Tài liệu Sổ tay Kỹ Thuật Thuỷ Lợi -Phần 2-Tập 1 -Mục B-Chương 4 docx

307 B - Đập đất đá Chương thấm qua đập đất đá Biên soạn: GS TSKH Trịnh Trọng Hàn 4.1 Tổng quát Nội dung nghiên cứu tính toán thấm qua đập đất đá xác định yếu tố sau: - Lực tác dụng học dòng thấm lên đập; - Vị trí mặt bo hòa hay đường bo hòa; - Vị trí điểm dòng thấm mái dốc hạ lưu vào vật thoát nước; - Lưu lượng thấm; - Độ cao mao dẫn mặt tự (mặt bo hòa) dòng thấm; - Thành phần hoá đất nước thấm Thông qua kết tính toán thấm tiến hành đánh giá độ tin cậy tính kinh tế đập thiết kế, từ áp dụng biện pháp điều chỉnh bổ sung cần thiết Các phương pháp nghiên cứu tính toán thấm bao gồm phương pháp học chất lỏng, phương pháp thủy lực phương pháp thực nghiệm Đặc tính chuyển động thấm đập đất đá phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cấu tạo đập, cấu tạo địa chất bờ, địa hình khu vực xây dựng, đặc trưng chế độ thủy văn địa chất thủy văn công trình Thấm phẳng thấm không gian Đối với đập xây dựng sông đồng thường có chiều cao nhỏ, chiều dài lớn, chuyển động thấm phạm vi phần lớn chiều dài đập thấm gần phẳng, nghĩa dòng thấm gần vuông góc với trục dọc đập Trong đập cao xây dựng vùng núi, đập xây dựng sông suối hẹp chuyển động dòng thấm có tính không gian rõ rệt Bản thân lòng sông đa số trường hợp làm chức thoát nước thấm không gian Riêng đoạn mặt cắt qua khu vực lòng sông ngập nước hạ lưu, dòng thấm có phương vuông góc với trục đập (mặt cắt A-A hình 4-1 a) chuyển động thấm xem phẳng Tại hai vai đập, phạm vi bi bồi sườn dốc hai bên bờ, đường dòng thấm có dạng cong kéo dài bình diện (các mặt cắt B-B C-C, hình 4-1 a) 308 sỉ tay KTTL * PhÇn - công trình thủy lợi * Tập Trong thực tế, việc giải toán thấm không gian tuý phức tạp, thực mà thường sử dụng phương pháp đánh giá qua lời giải số toán thấm phẳng thấm vòng Tuy nhiên, để lời giải toán thấm phẳng riêng lẻ phản ảnh trình thấm chung có tính không gian, cần lấy mặt cắt tính toán theo đường dòng thấm bình diện Trên hình 4-1 giới thiệu mặt mặt cắt lựa chọn để xét theo toán phẳng áp dụng cho đập đất đồng chất cát không thấm Hình 4-1 Sơ đồ thấm không gian đập đất a) Bình độ đập đường dòng thấm đặc trưng bình diện; b) Các mặt cắt qua đường dòng đặc trưng Thông qua lời giải toán thấm phẳng theo mặt cắt đặc trưng xây dựng hình ảnh đầy đủ trình thấm công trình xem xét Những điều kiện chọn làm cho tính toán thấm thực tế tương đối, thông số tính toán hệ số thấm lấy cách tương đối, hệ số thấm Bên cạnh yếu tố ảnh hưởng liên quan đến điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình, yếu tố cấu tạo đập vật thoát nước, phận chống thấm đập nền, có tác động lớn đến chế độ thấm đập đất đá Trong đập đất với độ cao lớn có ảnh hưởng trạng thái ứng suất đập nền, dẫn đến thay đổi tính chất thấm đất Tính chất thấm không đồng đất thường gặp đập đất đá xây dựng phương pháp nổ mìn định hướng Những ví dụ dẫn chứng cho thấy toán thấm thực tế phức tạp giải xác cho trường hợp cụ thể phương pháp mô hình số phương pháp thực nghiệm mô hình tương tự, có sử dụng thiết bị thí nghiệm mô hình EGDA (tương tự điện thủy động lực học), kết hợp với mô hình thấm bình diện, thấm khe hẹp, v.v B - Đập đất đá 309 Lời giải giải tích chuyển động thấm đập đất chủ yếu thiết lập cho toán thấm phẳng thấm bình diện ứng với môi trường thấm đất đồng áp dụng cho đoạn đập lòng sông đập xây dựng vùng đồng có chiều dài lớn Lớp cách n-ớc thoát n-ớc Trong trường hợp đất đập không đồng chất cần phải sử dụng khái niệm lớp cách nước lớp thoát nước Ví dụ, đất đập đất phận đập có hệ số thấm kđ, đất có hệ số thấm kn Nếu kđ/kn > 100, xem lớp cách nước (lớp không thấm) đập (trong nhiều trường hợp sử dụng với kđ/kn = 20 25) Nếu quan hệ kđ/kn nhỏ giới hạn nêu không xem lớp cách nước hay tầng không thấm, ảnh hưởng chuyển động thấm đập có tác động lẫn lớn Giả thiết lớp cách nước trường hợp hiểu lưu lượng thấm qua nhỏ nhiều so với lưu lượng thấm qua ®Ëp, ®ã cã thĨ bá qua thÊm ë nỊn Nếu tỷ số kđ/kn < 1/100, vật liệu (cã hƯ sè thÊm kn) cã thĨ xem lµ líp thoát nước cho vật liệu có hệ số thấm kđ (tức vật liệu đập) tổn thất thấm xem nhỏ so với tổn thất thấm qua đập Khái niệm lớp thoát nước khác với khái niệm vật thoát nước đập đất, không nhầm lẫn Tính chất đẳng h-ớng dị h-ớng vật liệu Khái niệm đất đồng chất phương diện thấm đập đất thường không dẫn đến sai số đáng kể so với thực tế, số trường hợp phải ý đến không đồng vật liệu (tính chất dị