.4L Chiều sâu h lưu Lưu tốc sau xói

150

Phụ Lục 12

Tính xói sau cống sử dụng công thức của Hội cầu đư ng Mỹ FHWA

(Federal Highway Administration), đối với cống D100cm

Số liệu đầu vào lấy (phụ lục 10): Kết quả tính xói sau cống D100cm, g m

có: và ộ dốc 0.05 có thể rút được hệ số , , , và .

, ảng PL12.1: Hệ số , , và (D100cm)

Kích thước xói

2.27 0.39 0.06 1.08 1.0572 Chiều sâu

6.94 0.53 0.08 1.28 1.1326 Chiều rộng

17.10 0.47 0.10 1.17 0.9298 Chiều dài

127.08 1.24 0.18 1.30 1.0728 Thể tích

- Lưu lượng nước thiết kế

- Cống tròn có đư ng kính

- Xác định

- Xác định - độ lệch tiêu chuẩn của cát theo đư ng cong phân tích h t t i n i

đặt cống (phụ lục 7)

- Xác định kích thước theo công thức hố xói :

Vị trí có

151

Phụ Lục 13

Tính xói sau cống sử dụng công thức của Hội cầu đư ng Mỹ FHWA

(Federal Highway Administration), đối với cống D150cm

Số liệu đầu vào lấy (phụ lục 11): Kết quả tính xói sau cống D150cm, g m

có: và ộ dốc 0.05 có thể rút được hệ số , , , và

, ảng PL13.1: Hệ số , , và (D150cm)

Kích thước xói

2.27 0.39 0.06 1.08 1.1034 Chiều sâu

6.94 0.53 0.08 1.28 1.2397 Chiều rộng

17.10 0.47 0.10 1.17 0.8731 Chiều dài

127.08 1.24 0.18 1.30 1.1316 Thể tích

- Lưu lượng nước thiết kế

- Cống tròn có đư ng kính

- Xác định

- Xác định - độ lệch tiêu chuẩn của cát theo đư ng cong phân tích h t t i n i

đặt cống (phụ lục 7)

- Xác định kích thước theo công thức hố xói :

Vị trí có

152

Phụ Lục 14

Hướng dẫn tính xói sau gia cố của (Andreev O.V, 1963)

1. ối với cống tròn D100cm

Dựa vào công thức (2.74):

Với điều kiện đã cho ở mục 3.3.3.1 và (bảng PL8.2, phụ lục 8) có:

- chiều cao mực nước dâng trước cống 0.63 m;

- đư ng kính cống 1.0 m;

- chiều dài gia cố 2.0 m.

Thay vào công thức trên ta có:

a). Trư ng hợp chưa có gia cố:

b). Trư ng hợp có gia cố:

2. ối với cống tròn D150cm

Với điều kiện đã cho ở mục 3.3.3.1 và (bảng PL9.2, phụ lục 9) có:

- chiều cao mực nước dâng trước cống 1.82 m;

- đư ng kính cống 1.5 m;

- chiều dài gia cố 2.0 m.

Thay vào công thức trên ta có:

a). Trư ng hợp chưa có gia cố:

b). Trư ng hợp có gia cố:

153

Phụ Lục 15

Hướng dẫn tính xói sau gia cố công trình thoát nước nhỏ (cống D100cm)

Theo công thức (3.55) và (3.57):

(1)

và (2)

Theo công thức (1), bình phư ng cả 2 phía, ta có:

(3)

Theo công thức (2) thay vào công thức (3):

ặt:

(4)

Xác định theo phư ng pháp đúng dần.

1. Xác định các hệ số về công thức:

- Hệ số t ng lưu lượng ; trong đó:

- Lưu lượng nước thiết kế

- ộ dốc lòng dẫn nước vào cống

154

- Hệ số nhám đáy cống n = 0.014

- Chiều dài gia cố

- Gia tốc tr ng lực bằng

- Xác định và :

- Kết qủa tính toán theo HY-8 (phụ lục 8) cho thấy: và

, (chiều sâu h lưu) và (xem hình PL15.1)

- (theo hình hoặc tài liệu ban đầu)

và (lấy bằng nhau)

Hình PL15.1: Hình vẽ tính xói cống (D100cm)

155

ảng PL15.1: Thông số tính

0.63 m3/s Lưu lượng thiết kế cống tròn (D100cm)

