Giáo trình thủy công Tập 1 - Chương 4 pot

Chơng 4 đập đất ò1 Khái niệm chung - Đặc điểm làm việc - Phân loại đập đất I. Khái niệm chung - Đập đất là loại đập đợc xây dựng bằng các loại đất. Nó là loại đập không tràn, đợc xây dựng để dâng nớc và giữ nớc ở các hồ chứa hoặc xây dựng nhằm mục đích chỉnh trị sông. - Đập đất có cấu tạo đơn giản, vững chắc, có khả năng thi công cơ giới cao và rẽ tiền nên đợc xây dựng rộng rải trong thực tế. - Ai cập, Trung Quốc là những nớc có truyền thống lâu đời và có nhiều kinh nghiệm trong việc thiết kế xây dựng đập đất. Ngày nay, cùng với sự phát triển của nhiều ngành khoa học nh cơ học đất, lý thuyết thấm, địa chất công trình và công nghệ thi công việc thiết kế và xây dựng đập đất ngày càng hoàn thiện và phát triển. Tỷ lệ đập đất đợc xây dựng từ 1960 đến nay (H>75m) chiếm trên 70%. - Đập đất thi công bằng phơng pháp đầm nén cao nhất hiện nay là đập Orơvin ở Mỹ: cao 225m - Đập đất Bồi cao nhất là đập Mighêtrauvơ ở Liên xô cũ : cao 80m - ở Việt nam đập đất là loại công trình dâng nớc phổ biến khi xây dựng các hồ chứa. (>70%). H ình 14.1 : Hồ chứa nớc AYUNHạ-tỉnh Gia Lai 46 II. Điều kiện làm việc của đập đất Do 2 đặc điểm cơ bản của đập đất là dâng nớc và làm bằng vật liệu địa phơng (các loại đất) nêu điều kiện làm việc của đập đất gồm những điểm chủ yếu sau đây: 1. Phía thợng lu đập luôn luôn ngập trong nớc, tính chất cơ lý của đất bị giảm yếu, vì vậy kích thớc mặt cắt đập phải bảo đảm ổn định mái dốc trong mọi trờng hợp (khi mực nớc hồ thay đổi). 2. Đập đất dâng nớc tạo hồ chứa, khi có tác dụng của gió thì sẽ gây ra sóng xô va lên mái đập làm xói lỡ mái cần có biện pháp gia cố chắc chắn để chống tác hại của sóng. 3. Khi có ma một phần nớc thấm vào thân đập làm dâng cao đờng bảo hoà do đó giảm ổn định của đập. Phần còn lại chảy trên mặt đập gây xói lỡ bào mòn mái đập vì vậy cần có biện pháp thoát nớc mặt để hạn chế sự xói lỡ mái dốc. Ngoài ra sự thay đổi nhiệt độ môi trờng cũng có thể gây nứt nẽ thân đập hoặc các bộ phận trên mái đập do đó cần có biện pháp kết cấu thích hợp và bảo hộ mái khỏi nứt nẽ. 4. Do dâng cao mực nớc trớc đập, sẽ hình thành dòng thấm qua thân đập, nền đập và thấm vòng quanh bờ từ thợng lu về hạ lu, nó gây ra : - Dòng thấm sẽ gây mất nớc trong hồ. - Phần đất dới đờng bảo hoà vừa chịu tác dụng của lực đẩy nổi, lực thấm thuỷ động, đồng thời , c cũng bị giảm nhỏ làm cho đập có thể mất ổn định (trợt mái). - Dòng thấm còn có thể gây xói ngầm trong thân đập, xói ngầm tiếp xúc ở mặt tiếp xúc giữa đập đất với các bộ phận bê tông, gỗ hoặc xói ngầm ở chỗ dòng thấm đi ra hạ lu. Cho nên cần có biện pháp chống thấm và thoát nớc tốt. - Khi mực nớc trong hồ hạ thấp đột ngột hình thành dòng thấm ngợc về thợng lu có thể gây trợt mái thợng lu. Chính những lý do đó, vấn đề thấm trong đập đất có ý nghĩa quyết định đối với việc lựa chọn kích thớc, cấu tạo của mặt cắt đập. 5. Đập đất không cho