zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Phương pháp xác định các đặc trưng của dòng thấm trong nền cát dưới đáy cống qua đê có cọc bê tông cốt thép gia cố nền

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Báo xấu

18
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Phương pháp xác định các đặc trưng của dòng thấm trong nền cát dưới đáy cống qua đê có cọc bê tông cốt thép gia cố nền giới thiệu phương pháp tính toán cột nước thấm và gradient thấm cho cống qua đê trên nền cát vùng đồng bằng sông Hồng có gia cố cọc BTCT dựa trên các hệ số điều chỉnh rút ra từ kết quả thí nghiệm mô hình.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Phương pháp xác định các đặc trưng của dòng thấm trong nền cát dưới đáy cống qua đê có cọc bê tông cốt thép gia cố nền

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA DÒNG THẤM TRONG NỀN CÁT DƯỚI ĐÁY CỐNG QUA ĐÊ CÓ CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP GIA CỐ NỀN Đinh Xuân Trọng Viện Thủy công Nguyễn Quốc Dũng Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam Phạm Ngọc Quý, Phạm Thị Hương Trường Đại học Thủy Lợi Tóm tắt: Trong thời gian qua đã xảy ra nhiều sự cố cống qua đê được xây dựng trên nền cát do thấm và phần lớn các sự cố đều xảy ra ở các cống có gia cố cọc bê tông cốt thép (BTCT). Kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy, khi nền cát được gia cố cọc, có sự tác động đáng kể đến dòng thấm dưới đáy cống. Điều này đặt ra sự cần thiết phải xét đến ảnh hưởng của cọc BTCT đóng trong nền cát khi tính toán thấm. Bài báo giới thiệu phương pháp tính toán cột nước thấm và gradient thấm cho cống qua đê trên nền cát vùng đồng bằng sông Hồng có gia cố cọc BTCT dựa trên các hệ số điều chỉnh rút ra từ kết quả thí nghiệm mô hình. Từ khóa: Cống qua đê, cột nước thấm, gradient thấm, nền cát, cọc bê tông cốt thép Summary: There have been many incidents of under-dike culverts on sand foundation due to seepage and mostly occurs in culverts with reinforced concrete piles. Experimental results reveal that when driving reinforced concrete piles into the sand foundation, they have a significant impact on the seepage flow at the bottom of the culvert. This posed the need to consider the influence of reinforced concrete piles when driving them into the sand foundation during the calculation of permeability. This article provides a method to calculate the seepage head, seepage exit gradient for under-dike culverts built on sand foundation in the Red river delta with reinforced concrete piles based on the adjustment coefficients drawn from model test results. Keywords: Under-dike culvert, seepage head, seepage exit gradient, sand foundation, reinforced concrete piles 1. ĐẶT VẤN ĐỀ * ra của cống qua đê trên nền cát giữa trường hợp Đối với các cống qua đê trên nền cát có gia cố không và có cọc bê tông gia cố nền. Sự thay đổi nền bằng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn (BTCT) này có thể ảnh hưởng đến an toàn của công trình ở vùng đồng bằng sông Hồng, do hạn chế về nếu không được xem xét thấu đáo trong quá công cụ tính toán cũng như khó khăn khi xác trình tính toán thiết kế. Như vậy, cần có sự điều định đặc tính lỗ rỗng của đất giữa các cọc bê chỉnh kết quả tính toán đặc trưng của dòng thấm tông nên hiện nay việc tính toán các đặc trưng dưới đáy cống qua đê trên nền cát có gia cố cọc của dòng thấm thường bỏ qua ảnh hưởng của bê tông theo các phương pháp hiện nay (bỏ qua cọc và xem như nền đồng nhất hoặc đồng nhất ảnh hưởng của cọc). theo các lớp. Các kết quả nghiên cứu bằng mô 2. CƠ SỞ KHOA HỌC hình vật lý [1] cho thấy, có sự thay đổi đáng kể 2.1. Lý thuyết thấm cột nước áp lực thấm dưới bản đáy cống cũng như gradient thấm tại khu vực dòng thấm thoát - Định luật cơ bản của dòng thấm Darcy: Ngày nhận bài: 26/9/2022 Ngày duyệt đăng: 30/11/2022 Ngày thông qua phản biện: 14/10/2022 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 75 - 2022 1
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ vt  kth .J (1) ngang cọc, Lp là chiều dài cọc, dp là khoảng cách giữa các cọc, Tc là chiều dày tầng cát dưới trong đó vt là vận tốc thấm, kth là hệ số thấm và đáy cống, Dr là độ chặt tương đối và Cu là hệ số J là gradient thủy lực của dòng thấm. không đều hạt của đất. H Phương trình (5), (6) được sử dụng để nghiên J (2) Lth cứu diễn biến của cột nước thấm, gradient thủy lực trước sự biến đổi của chênh lệch cột nước với H là chênh lệch cột nước thượng hạ lưu và thượng hạ lưu, chiều dài đường viền thấm, Lth là chiều dài đường dẫn thấm. chiều dày tầng cát dưới đáy cống, độ sâu đóng - Phương trình cơ bản của dòng thấm: cừ thượng hạ lưu, kích thước và khoảng cách Trường hợp thấm phẳng ổn định trong môi cọc gia cố nền, hệ số không đều hạt và độ chặt trường đồng nhất, đẳng hướng: tương đối của đất.  2h  2h b) Kết quả nghiên cứu thực nghiệm  0 (3) x 2 y 2 Ba mẫu đất với các chỉ tiêu Dr, Cu khác nhau cùng với tỷ lệ (Lp/hct) = (0,5; 1,0; 2,0) đã được Trường hợp đất đồng nhất và dị hướng: nghiên cứu trong các điều kiện chênh lệch cột 2h 2h nước ∆H = (100, 200, 300, 400) mm. Kết quả kthx  kthy 2  0 (4) nghiên cứu chỉ ra rằng, cọc BTCT gia cố nền x 2 y cát làm thay đổi cột nước thấm, gradient thấm trong đó h là cột nước thấm; x và y là đường đi ở khu vực cửa vào, bản đáy và cửa ra của cống ngang và đứng của dòng thấm; kthx và kthy là hệ qua đê so với trường hợp không có cọc gia cố. số thấm ngang và đứng của đất. Mức độ thay đổi phụ thuộc vào độ dài cọc (Lp), 2.