ộ nhám 0.014

Hệ số t ng lưu lượng 1.67

Tốc độ không xói của h t 0.14 m/s

Gia tốc tr ng lực 9.81 m/s2

Chiều dài gia cố 2.00 m

Chiều rộng ở mặt cắt cuối cống 2.48 m

Chiều sâu ở mặt cắt cuối cống 0.26 m

Tốc độ t i mặt cắt cuối cống 3.95 m/s

Chiều sâu dòng chảy ở cuối phần gia cố 0.11 m

Chiều sâu dòng chảy ở trong hố xói 0.70 m

Chiều rộng ở mặt cắt cuối phần gia cố 4.10 m

Chiều rộng ở mặt cắt ở trong hố xói 4.10 m

Chiều sâu xói sau gia cố công thức (1) m 0.76

ảng PL15.2: Thử dần tìm hx cống tròn (D100cm)

Công thức (4) Công thức (4) T ng giảm Sai số so sánh Công thức (4)

0.574500945

0.000108861

8.74683E-05

-0.999847749

0.010

0.574500945

0.000108861

0.000386539

-0.999327175

0.020

0.574500945

0.000108861

0.00088567

-0.998458367

0.030

0.574500945

0.000108861

0.00158485

-0.997241345

0.040

0.574500945

0.000108861

0.002484073

-0.995676121

0.050

0.574500945

0.000108861

0.003583331

-0.993762706

0.060

0.574500945

0.000108861

0.004882622

-0.991501108

0.070

0.574500945

0.000108861

0.00638194

-0.988891333

0.080

0.574500945

0.000108861

0.008081283

-0.985933386

0.090

Giá trị (A) Giá trị ( ) (0.01) số Kết luận hx

0.574500945

0.000108861

0.009980648

-0.982627272

0.100

0.574500945

0.000108861

0.012080034

-0.978972996

0.110

0.574500945

0.000108861

0.014379438

-0.974970559

0.120

0.574500945

0.000108861

0.016878858

-0.970619964

0.130

0.574500945

0.000108861

0.019578295

-0.965921214

0.140

0.574500945

0.000108861

0.022477745

-0.960874312

0.150

0.574500945

0.000108861

0.025577209

-0.955479258

0.160

0.574500945

0.000108861

0.028876685

-0.949736054

0.170

0.574500945

0.000108861

0.032376172

-0.943644702

0.180

0.574500945

0.000108861

0.03607567

-0.937205203

0.190

0.574500945

0.000108861

0.039975179

-0.930417558

0.200

0.574500945

0.000108861

0.044074697

-0.923281768

0.210

0.574500945

0.000108861

0.048374224

-0.915797834

0.220

0.574500945

0.000108861

0.052873759

-0.907965757

0.230

0.574500945

0.000108861

0.057573303

-0.899785538

0.240

0.574500945

0.000108861

0.062472854

-0.891257177

0.250

0.574500945

0.000108861

0.067572413

-0.882380676

0.260

0.574500945

0.000108861

0.072871978

-0.873156034

0.270

0.574500945

0.000108861

0.078371551

-0.863583252

0.280

0.574500945

0.000108861

0.084071129

-0.853662331

0.290

0.574500945

0.000108861

0.089970714

-0.843393271

0.300

0.574500945

0.000108861

0.096070304

-0.832776073

0.310

0.574500945

0.000108861

0.1023699

-0.821810737

0.320

0.574500945

0.000108861

0.108869501

-0.810497263

0.330

0.574500945

0.000108861

0.115569108

-0.798835652

0.340

0.574500945

0.000108861

0.122468719

-0.786825905

0.350

0.574500945

0.000108861

0.129568335

-0.77446802

0.360

0.574500945

0.000108861

0.136867956

-0.761762

0.370

0.574500945

0.000108861

0.144367581

-0.748707844

0.380

0.574500945

0.000108861

0.152067211

-0.735305551

0.390

0.574500945

0.000108861

0.159966844

-0.721555124

0.400

0.574500945

0.000108861

0.168066482

-0.707456561

0.410

0.574500945

0.000108861

0.176366123

-0.693009863

0.420

0.574500945

0.000108861

0.184865769

-0.678215031

0.430

0.574500945

0.000108861

0.193565418

-0.663072064

0.440

156

0.574500945

0.000108861