phép nớc tràn qua, vì vậy để an toàn cho hệ thống, cần phải xây dựng đập tràn bằng bê tông để tháo lũ trong mùa ma. 6. Thân và nền đập bị biến dạng dới tác dụng của tải trọng bản thân. Nó làm giảm chiều cao đập, nứt nẻ gây nguy hiểm cho đập. III.Phân loại đập đất Tuỳ theo kết cấu mặt cắt, phơng pháp thi công, quy mô công trình có thể phân loại đập đất nh sau: 1. Theo kết cấu mặt cắt ngang đập Để bảo đảm yêu cầu chống thấm trong thân đập và nền đập, kết cấu mặt cắt ngang đập đất thờng có mấy loại sau đây: a.Đập đồng chất : Là đập chỉ xây dựng bằng một loại đất, đây là loại đập phổ biến nhất trong thực tế.Thờng dùng với nền không thấm hoặc ít thấm (hình 4.2a). 47 b.Đập hổn hợp : Là đập đợc xây dựng bằng nhiều loại đất có tính cơ lý khác nhau. Trong đập này đất có tính chống thấm tốt đợc đặt ở phía thợng lu hoặc ở giữa thân đập. Ngoài ra còn có loại đập hổn hợp đất đá (hình 4.2d). c.Đập có tờng nghiêng : Là đập có vật chống thấm loại dẻo (nh sét, á sét ), hoặc cứng (nh bê tông, bê tông cốt thép, gỗ, kim loại) đặt ở mái thợng lu. Thờng dùng khi có yêu cầu chống thấm cao đối với thân đập (hình 4.2e,g). d.Đập có lõi giữa : Là đập có vật chống thấm loại cứng hay loại dẻo đặt giữa thân đập (hình 4.2h,i). Khi nền là nền thấm nớc để chống thấm cho nền ngời ta thờng dùng hình thức tờng nghiêng hay lõi giữa cắm sâu xuống tầng không thấm. Trên thực tế có những loại sau: e.Đập đồng chất chân răng : Là đập đồng chất có chân răng cắm vào nền. Thờng dùng khi K đ <<K nền và tầng không thấm nằm không sâu lắm (hình 4.j ). f.Đập có lõi giữa tờng răng : Kéo dài lõi giữa xuống tận tầng không thấm. Dùng khi tầng thấm không lớn (hình 4.2k). g. Đập có tờng nghiêng chân răng : Kéo dài tờng nghiêng xuông tận tầng không thấm. Dùng khi tầng thấm không lớn (hình 4.2l). h.Đập có bản cọc : Dùng bản cọc đóng sâu xuống nền để chống thấm. Dùng khi nền là nền đất (hình 4.2m,n). i.Đập có tờng nghiêng sâu trớc : Kéo dài tờng nghiêng về phía thợng lu. Thờng dùng khi tầng không thấm nằm sâu. Tránh đợc khối lợng đào lớn nếu dùng hình thức chân răng (hình 4.2.o). j.Đập có màng phun xi măng : Dùng màng phun xi măng để chống thấm cho nền trong trờng hợp đập xây trên nền đá nứt nẻ (hình 4.2p,q). H ình 4.2 : Các loại đập đất 48 2. Theo phơng pháp thi công: có thể chia làm 5 loại - Đập đất đầm nén: Đắp đất từng lớp và đầm nén bằng xe máy hoặc thủ công - Đập đất bồi: Dùng phơng pháp cơ giới hoá thuỷ lực, hút đất ở dạng sệt bồi dần vào thân đập cho lắng đọng lại và tự tạo nên độ chặt. - Đập đất nửa bồi: 2 phần thợng và hạ lu xây dựng theo kiểu đầm nén còn phần giữa thi công bằng phơng pháp đất bồi. - Đập đất đổ trong nớc: Dùng xe máy đổ đất ngay trong các ô chứa nớc của mặt bằng đập. Đất tự chìm lắng và tạo nên độ chặt - Đập đất đắp bằng phơng pháp nổ mìn định hớng: Dùng mìn định hớng đa những khối đất hai bờ đến vị trí đắp đập mà không cần vận chuyển. 