Giáo trình thủy công Tập 1 - Chương 3 ppsx

Chơng 3. Thấm dới đáy và thấm vòng quanh công trình thuỷ lợi ò1. Khái niệm chung về thấm 1. Khái niệm - Thấm là sự chuyển động của chất lỏng trong môi trờng rổng hoặc nứt nẽ. - Môi trờng thấm có thể là đồng chất hoặc không đồng chất, đẳng hớng hay không đẳng hớng. - Tuỳ theo môi trờng thấm và cột nớc thấm dòng thấm có hai trạng thái khác nhau đó là chảy tầng và rối. - Trong lĩnh vực công trình thuỷ, dòng thấm có thể diễn ra dới đáy, qua thân và đi vòng quanh qua hai bờ nối tiếp với công trình thuỷ. - Dòng thấm có thể chia làm 2 loại : Dòng thấm có áp : là dòng thấm bị giới hạn bởi các biên cứng, không có mặt thoáng (hình 3.1b) Dòng thấm không áp : là dòng thấm có mặt thoáng, áp lực trên mặt thoáng bằng áp lực khí trời (hình 3.1a). 2. Mục đích tính toán Nghiên cứu tính thấm không chỉ đợc sử dụng riêng trong khảo sát thiết kế mà cả trong giai đoạn thi công và quản lý vận hành công trình. Riêng trong lĩnh vực thiết kế , mục đích tính thấm là xác định các yếu tố và thông số sau : - Xác định đờng bảo hoà đối với dòng thấm không áp - để kiểm tra ổn định của mái dốc, kiểm tra lại kích thớc của vật thoát nớc và bộ phận chống thấm. - Xác định cột nớc và áp lực thấm tại từng điểm trong vùng thấm - để kiểm tra hiện tợng đùn đất tại chổ dòng thấm có áp lực lớn. - Xác định gradiên và lu tốc thấm tại từng điểm trong vùng thấm - để kiểm tra hiện tợng xói ngầm nền đất và các công trình đất. - Xác định lu lợng thấm qua toàn bộ hay từng phần công trình - để đánh giá khả năng mất nớc, làm cơ sở cho việc thiết kế các bộ phận chống thấm (tờng nghiêng, sân trớc, lỏi giữa, bản cọc ) H ình 3.1 : a. Dòng thấm không áp (thấm qua công trình); b. Dòng thấm có áp (thấm dới đáy công trình) b) a) 25 3.Các phơng pháp nghiên cứu thấm Để giải quyết bài toán thấm có nhiều phơng pháp khác nhau, ta có thể phân ra làm ba phơng pháp chính nh sau : a. Phơng pháp lý luận + Phơng pháp cơ học chất lỏng : thiết lập các phơng trình vi phân biểu thị mối liên hệ giữa các đặc trng của dòng thấm (lu lơng, cột nớc, lu tốc và gra điên thấm) giải các phơng trình này để tìm các đặc trng của dòng thấm tại một điểm bất kỳ trong miền thấm. Lời giải theo phơng pháp này là chính xác nhng phức tạp nên chỉ giải đợc các sơ đồ đơn giản. Để khắc phục nhựoc điểm này, ngày nay với sự phát triển của mạnh mẽ của phơng pháp tính và máy tính điện tử, ta có thể giải chúng bằng các phơng pháp số đó là phơng pháp sai phân và phơng pháp phần tử hữu hạn ( phơng pháp phần tử hữu hạn là u điểm hơn đối với bài toán thấm vì nó phù hợp với các biên phức tạp với các sơ đồ thực tế). + Phơng pháp Thuỷ lực học : đa ra một số giả thiết để đơn giản hoá các phơng trình, lập mối liên hệ giữa các đặc trng thuỷ lực