0.20246507

-0.647580962

0.450

0.574500945

0.000108861

0.211564726

-0.631741727

0.460

0.574500945

0.000108861

0.220864385

-0.615554357

0.470

0.574500945

0.000108861

0.230364048

-0.599018853

0.480

0.574500945

0.000108861

0.240063713

-0.582135216

0.490

0.574500945

0.000108861

0.249963382

-0.564903445

0.500

0.574500945

0.000108861

0.260063053

-0.547323541

0.510

0.574500945

0.000108861

0.270362728

-0.529395504

0.520

0.574500945

0.000108861

0.280862405

-0.511119333

0.530

0.574500945

0.000108861

0.291562085

-0.492495029

0.540

0.574500945

0.000108861

0.302461768

-0.473522593

0.550

0.574500945

0.000108861

0.313561453

-0.454202023

0.560

0.574500945

0.000108861

0.324861141

-0.434533321

0.570

0.574500945

0.000108861

0.336360831

-0.414516487

0.580

0.574500945

0.000108861

0.348060524

-0.39415152

0.590

0.574500945

0.000108861

0.359960219

-0.37343842

0.600

0.574500945

0.000108861

0.372059917

-0.352377189

0.610

0.574500945

0.000108861

0.384359617

-0.330967825

0.620

0.574500945

0.000108861

0.396859318

-0.309210329

0.630

0.574500945

0.000108861

0.409559023

-0.287104701

0.640

0.574500945

0.000108861

0.422458729

-0.264650941

0.650

0.574500945

0.000108861

0.435558437

-0.24184905

0.660

0.574500945

0.000108861

0.448858148

-0.218699026

0.670

0.574500945

0.000108861

0.46235786

-0.195200871

0.680

0.574500945

0.000108861

0.476057574

-0.171354584

0.690

0.574500945

0.000108861

0.48995729

-0.147160166

0.700

0.574500945

0.000108861

0.504057009

-0.122617616

0.710

0.574500945

0.000108861

0.518356728

-0.097726935

0.720

0.574500945

0.000108861

0.53285645

-0.072488122

0.730

0.574500945

0.000108861

0.547556174

-0.046901178

0.740

0.574500945

0.000108861

0.562455899

-0.020966103

0.750

0.760

0.574500945

0.000108861

0.577555626

0.005317104

157

ết quả

158

Phụ Lục 16

Hướng dẫn tính xói sau gia cố công trình thoát nước nhỏ (cống D150cm)

Theo công thức (3.55) và (3.57):

(1)

và (2)

Theo công thức (1), bình phư ng cả 2 phía, ta có:

(3)

Theo công thức (2) thay vào công thức (3):

ặt:

(4)

Xác định theo phư ng pháp đúng dần.

1. Xác định các hệ số về công thức:

- Hệ số t ng lưu lượng ; trong đó:

- Lưu lượng nước thiết kế

159

- ộ dốc lòng dẫn nước vào cống

- Hệ số nhám đáy cống n = 0.014

- Chiều dài gia cố

- Gia tốc tr ng lực bằng

- Xác định và :

- Kết qủa tính toán theo HY-8 (phụ lục 9) cho thấy: và

, (chiều sâu h lưu) và (xem hình PL16.1)

- (theo hình hoặc tài liệu ban đầu)

và (lấy bằng nhau)

Hình PL16.1: Hình vẽ tính xói cống (D1500mm)

160

ảng PL16.1: Thông số tính

Lưu lượng thiết kế 4.50 m3/s cống tròn (D150cm)

ộ nhám

0.014 Hệ số t ng lưu lượng 1.74

Tốc độ không xói của h t 0.14 m/s

Gia tốc tr ng lực 9.81 m/s2

Chiều dài gia cố 2.00 m

Chiều rộng ở mặt cắt cuối cống 3.20 m

Chiều sâu ở mặt cắt cuối cống 0.70 m

Tốc độ t i mặt cắt cuối cống 5.61 m/s

0.40 m Chiều sâu dòng chảy ở cuối phần gia cố

1.50 m Chiều sâu dòng chảy ở trong hố xói

5.07 m Chiều rộng ở mặt cắt cuối phần gia cố

5.07 m Chiều rộng ở mặt cắt ở trong hố xói

m Chiều sâu xói sau gia cố công thức (1) 1.51

ảng PL16.2: Thử dần tìm hx cống tròn (D150cm)

Công thức (4) Công thức (4) T ng giảm Sai số so sánh Công thức (4)