3.Phân loại theo chiều cao Theo chiều cao, đập đất đợc chia làm bốn loại (QPVN 11-77) - Đập rất cao : khi cột nớc lớn nhất trên 100m - Đập cao : khi chiều cao cột nớc lớn nhất từ 50 đến 100m - Đập cao vừa : khi chiều cao cột nớc lớn nhất từ 20 đến dới 50m - Đập thấp : khi chiều cao cột nớc lớn nhất dới 20m 4.Phân cấp đập đất Theo đặc tính kỹ thuật, cấp thiết kế của đập đất đợc chia làm năm cấp (TCXD VN 285 : 2002). I. Bảng 4.1 : Phân cấp công trình Cấp thiết kế Loại đất nền I II III IV V A >100 >70ữ100 >25ữ70 >10ữ25 10 B >75 >35ữ75 >15ữ35 >8ữ15 8 C >50 >25ữ50 >15ữ25 >8ữ15 8 Nhóm A : nền đá Nhóm B : Nền là đất cát, đất hòn thô, đất sét ở trạng thái cứng và nữa cứng Nhóm C : Nền là đất sét bảo hoà nớc IV.Ưu nhợc điểm của đập đất - Đập đất đợc ứng dụng phổ biến trong xây dựng công trình thuỷ lợi vì nó có nhiều u điểm. 1. Đập đất có thể xây dựng trong bất cứ điều kiện địa hình, yêu cầu nền đối với đập đất không cao. 2. Tận dụng đợc tất cả các loại đất ở vùng xây dựng để đắp đập, vì vậy giảm đợc chi phí vật liệu. 3. Giá thành đập đất rẻ và khi thi công ít đòi hởi công nhân lành nghề. 4. Có thể xây đập đất với chiều cao bất kỳ. 5. Vật liệu xây dựng đập không bị thay đổi tính chất theo thời gian, ngợc lại ngày càng vững chắc thêm do độ chặt tăng theo thời gian . 49 6. Quản lý và khai thác đập đất đơn giản. 7. Có thể phát triển thêm chiều cao đập mà không cần tháo cạn hồ chứa. - Bên cạnh đó đập đất có một số nhợc điểm sau: 1. Đập đất không cho phép nớc tràn qua nên không thể tháo lũ qua thân đập. Vì vậy phải xây dựng công trình tháo lũ riêng biệt bằng bê tông kể cả trong thời gian thi công và thời gian khai thác. 2. ở những vùng ma nhiều việc thi công đập đất đầm nén gặp nhiều khó khăn vì khó khống chế đợc độ ẩm tốt nhất. ò2. Hình dạng kích thớc, cấu tạo đập đất - Nguyên tắc và các bớc thiết kế I.Các bộ phận của đập đất Các bộ phận của đập đất (hình 4.3) gồm có 1. Thân đập: Là bộ phận chủ yếu bảo đảm sự ổn định của đập. 2. Thiết bị chống thấm: Làm bằng vật liệu ít thấm có tác dụng giảm q, v, J của dòng thấm qua thân và nền đập. 3. Thiết bị thoát nớc: Thờng làm bằng vật liệu không dính nh cát, sỏi, đá. Có tác dụng tập trung dòng thấm dẫn về hạ lu, chống xói ngầm, hạ thấp đờng bảo hoà, tăng ổn định cho đập. 4. Thiết bị bảo vệ mái đập: Có tác dụng chống sóng, phòng ngừa nứt nẻ do thay đổi nhiệt độ hay xói mòn do ma gây ra. II.Nguyên tắc chung khi thiết kế hình dạng mặt cắt đập đất Các nguyên tắc chung khi thiết kế đập đất 1. Thân đập và nền đập phải ổn định trong mọi trờng hợp làm việc (thi công cũng nh khai thác) 2. Thấm qua thân đập và nền đập là nhỏ nhất và phải <[q], có biện pháp xử lý thích hợp để tránh xói ngầm trong thân và nền đập dới tác dụng của dòng thấm. 3. Mái dốc phải đợc gia cố chắc chắn để đảo bảo không h hỏng dới tác dụng của sóng, dòng chảy dọc mái đập, ma rào và sự thay đổi nhiệt độ cũng nh do động vật đào hang. 4. Đỉnh đập phải đủ độ vợt cao để