và xác định chúng cho những sơ đồ thấm phức tạp trong thực tế. Phơng pháp này thiếu chính xác nhng sai số là chấp nhận đợc trong tính toán thiết kế công trình thuỷ, do đó đợc ứng dụng rộng rải trong thiết kế. b. Phơng pháp đồ giải Dựa vào các tính chất của đờng dòng và đờng thế, vẽ đợc lới thấm bằng tay, dựa vào lới thấm để xác định các đặc tr ng thuỷ lực của dòng thấm. Phơng pháp này đơn giản nhng kém chính xác vì lới thấm phụ thuộc vào chủ quan của ngời vẽ. c. Phơng pháp thí nghiệm và thực nghiệm Thông qua các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm kết hợp với quan trắc thực tế để xác định các đặc trng thuỷ lực của dòng thấm. Phơng pháp thí nghiệm và thực nghiệm cho kết quả khá phù hợp với thực tế nhng đòi hỏi các phơng tiện thiết bị thí nghiệm và đo đạc, đòi hỏi kinh phí và thời gian để thí nghiệm, quan trắc. - Thí nghiệm bằng công trình đất đặt trong máng kính - đơn giản nhng kém chính xác. - Thí nghiệm bằng khe hẹp : dùng dầu có độ nhớt khác nhau chuyển động trong khe hẹp thay thế cho chuyển động của chất lỏng trong môi trờng xốp. Phơng pháp này rất có hiệu quả khi giải bài toán thấm phẳng không ổn định - Thí nghiệm EGDA : dựa vào tính tơng tự của dòng điện trong môi trờng dẫn điện và dòng thấm trong môi trờng thấm để chế tạo thiết bị thí nghiệm tơng tự điện thuỷ động lực. Phơng pháp này khá chính xác và giải đợc các sơ đồ phức tạp. 3. Lý luận chung về thấm a. Các giả thiết ban đầu - Môi trờng thấm mà dòng thấm đi qua là đồng nhất và đẳng hớng. Bản chất của giả thiết này là : hệ số thấm k bằng hằng số theo các hớng cho mọi điểm của miền thấm. - Chất lỏng chứa đầy trong các khe rỗng trong môi trờng thấm và không nén đợc để viết đựơc phơng trình liên tục. 26 - Chuyển động của dòng thấm là ổn định và tuân theo định luật Đac xi v = k.J Trong đó : v vận tốc dòng thấm. m/s k hệ số thấm m/s J građien thấm (độ giảm cột nớc trên đơn vị chiều dài) Trên cơ sở đó viết đợc hệ phơng trình vi phân cho bài toán thấm phẳng 2 chiều, tìm đợc phơng trình họ các đờng dòng và các đờng thế. (xem lại thuỷ lực) b. Hệ số thấm trung bình Trong thực tế thờng gặp dòng thấm đi qua nhiều lớp đất có hệ số thấm khác nhau. Để đơn giản trong tính toán có thể thay thế bằng một lớp đất duy nhất với hệ số thấm trung bình. - Khi dòng thấm chảy dọc theo các lớp đất (hình 3.2a) Do građien dòng thấm trong các lớp đất là nh nhau nên ta có : q= k 1 J 1 .t 1 + k 2 J 2 .t 2 + = J( k 1 t 1 + k 2 t 2 + ) = J.k i t i Tính theo hệ số thấm trung bình : q = k tb J. t i vậy : J.k i t i = k tb J. t i k tb = k i t i t i Trong đó : t i là chiều dày của lớp đất có hệ số thấm tơng ứng là k i - Khi dòng thấm chảy thẳng góc với các lớp đất (hình 3.2b) Do lu lợng thấm qua tất cảc các lớp đất là không đổi nên