2.262895048

0.00013408

7.22569E-05

-0.999968069

0.010

2.262895048

0.00013408

0.000371604

-0.999835784

0.020

2.262895048

0.00013408

0.000870966

-0.99961511

0.030

2.262895048

0.00013408

0.001570341

-0.999306048

0.040

2.262895048

0.00013408

0.00246973

-0.998908597

0.050

2.262895048

0.00013408

0.00356913

-0.998422759

0.060

2.262895048

0.00013408

0.004868542

-0.997848534

0.070

2.262895048

0.00013408

0.006367965

-0.997185921

0.080

2.262895048

0.00013408

0.008067398

-0.996434922

0.090

2.262895048

0.00013408

0.009966841

-0.995595536

0.100

2.262895048

0.00013408

0.012066292

-0.994667763

0.110

Giá trị (A) Giá trị ( ) (0.01) số Kết luận hx

2.262895048

0.00013408

0.014365753

-0.993651604

0.120

2.262895048

0.00013408

0.016865222

-0.992547059

0.130

2.262895048

0.00013408

0.019564699

-0.991354129

0.140

2.262895048

0.00013408

0.022464184

-0.990072812

0.150

2.262895048

0.00013408

0.025563676

-0.98870311

0.160

2.262895048

0.00013408

0.028863175

-0.987245023

0.170

2.262895048

0.00013408

0.03236268

-0.98569855

0.180

2.262895048

0.00013408

0.036062192

-0.984063692

0.190

2.262895048

0.00013408

0.039961711

-0.982340449

0.200

2.262895048

0.00013408

0.044061235

-0.980528821

0.210

2.262895048

0.00013408

0.048360765

-0.978628808

0.220

2.262895048

0.00013408

0.052860301

-0.97664041

0.230

2.262895048

0.00013408

0.057559842

-0.974563627

0.240

2.262895048

0.00013408

0.062459388

-0.97239846

0.250

2.262895048

0.00013408

0.067558939

-0.970144908

0.260

2.262895048

0.00013408

0.072858496

-0.967802972

0.270

2.262895048

0.00013408

0.078358056

-0.965372651

0.280

2.262895048

0.00013408

0.084057622

-0.962853946

0.290

2.262895048

0.00013408

0.089957191

-0.960246857

0.300

2.262895048

0.00013408

0.096056765

-0.957551383

0.310

2.262895048

0.00013408

0.102356344

-0.954767525

0.320

2.262895048

0.00013408

0.108855926

-0.951895283

0.330

2.262895048

0.00013408

0.115555512

-0.948934657

0.340

2.262895048

0.00013408

0.122455102

-0.945885647

0.350

2.262895048

0.00013408

0.129554696

-0.942748253

0.360

2.262895048

0.00013408

0.136854293

-0.939522475

0.370

2.262895048

0.00013408

0.144353894

-0.936208312

0.380

2.262895048

0.00013408

0.152053498

-0.932805767

0.390

2.262895048

0.00013408

0.159953106

-0.929314837

0.400

2.262895048

0.00013408

0.168052716

-0.925735523

0.410

2.262895048

0.00013408

0.17635233

-0.922067826

0.420

2.262895048

0.00013408

0.184851947

-0.918311745

0.430

2.262895048

0.00013408

0.193551568

-0.91446728

0.440

2.262895048

0.00013408

0.202451191

-0.910534432

0.450

0.460

2.262895048

0.00013408

0.211550817

-0.9065132

161

2.262895048

0.00013408

0.220850445

-0.902403584

0.470

2.262895048

0.00013408

0.230350077

-0.898205585

0.480

2.262895048

0.00013408

0.240049711

-0.893919203

0.490

2.262895048

0.00013408

0.249949348

-0.889544436

0.500

2.262895048

0.00013408

0.260048988

-0.885081286

0.510

2.262895048

0.00013408

0.27034863

-0.880529753

0.520

2.262895048

0.00013408

0.280848274

-0.875889837

0.530

2.262895048

0.00013408

0.291547921

-0.871161536

0.540

2.262895048

0.00013408

0.30244757

-0.866344853

0.550

2.262895048

0.00013408

0.313547222

-0.861439786

0.560

2.262895048

0.00013408

0.324846876

-0.856446336

0.570

2.262895048

0.00013408

0.336346532

-0.851364502

0.580

2.262895048

0.00013408

0.34804619

-0.846194285

0.590

2.262895048