nớc không đợc tràn qua trong mọi trờng hợp. Bề rộng mặt đập phải kết hợp đợc vói yêu cầu giao thông nếu có. Đồng thời phải xây dựng công trình tràn tháo lũ để đảm bảo an toàn cho hệ thống công trình đầu mối. 5. Việc lựa chọn loại đập, cấu tạo các bộ phận, thời gian và phơng pháp thi công phải dựa vào tình hình cụ thể ở nơi xây dựng và thoả mản đợc các yêu cầu về quản lý, thi công và khai thác. 6. Giá thành xây dựng và chi phí khai thác là ít nhất 50 Dm loỹc daỡy 20 cm aù laùt khan daỡy 30 cm A MNC 48.5 49.0 MNDBT 61.00 m = 3 . 5 Caùt loỹc daỡy 50 cm m = 2 . 0 Caùt loỹc daỡy 20 cm 57.0 ỏỳt cỏỳp phọỳi daỡy 50 cm ốnh õỏỷp 65.20 Vaới loỹc TS70 Họựn hồỹp caùt soới loỹc Caùt loỹc daỡy 50 cm Maỡng chọỳng thỏỳm Tỏỳm bó tọng M150 =1.75T/m3 =16 C=0.18kg/cm2 K=1*10 cm /s m = 0 . 6 k =1.80T/m3 =18 C=0.12kg/cm2 K=1*10 cm /s 4 0 C k MNDGC 63.3 m = 3 m = 0 . 6 5 0 C m = 2 . 5 B 40% õaù 4x6cm vaỡ 60% õaù 2x4cm Caùt loỹc daỡy 50 cm aù họỹc tióu nổồùc Dm loỹc daỡy 50 cm m = 1 . 5 m = 2 ọỳng õaù tióu nổồùc m = 3 44.0 55.00 44.0 Nền đá phong hoá nhẹ Đỉnh đập Mái hạ luu Cơ đập vật thoát nuớc Mái thuợng luu b) a) H ình 4.3: Sơ đồ cấu tạo mặt cắt đập đất (a) Mặt cắt ngang mặt cắt đập đất nhánh trái Hồ chứa nớc Núi Ngang Tỉnh Quảng Ngãi (b) 51 Các bớc thiết kế : Dựa vào tài liệu thu thập đợc qua điều tra khảo sát và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, công tác thiết kế đập đất đợc tiến hành theo các bớc : 1. So sánh chọn loại đập 2. Xác định hình thức, các kích thớc chủ yếu của mặt cắt đập 3. Tính thấm, tính ổn định và tính lún. 4. Chọn cấu tạo chi tiết các bộ phận : kết cấu mặt đập, bộ phận chông thấm và tiêu nớc, bảo vệ mái thợng hạ lu đập 5. Tính khối lợng, nhân lực, vật liệu, giá thành và thời gian thi công. Dựa vào nguyên tắc đó sau đây ta trình bày cách thiết kế một số bộ phận cơ bản của mặt cắt đập đất. III.Thiết kế đỉnh đập 1. Chiều rộng mặt đập Chiều rộng mặt đập phụ thuộc vào yêu cầu về ổn định, giao thông, thi công, quản lý (đập càng cao B càng lớn). - Nếu có yêu cầu giao thông : B xác định theo quy phạm thiết kế đờng. - Nếu không có yêu cầu giao thông: B min = 3m đối với đập thấp. B min = 5m đối với đập cao vừa trở lên. Ta cũng có thể tra B min theo đồ thị đợc xây dựng từ các đập trong thực tế hoặc tính theo công thức: B min = 0,1H (với H là chiều cao đập). Chiều rộng đỉnh đập tại chỗ nối tiếp giữa đập với công trình khác hoặc với bờ phải phù hợp với yêu cầu thiết kế. 2. Cấu tạo của mặt đập - Nếu mặt đập không sử dụng làm đờng giao thông thì có thể gia cố bằng bê tông, nhựa đờng, đá hộc, hay đá sỏi hiện có ở vùng xây dựngnhằm phục vụ cho quản lý khai thác và mỹ quan công trình. - Nếu mặt đập nằm trên tuyến đờng giao thông thì kết cấu mặt đập phụ thuộc vào cấp đờng. - Để thoát nớc ma đợc tốt mặt đờng cần làm dốc về hai bên với i=1,5 ữ 5%. Nếu đập có tờng chắn sóng có thể làm độ dốc một phía về hạ lu. - Dới lớp gia cố bằng bê tông, đá hộc phải có lớp đệm bằng cát sỏi theo nguyên tắc tầng lọc ngợc để tập trung nớc thấm thoát ra rảnh tập trung tâm trên mái hạ lu. Các ống thoát nớc đặt cách nhau 4 5m theo chiều dài đập. - Hai bên đập phải có lan can bằng trụ bê tông hay thép, gỗ để tránh xảy ra tai nạn giao thông. Raợnh thoaùt nổồùc Lan can b) Caùt 10-25cm a) i = 1 . 