hướng thấm) Nếu thân đập phận chống thấm đập (như lõi giữa, tường nghiêng đất) thi công loại vật liệu tương đối đồng chất, hệ số không đồng có giá trị nhỏ giải toán thấm với môi trường đồng Sự không đồng - dị hướng thường xảy công nghệ thi công đắp đất với lớp nằm ngang, tạo khác hệ số thấm theo phương ngang ®øng víi k x » (2 ¸ 3)k ty , đó: k x k y hệ số thấm theo phương x (ngang) t t t y (đứng) Trong trường hợp vật liệu sử dụng cho kết cấu chống thấm thân đập có cấu tạo thành phần hạt khác nhau, đổ đất thường xảy tượng phân tầng, đất hạt thô với hệ số thấm lớn, phía cỡ hạt nhỏ hệ số thấm nhỏ Với lớp đổ phân tầng tương tự Hậu phân tầng tạo dị hướng hệ số thấm phạm vi lớp với độ chênh lệch tới lần, có tới 10 lần Hiện tượng đ xảy đập Orto - Tokoiskaia sông Tsu Bằng chứng dòng thấm chảy lộ mái dốc hạ lưu cao độ ngang với mực nước thượng lưu (xem hình 4-2, đường dòng 2) Để khắc phục xói lở mái dốc hạ lưu đ sử dụng biện pháp phun ép vữa xi măng sét, tạo màng chống thấm kiểu lõi (chi tiết 4, hình 4-2), nhờ đường bo hòa thấm hạ xuống theo mong muốn (đường - 9, hình 4-2) 310 sổ tay KTTL * Phần - công trình thủy lợi * Tập Hình 4-2 Đập Orto - Tokoiskaia 1- đất thân đập vật liệu nón båi tÝch cã cì h¹t d < mm chiÕm 24,5%; 2- vị trí đường bo hòa trước phun ép vữa xi măng - sét để tạo màng chống thấm; 3- đường bo hòa sau có màng chống thấm; 4- màng chống thấm; 5- lăng trụ thoát nước thấm; 6- đất - aluvi; 7- tầng đá gốc; 8- gia cố mái dốc thượng lưu đá; 9- đường mặt đất tự nhiên Khi tính thấm, cần phân tích khả tồn vùng vật liệu có hệ số thấm dị hướng với khác biệt lớn để có biện pháp khắc phục hậu bất lợi biến dạng thấm Trên hình 4-3 giới thiệu lưới thấm đập đồng chất có hệ số thấm đẳng hướng (đồng nhất: k x = k y ) dị hướng (không đồng nhất, k x > k y ) Như thấy rõ hình t t t t 4-3 b, đất đồng chất dị hướng, tác dụng vật thoát nước nằm ngang bị giảm đáng kể Trong trường hợp phải sử dụng vật thoát nước thẳng đứng Hình 4-3 Sơ đồ lưới thÊm ®Ëp ®ång chÊt cã VTN n»m ngang a) Thấm đẳng hướng; b) Thấm dị hướng K x = 10 k y t t ảnh h-ởng trạng thái ứng suất đến hệ số thấm Một vấn đề khác cần ý ảnh hưởng ứng suất đến hệ số thấm vật liệu đập Nếu đất bị nén mạnh ứng suất trung bình s = (s x + s y + s z ) / điểm khác thân đập có khác đáng kể giá trị, có tượng thấm không đồng nhất, độ rỗng đất thay đổi phụ thuộc vào ứng suất Theo V.P Nedriga, hệ số thấm lõi đập cao siêu cao khác đến 10 lần vật liệu vùng đáy lõi so với vùng đỉnh lõi Thậm chí k x = k y , lưu lượng thấm tính chất lưới thấm phụ thuộc vào thay ®ỉi hƯ sè t t thÊm (kt) theo täa ®é 311 B - Đập đất đá Trên hình 4-4 giới thiệu sơ đồ đập đất đá, vẽ đường đồng áp lực theo chiều cao (đường 2) biểu đồ hệ số thấm theo chiều cao (chi tiết 3) Từ hình 4-4 thấy hệ số thấm không thay đổi theo chiều cao mà thay đổi theo chiều ngang Hình 4-4 Phân bố giá trị hệ số thấm thân đập 1- đường bo hòa; 2- đường đẳng áp; 3- biểu đồ hệ số thấm Thấm ổn định không ổn định Những tính toán công trình thấm tiến hành cho trường hợp thấm ổn định, cho trước đại lượng mực nước thượng hạ lưu không đổi điều kiện tác động bình thường chúng đến lưu lượng thấm đến vị trí đường bo hòa thấm Dưới góc độ đảm bảo làm việc tin cậy đập đất đá nghiên cứu thấm không ổn định có vai trò quan trọng Đáng ý trường hợp chuyển động thấm không ổn định khu vực nêm thượng lưu đập mái dốc hai bờ phía thượng lưu, mực nước hồ chứa hạ đột ngột với tốc độ lớn Hiện tượng thường xảy cần tháo nước hồ chứa để tạo dung tích phòng lũ trước thời điểm có lũ lớn theo dự báo tình cố Do vị trí đường bo hòa thân đập cao mực nước hồ hình thành chuyển động thấm ngược phía hồ chứa, tượng thấm ngược gây ổn định cho mái dốc thượng lưu làm trượt lớp gia cố bảo vệ mái dốc Hiện t-ợng mao dẫn thấm không áp Thấm qua đập đất đá thấm không áp có mặt bo hòa mặt thoáng tự do, phía mặt bo hòa hình thành vùng đất có độ ẩm giảm dần tác dụng lực mao dẫn (wm < wb, ®ã: wm - ®é Èm cđa ®Êt ë vïng mao dÉn, wb - ®é Èm cđa ®Êt ®iỊu kiƯn b∙o hßa n­íc - ®Êt n»m d­íi ®­êng bo hòa) Chiều cao mao dẫn phân bố ®é Èm cđa ®Êt ë vïng mao dÉn phơ thc vào kích thước kẽ rỗng hạt đất Theo số liệu quan trắc thực tế, với đất có cỡ h¹t d = 0,1 mm, chiỊu cao mao dÉn trung bình hm = 0,5 m; đất hạt bụi hạt sét có chiều cao mao dẫn tới 10 m áp lực vùng mao dẫn nhỏ áp lực không khí trời có phân bố ¸p lùc theo quy lt thđy tÜnh (xem h×nh 4-5 b), theo công thức: 312 sổ tay KTTL * Phần - công trình thủy lợi * Tập P = PK - gh mi (4.1) Trong đó: P PK - áp lực điểm xét áp lực kh«ng khÝ; hmi - chiỊu cao cét n­íc mao dÉn điểm xét; g - dung trọng nước Hình 4-5 Sơ đồ vùng thấm mao dẫn (a) biểu đồ ¸p lùc n­íc ®Ëp ®Êt (b) N­íc mao dÉn tham gia vào chuyển động thấm vùng bo hòa Nếu kể tới chuyển động mao dẫn cột nước thấm lấy sau: ht = h + hm.a (4.2) Trong ®ã: ht - cét n­íc thÊm cã kĨ ®Õn chun ®éng mao dÉn; h - cét n­íc thÊm kể từ đường bo hòa đến đáy đập; hm - chiỊu cao mao dÉn; a - hƯ sè kĨ ®Õn møc ®é chøa n­íc líp mao dÉn, lÊy b»ng 0,3 0,4 ảnh hưởng mao dẫn chuyển động thấm lưu lượng thấm không lớn, cần biÕt ph¹m vi mao dÉn (hm) thiÕt kÕ vËt thoát nước theo yêu cầu bảo vệ mái dốc hạ lưu không bị ướt tác dụng dòng thấm hạ lưu Tr-ờng hợp tính toán thấm Tính toán thấm đập đất đá xét với trường hợp sau: a) Mực nước thượng lưu mực nước thiết kế lớn (MNDBT), mực nước hạ lưu mực nước ứng với lưu lượng tháo lũ tính toán Đây trường hợp có áp lực thấm lớn lên công trình ứng với tổ hợp tính toán b) Mực nước thượng lưu mực nước kiểm tra (MNGC), mực nước hạ lưu mực nước ứng với lưu lượng tháo lũ kiểm tra (Qktr phụ thuộc vào cấp công trình lấy theo tần suất lũ kiểm tra) Trường hợp tiến hành theo toán thấm ổn định đập vật liệu có hệ số thấm lớn đất cát, vị trí đường bo hòa nhanh chóng ổn định sau có thay đổi mực nước thượng lưu hạ lưu Đối với đập đất sét (ít thấm) đập đá đổ có phận chống thấm đất sét, cần giải toán thấm không ổn định mực nước thượng lưu MNGC 313 B - Đập đất đá c) Mực nước thượng lưu MNDBT, mực nước hạ lưu mực nước lớn mùa kiệt Đây trường hợp tính toán để chọn kết cấu tầng lọc khu vực tiếp xúc đập với phận thoát nước thấm đập d) Mực nước thượng lưu từ MNDBT hạ xuống đến MNPL (mực nước phòng lũ) đến mực nước (theo giả định) với tốc độ hạ mực nước khác Bài toán tiến hành theo trường hợp thấm không ổn định để kiểm tra độ ổn định mái dốc thượng lưu đập bờ Ngoài ra, tuỳ theo yêu cầu tầm quan trọng công trình, tính thấm với trường hợp vật thoát nước bị hư hỏng, nhằm xác định vị trí đường bo hòa mái dốc hạ lưu, khả ổn định mái dốc ảnh hưởng biến dạng thấm ®èi víi vËt liƯu ®Ëp L­u ý r»ng, ®a số trường hợp lưu lượng thấm qua đập tương đối nhá vµ cã thĨ bá qua, nh­ng cịng cã tr­êng hợp lưu lượng thấm yếu tố định để chọn kết cấu đập phận chống thấm đập Trường hợp chia thành hai nhóm: 1) Đập cấu tạo vật liệu có độ thấm lớn đất cát, cuội sỏi, đập đá đổ xây dựng phương pháp nổ mìn định hướng phận chống thấm riêng Trường hợp cần xác định lưu lượng thấm qua đập để có biện pháp xử lý thích hợp, lưu lượng thấm lớn, gây tổn thất đáng kể đến cột nước dâng trước đập theo tổn thất lượng 2) Đập có chức riêng, ví dụ đập xây dựng để tạo kho chứa chất thải công nghiệp xỉ than, chất thải công nghiệp tuyển khoáng, v.v Các chất thải chứa độc tốc có hại cho sức khoẻ người cho động - thực vật, gây ô nhiễm môi trường, lưu lượng thấm dù nhỏ nguy hiểm không cho phép Trong trường hợp cần phân tích kỹ toán thấm, kiểm tra thấm qua thân đập vòng quanh hai đầu ®Ëp, ®Ĩ cã c¸c biƯn ph¸p chèng thÊm cịng nh­ biện pháp thoát nước thấm với độ an toàn cao Lưu lượng thấm toàn qua đập đất đá xác định theo công thức: n Q = qi i (4.3) Trong đó: qi - lưu lượng thấm đơn vị cho mặt cắt đặc trưng đoạn i, i - chiều dài đoạn thứ i; n - số đoạn tính toán Căn vào hình dạng mặt cắt ngang lòng sông bình đồ đập, tiến hành chia đập thành đoạn đặc trưng theo điều kiện thông số kích thước hình dạng thông số thấm (loại vật liệu đập nền, hệ số thấm đoạn gần nhau, có thay đổi theo quy luật đường thẳng (không có đột biến), để lấy giá trị trung bình cộng (xem ví dụ hình 4-6) 314 sỉ tay KTTL * PhÇn - công trình thủy lợi * Tập Hình 4-6 Sơ đồ chia mặt cắt dọc trục đập thành đoạn đặc trưng 4.2 Những toán thấm ổn định đặc tr-ng ®Ëp ®Êt 4.2.1 ThÊm qua ®Ëp ®Êt ®ång chất không thấm, vật thoát n-ớc Bài toán 1: Thấm qua đập đất đồng chất không thấm trường hợp đơn giản nghiên cứu thấm đập đất, gọi toán thấm số Trên sở phương pháp giải toán thấm số 1, cho phép mở rộng toán thấm cho sơ đồ phức tạp với độ xác cao a Ph-ơng pháp phân đoạn Có nhiều nghiên cứu kiến nghị cách giải toán thấm không áp đặt phương pháp thủy lực, sử dụng phổ biến phương pháp phân đoạn viện sỹ N N Pavơlôpxki đưa ra, đến đ hiệu chỉnh bổ sung Mặc dù trường hợp xét đơn giản nhất, song phân tích chuyển động thấm qua lưới thấm (hình 4-7) thấy sử dụng phương pháp thủy lực để giải toán