Đồ Án Thủy Công Đồ Án Số 1 Tính Toán Lực Và Thấm.docx

Đồ Án Thủy Công Mã đề 52 GVHD Ths Lê Thị Huệ ĐỒ ÁN SỐ 1 TÍNH TOÁN LỰC VÀ THẤM PHẦN I – ĐỀ BÀI A TÍNH TOÁN LỰC TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH I Tài liệu Trong thành phần của cụm công trình đầu mối ở vùng núi[.]

ĐỒ ÁN SỐ 1: TÍNH TỐN LỰC VÀ THẤM PHẦN I – ĐỀ BÀI A - TÍNH TỐN LỰC TÁC DỤNG LÊN CƠNG TRÌNH I Tài liệu: Trong thành phần cụm cơng trình đầu mối vùng núi có đập ngăn sông bê tông Các tài liệu thiết kế sau: Các mực nước cao trình - Cao trình đáy đập ( chỗ thấp ): +100 - MNDBT hồ: Xem bảng A - Cao trình bùn cát ( CTBC ) lắng đọng: +108 - Mực nước hạ lưu: +105 Tài liệu mặt cắt đập ( xem hình A ) - Cao trình đỉnh đập = MNDBT + 5m - Đỉnh phần mặt cắt ( hình tam giác ) ngang MNDBT - Bề rộng đỉnh: b = ( m ); đáy B = 0,8 Hd với Hd chiều cao mặt cắt - Phần hình chiếu mái thượng lưu mặt bằng: nB ; n = 0,2( xem hình vẽ ) - Đập có chống thấm sát mép thượng lưu - Hệ số cột nước lại sau chống thấm α = 0,5 - Vật liệu thân đập có dung trọng γ b = 2,4 T/ m3 b 5m MNDBT  Hd CTBC = 108 MNHL = 105 100 (1-n)B nB Mµn chèng thÊm Hình A : Sơ đồ mặt cắt đập Bảng A – Số liệu tập phần lực Đề số MNDBT ( m ) V ( m/s ) D ( km ) 149 24 6,0 3.Các tài liệu khác - Tốc độ gió tính tốn: V ; Chiều dài truyền sóng: D ( ứng với MNDBT ); xem bảng A - Thời gian gió thổi liên tục: - Vùng xây dựng có động đất cấp 8; ( K = 20 ) nb 0, 45 ; bh 100 γ m k - Các tiêu bùn cát lắng đọng: = 1,0 T/ ; ; II Các u cầu tính tốn Xác định yếu tố sóng bình qn  Sóng có mức bảo đảm : P = 1% ( h , λ , τ , h s1 % )  Độ dềnh cao sóng η s Vẽ giản đồ áp lực sóng lên mặt đập thượng lưu Tính trị số áp lực tác dụng sóng nằm ngang ( pmax ) mơ men vói đáy đập ( M max ) – Tính cho mét dài đập Xác định ( trị số, phương, chiều, điểm đặt ) vẽ tất lực tác dụng lên mét dài đập ( trường hợp MNDBT, có động đất ) B TÍNH THẤM DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH I Tài liệu: Các cống B C có sơ đồ kích thước hình B, hình C bảng B Nền cống đát cát pha ( đồng đẳng hướng ) có tiêu sau: γ k = 1,55 T/ m 6 ; n = 0,35; K = 2.10  m / s  ; ϕk = 20 ; C = ;  d 60 15 d10 ; d 50 = 0,15 m II u cầu tính tốn Dùng phương pháp tính thấm học ( tỷ lệ đường thẳng, hệ số sức kháng đồ giải ) để xác định lưu lượng thấm q , vẽ biểu đồ tính tổng áp lực đẩy ngược lên đáy cống, tính gradien thấm bình qn gradient thấm cục cửa So sánh kết giải phương pháp nêu cho nhận xét Kiểm tra khả ổn định thấm nêu biện pháp xử lý (nếu cần) a- Nếu kết cấu đường viền thấm không đổi hệ số thấm K thay đổi kết tính tốn thay đổi nào? b- Nếu kết cấu đường viền thấm không đổi chênh lệch cột nước H thay đổi kết tính tốn thay đổi nào? Nếu cống xây dựng vùng triều (làm việc chiều) chênh lệch cột nước đổi chiều ( giả sử trị số tuyệt đối H không đổi ) kết tính tốn cịn sử dụng được, sao? Các kết cấu đường