0.00013408

0.359945851

-0.840935685

0.600

2.262895048

0.00013408

0.372045514

-0.835588701

0.610

2.262895048

0.00013408

0.384345178

-0.830153334

0.620

2.262895048

0.00013408

0.396844845

-0.824629584

0.630

2.262895048

0.00013408

0.409544514

-0.819017451

0.640

2.262895048

0.00013408

0.422444184

-0.813316934

0.650

2.262895048

0.00013408

0.435543857

-0.807528035

0.660

2.262895048

0.00013408

0.448843532

-0.801650752

0.670

2.262895048

0.00013408

0.462343208

-0.795685086

0.680

2.262895048

0.00013408

0.476042886

-0.789631036

0.690

2.262895048

0.00013408

0.489942566

-0.783488604

0.700

2.262895048

0.00013408

0.504042248

-0.777257788

0.710

2.262895048

0.00013408

0.518341932

-0.770938589

0.720

2.262895048

0.00013408

0.532841617

-0.764531008

0.730

2.262895048

0.00013408

0.547541304

-0.758035043

0.740

2.262895048

0.00013408

0.562440992

-0.751450695

0.750

2.262895048

0.00013408

0.577540683

-0.744777963

0.760

2.262895048

0.00013408

0.592840375

-0.738016849

0.770

2.262895048

0.00013408

0.608340068

-0.731167352

0.780

2.262895048

0.00013408

0.624039763

-0.724229472

0.790

2.262895048

0.00013408

0.63993946

-0.717203208

0.800

2.262895048

0.00013408

0.656039158

-0.710088562

0.810

162

2.262895048

0.00013408

0.672338857

-0.702885533

0.820

2.262895048

0.00013408

0.688838558

-0.69559412

0.830

2.262895048

0.00013408

0.705538261

-0.688214325

0.840

2.262895048

0.00013408

0.722437964

-0.680746146

0.850

2.262895048

0.00013408

0.73953767

-0.673189585

0.860

2.262895048

0.00013408

0.756837376

-0.665544641

0.870

2.262895048

0.00013408

0.774337085

-0.657811313

0.880

2.262895048

0.00013408

0.792036794

-0.649989603

0.890

2.262895048

0.00013408

0.809936505

-0.64207951

0.900

2.262895048

0.00013408

0.828036217

-0.634081034

0.910

2.262895048

0.00013408

0.84633593

-0.625994175

0.920

2.262895048

0.00013408

0.864835645

-0.617818933

0.930

2.262895048

0.00013408

0.88353536

-0.609555308

0.940

2.262895048

0.00013408

0.902435078

-0.6012033

0.950

2.262895048

0.00013408

0.921534796

-0.592762909

0.960

2.262895048

0.00013408

0.940834515

-0.584234136

0.970

2.262895048

0.00013408

0.960334236

-0.575616979

0.980

2.262895048

0.00013408

0.980033958

-0.56691144

0.990

2.262895048

0.00013408

0.999933681

-0.558117518

1.000

2.262895048

0.00013408

1.020033405

-0.549235212

1.010

2.262895048

0.00013408

1.040333131

-0.540264524

1.020

2.262895048

0.00013408

1.060832857

-0.531205454

1.030

2.262895048

0.00013408

1.081532585

-0.522058

1.040

2.262895048

0.00013408

1.102432314

-0.512822163

1.050

2.262895048

0.00013408

1.123532044

-0.503497944

1.060

2.262895048

0.00013408

1.144831774

-0.494085342

1.070

2.262895048

0.00013408

1.166331506

-0.484584357

1.080

2.262895048

0.00013408

1.188031239

-0.474994989

1.090

2.262895048

0.00013408

1.209930973

-0.465317238

1.100

2.262895048

0.00013408

1.232030708

-0.455551105

1.110

2.262895048

0.00013408

1.254330444

-0.445696589

1.120

2.262895048

0.00013408

1.276830181

-0.43575369

1.130

2.262895048

0.00013408

1.299529919

-0.425722408

1.140

2.262895048

0.00013408

1.322429658

-0.415602743

1.150

2.262895048

0.00013408

1.345529398

-0.405394696

1.160

163

2.262895048

0.00013408

1.368829139

-0.395098266

1.170

2.262895048

0.00013408

1.392328881

-0.384713453

1.180

2.262895048

0.00013408

1.416028624

-0.374240257