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm chiều sâu cừ thượng lưu (hct) và hệ số không đều hạt (Cu) của đất. Hình 1 và 2 thể hiện mức Để nghiên cứu ảnh hưởng của cọc BTCT đến độ thay đổi cột nước thấm, gradient thấm tại các đặc trưng thấm trong nền cát dưới cống qua đê vùng đồng bằng sông Hồng, một mối quan vùng cửa vào, bản đáy (đầu và cuối bản đáy) và hệ toán học giữa các yếu tố thủy lực, công trình, cửa ra của cống. đất nền và cọc đã được thiết lập dựa trên - Ở khu vực cửa vào, cột nước thấm tăng dưới phương pháp phân tích thứ nguyên. Trên cơ sở 2%, gradient thấm giảm nên có thể bỏ qua. đó, một thiết bị thí nghiệm đã được thiết kế để - Tại đầu bản đáy cống, cột nước thấm tăng thực hiện các sê ri thí nghiệm với các điều kiện trong tất cả các kịch bản; mức độ gia tăng từ khác nhau. Chi tiết kết quả nghiên cứu thực 4,4% đến 12,05% tùy theo tỷ lệ (L p/hct) và Cu nghiệm được trình bày trong bài báo của Đinh khác nhau. Ở cuối bản đáy, cột nước thấm Xuân Trọng và nnk (2022). Dưới đây là một tăng khi (Lp/hct) nhỏ hơn 1,51 (C u = 2,54); tóm tắt ngắn gọn kết quả nghiên cứu này: 1,61 (Cu = 4,50) và 1,69 (Cu = 16,15) và giảm a) Phương trình nghiên cứu thực nghiệm trong trường hợp ngược lại; mức độ gia tăng ht  h H Lp d p  từ 11,8% đến 19,5%; mức độ giảm từ 5,56%  f  ch , , Dr , Cu  (5) H T , ,  đến 15,0%.  c Lth hct a p  - Vùng cửa ra, cột nước thấm và gradient thấm h L d h  J  f  ch , p , p , t , Dr , Cu  (6) giảm khi (Lp/hct) lớn hơn 1,50 (Cu = 2,54); 1,56  T h a H   c ct p  (Cu = 4,50) và 1,61 (Cu = 16,15) và tăng ở chiều Trong đó: ∆H là chênh lệch mực nước thượng ngược lại; mức độ giảm từ 12,0% đến 27,6% và hạ lưu, ht là cột nước thấm, Lth là chiều dài tăng từ 18,7% đến 31,06% phụ thuộc vào tỷ lệ đường viền thấm, hct và hch là chiều sâu đóng cừ (Lp/hct) và loại đất. thượng lưu và hạ lưu, ap là kích thước mặt cắt 2 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 75 - 2022
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 40 trường hợp xét đến ảnh hưởng của cọc tại các 30 vị trí cửa vào, đầu bản đáy, cuối bản đáy, cửa ra của cống; hti là cột nước thấm khi bỏ qua ảnh Mức độ thay đổi cột nước thấm, % 20 10 hưởng của cọc tại các vị trí tương ứng; Jrcmax là 0 gradient thấm lớn nhất tại khu vực cửa ra khi -10 xét ảnh hưởng của cọc; Jrmax là gradient thấm -20 lớn nhất tại khu vực cửa ra khi bỏ qua ảnh -30 Cửa vào - Cu = 2,54 Cửa vào - Cu = 4,50 hưởng của cọc; k ht và kj là hệ số điều chỉnh cột i Cửa vào - Cu = 16,50 Đầu bản đáy - Cu = 2,54 -40 Đầu bản đáy - Cu = 4,50 Cuối bản đáy - Cu = 2,54 Đầu bản đáy - Cu = 16,50 Cuối bản đáy - Cu = 4,50 nước thấm và gradient thấm. Cuối bản đáy - Cu = 16,50 Cửa ra - Cu = 2,54 Cửa ra - Cu = 4,50 Cửa ra - Cu = 16,50 -50 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 3.2. Xác định các hệ số điều chỉnh Tỷ lệ Lp/hct Dựa trên các số liệu thí nghiệm, thiết lập mối Hình 1: Mức độ thay đổi cột nước thấm do tương quan giữa mức độ biến đổi cột nước thấm ảnh hưởng của cọc tại các vùng (rht) và gradient thấm (rj) với hệ số không đều 40 hạt (Cu) cho các trường hợp (Lp/hct) = (0,5; 1,0; 30 2,0) ở cửa vào, bản đáy (đầu và cuối bản đáy), 20 cửa ra so với trường hợp bỏ qua ảnh hưởng của Mức độ thay đổi J, % 10 cọc (Lp/hct) = 0. 