thấm theo sơ đồ chung, nói cách khác phải chia mặt cắt đập thành phân đoạn giải toán thấm riêng cho phân đoạn Sơ đồ toán thấm qua đập đất đồng chất không thấm chia thành phân đoạn, gồm phân đoạn nêm thương lưu (I), phần đoạn (II) phân đoạn nêm hạ lưu (III) kể từ vị trí mặt bo hòa mái dốc hạ lưu, (xem hình 4-8) Hình 4-7 Sơ đồ lưới thấm qua đập đồng chất không thấm nước 315 B - Đập đất đá Hình 4-8 Sơ đồ tính thấm theo phân đoạn Thấm qua phân đoạn I: Trong thực tế, đường dòng thấm phân đoạn I đường cong có điểm xuất phát theo hướng vuông góc với mái dốc thượng lưu, mái dốc đường đẳng Khi tính thấm phân đoạn I đ giả thiết đường dòng song song nằm ngang, ví dụ với bó dòng phân tố dz chiều dài đường dòng (hình 4-8) L = m(Z + d) građian thấm theo bó dòng dz lµ: I= a a =  m(z + d) VËn tốc thấm theo đường dòng phân tố dz: v = kJ = ka m(z + d) Lưu lượng phân tố theo bã dßng dz: dq = vdz = ka dz m(z + d) Lưu lượng toàn phần qua phân đoạn I lµ: q= hay lµ: q= a + h1 ka ka ka a+h ò m(z + d) dz = m ln(z + d) a = m ln a k(H ® - d - h1 ) m ln H® H ® - h1 d + a + h1 d+a (4.4) Trong ®ã: k - hƯ sè thÊm cđa ®Êt ®Ëp; ký hiệu khác công thức (4.4) xem hình 4-8 Thấm qua phân đoạn II: Đường dòng thấm phân đoạn II có dạng biến đổi dần, tính lưu lượng thấm theo công thức Đup uy: q=k h1 - h 2 2L (4.5) 316 sổ tay KTTL * Phần - công trình thủy lợi * Tập Đường bo hòa phân đoạn II xác định theo công thức: 2q x k h = h1 x (4.6) Trong ®ã: hx x chiều cao đường bo hòa vị trí x cách gốc toạ độ lấy từ mặt phẳng 1.1 (điểm O hình 4-8) Thấm qua phân đoạn III: Đường dòng thấm phân đoạn III xem đường thẳng song song nằm ngang Thấm phân đoạn III chia thành hai phần, phía mực nước hạ lưu Đối với phần phía mực nước hạ lưu: J1 = z1 = , m1z1 m1 k , m1 v1 = kJ1 = k dz1 , m1 dq1 = v1dz1 = vµ q1 = ao ka o k dz1 = ò m1 o m1 (4.7) Đối với phần nằm MNHL: J2 = ao m1z v2 = kJ2 = ka o m1z dq = v dz = vµ q2 = ao + H ka ka o dz m1z ka o o ò m z dz = m ln o ao + H2 ao (4.8) Lưu lượng thấm toàn qua phân đoạn III: q = q1 + q = ka o ổ ao + H2 ỗ + ln ÷ m1 è ao ø (4.9) 348 sỉ tay KTTL * Phần - công trình thủy lợi * Tập Hình 4-40 Sơ đồ tính thấm lớp ®Ưm tho¸t n­íc d­íi kÕt cÊu gia cè a) Líp đệm cát chiều dày không đổi; b) Lớp đệm chiều dày thay đổi; 1- kết cấu gia cố; 2- lớp đệm thoát nước thấm; 3- tường nghiêng đất sét; 4- vật liệu thân đập; 5- đường bo hòa sau tường nghiêng 1) Thời gian hạ thấp mặt bo hòa đệm cát có chiều dày không đổi tính theo công thức sau (hình 4-40 a): a) Khi mực nước hồ hạ đột ngột t= H1 - H ù m é ỉ 2 ê(H1 - z) + m1 + ỗ H + m1 + ÷ ln ú (4.108) k t sin a ë 2ø z - H1 û è Trong ®ã: m - hệ số nhả nước đất, có giá trị xác định thực nghiệm cho trường hợp cụ thể; đất cát nhỏ cỡ hạt trung bình sơ lấy m = 0,15 0,20; với cát thô (hạt lớn) lấy m = 0,23 ¸ 0,28; kt - hƯ sè thÊm cđa líp đệm cát; a - góc nghiêng kết cấu gia cố so với mặt nằm ngang; H1 - chiều sâu nước đệm cát thời điểm đầu t = 0; H2 - chiỊu s©u n­íc hå chøa sau mùc n­íc hå rót ®ét ngét; z - tung ®é tøc thêi cđa ®­êng b∙o hßa líp ®Ưm c¸t H1 ³ z ³ H2; m1 - hƯ sè mái dốc thượng lưu kết cấu gia cố đập; a - chiều dày lớp đệm cát Góc nghiêng a xác định theo công thức: a = arctg(1/m1) (4.109) b) Khi mực nước hồ hạ từ từ bình diện t= m(H1 - z) é (H + z) + m1 + a ù ú ë û 2K t DH sin a ê (4.110) Trong ®ã: DH - ®é chªnh lƯch cho phÐp vỊ mùc n­íc líp đệm cát hồ chứa 349 B - Đập đất đá 2) Đối với lớp đệm cát có chiều dày thay đổi, thời gian hạ đường bo hòa đệm cát tính toán sau (hình 4-40 b): a) Khi mực nước hồ hạ đột ngột: tính toán tiến hành cho thời đoạn n với giả thiết điều kiện thoát nước thấm từ đệm cát không thay đổi ứng với thời đoạn tính Như thời gian hạ đường bo hòa thời đoạn là: Dt n = mb n L tn H1n - H ln Kt an z n - H2 (4.111) Các tham số lớp đệm cát tính toán Ltn, an, bn xác định theo công thức: a n z n + m1 L tn = at - an ln at an + an (4.112) an = ao + l2 (H1 - z) bn = bo + l1 (H1 - z) (4.113) (4.114) Trong ®ã: at = ao + l2 H1 ; l1 = m1 - m2 ; l = (m1 - m ) + m1 /(1 + m1 + m ) ; bo, ao - chiỊu réng vµ chiều dày lớp đệm cát thoát nước thấm phía kết cấu gia cố thời điểm tính toán ban đầu (t = 0) b) Khi cho trước độ hạ mực nước hồ chứa (trường hợp khai thác bình thường), thời gian hạ mực nước xác định theo c«ng thøc sau: m é 3ù t= (4.115) ë D(H1 - z) + N(H1 - z) - M(H1 - z) û k t DH Trong ®ã: D = b o (AC1 + 0,5) ; N = [2A(C1 l1 - Bb o ) + l1 ] M = ABl1 ; + m1 m2 A= ; m1 - m2 C - C2 B= H1 - H2 C1 = ; ln a o + l H1 ; ao C = ln a o + l H1 a o + l (H1 - H ) ü ï ;ï ï ï ï ï ï ï ï ý ï ï ï ï ï ù ù ù ù ỵ (4.116) 350 sổ tay KTTL * Phần - công trình thủy lợi * Tập Nếu tính toán tiến hành cho thời đoạn với giả thiết tham số phạm vi thời đoạn không thay đổi, tương tự với an bn tính theo công thức (4.113) (4.114), biểu thức tính toán Dtn có dạng đơn giản hơn, cụ thể là: mb n L tn × Dz n k t a n DH mb n Dt n = × Dz n k t DHq b,n Dt n = hc (4.117) (4.118) BiĨu thøc (4.118) cã thể sử dụng để tính toán biết giá trị lưu lượng quy đổi qb,n thời đoạn (theo chế độ vận hành hồ chứa) Tính toán tiến hành mô hình ECĐA với DH = Kt = 4.4 ổn định thấm đất 4.4.1 Tổng quát Trong thân công trình dâng nước, vùng có khả xảy biến dạng thấm nguy hiểm nơi dòng thấm bề mặt đất nơi tiếp xúc loại đất có tính chất khác (hình 4-41) Mặt tiếp xác nằm ngang, thẳng đứng nghiêng Hướng chuyển động dòng thấm trùng với mặt tiếp xúc vuông góc với mặt tiếp xúc Những biến dạng môi trường đất dòng thấm gây là: Xói ngầm - trình di chuyển trôi hạt đất cỡ nhỏ khỏi lớp đất tác dụng dòng thấm Nếu đất chứa muối hoà tan xảy xói ngầm hoá học Đẩy bục hay gọi đùn đất - phá huỷ lớp đất phủ bên kéo theo tượng mang khối lượng đất khỏi vị trí Hiện tượng đẩy bục thường xảy mái hạ lưu đập đất phần phía sau công trình bê tông, nơi có dòng thấm tập trung h¹ l­u Xãi tiÕp xóc däc - sù phá huỷ đất vùng tiếp giáp với vật liệu cỡ hạt lớn tác dụng dòng thấm hướng dọc theo bề mặt tiếp xúc Đùn đất tiếp xúc - tượng phá huỷ đất hạt nhỏ vùng tiếp xác trôi hạt nhỏ qua kẽ hổng đất hạt lớn tác dụng thấm hướng vuông góc với bề mặt tiếp xúc Bồi lấp hay lắng đọng - trình hạt đất cỡ nhỏ bị dòng thấm mang theo tích tụ lại kẽ hổng khối đất cỡ hạt lớn Tách lớp - tượng tách bóc hạt nhóm hạt đất sét kẽ hổng lớp lọc tác dụng dòng thấm từ phía lớp lọc qua lớp đất sét Những biến dạng thấm kể (hoặc tổ hợp biến dạng) nguy hiểm, gây phá huỷ phận riêng hay toàn công trình B - Đập đất đá 351 Hình 4-41 Sơ đồ tác động dòng thấm đến ổn định đất a) Dòng thấm đập đất; b) Dòng thấm đập bê tông; c) e) Sơ đồ tính toán dòng thấm tiếp xúc loại đất khác nhau; I - Xói tiếp xúc; II - Đùn đất tiếp xúc; III - Xói ngầm; IV - Đẩy bục; - đất cát sỏi; - tường nghiêng sân trước đất sét; -tầng lọc; 4- nêm tựa; 5- đồ thị građian thấm ra; 6- cát; 7- Hướng chuyển động dòng thấm; T - Chiều dày lớp phủ (gia tải) Để đánh giá độ ổn định thấm đất, sử dụng đặc trưng sau đây: a) Đối với đất rời - cấu tạo thành phần hạt, độ chặt hạt rs, độ chắt đất khô rK, độ ẩm w; b) Đối với đất dính - tính chất đất rời, sử dụng số đặc trưng khác giới hạn chảy Wc, giới hạn lăn (hay giới hạn dẻo) wp, độ ẩm phân tử tối đa Wm, lực dính tách bóc đất Cp Phương pháp đánh giá độ ổn định thấm đất có nhiều loại Khi đánh giá cường độ đất cát đất hạt thô dùng công trình thuỷ, tác dụng thấm, đại lượng đặc trưng quan trọng kích thước kẽ hở hạt biểu thị lỗ hình tròn ®­êng kÝnh Di0 néi tiÕp c¸c kÏ hỉng ®ã 352 sổ tay KTTL * Phần - công trình thủy lợi * Tập Kích thước kẽ hổng hạt đất biết cấu tạo thành phần hạt xác định theo c«ng thøc cđa V.X.Istomina - V.V Burencova: D0 = a n D i i (4.119) Trong ®ã: an - hƯ số phụ thuộc vào độ rỗng, tức phụ thuộc vào hệ số phân hạt k60/10 (lấy theo đồ thị hình 4-42 a); Di - đường kính hạt lấy theo đường cong thành phần hạt (hình 4-42 b) i - tỷ lệ phần trăm hay gọi mức đảm bảo hàm lượng hạt có đường kính ®ã b) P, P o % 100 a) 2520 109 K60/10 po an 80 60 D50 0,3 40 0,2 20 0,1 0,25 0,30 0,35 0,40 n 0,5 10 20 50 60 D, mm Hình 4-42 a) Đồ thị hµm n = f(K60/10)), an = f(n) vµ an = f(K60/10); b) Đồ thị xây dựng đường cong thành phần lỗ rỗng vật liệu rời ứng với n = 0,36 an = 0,155 (b) 1- thành phần đất bảo vệ; 2- đường cong thành phần lỗ rỗng tầng lọc; 3- cấu tạo thành phần hạt lớp lọc - Nếu thực tế xây dựng thuỷ lợi sử dụng loại đất cát sỏi có hệ số K60/10 > 10 đắp vào công trình có tượng phân tầng tạo thành khu vực có hạt cỡ lớn hạt cỡ nhỏ khác với cấu tạo ban đầu đất khai thác, chọn tầng lọc để bảo vệ loại đất cần lấy phần hạt nhỏ làm tiêu tính toán cấu tạo hạt, sử dụng loại đất làm tầng lọc bảo cho lớp đất bên cạnh sử dụng nhóm đất hạt lớn Đường kính tính toán hạt đất phân tầng xác định theo công thức sau (V.V.Burencova): - Đối với nhóm hạt lớn D0 = li Dx i i (4.120) - §èi víi nhãm h¹t nhá D1p = D ix / l i i Trong đó: (4.121) 353 B - Đập đất đá li - hệ số phân tầng hạt có mức đảm bảo (tỷ lệ) 50, 