ta có : k3k2k1 k1 k2 J q = k i h i l i T = k tb H l i T a. h i = k tb H l i l i k i h i = H = k tb H l i l i k i k tb = l i l i k i b. H ình 3.2 Các đại lơng đợc ký hiệu trên hình vẽ. - Môi trờng thấm có hệ số thấm không đẳng hớng Giả thiết trờng hợp đất nền có hệ số thấm ngang k n = k max lớn hơn hệ số thấm theo phơng đứng k đ = k min . Ta tiến hành biến nó thành đồng nhất đẳng hớng và giải bài toán thấm xác định đợc các đặc trng của dòng thấm tơng ứng là q * , J r * , J v * , Sau đó biến đổi để xác định các đặc trng của dòng thấm phù hợp với sơ đồ thực là q, J r , J v , . Theo Đakhơle, tiến hành giải nh sau : 27 + Ta giãn mọi thành phần thẳng đứng của đất nền theo tỷ số a nhng vẫn đảm bảo lu lợng thấm không đổi. Sau khi làm phép giãn đó, độ dốc thuỷ lực theo phơng thẳng đứng giảm đi a lần. Để chỉnh lý lại ta tăng hệ số thấm đứng lên a lần thành k đ =a.k đ =a.k min . + Theo phơng thẳng đứng phép giãn đó đã tăng mặt cắt ớt lên a lần, muốn đảm bảo lu lợng thấm theo phơng ngang không đổi, ta giảm hệ số thấm theo phơng ngang xuống a lần thành k n = k n a = k max a . + Vì phép biến đổi trở thành đồng nhất đẳng hớng, nên ta có : k tb = k d =k n hay a.k min = k max a a= k max k min k tb = k max .k min + Xác định các đặc trng tơng ứng với sơ đồ biến đổi q * , J r * , J v * , + Xác định các đặc trng tơng ứng với sơ đồ thực q, J r , J v , q = q * J r = k max k min . J r * J v = k max k min . J v * Đặc điểm của lới thấm thực : nói chung các mắt lới không phải là hình vuông cong, họ đờng dòng không trực giao với họ đờng thế và trong một mắt lới các trung đoạn không bằng nhau. - Góc gãy khúc của đờng dòng khi qua ranh giới hai lớp đất khác nhau k 1 2 k ds d l 2 = d s . c o s / s i n d s1 = d s. si n / s i n A B C D H ình 3.3 áp dụng phơng trình liên tục đối với một ống dòng ta có : 1 .k 1 .J 1 = 2 .k 2 .J 2 1 = ds.1 = ds 2 = ds 1 .1= ds 1 = ds sin .sin J 1 = dh 1 dl 1 = dh 1 ds .tg J 2 = dh 2 dl 2 = dh 2 ds.cos .sin ds.k 1 . dh 1 ds .tg = ds sin .sin.k 2 . dh 2 ds.cos .sin k 1 .tg.dh 1 = k 2 .tg.dh 2 Vì DC và AB là các đờng dòng còn AD và BC là các đờng thế nên ta có : dh 1 =dh 2 Suy ra : tg tg = k 1 k 2 (*) 28 Vậy góc gãy khúc của đờng dòng khi vợt qua ranh giới giữa hai lớp đất có hệ số thấm khác nhau đợc xác định bởi (*). ò2. Thấm qua nền mềm dới công trình thuỷ lợi I. Đờng viền thấm của công trình Giả sử có một công trình thuỷ lợi xây dựng trên nền mềm nh hình vẽ : H ình 3.4 : Đờng viền thấm dới đáy công trình Đờng tiếp xúc giữa tất cả các bộ phận công trình với đất nền (ABCDEFGH XY) gọi là đờng viền dới đất thực của công trình. Một phần của đờng viền nói trên, chỉ giới hạn ở phía dới của bộ phận không thấm hoặc ít thấm nớc của công trình tiếp xúc trực tiếp với nền (ABCDEFGHIK) đợc