0 2,0 -10 Lp/hct = 2,0: rht = 0,0468(Cu) + 1,1969 -20 1,6 R² = 0,9968 -30 1,2 rht (%) -40 Lp/hct = 1,0: rht = 0,0162(Cu) + 0,4711 Cửa vào - Cu=2,54 Cửa vào - Cu = 4,50 R² = 0,9954 -50 Cửa vào - Cu = 16,50 Cửa ra - Cu = 2,54 0,8 Cửa ra - Cu = 4,50 Cửa ra - Cu = 16,50 -60 Lp/hct = 0,5: rht = 0,005(Cu) + 0,1321 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 0,4 R² = 0,9948 Tỷ lệ Lp/hct 0,0 Hình 2: Mức độ thay đổi gradient thấm do 0 2 4 6 8 Cu 10 12 14 16 18 ảnh hưởng của cọc tại của vào và cửa ra Hình 3: Tương quan rht ~ Cu vùng cửa vào 3. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP 14,0 Lp/hct = 2,0: rht = 6,4367(Cu)0,225 3.1. Nội dung phương pháp 12,0 R² = 0,9999 10,0 Trên sơ đồ đường viền thấm của công trình, tính Lp/hct = 1,0: rht = 4,3506(Cu)0,2061 rht (%) 8,0 R² = 0,9986 toán các đặc trưng của dòng thấm bằng các 6,0 phương pháp đã được đề cập trong các qui 4,0 Lp/hct = 0,5: rht = 3,8664(Cu)0,1465 phạm thiết kế và các tài liệu chuyên ngành với 2,0 R² = 0,9997 giả thiết bỏ qua ảnh hưởng của cọc gia cố nền. 0,0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Từ kết quả đạt được, tiến hành tính toán các đặc Cu trưng của dòng thấm trong trường hợp xét đến Hình 4: Tương quan rht ~ Cu đầu bản đáy ảnh hưởng của hệ cọc bê tông gia cố nền trên 30 cơ sở điều chỉnh kết quả của trường hợp không Lp/hct = 0,5: rht = 1,9883ln(Cu) + 14,009 R² = 0,993 20 xét đến ảnh hưởng của hệ cọc thông qua các hệ số điều chỉnh cột nước áp lực thấm và hệ số điều 10 Lp/hct = 1,0: rht = 1,7922ln(Cu) + 10,266 rht (%) R² = 0,9949 chỉnh gradient thấm. 0 Lp/hct = 2,0: rht = -5,121ln(Cu) - 0,7634 htc  kht .hti R² = 1 - Cột nước thấm: i i (7) -10 -20 - Gradient thấm: J rc max  k j .J r max (8) 0 2 4 6 8 Cu 10 12 14 16 18 Trong đó: htc là cột nước thấm điều chỉnh trong i Hình 5: Tương quan rht ~ Cu cuối bản đáy TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 75 - 2022 3
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 50 Lp/hct = 0,5: rht = 2,8706ln(Cu) + 23,137 cột nước thấm, gradient thấm tại các vị trí dưới 40 30 R² = 0,9954 bản đáy cống khi xét đến ảnh hưởng của cọc 20 BTCT gia cố nền. Trường hợp tổng quát, rht và rht (%) Lp/hct = 1,0: rht = 3,8235ln(Cu) + 15,084 10 R² = 0,9992 rj là hàm số của tỷ lệ (Lp/hct) và Cu: 0 Lp/hct = 2,0: rht = -8,46ln(Cu) - 4,1562 -10 R² = 0,9999 Lp -20 rht  f ( , Cu ) (9) -30 hc 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Cu Lp Hình 6: Tương quan rht ~ Cu ở cửa ra rj  f ( , Cu ) (10) hc 50 40 Lp/hct = 0,5: rj = 2,871ln(Cu) + 23,136 rht Đặt kht  (1  R² = 0,9954 30 ) (11) 20 100 rj (%) 10 Lp/hct = 1,0: rj = 3,8233ln(Cu) + 15,084 0 R² = 0,9992 rj -10 Lp/hct = 2,0: rj = -8,46ln(Cu) - 4,1565 R² = 0,9999 và k j  (1  ) (12) -20 100 -30 -40 Từ các phương trình tương quan trên Hình 3 0 2 4 6 8 Cu 10 12 14 16 18 đến Hình 6, thiết lập được mối quan hệ giữa kht, kj và Cu theo các tỷ lệ (Lp/hct) khác nhau tại Hình 7: Tương quan rj ~ Cu ở cửa ra vùng cửa vào, bản đáy và cửa ra như trong Bảng Các thông số rht, rj phản ánh mức độ thay đổi 1. Bảng 1: Hàm xác định kht, kj tại các vị trí dưới bản đáy cống Hàm xác định kht theo các tỷ lệ (Lp/hct) Vị trí Lp/hct = 0,5 Lp/hct = 1,0 Lp/hct = 2,0  0, 005.Cu  0,1321   0, 0162.Cu  0, 4711   0, 0468.Cu  1,1969  Cửa vào 1   1   1      100   100  100 Đầu bản  3,8664.