1.190

2.262895048

0.00013408

1.439928368

-0.363678678

1.200

2.262895048

0.00013408

1.464028112

-0.353028717

1.210

2.262895048

0.00013408

1.488327858

-0.342290373

1.220

2.262895048

0.00013408

1.512827604

-0.331463646

1.230

2.262895048

0.00013408

1.537527351

-0.320548537

1.240

2.262895048

0.00013408

1.5624271

-0.309545044

1.250

2.262895048

0.00013408

1.587526849

-0.298453169

1.260

2.262895048

0.00013408

1.612826599

-0.287272912

1.270

2.262895048

0.00013408

1.638326349

-0.276004271

1.280

2.262895048

0.00013408

1.664026101

-0.264647248

1.290

2.262895048

0.00013408

1.689925853

-0.253201842

1.300

2.262895048

0.00013408

1.716025607

-0.241668053

1.310

2.262895048

0.00013408

1.742325361

-0.230045882

1.320

2.262895048

0.00013408

1.768825116

-0.218335328

1.330

2.262895048

0.00013408

1.795524871

-0.206536391

1.340

2.262895048

0.00013408

1.822424628

-0.194649072

1.350

2.262895048

0.00013408

1.849524385

-0.182673369

1.360

2.262895048

0.00013408

1.876824143

-0.170609284

1.370

2.262895048

0.00013408

1.904323902

-0.158456817

1.380

2.262895048

0.00013408

1.932023661

-0.146215966

1.390

2.262895048

0.00013408

1.959923422

-0.133886733

1.400

2.262895048

0.00013408

1.988023183

-0.121469118

1.410

2.262895048

0.00013408

2.016322945

-0.108963119

1.420

2.262895048

0.00013408

2.044822707

-0.096368738

1.430

2.262895048

0.00013408

2.07352247

-0.083685975

1.440

2.262895048

0.00013408

2.102422234

-0.070914828

1.450

2.262895048

0.00013408

2.131521999

-0.058055299

1.460

2.262895048

0.00013408

2.160821764

-0.045107387

1.470

2.262895048

0.00013408

2.190321531

-0.032071093

1.480

2.262895048

0.00013408

2.220021297

-0.018946416

1.490

2.262895048

0.00013408

2.249921065

-0.005733356

1.500

1.510

2.262895048

0.00013408

2.280020833

0.007568086

164

ết quả

165

Phụ lục 17

Lập quan hệ thủy lực bậc nước nhiều cấp

Các kết quả tính toán thủy lục bậc nước nhiều cấp có trong mục 3.2.1, các

số liệu tính theo sự thay đ i lưu lượng nước với chiều cao bậc khác nhau.

Chiều dài tư ng đối của bậc thể hiện trên (xem hình 3.13 và

hình 3.14).

- Chiều dài bậc có thể xác định theo công thức (3.24):

(3.24)

- Chiều cao tư ng có thể xác định theo công thức (3.25):

(3.25)

Hình PL17.1: iểu đ quan hệ giữa với và với

So sánh với công thức (2.27) và (2.28) [5] như sau:

(2.27)

(2.28)

166

hoặc (xem hình PL17.2).

Hình PL17.2: iểu đ quan hệ giữa với và với [5]

Hình PL17.3: So sánh quan hệ giữa với và với của NCS và [5]

Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu đề xuất phương pháp thiết kế và xây dựng để nâng cao chất lượng các công trình thoát nước nhỏ trên đường ô tô tại nước CHDCNN Lào

NGHI N CỨU Đ UẤT PHƯ NG PHÁP THI T VÀ

D NG Đ N NG CAO CHẤT Ư NG CÁC CÔNG

TR NH THOÁT NƯỚC NHỎ TR N ĐƯỜNG Ô TÔ TẠI NƯỚC

CỘNG HÕA D N CHỦ NH N D N ÀO

UẬN ÁN TI N SĨ Ỹ THUẬT

NGHI N CỨU Đ UẤT PHƯ NG PHÁP THI T VÀ

D NG Đ N NG CAO CHẤT Ư NG CÁC CÔNG

TR NH THOÁT NƯỚC NHỎ TR N ĐƯỜNG Ô TÔ TẠI NƯỚC

CỘNG HÕA D N CHỦ NH N D N ÀO

UẬN ÁN TI N SĨ Ỹ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

f

Re

f

Re

f

Re

PHỤ ỤC

ết quả

ết quả

Có thể bạn quan tâm

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo

Liên hệ

Chính sách

Thoả thuận sử dụng

Chính sách bảo mật

Chính sách hoàn tiền

DMCA

Hỗ trợ

Hướng dẫn sử dụng

Đăng ký tài khoản VIP

093 303 0098

support@tailieu.vn

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi

Facebook

Youtube

TikTok