gọi là đờng viền thấm. Tầng đất nằm giữa đờng viền thấm và mặt tầng không thấm gọi là vùng thấm. Đờng viền thấm có thể gồm các bộ phận : Sân trớc Đáy công trình Đáy sân tiêu năng Sân phủ sau sân tiêu năng Các bản cọc hoặc màn chống thấm theo phơng thẳng đứng. Thấm dới CTTL là dòng thấm có áp. Hình dạng và kích thớc của đờng viền thấm có ảnh hởng lớn đến lu lợng, vận tốc, áp lực và građiên của dòng thấm. II. Tính các đặc trng dòng thấm 1. Phơng pháp hệ số cản của Trugaev (PP cơ học chất lỏng gần đúng) - Nội dung của phơng pháp : Xem dòng thấm dới công trình thuỷ lợi nh sự chuyển động của chất lỏng trong ống có áp bao gồm tổn thất cục bộ và tổn thất chiều dài. Khi tính toán trớc hết phải đa ra sơ đồ tính, nó đợc lấy từ sơ đồ thực nhng loại bỏ các chi tiết của đờng viền mà ta có thể khẳng định trớc mà chúng không có ảnh 29 hởng đến kết quả tính toán. Ví dụ thay chân khay bêtông mỏng bằng các hàng cừ chống thấm có chiều dài tơng ứng, các chân khay nhỏ nói chung có thể loại bỏ Thay các vùng thấm không đồng nhất của nền bằng môi trờng đồng nhất đẳng hớng đợc đặc trng bởi một hệ số thấm nhất định. n1 5 4 n 1 m1 m 2 1 3 6 H ình 3.5 : Sơ đồ tính thấm theo hệ số sức kháng của T rugaep Đờng viền thấm đợc phân thành ba bộ phận : 1. Bộ phận cửa vào và cửa ra : gồm các bản cọc thợng lu 1-m-n-2 và các bản cọc hạ lu 5-m1-n1-6. Nếu không có cừ thì ở đó có các bậc a(1-m) hay a 3 (n1-6) 2. Bộ phận cọc giữa : gồm bản cọc thẳng đứng 3-- 1 -4. Nếu không có bản cọc thì ở đây có bậc a 2 (3-) 3. Bộ phận nằm ngang : l 1 = (2-3), l 2 = (4-5) Nói chung 3 bộ phận đó thuộc 2 loại có tính chất khác nhau : đó là loại thẳng đứng (1,2) và loại nằm ngang (3). Dọc theo các bộ phận của đờng viền có thể coi cột nớc tổn thất theo qui luật đờng thẳng. Trong trờng hợp dòng thấm là chảy tầng thì có thể tính trị số tổn thất cột nớc thấm h i cho mỗi bộ phận của đơng viền đợc xác định theo công thức : h i = i q k Trong đó : q: lu lợng thấm đơn vị k: hệ số thấm i : hệ số tổn thất cột nớc trên đoạn thứ i (đợc gọi là hệ số sức kháng). Nó phụ thuộc vào hình dạng và kích thớc của bộ phận đờng viền đang xét, nó đặc trng cho hiệu quả tiêu hao cột nớc thấm, hê số sức kháng càng lớn thf mức độ tiêu hao cột nớc càng cao. Bản chất của công thức có thể giải thích nh sau : Từ công thức : q = k.J i . i = k.(h i /l i ). i ->h i = q k . l i i = i . q k với i = l i i 30 Nh vậy hệ số sức kháng i trên một đoạn nào đó đợc tính bằng tỷ số giữa chiều dài đờng dòng li với diện tích mặt cắt ớt i của dòng thấm trên đoạn đó. Cột nớc toàn phần H= H 1 -H 2 = h i = i . q k q k = H i với i là tổng hệ số cản trên toàn đờng viền thấm. Do đó tổn thất cột nớc trên đoạn thứ i sẽ là : h i = i . H i Nh vậy nếu biết cột nớc H, và hệ số cản trên từng