5 - 5 % Cuọỹi soới 10-25cm aù laùt ọỳng thoaùt nổồùc phóứu thoaùt nổồùctheo nguyón từc tỏửng loỹc ngổồỹc Tổồỡng chừn soùng H ình 4.3 : Kết cấu mặt đập 52 3.Cao trình đỉnh đập và tờng chắn sóng a.Cao trình đỉnh đập H ình 4.4 : kiến trúc đỉnh đập, tờng chắn sóng đập đất Hồ chứa nớc Vạn Hội Bình Định Đập đất không cho phép nớc tràn qua nên đỉnh đập phải nằm trên mức nớc hồ một độ cao nhất định, gọi là độ vợt cao d. Độ vợt cao d đợc tính theo công thức: d = h sl + h + S + a (1) Trong đó : h sl Chiều cao sóng leo trên mái dốc (đã tính trong chơng II) h Độ dềnh của mực nớc trong hồ do gió gây nên h = 2.10 -6 . V 10 2 .D g.H .cos V 10 : Lu tốc gió tính toán tại vị trí cao hơn mực nớc hồ 10m D : Chiều dài đà gió (m) g : Gia tốc trọng trờng (m/s 2 ) H : Chiều sâu nớc trong hồ (m) a Độ cao an toàn phụ thuộc vào cấp công trình và trờng hợp tính toán (bảng 4.2) S : Chiều cao dự phòng lún theo thời gian. Bảng 4.2 : Độ cao an toàn a Chiều cao an toàn (m) đối với cấp đập Trờng hợp tính toán I II III IV-V -Mức nớc bình thờng -Mức nớc gia cờng 1.0 0.7 0.7 0.5 0.5 0.4 0.4 0.3 Độ vợt cao d phải đợc tính trong 2 trờng hợp + Trờng hợp mực nớc trong hồ là MNGC (khi xã lợng lũ lớn nhất), tính độ cao sóng leo và độ dềnh mực nớc ứng với tốc độ gió bình quân lớn nhất nhiều năm không kể hớng. 53 + Trờng hợp mực nớc trong hồ là mực nớc dâng bình thờng, tính độ cao sóng leo và độ dềnh mực nớc ứng với tốc độ gió lấy tần suất thiết kế ứng với cấp công trình (lấy theo bảng 4.3). Bảng 4.3 Cấp công trình I II III IV V Tần suất gió tính toán (%) 2 4 10 Với hai trờng hợp tính ra đợc d 1 và d 2 tơng ứng với hai cao trình đỉnh đập : 1 = MNGC + d 1 2 = MNBT + d 2 tk = Max( 1 , 2 ) (2) Chú ý: - Nếu d tính toán đợc > 0,5m thì lấy d tính toán để xác định cao trình đỉnh - Nếu d tính toán đợc 0,5m thì lấy d =0,5m để xác định cao trình đỉnh b.Tờng chắn sóng Để giảm cao trình đỉnh đập và khối lợng đất đắp đập ngời ta có thể xây dựng tờng chắn sóng ở phía thợng lu (hình 4.5). + Cao trình của đỉnh tờng vẫn đợc xác định theo (2) và tính đến cao trình đỉnh tờng chắn sóng. + Khi có tờng chắn sóng cao trình đỉnh đập phải lớn hơn MNGC tối thiểu 0,3m . + Kết cấu tờng chắn sóng thờng đợc xây dựng bằng bê tông, bê tông cốt thép, đá xây v.v Với tờng chắn sóng không cao lắm (0,2ữ0.8m) thì tờng có thể là kết cấu riêng biệt chôn sâu vào đập (hình 4.6a). Đối với tờng cao nên thiết kế tờng liên kết với kết cấu gia cố mái thợng lu và mặt đập để tăng ổn định cho tờng. a) b) c) H ình 4.6: Tờng chắn sóng. a) kiểu chôn; b) đá xây; c) bêtông cốt thép