60 90%, lấy theo đồ thị hình 4-43 D x - kích thước hạt đất theo đường cong thành phần hạt với mức đảm bảo i tương ứng 3,0 2,6 2,2 1,8 1,4 1,0 50 100 150 200 250 K60/10 Hình 4-43 Đồ thị quan hệ hệ số phân tầng li hệ số không đồng hạt K60/10 loại đất cát - sỏi 4.4.2 ổn định thấm đất rời Đối với công trình cấu tạo đất rời xảy loại biến dạng thấm khác tuỳ thuộc vào tính chất đất, građian cột nước thấm phương chuyển động dòng thấm Dưới số khuyến nghị sử dụng phổ biến để tính toán ổn định thấm đất rời Những biến dạng thấm có khả xuất đất rời đùn đất, xói ngầm, xói tiếp xúc dọc đùn đất tiếp xúc dọc Hiện tượng đùn đất đẩy bục đất lớp gia tải bên kể đến K60/10 Ê 10 Giá trị građian cực hạn đẩy bục đất dòng thấm lên trường hợp lớp gia tải vùng dòng thấm lộ bề mặt đất xác định gần theo công thức E.A Zamarin sau: Ib = k (rs - rw )(1 - n) + 0,5n; rw Trong đó: rs rw - mật độ hạt đất nước; n - độ rỗng đất (4.122) 354 sổ tay KTTL * Phần - công trình thủy lợi * Tập Nếu građian dòng thấm đoạn a - b (cuối chân đập tràn, hình 4-41 b) J > J B cần phải xây dựng kết cấu gia tải (chi tiết 3, hình 4-41 b) Chiều dày lớp k gia tải đồng thời làm chức tầng lọc xác định theo công thức Tsugaép R.R ®©y: r T = S(J r - J b ) k rw k rgt a (4.123) Trong ®ã: S - chiều dày lớp đất bị đẩy bục; rgt - mật độ vật liệu khô lớp gia tải; ka - hệ số dự trữ an toàn, lấy 1,2 1,5 Xói ngầm: Theo viện sĩ V.X Istomina, giá trị građian thấm gây xói ngầm Jpx đất cát đất sỏi có K60/10 > 10, chứa hạt đường kính D < 1mm phạm vi 10 30% theo khối lượng, đánh giá gần phương pháp chia thành phần hạt thành hai nhóm nhóm cốt liệu với cỡ hạt D >1mm nhóm hạt độn có cỡ hạt D < 1mm (hình 4-44) Giá trị građian xói ngầm phá huỷ (tới hạn) xác định theo đồ thị hình 4-45 ứng với giá trị đ biết đường kính hoạt động hạt cốt liệu (D10,c) hạt độn (D10, đ) góc nội ma sát hạt ®én (tgj®) x IP 0,6 0,4 0,2 40 80 120 160 200 240 Tỷ lệ thành phần hạt, % T kïh hâm lûúång hẩt % H×nh 4-44 VÝ dơ phân chia đất sỏi thành nhóm cốt liệu nhóm độn 100 80 60 40 20 0,05 0,1 0,25 0,5 10 20 D, mm Hình 4-45 Đồ thị quan hệ građian xói ngầm phá hủy J x = f ộ(D10,c /(D10,d tgj® ) ù p ë û 355 B - Đập đất đá Theo dẫn II - 55 76 viện NCKHTL toàn Liên xô (cũ), cần kiểm tra khả xói ngầm đất có cấu tạo hạt bÊt kú theo c«ng thøc: D xi < D D max (4.124) Trong ®ã: D3 D5 - kÝch thước hạt đất theo đường cong thành phần hạt tương ứng mức đảm bảo - 5% (về hàm lượng); D xi - kích thước lớn hạt bị dòng thấm trôi khỏi khối max đất, xác định theo công thức: D xi = 0,77D max max (4.125) D0 - kÝch th­íc lín nhÊt kẽ hổng đất, tính theo công thức cña max M P Pavtrin: D0 = 0,455c K 60 /10 max n D17 1- n (4.126) đây: c = + 0,05K 60 /10 Đùn đất tiếp xúc: Trường hợp dòng thấm có phương chuyển động vuông góc với mặt tiếp xúc lớp đất, cần kiểm tra điều kiện hạt đất bảo vệ không bị vào kẽ hổng lớp hạt thô Theo V.X.Istomina, thiết kế tầng lọc ngược để bảo vệ đất cát công trình, cần đảm bảo yêu cầu xói tiếp xúc đất nỊn theo ®iỊu kiƯn: k60/10 < 10, (4.127) D50 £ d50 (15+ 0,34K602/10) (4.128) Trong đó: D50 d50 - đường kính trung bình hạt tương ứng tầng lọc đất cần bảo vệ Các biểu thức (4.127) (4.128) áp dụng cho trường hợp I Ê 1,5 d10 = 0,1 0,17 mm Nếu đất cần bảo vệ có K60/10 >10 xét nhóm hạt độn Đối với đập có lõi trường nghiêng, V.V.Burencova đề nghị tính lớp lọc thứ hai kiểm tra ổn định lớp lọc tiếp xúc với khối nêm tựa (bằng đá đổ cỡ hạt thô) theo biểu thức: II I II D10 £ D 50 / a n (4.129) nt l nt D10 £ D 50 / a n (4.130) Trong tr­êng hợp hệ số không đồng hạt k60/10 > 10, cần ý điều kiện phân tầng theo công thức (4.120) (4.121) 356 sổ tay KTTL * Phần - công trình thủy lợi * Tập Theo chØ dÉn II - 55 - 76 ®é ổn định thấm tiếp xúc hai lớp đất không bị xói ngầm đảm bảo với điều kiện: D0/ d3 £ 5,4 4.131) Trong ®ã: D0 - ®­êng kÝnh trung bình kẽ rỗng đất hạt lớn, n D17 1- n d3 - đường kính hạt ứng với mức đảm bảo 3% D = 0,4556 K 60 /10 (4.132) Trong tiªu chuÈn CHuP II - 16 - 76 đề nghị xác định giá trị tính toán građian cục tới hạn Jk vùng dòng thấm hạ lưu đất bị xói ngầm mô hình vật lý thực địa, đất không bị xói ngầm lấy J Ê 0,3 vật thoát nước J £ 0,6 cã VTN Tr­êng hỵp cã VTN thẳng đứng, ổn định thấm đất đập xác định theo biểu thức X.K.Abramop với đặc trưng tầng lọc sau (4.133) K60/10 Ê 5; D50 = d50 (5 10) (4.134) Trị số nhỏ lấy đổ trực tiếp vật liệu lọc vào giếng, trị số lớn lấy thi công lớp lọc giá đỡ Chiều dày lớp