viền thấm có cần thay đổi khơng, sao? Z1 Z2 A 0,00 0,5 m 1m B F H G C E S1 T D L1 S = 3,0 m L2 Hình B: Sơ đồ cắt dọc cống B Bảng B – Số liệu tập phần thấm Đề số Sơ đồ L1( m ) L2 ( m ) S1 ( m ) Z1( m ) Z2 ( m ) T(m) 52 B 16,0 8,0 6,0 9,0 3,0 16,5 PHẦN – BÀI LÀM A- TÍNH TỐN LỰC TÁC DỤNG LÊN CƠNG TRÌNH I Xác định yếu tố sóng Có nhiều cơng thức khác để xác định đặc trưng song Ở trình bày cách tính theo quy phạm hành QPTL C1-78, theo xác định yếu tố sóng trung bình ( h , λ , τ ) sóng có mức đảm bảo P% (theo đề ra, P =1%) Các yếu tố sóng trung bình Cần phân biệt hai trường hợp: Sóng nước sâu ( H1   ) sóng nước nơng ( ) Vì ban đầu chưa biết  nên giả thiết sóng nước sâu để tính Trường hợp sóng nước sâu: Sử dụng đồ thị hình P2-1 ( phụ lục ) - gt Tính giá trị khơng thứ ngun V Trong đó: gD V2 g = 9,81 gia tốc trọng trường ( m/ s ) t = = 21600 giây thời gian gió thổi liên tục ( giây ) V = 24 ( m/s ) vận tốc gió tính tốn ( m/s ) D = 6,0 ( km ) = 6000 ( m ) chiều dài truyền sóng Thay giá trị vào ta được:   gt 9,81.21600  8829 V 24 Tra đồ thị P2-1 ta được: (1)  gh g = 0,076 = 3,8 V2 v ; H1     gD 9,81.6000  102,19 V2 242 Tra đồ thị P2-1 ta được:  g gh 1,65  0, 019 v V2 ; (2) So sánh kết ( ) ( ) ta chọn kết nhỏ ( ) ứng với  gD 102,19 V2 ; gh = 0,019 V2 ;  g 1, 65 v − Từ giá trị ta xác định chiều cao sóng trung bình h chu kỳ sóng trung bình − τ − - Chiều cao sóng trung bình h là:   g h V2 242 h =   0, 019 1,12  m  V g 9,81   − - Chu kỳ sóng trung bình τ    g  V 24   1, 65 4, 04  s   V  g 9,81    - Bước sóng trung bình xác định theo cơng thức g 9,81.4,042   25, 48 ( m) 2 2. λ - Từ kiểm tra điều kiện sóng nước sâu giả thiết ban đầu H1 > Ta có mực nước dâng trước hồ : H1 H d MNDBT  Đáy 149  100 49  m  Ta thấy H1 49  m    20,  10  m  2 Vậy thỏa mãn điều kiện sóng nước sâu ( giả thiết ) Vậy sóng tác dụng lên cơng trình sóng nước sâu với thơng số sau: + Bước sóng là: λ = 25,48 ( m ) + Chu kì sóng là: τ = 4,04 ( s ) Chiều cao sóng mức bảo đảm i%: Xác định theo công thức: hi % ki % h ( 1-2 ) Trong ki % tra theo đồ thị hình P2-2 ( phụ lục ) Với i = 1% ta có cơng thức xác định chiều cao sóng là: h1% = k 1% .h h chiều cao sóng trung bình ( h = 1,12 m ) Trong đó: gD k 1% Tra theo đồ thị hình P2-2 với p = 1% V 102,19  k1% 2,1  h1% 2,1.1,12 2,35 (m) Độ dềnh cao sóng Xác định theo cơng thức: Trong : Để tra giá trị  s k h1% s h1% - chiều cao sóng ứng với mức bảo đảm 1% k ηs tra đồ thị hình P2-4 k ηs  ta tính giá trị H1 h1% h /λ  ( 1-3 )  25, 48  0, 52 H1 49 Ta có Tra P2-4a ta được:  ks 1, 21 ; h1% 2, 35  0, 09  25, 48 thay vào công thức (1-3) ta được: η s = 1,21.2,35=2,84(m) Ta có bảng kết H1 ( m ) 49 h1% ( m ) h (m) 2,35 1,12 ηs (m) 2,84 λ (m) τ (m) 25,48 4,04 b nB/2 5m hs  W1 H H1 W2 WS W6 Wd O M max Ws H1 h3 W8 G  W7 m'h2/3 Fd 100 (1-n)B nB W5 B/2 Wth B/3 Hình 1-1 : Sơ đồ lực tác dụng lên đập W3 W4  h2