(Cu )0,1465   4,3506.(Cu )0,2061   6, 4367.(Cu)0,225  1   1   1   đáy  100   100   100  Cuối bản 1  1,9883.ln(Cu )  14, 009   1, 7922.ln(Cu)  10, 266   5,121.ln(Cu )  0, 7634    1   1   đáy  100   100   100   2,8706.ln(Cu )  23,137   3,8235.ln(Cu)  15, 084   8, 46.ln(Cu )  4,1562  Cửa ra 1   1   1    100   100   100  Hàm xác định kj theo các tỷ lệ (Lp/hct)  2,871.ln(Cu)  23,136   3,8233.ln(Cu)  15, 084   8, 46.ln(Cu )  4,1565  Cửa ra 1   1   1    100   100   100  Từ các công thức trong Bảng 1, thiết lập mối cột nước thấm ở cửa vào, dưới bản đáy cửa ra quan hệ kht = f(Lp/hct, Cu) như Hình 8 và kj = cũng như gradient thấm ở vùng dòng thấm thoát f(Lp/hct, Cu) như Hình 9. Có thể sử dụng các kết ra của cống qua đê trên nền cát có cọc BTCT. quả này để xác định hệ số kht, kj khi tính toán 4 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 75 - 2022
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 1,025 1,140 Cu Cu kht kht 20 18 20 1,120 16 14 18 12 1,020 16 10 14 8 12 1,100 6 10 8 4 1,015 6 1,080 4 2 2 1 1 1,060 1,010 1,040 1,005 1,020 1,000 1,000 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Tỷ lệ Lp/hct Tỷ lệ Lp/hct a) Vùng cửa vào b) Đầu bản đáy 1,250 1,400 kht Cu kht Cu 1,200 1,300 1,150 1,200 1,100 1,100 1,050 1,000 1,000 1 1 0,900 2 0,950 2 4 4 0,800 6 8 0,900 6 12 8 10 16 12 0,700 20 0,850 16 20 0,800 0,600 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Tỷ lệ Lp/hct Tỷ lệ Lp/hct c) Cuối bản đáy d) Vùng cửa ra Hình 8: Đồ thị xác định kht ở các vị trí dưới bản đáy cống 1,400 kj Cu 4. ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO CỐNG 1,300 TẮC GIANG, TỈNH HÀ NAM 1,200 4.1. Giới thiệu về công trình 1,100 Cống Tắc Giang được xây dựng tại K129+721 đê hữu Hồng thuộc xã Chuyên Ngoại, huyện 1,000 Duy Tiên, tỉnh Hà Nam. Công trình gồm có âu 1 0,900 2 thuyền rộng 8m và cống lấy nước rộng 3x4,2m. 4 Nền cống nằm trên lớp cát hạt nhỏ, mịn (lớp 4) 0,800 6 8 [2]. Giải pháp chống thấm là đóng cừ sâu 10m 12 0,700 16 20 ở thượng lưu và sâu 3m ở hạ lưu; nền cống đóng cọc BTCT đúc sẵn kích thước 30x30cm, dài 0,600 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 5m, bố trí thẳng hàng với khoảng cách 1,3m [2]. Tỷ lệ Lp/hct Tỷ lệ chiều dài cọc Lp / độ sâu cừ thượng lưu hct Hình 9: Đồ thị xác định kj ở cửa ra của cống bằng 0,454. Sơ đồ bố trí cừ và cọc dưới bản đáy TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 75 - 2022 5