lọc đổ vật liệu vào giếng lấy 40 50 mm, thi công giá đỡ - lấy không nhỏ 30 mm Xói ngầm tiếp xúc dọc: Đối với đất cát đất cát sỏi có d10 = 0,1 0,57 mm K60/10 Ê 10 với J Ê 1,3, đường kính trung bình lớp lọc D50 dùng để bảo vệ đất không bị xói ngầm tiếp xúc dọc xác định theo công thức V.X.Istomina nh­ sau: D50 = d50(2,2 + 7,29 K60/10/ k60/10) (4.135) Trong đó: d50 - đường kính trung bình hạt đất cần bảo vệ ; K60/10 k60/10 - hệ số phân chia hạt tương ứng vật liệu lọc đất cần bảo vệ lấy phạm vi K60/10/k60/10 = 0,25 Građian tới hạn phá huỷ đất hạt mịn kích thước hạt bị trôi di Ê d3, xác định theo công thức thực nghiệm G.X.Pravedni: I xt = k ji (2,3 + 15 di D ) di D sin (30 + q ) (4.136) Trong ®ã: ji - hƯ sè kĨ ®Õn hình dạng độ nhám hạt; ®Êt c¸t - sái - cuéi lÊy ji = 1; đá dăm ji = 0,35 0,4; q - góc tạo phương chuyển động dòng thấm lực trọng trường đất 357 B - Đập đất đá Công thức (4.136) thích hợp số cđa Raynol lµ: Re = k t J k Do Ê 20 v (4.137) đây: n - hệ số nhít ®éng häc cđa n­íc thÊm; VËn tèc xãi tíi hạn đất hạt nhỏ tiếp xúc với đất hạt lớn xác định theo công thức: Vk = k t J xt k (4.138) Trong ®ã: kt - hƯ số thấm đất hạt lớn; Jkxt - građian tiếp xúc tới hạn, tính theo công thức (4.136) 4.4.3 ổn định thấm đất dính (đất sét) Đất dính (đất sét) có tính chất đặc thù sau: 1) Lực dính phân tử hạt xuất có biến dạng kéo; 2) Khả tăng độ ẩm trương nở thấm ướt điều kiện tải bổ sung bề mặt đất 3) Khả bị tách bóc hạt riêng rẽ Những biến dạng thấm chủ yếu thường xảy đất sét nằm tiếp xúc với đất hạt lớn xói ngầm tiếp xúc, xói tiếp xúc dọc phân tách lớp Tuỳ theo điều kiện làm việc phận chống thấm sét thân đập, thường xét hai trường hợp tính toán sau: 1) Bộ phận chống thấm xem vật thể nguyên khối, khuyết tật bị nứt có đường dòng thấm xuyên qua 2) Trong vật chống thấm có vết nứt đường thấm xuyên suốt biến dạng không thân đập, động đất gây Trường hợp tính toán thứ nhất: Khi VCT sét trạng thái nguyên khối phá huỷ đất diễn dạng hạt sét bị đẩy bục vào kẽ hổng tầng lọc Như vậy, biến dạng chủ yếu tượng đẩy bục, sử dụng để đánh giá ổn định thấm lõi hay tường nghiêng Điều kiện không xảy đẩy bục hạt sét qua kẽ hổng lớp lọc hạt rời thoả mn khi: kb J p £ J cp Trong ®ã: Jp - građian tính toán công trình; kb J cp - gra®ian cho phÐp ®èi víi ®Èy bơc (4.139) 358 sổ tay KTTL * Phần - công trình thủy lợi * Tập kb Đại lượng J cp xác định theo công thức G.V Mishurova: kb J cp = 0,1C p g w D 90 (1 + a n )k (4.140) Trong ®ã: Cp - lùc dÝnh đất bị tách bóc; gw - dung trọng nước; D90 - đường kính tính toán hạt tầng lọc; an - hệ số xác định theo đồ thị (4.42, a); k - hệ số kể đến độ không đồng đất khai thác đất đắp; ®Ëp cÊp I, lÊy k = 2,5; ®Ëp cÊp II, k = 1,5; đập cấp III IV, k = Lực dính tách bóc loại sét Cp đập cấp I II xác định thực nghiệm, đập cấp III IV lấy theo đồ thị hình 4-46 ứng với độ chặt tính toán đất khô: với rk,p = 0,94 (rk - 0,05), r r (1 - n ') rk = s w r w + rs w (4.141) (4.142) Trong đó: r s - độ chặt hạt đất; n' - hƯ sè, lÊy b»ng 0,04 ®èi víi ®Êt sét; 0,05 sét; 0,06 cát; w - độ ẩm đất theo tỷ lệ thập phân; độ ẩm tối ưu lấy w = wp - (0,02 0,03); wp - độ ẩm giới hạn lăn ộ w ự Hình 4-46 §å thÞ quan hƯ C p = f êr k , c ú G » ê wp ú ỷ 359 B - Đập đất đá p Nếu tầng lọc có K60/10 >10 công thức (4.120) sư dơng D 90 = l90 D90 thay x cho D 90 Đối với đất sét có lẫn hạt thô, theo V.X Istomina V.V Burencova, giá trị Cp công thức (4.140) lấy theo độ chặt nhóm hạt nhỏ thể khô r 'k,p = 0,94( r 'k - 0,1) Trong ®ã: rk = rk,h rs,d >1 (1 - Pd >1 ) rs,d >1 - rk,h Pd >1 (4.143) (4.144) ë c«ng thøc trên: r k,h - độ chặt hỗn hợp đất khô; r D,d>1 - độ chặt hạt thô đường kính d>1 mm; Pd>1 - hàm lượng hạt thô có d >1 mm lẫn đất sét, lấy phạm vi 0,1 0,7 Khi số liệu thực nghiệm đầm nén độ chặt đất khô xác định theo công thức dựa theo số liệu đầm nén công trường thực tế, cụ thể là: Đối với lõi đập: r k,h = r s,d>1(0,61+ 0,35Pd>1) (4.145) §èi víi t­êng nghiêng: r k,h = r s,d.