dạng cong H ình 4.5 :Sơ đồ mặt cắt có tờng chắn sóng + Nếu xây bằng bê tông cốt thép nên dùng tờng dạng hình cong để hắt ngợc sóng vào hồ - bảo đảm sự khô ráo của mặt đập (hình 4.6c). Chú ý: Khi xây tờng chắn sóng thì giảm đợc khối lợng đất đắp đập nhng lại phải tăng chi phí vật liệu và nhân công xây dựng tờng. Việc quyết định phơng án xây dựng tờng hay không phải thông qua tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật hai phơng án. 54 IV Mái dốc và cơ đập 1. Mái dốc đập - Việc lựa chọn mái dốc đập phải căn cứ vào chiều cao đập, loại đập, tính chất cơ lý của đất đắp đập và các điều kiện thi công khai thác. - Nếu H<40m thì có thể tính m theo công thức kinh nghiệm sau đây: m thợng lu = 0,05H + 2,0 m hạ lu = 0,05H + 1,5 Trong đó H là chiều cao đập - Cũng có thể chọn m theo kinh nghiệm các đập tơng tự đã xây dựng. (đồ thị và bảng tra). - Trị số mái dốc đợc chọn nh vừa nói chỉ là sơ bộ, việc quyết định m cuối cùng phải thông qua tính toán yêu cầu kỹ thuật và tính toán kinh tế. - Mái đập có thể thay đổi theo chiều cao để giảm khối lợng đất đắp, giảm giá thành xây dựng đập và tăng ổn định cho đập. Nếu thay đổi thì trong khoảng chiều cao 10 ữ 15m thay đổi một lần. Trị số độ dốc mái không nên quá lớn, thờng khoảng m = 0.25ữ0.50. Tại chỗ mái thay đổi có thể có cơ hoặc không có cơ đập. Với đập có H<10- 15m thì không cần thay đổi mái dốc (hình 4.7). - Nói chung mái thợng lu thờng xoải hơn mái hạ lu, chủ yếu vì nó thờng xuyên bão hào nớc và chịu tác dụng thờng xuyên của sóng, gió, mực nớc rút nhanh. 2.Cơ đập 10 -15m H ình 4.7 :Đập đất có mái dốc thay đổi không có cơ - Với đập cao và trung bình ngời ta thờng xây dựng cơ đập (hình 4.8) - Mục đích xây dựng: + Tăng ổn định của mái đập + Thu và thoát nớc ma trên mái dốc. + Phục vụ đi lại kiểm tra trong thời gian khai thác và thi công - Kích thớc cấu tạo của cơ phụ thuộc vào mục đích phục vụ: + Nếu không có yêu cầu giao thông và thi công chiều rộng cơ = 1,5 ữ 2m + Nếu cơ dùng để thi công lớp gia cố mái thì bề rộng cơ phải đủ để đặt cần trục. 10 -15m i = 2 ữ 4 % cồ õỏỷpcồ õỏỷp raợnh thoaùt nổồùc doỹc H ình 4.8 :Bố trí cơ đập và rãnh thoát nớc trên cơ 55 [...]... q1 và dới đờng bảo hoà q2 + Xác định q1 Xét bó dòng phân tố dl dq1 = kt.J1.dl z = l.sin + .cos z - .cotg sin dz dl = sin l= z dz dq1 = kt sin H1-h1 kt z dz 2 2 q1 = kt sin = 2sin [(H1 - h1) - z0 ] zo + Xác định q2 Vì chênh cột nớc trớc và sau tờng trên đoạn này bằng H1-h1 không đổi nên : H -h J2 = 1 1 H - h dz dq2 = kt 1 1 sin H1 H - h dz q2 = kt 1 1 sin H1-h1 (H - h )h q2 = kt 1 1 1. .. cách a - Tính chiều dài VTN lăng trụ : + Ta có : Ltn = m1.htn + b + m.htn Ltn-b htn = m '+m' ( 4- 7 ) 1 Mặt khác : a = hk.cos và htn = hk - htn Thế vào ta đợc : Ltn = m1htn + b + (htn+ hk)m1 - x Ltn = m1htn + b + (hk + hk - htn)m1 - x Thay 4- 7 vào ta đợc : Ltn-b Ltn-b ( 4- 8 ) Ltn = m1 m '+m' + b + hk.m1 + hk.m1 - m '+m' m1 - x 1 1 cos a a Chú ý rằng : m1 hk = = sin cos sin Cho nên phơng trình ( 4- 8 ) có... : H 2 - h12 q = 1 (4 -1 9 ) k 2(L + L) - Giải hệ phơng trình (4 .18 ), (4 .19 ) tìm đợc q, h1 và viết phơng trình đờng bảo hoà theo (I) III.Thấm qua đập đất đồng chất Vật thoát nớc ống dọc (hình 4. 