đoạn thì hoàn toàn vẽ đợc biểu đồ cột nớc thấm - đó cũng chính là biểu đồ áp lực thấm dới đáy công trình. - Xác định các hệ số cản i Theo sơ đồ và sự phân chia đờng viền ta có : i = vào + ngang + giữa + ngang + ra a. Đối với bộ phận cọc giữa - Trờng hợp bộ phận cọc giữa có một bậc và một hàng cọc giữa (3-4) thoả mãn điều kiện : 0,5< T 2 T 1 <1,0 0 S 1 T 2 0,8 thì : giữa = a 1 T 1 + 1.5 S 1 T 2 + 0.5 S 1 T 2 1 - 0.75 S 1 T 2 = bậc + cừ - Trờng hợp: 0,5 T 2 T 1 1,0 0,8 S 1 T 2 0,96 Thì : giữa = a 1 T 1 + 12( S 1 T 2 -0,8) + 2,2 Các đại lợng nh ký hiệu trên hình vẽ. Ghi chú : - Ba số hạng trên lần lợt đặc trng cho hệ số cản trên ba đoạn : bậc (3-), mặt trớc bản cọc (- 1 ) và mặt sau của bản cọc ( 1 -4). Khi không có bản cọc giữa thì cho S 1 = 0 Khi không có bậc thụt thì cho a 1 =0 và T 1 =T 2 = T b. Đối với bộ phận cửa vào và cửa ra 31 Khi bộ phận cửa vào giống hệt cửa ra thì v = r Nếu cửa vào, cữa ra không có bậc và không có bản cọc thì (hình 3.6a) thì : v = r = 0,44 H ình 3. 6 : Đoạn đờng viền dới đất ở cửa vào hoặc cửa ra Nếu cửa vào, cửa ra có bậc mà không có bản cọc thì (hình 3.6b) thì : v = r =0,44 + a T 0 Nếu cửa vào, cửa ra có cả bậc và bản cọc thì (hình 3.6c) thì : v = r = 0,44 + bậc + cừ v = r = 0,44 + a T o + 1.5 S T 1 + 0.5 S T 1 1 - 0.75 S T 1 c. Đối với bộ phận nằm ngang - Khi chiều dài đoạn đờng viền nằm ngang l 2 giữa hai bản cọc S 1 và S 2 thoả mãn điều kiện : l 2 > 0,5(S 1 + S 2 ) thì : ng = l - 0.5(S 1 + S 2 ) T 2 - Nếu l 0,5(S 1 + S 2 ) thì ng = 0 vì lúc đó hai bản cọc qua gần nhau, đoạn nằm ngang không còn tác dụng. Lu ý : Khi tầng không thấm nằm rất sâu, trong các công thức trên phải thay trị số chiều sâu thực T bằng chiều sâu tính toán T tt . T tt đợc xác định khác nhau tuỳ thuộc vào loại đặc trng thấm, nó đợc xác định theo T hđộng . T hđộng phụ thuộc vào tỷ số hình chiếu bằng và hình chiếu cạnh l o /S o của đờng viền : Bảng 3.1 : chiếu sâu T hđộng L o /S o >5 5-3.4 3.4-1 1-0 T hđộng 0.5l o 2.5l o 0,8.S o +0,5l o S o + 0,3l o - Vị trí tầng không thấm tính toán khi vẽ biểu đồ áp lực đẩy ngợc, xác định cột nớc ở mũi cừ ra và xác định J k để kiểm tra độ bền thấm ngẫu nhiên (bất thờng) của nền thì T tt = T hđộng 32 - Vị trí tầng không thấm tính toán khi xác định gradien thấm ra lớn nhất ở mặt đáy hạ lu thì : T tt = 2.T hđộng - Vị trí tầng không thấm tính toán khi xác định lu lợng thấm trong nền đập thì : T tt = T thực , lu ý là trong trờng hợp tầng không thấm nằm sâu thì lấy T tt nh vậy sẽ cho sai số khá lớn. (Các trị số T tt và T thực luôn luôn lấy theo đờng thẳng đứng tính từ mặt tầng không thấm nớc đến điểm cằm cao nhất của đờng viền) Sau khi xác định T tt : nếu T tt >T thực thì dùng T thực để tính nếu T tt <T thực thì dùng T tt để tính - Xác định áp