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ cống thể hiện trong Hình 10. Cột nước thấm, gradient thấm cho trường hợp 0,6m 1,6 0,9 14x1,3m = 18,2m 0,9 1,6 0,6m bỏ qua ảnh hưởng của cọc được trích xuất từ mô 0,7m Cõ thÐp th-îng l-u Cõ thÐp h¹ l-u T3 hình số. Cột nước thấm, gradient thấm khi xét T1 T2 T4 đến ảnh hưởng của cọc được điều chỉnh từ kết quả tính toán trong trường hợp bỏ qua ảnh T6 hưởng của cọc với các hệ số kht, kj. Kết quả tinh toán thể hiện trong Hình 11 và Bảng 3. T12 T11 T5 13x1,3m = 16,9m PhÝa s«ng Hång PhÝa s«ng Ch©u 18,4m Bảng 3: Kết quả tính toán gradient thấm Kịch Lp/hct = 0 Lp/hct = 0,454 ΔH (m) bản Jrmax kj Jrcmax T9 T10 T8 TG1 2,09 0,106 1,244 0,132 T7 GiÕng quan tr¾c thÊm Cäc bª t«ng cèt thÐp (30x30)cm, L = 5m TG2 2,40 0,122 1,244 0,152 0,8m 24,3m TG3 3,13 0,159 1,244 0,198 Hình 10: Sơ đồ bố trí cọc, cừ chống thấm và TG4 4,92 0,250 1,244 0,311 hệ thống quan trắc thấm cống Tắc Giang 4.3. Tính toán xác định các đặc trưng của 3,793 3,149 3,701 3,140 MNS (+4,23)m §-êng cét n-íc tæng MNS (+4,40)m §-êng cét n-íc tæng 2,871 2,899 2,695 2,646 4,252 4,252 2,225 2,246 4,101 4,101 2,098 2,122 3,791 3,699 MN§ (+2,14)m 3,100 3,103 MN§ (+2,00)m dòng thấm dưới nền cống Tắc Giang 2,800 2,562 2,758 2,519 B GI NP S B GI NP S 4.3.1. Trường hợp và kịch bản nghiên cứu 15,5 24,3 10 6 15,5 24,3 10 6 0,420 0,085 0,519 0,098 0,960 0,660 0,106 0,758 0,122 1,103 1,961 1,559 1,000 0,759 0,525 1,791 1,149 0,871 0,646 1,561 2,252 §-êng cét n-íc thÊm 1,961 1,793 §-êng cét n-íc thÊm 2,252 Trường hợp nghiên cứu: (1) Trường hợp bỏ qua a) KÞch b¶n TG1 MNS (+7,10)m b) KÞch b¶n TG2 5,851 5,855 4,388 3,548 6,796 6,796 4,440 4,534 MNS (+5,18)m ảnh hưởng của cọc (Lp/hct = 0); và (2) Trường 3,734 3,966 §-êng cét n-íc tæng 3,245 3,505 §-êng cét n-íc tæng 4,987 4,987 3,187 2,880 2,380 2,429 4,385 2,177 2,208 3,488 MN§ (+2,05)m MN§ (+2,18)m hợp xét ảnh hưởng của cọc 3,039 2,677 (Lp/hct = B GI NP S B GI NP S 0,454). 15,5 1,438 24,3 0,989 0,627 0,780 10 6 0,127 0,158 15,5 24,3 1,554 1,065 10 0,200 0,249 6 1,137 2,260 1,325 2,335 1,498 1,786 §-êng cét n-íc thÊm Kịch bản nghiên cứu: Trên cơ sở các tổ hợp 2,937 2,338 2,354 2,937 3,671 4,616 §-êng cét n-íc thÊm 3,675 c) KÞch b¶n TG3 4,616 d) KÞch b¶n TG4 mực nước thiết kế công trình, các tổ hợp mực 2,937 2,335 §-êng vµ gi¸ trÞ c¸c cét n-íc tr-êng hîp Lp/hct = 0 4,616 3,675 §-êng vµ gi¸ trÞ c¸c cét n-íc tr-êng hîp Lp/hct = 0,454 nước đã xuất hiện trong quá trình vận hành có Hình 11: Kết quả tính toán các giá trị cột đầy đủ số liệu quan trắc, lựa chọn kịch bản nước dưới bản đáy cống Tắc Giang nghiên cứu như trong Bảng 2. Bảng 2: Kịch bản nghiên cứu 4.4. Phân tích, đánh giá kết quả Kịch MNTL MNHL ΔH Kết quả tính toán ở Hình 11 và Bảng 3 cho thấy, TT Ghi chú bản (m) (m) (m) do ảnh hưởng của cọc gia cố nền, cột nước thấm 1 TG1 4,23 2,14 2,09 05/8/2013 tăng lên ở khu vực bản đáy và cửa ra, dẫn đến 2 TG2 4,40 2,00 2,40 28/8/2017 làm tăng áp lực thấm lên công trình cũng như 3 TG3 5,18 2,05 3,13 22/7/2018 gradient thấm ở cửa ra của cống. 4 TG4 7,10 2,18 4,92 Tổ hợp thiết kế Để làm sáng tỏ điều