28) Y m 2 A A' B E E L O G h1 H1 m1 M' D A" x F L Hình 4. 28 - Ltn Ltn N Tính toán hoàn toàn tơng tự đập đồng chất, VTN gối phẳng: h1 = 2Ltn = H12 + (L + L)2 - (L + L) 2 ( 4- 2 0) 2 H1 - h1 q k = 2(L + L) ( 4- 21) * Giải... phơng trình ( 4- 8 ) có thể viết : m '-m1 m -m1' a Ltn = Ltnm 1' +m' + bm 1' +m' + b + m1.hk + - x sin 1 1 Hoặc : m '-m1 m '-m1 a = Ltn.sin ( 1- m 1' +m' ) + b.sin(m 1' +m' -1 ) - hkcos + x.sin ( 4- 9 ) 1 1 Để tiềm Ltn ta cũng giải bằng phơng pháp thử dần nh đối với VTN gối phẳng K n B m1 A n b hk m' m1 x ltn Ltn K Hình 4 .19 : Vật thoát nớc lăng trụ 64 ' htn htn h k C a c VTN ống dọc - Trờng hợp áp dụng : thích hợp... = - kdx 69 - Vì đờng thế song song và thẳng đứng nên diện tích mặt cắt ngang dòng thấm trùng với đờng đẳng thế và bằng h Do đó lu lơng thấm đơn vị q đợc xác định : dh q = v = v.h= - k.hdx q k dx = -h.dh x h q dx = - h.dh k H1 0 q H12 - h2 k = 2x Khi x = L thì h = H2 q H12 - H22 k = 2L (4 -1 0 ) (4 -1 1 ) Công thức (4 -1 1 ) gọi là công thức Duy-Puy (năm 18 57, một năm sau khi định luật Dacxi ra đời) - Công. .. 1 1 sin suy ra q = q1 + q2 H12 - h12 - z02 q = kt ( 4- 2 6) 2sin - Nếu tờng nghiêng có hệ số thấm bé có thể coi điểm cuối cùng của đờng bão hoà trùng với MNHL lúc đó dễ dàng viết phơng trình lu lợng cho đoạn thân đập từ B->C : h12 - H22 ( 4- 2 7) q = kđ 2(L+ h1) - Giải hệ phơng trình (4. 26), (4. 27) xác định đợc q và h1 Và viết đợc phơng trình đờng bão hoà BC : y= 2q h12 - k x õ (I) 76 - Nếu hệ số thấm tờng... ( 4- 2 2) H12 - h12 q = k 2(L + L) ( 4- 2 3) * Giải hệ phơng trình (4. 22), (4. 23) tìm đợc q, h1 và viết phơng trình đờng bảo hoà theo (I) 2 Hạ lu có nớc (hình 4. 30) B L O E ao H1 m1 2 A" F C ' m m 1' H2 m A A' x Ltn L Hình 4. 30 Lbõ - Đờng bão hoà đổ vào VTN là một Parabol nhận điểm F là giao điểm của MNHL với mái thợng lu của VTN làm tiêu điểm: lúc đó a0 = 2Ltn = H2 + (L + L)2 - (L + L) (H = H1 - H2 ) ( 4- 2 4) ... + (L + L)2 - (L + L) (H = H1 - H2 ) ( 4- 2 4) q Hoặc có thể tính : a0 = f(m).k - H2 Trị số f(m) tra bảng sau đây : Bảng 4. 4 : Xác định trị số f(m) m f(m) 0 0. 74 0.5 0. 51 1.0 0.36 (Khi tính nếu a0=h1 . b m 1 -m 1 ' m 1 '+m' + b + m 1 .h k + a sin - x Hoặc : a = Ltn.sin ( 1- m 1 '-m 1 m 1 '+m' ) + b.sin( m 1 '-m 1 m 1 '+m' -1 ) - h k cos + x.sin ( 4- 9 ) Để. m 1 h tn + b + (h tn + h k )m 1 - x L tn = m 1 h tn + b + (h k + h k - h tn )m 1 - x Thay 4- 7 vào ta đợc : Ltn = m 1 Ltn-b m 1 '+m' + b + h k .m 1 + h k .m 1 - Ltn-b m 1 '+m' . Ltn-b m 1 '+m' m 1 - x ( 4- 8 ) Chú ý rằng : m 1 . h k = cos sin . a cos = a sin Cho nên phơng trình ( 4- 8 ) có thể viết : Ltn = Ltn m 1 '-m 1 m 1 '+m' + b m 1 -m 1 ' m 1 '+m'