>1(0,55 +0,37Pd>1) 4.145a) Đối với ¸ c¸t cã Ip = 0,03 ¸ 0,05, gra®ian cho phép không bị đẩy bục tiếp xúc xác định theo c«ng thøc G.V.Mishurova: kb J cp = 1,4(D )2 90 (4.146) Trong ®ã: D - ®­êng kính kẽ hổng tính toán tầng lọc (cm), xác định theo 90 công thức (4.119) với Di = D90 ; Hệ số 1,4 tương ứng với đơn vị 1,4 cm-2 Hiện tượng tách bóc nhóm hạt sét có Ip 0,05 không xảy građian cho phÐp b»ng: J cp £ 0,34 × -1 j (D )2 max Trong ®ã: j - hƯ số phụ thuộc vào D0 , lấy giá trị bảng 4-2 max (4.147) 360 sổ tay KTTL * Phần - công trình thủy lợi * Tập Bảng 4-2 Giá trị hệ số j D0 , cm max j D0 , cm max j 0,100 0,200 0,300 0,50 0,46 0,42 0,400 0,500 0,550 0,32 0,18 0,08 Ngoµi ra, đường kính tính toán D phải lớn kÝch th­íc lín nhÊt cđa kÏ hỉng p tÇng läc D0 đề nghị theo công thức (4.126) max Thành phần tầng lọc tính theo công thức (4.147) áp dụng cho loại đất cát, sét sét có Ip 0,05 Trường hợp tính toán thứ hai: Khi kể đến vết nứt kết cấu chống thấm đất sét điều kiện đặt hạt sét bị trôi từ vết nứt lắng đọng kẽ hổng tầng lọc Theo V.V Burencova, điều kiện thoả mn đường kính hạt tầng lọc không lớn D60: D 60 = 2d a a n l 60 (4.148) Trong đó: da - đường kính tính toán cấu tạo nhóm hạt đất sét bị xói trôi, da = b d'a (4.149) công thức trên: b - hệ số phụ thuộc vào wc (giới hạn chảy) lấy giá trị bảng 4-3; da'- đường kính nhóm hạt ®Êt, lÊy b»ng 0,028 mm ®èi víi ¸ sÐt, b»ng 0,035 mm đất sét Bảng 4-3 Giá trị hÖ sè b wc, % b wc, % b 20 25 30 35 7,5 8,3 9,2 10,0 40 45 50 10,4 10,7 10,8 Độ ổn định thấm hạt nhóm hạt đất giữ lại tầng lọc điều kiện hệ số thấm có giá trị Kt Ê 2.10-3 m/s 361 B - Đập đất đá Theo tài liệu quan trắc thực tế đập đ xây dựng cho thấy lõi bị nứt phần với kích thước d phạm vi á10 cm độ sâu nứt tới Hn = 20 m Theo G.X.Pravedni, điều kiện đất lõi bị xói lắng đọng tầng lọc thực hiện, thành phần hạt lớp lọc thiÕt kÕ theo tiªu chuÈn sau: D17 26, 5(1 - n) £ d90 n Kl60 / 10 (4.150) Trong ®ã: d90 - ®­êng kÝnh h¹t sÐt cđa lâi møc đảm bảo 90% Xói tiếp xúc dọc: Độ ổn định thÊm vỊ xãi tiÕp xóc däc cđa ®Êt sÐt tiÕp giáp với vật liệu hạt lớn kiểm tra theo c«ng thøc cđa V.V Burencova da ³ (D60 )k vµ rn da g (4.151) é D0 ù D 50 v o 060 ú £ 12f(o) tgj ê D50 + da ê (D 60 )k ú ë û (4.152) Trong đó: da công thức (4.148); ( D )k - đường kính tính toán kẽ hổng tầng lọc vùng tiếp xúc với đất sét, 60 ( D )k = 0,29 D - 0,16 60 60 (4.153) đây: D - đường kính kẽ hổng đất có cỡ hạt d = 30 mm, xác định 60 theo công thøc (4.120) víi Di = D60; HƯ sè 0,16 lÊy đơn vị mm; rw - mật độ nước g/cm3; g - gia tèc r¬i tù do, cm/s2; v0 - tốc độ dòng chảy kẽ hổng tầng lọc, cm/s, xác định theo công thức v0 = k  J (4.154) k - hƯ sè thÊm cđa tÇng lọc; f(o) - lượng dính bám đơn vị, hạt nhóm hạt sét lấy f(o) = 0,074 g/cm2; D50 - đường kính trung bình hạt tầng lọc, cm; j - góc ma sát đất sét trạng thái tổ hợp, lấy 3o 5o 362 sổ tay KTTL * Phần - công trình thủy lợi * Tập Đối với đập cấu tạo cát có Ip = 0,03 ¸ 0,05, chän vËt liƯu cho líp läc dạng bề mặt mái nghiêng građian cho phép không xói tiếp xúc xác định theo công thức G.V.Mishurova: kp I cp = 5, é(D 60 )k ë / d'' ù ả (4.155) 1,36 Trong ®ã: da''- đường kính tính toán nhóm hạt cát; với ®Êt cã wp= cã thÓ lÊy da'' = 0,07 mm; víi ®Êt cã Ip = 0,04, lÊy da'' = 0,13 mm; víi Ip = 0,05 - lÊy da'' = 0,22 mm Trong trường hợp sử dụng VTN dạng gối phẳng, lớp lọc cần phải thiết kế theo điều kiện không xảy xói bục tiếp xúc đất bảo vệ (không có tượng hạt đất bị đẩy trôi qua kẽ hổng lớp lọc) Theo G.X Pravedni, gra®ian cho phÐp ®Êt sÐt, cã Ip 0,05 mặt tiếp xúc với đất hạt lớn mặt tiếp xúc với đá nứt nẻ, xác định theo công thức: kp I cp = D0 max - 0, 75 (4.156) Trong ®ã: D0 lÊy công thức (4.126) max Đối với đá nứt nẻ, đề nghị lấy D0 chiều rộng kẽ nứt (cm) max Theo CHuP II-53-73, giai đoạn thiết kế sơ phận chống thấm đập, lấy giá trị građian trung bình cho phép dòng thấm đất thân đập theo bảng 4-4 Đối với lõi giữa, tường nghiêng sân trước đất, lấy < Icp < 10, có luận thích đáng lấy Icp = 12 Bảng 4-4 Giá trị građian trung bình cho phép dòng thấm Icp thân đập Loại đất Giá trị Icp ứng với cấp cđa ®Ëp I II III IV 1,10 0,55 1,20 0,60 1,80 1,25 0,75 1,90 1,35 0,85 Trong ®Êt ë nỊn đập Đất sét chặt Đất sét 0,90 0,45 1,00 0,50 Trong đất thân đập Đất sét chặt sét ¸ c¸t 1,50 1,05 0,55 1,65 1,15 0,65 ... mực nước hạ lưu: J1 = z1 = , m1z1 m1 k , m1 v1 = kJ1 = k dz1 , m1 dq1 = v1dz1 = vµ q1 = ao ka o k dz1 = ũ m1 o m1 (4. 7) Đối với phần n»m d­íi MNHL: J2 = ao m1z v2 = kJ2 = ka o m1z dq = v dz = vµ... + 0,4T (4. 74) 338 sæ tay KTTL * Phần - công trình thủy lợi * TËp Trong ®ã: L b = L + DL b ; DL b = sa3 + a1a2 ; s + a1 s= Kn H 1, 32 ; a1 = 2m1 + -1 ; K® T m1 a2 = m1H1 ; a3 = m1H1 + 0,4T 2m1 +... H + 0, 4T (4. 70) Trong ®ã: L b = L + DL b + DL H ; DL H = m '' DL b = sa3 + a1a2 ; s= s + a1 a1 = 2m1 a2 = H2 ; Kn ; K® H1 - H 1, 32 + - 1; T m1 m1 (H1 - H ) ; a3 = m1 (H1 - H ) + 0,4T 2m1 + Tung