này, tác giả sử dụng kết quả tính toán của trường hợp không xét đến ảnh 4.3.2. Phương pháp tính toán hưởng của cọc (Lp/hct = 0), trường hợp xét đến Với trường hợp bỏ qua ảnh hưởng của cọc ảnh hưởng của cọc (Lp/hct = 0,454) và số liệu (Lp/hct = 0), sử dụng phần mềm SEEP/W để quan trắc trong quá trình vận hành tại giếng phân tích thấm; trường hợp có xét đến ảnh quan trắc thấm T12 và T11 (trước và sau cừ hưởng của cọc (Lp/hct = 0,454), sử dụng phương thượng lưu), T6 và T5 (trước và sau cừ hạ lưu) pháp tính toán được đề xuất trong Mục 3. để đánh giá sự phù hợp, độ tin cậy của phương pháp đề xuất. Vị trí giếng quan trắc thấm xem 4.3.3. Kết quả tính toán Hình 10; kết quả ghi trong Bảng 4 và Bảng 5. Bảng 4: Kết quả tính toán và quan trắc thực tế cột nước thấm tại giếng T12, T11, T6, T5 6 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 75 - 2022
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Kết quả mô hình số - bỏ qua Kết quả hiệu chỉnh – xét đến Kịch Quan trắc thực tế ảnh hưởng của cọc (m) ảnh hưởng của cọc (m) bản T12 T11 T6 T5 T12 T11 T6 T5 T12 T11 T6 T5 TG1 1,569 0,960 0,647 0,419 1,571 1,000 0,743 0,521 1,60 1,01 0,76 0,51 TG2 1,801 1,102 0,742 0,516 1,804 1,148 0,853 0,642 1,85 1,20 0,90 0,65 TG3 2,349 1,438 0,968 0,622 2,352 1,497 1,113 0,774 2,40 1,54 1,15 0,80 TG4 3,693 2,260 1,522 1,058 3,697 2,353 1,749 1,317 Không có số liệu Bảng 5: Đánh giá sự thay đổi cột nước thấm do ảnh hưởng của cọc tại giếng T12, T11, T6, T5 Mức độ thay đổi cột nước thấm (%) tại Mức độ thay đổi cột nước thấm (%) tại Kịch ống đo áp (so sánh giữa kết quả hiệu ống đo áp (so sánh giữa số liệu quan ΔH (m) bản chỉnh và mô hình số) trắc thực tế và mô hình số) T12 T11 T6 T5 T12 T11 T6 T5 TG1 2,09 0,12 4,15 14,95 24,40 1,99 5,22 17,55 21,72 TG2 2,40 0,12 4,15 14,95 24,40 2,69 8,87 21,23 25,89 TG3 3,13 0,12 4,15 14,95 24,40 2,15 7,13 18,77 28,62 TG4 4,92 0,12 4,15 14,95 24,40 Không có số liệu so sánh Trung bình 0,12 4,15 14,95 24,40 2,28 7,07 19,18 25,41 Tương quan giữa cột nước thấm và chênh lệch cột nước thượng hạ lưu cống tại giếng quan trắc T12, 1,4 T11, T6, T5 được thể hiện trên Hình 12. Số liệu thực đo ht = 0,276∆H - 0,0516 Cột nước thấm giếng T5, m 1,2 Số liệu tính toán hiệu chỉnh R² = 0,993 4,0 1,0 Số liệu tính toán từ mô hình số Số liệu thực đo ht = 0,7515∆H - 6.10-8 Cột nước thấm giếng T12, m 3,5 Số liệu tính toán hiệu chỉnh R² = 1 0,8 ht = 0,2361∆H + 0,0404 3,0 Số liệu tính toán từ mô hình số R² = 0,8615 0,6 2,5 2,0 ht = 0,7436∆H - 8.10-8 0,4 ht = 0,1976∆H - 1.10-8 R² = 1 1,5 R² = 1 0,2 1,0 ht = 0,7763∆H - 0,0323 0,0 0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 R² = 0,9661 0,0 Chênh lệch mực nước ΔH, m 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 Chênh lệch mực nước ΔH, m 3,0 Hình 12: So sánh kết quả tính toán Số liệu thực đo ht = 0,4783∆H - 7.10-8 và quan trắc tại các giếng đo Cột nước thấm giếng T11, m 2,5 Số liệu tính toán hiệu chỉnh R² = 1 Số liệu tính toán từ mô hình số 2,0 1,5 ht = 0,5343∆H - 0,07 1,0 R² = 0,9455 ht = 0,4539∆H - 2.10-8 Sai số giá trị cột nước thấm tính theo phương 0,5 R² = 1 pháp hiệu chỉnh và số liệu quan trắc thực tế 0,0 tại giếng quan trắc T12 trung bình 2,16%, T11 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 Chênh lệch mực nước ΔH, m là 2,80%, T6 là 3,68% và T5 trung bình là 2,0 Số liệu thực đo ht = 0,3556∆H - 8.10-8 0,81% (cụ thể xem Bảng 6). Một trong những Cột nước thấm giếng T6, m 1,8 1,6 Số liệu tính toán hiệu chỉnh Số liệu tính toán từ mô hình số R² = 1 nguyên nhân dẫn đến sự sai khác này là do 1,4 1,2 ht = 0,3237∆H + 0,0727 đơn vị quản lý sử dụng thiết bị đo thủ công để 1,0 0,8 R² = 0,9419 ht = 0,2984∆H + 4.10-8 đo mực nước tại các giếng quan trắc. Xét về ý 0,6 R² = 1 0,4 nghĩa thực tế, giá trị sai số trên là không đáng 0,2 0,0 kể. 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 Chênh lệch mực nước ΔH, m Bảng 6: So sánh kết quả tính toán bằng phương pháp hiệu chỉnh và quan trắc thực tế TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 75 - 2022 7
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Sai số (%) và xem như nền đồng nhất dẫn đến kết quả tính Kịch bản toán có sự sai khác với thực tế làm việc, đôi khi T12 T11 T6 T5 không an toàn. Dựa trên kết quả thí nghiệm, một TG1 1,87 1,03 2,26 -2,16 phương pháp tính toán các đặc trưng thấm (cột TG2 2,57 4,53 5,46 1,20 nước thấm, gradient thấm) trong nền cát dưới cống qua đê vùng đồng bằng sông Hồng có gia cố TG3 2,03 2,86 3,33 3,39 cọc BTCT đúc sẵn đã được đề xuất thông qua việc TG4 Không có số liệu so sánh điều chỉnh kết quả tính toán thấm bằng các Trung bình 2,16 2,80 3,68 0,81 phương pháp thông thường bằng các hệ số. Qua kết quả áp dụng cho cống Tắc Giang, nhận thấy sự phù hợp của kết quả tính toán hiệu chỉnh với 5. KẾT LUẬN số liệu quan trắc thực tế. Vì vậy có thể khẳng định phương pháp đề xuất là hợp lý và đáng tin cậy, có Từ trước đến nay, khi tính toán thấm cho cống thể sử dụng trong công tác nghiên cứu và thiết kế. qua đê thường bỏ qua sự có mặt của hệ cọc gia cố TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đinh Xuân Trọng, Nguyễn Quốc Dũng, Phạm Ngọc Quý, Phạm Thị Hương, “Nghiên cứu ảnh hưởng của cọc bê tông gia cố nền đến các đặc trưng thấm trong nền cát dưới đáy cống qua đê bằng mô hình vật lý,” Tạp chí KHKT Thuỷ lợi và Môi trường, số 81, 12/2022. [2] HEC I, Hồ sơ thiết kế kỹ thuật – thi công cụm công trình đầu mối cống, âu thuyền Tắc Giang –Hà Nam thuộc Tiểu dự án Hệ thống thủy lợi Tắc Giang – Phủ Lý, Hà Nội, 2006. 8 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 75 - 2022

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

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

LIÊN HỆ

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

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

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