lực đẩy ngợc tác dụng lên đáy công trình + áp lực đẩy ngợc tác dụng lên đáy công trình gồm áp lực thấm và áp lực đẩy nổi. áp lực đẩy nổi có trị số bằng cột nớc H 2 (H 2 = MNHL-đáy). + Để xác định áp lực thấm trớc hết phải xác định trị số hệ số sức kháng đối với các bộ phận của đờng viền ứng với T tt (theo qui định trên), sau đó xác định trị số tổn thất cột nớc qua mỗi bộ phận của đờng viền theo nguyên tắc : h i = i . H i - Xác định lu lợng thấm : Sau khi xác định hệ số sức kháng trên toàn đờng viền ứng với T tt (qui định nh trên), ta xác định lu lợng thấm theo công thức : Q = k. H i - Xác định trị số Gradien thấm lớn nhất tại cửa ra Đợc xác định theo công thức : J ra = H T 1 . 1 i 33 Khi 0,7 T 2 T 1 1,4 thì = sin[ 2 ( S T 1 - T 2 T 1 +1)] Các đại lợng nh chú thích ở hình 3.7a,b. Nếu tầng không thấm nằm rất sâu và tính J ra tính nh trên theo T tt thì nó sẽ thiên nhỏ (không quá 10%), do đó trong trờng hợp này ta nhân J ra theo cách tính trên với hệ số an toàn 1,1. H ình 3.7 Sơ đồ tính J ra Trờng hợp chỗ ra ở đáy hạ lu bị hạ thấp (hình 3.7c)thì : J ra =( 0.075 d 0 + 2.75 l' ).h Với l 10d 0 Các đại lợng nh ký hiệu ở hình vẽ 3.7c Nhận xet : Phơng pháp hệ số cản của Trugaev đơn giản, đạt mức chính xác yêu cầu của kỹ thuật, không cần bảng biểu nên đợc ứng dụng rộng rãi. 2. Phơng pháp tỷ lệ đờng thẳng Khi thiết kế sơ bộ có thể dùng phơng pháp đơn giản nhất đó là phơng pháp tỷ lệ đờng thẳng. a. Phơng pháp Blai Xem đờng viền thấm là tia dòng đầu tiên, dọc theo tia dòng đầu tiên độ dốc thuỷ lực không đổi và không phụ thuộc vào việc có bậc, bản cọc hay không. Do đó độ dốc thuỷ lực trung bình : J = H L = 1/(L/H) = 1 C . Để an toàn cho nền thì J phải <[J], tức là C phải >[C] , ví dụ : với loại đất có [J] = 0,2 thì khi thiết kế, chiều dài đờng viền L phải thoả mãn sao cho : C = L H > 1 [J] =5 (tức là L >5.H) Có J hoàn toàn tính đợc v = k.J và q = k.J.T (T là chiều sâu tầng thấm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 123456789101112 J = H : L Cột nớc thấm tại một điểm cách mép hạ lu một đoạn x là : h x = x. H L H ình 3.7 : Biểu đồ áp lực thấm và Gradien thấm theo p hơng pháp Blai Nhận xét : - Phơng pháp này cha phân biệt sự khác nhau về mặt tiêu hao cột nớc trên đoạn nằm ngang và đoạn thẳng đứng nên mức độ chính xác không cao. Ngời ta chỉ dùng 34 [...]... tra ổn định thấm chung của nền Tên đất ở lớp nằm phia trên Cấp công trình Của nền I II III IV Sét 0.96 1. 00 1. 04 1. 09 á sét 0.52 0.54 0.57 0.59 Cát hạt lớn 0 .36 0 .38 0 .39 0. 41 Cát hạt trung bình 0 .30 0 .32 0 .33 0 .35 Cát hạt nhỏ 0. 23 0.24 0.25 0.26 Nhận xét : 38 - Khi thiết kế sơ bộ có thể dùng 3 phơng pháp đầu (đơn giản) - Khi thiết kế công trình lớn và đòi hỏi độ chính xác có thể sử dụng phơng pháp của... chiều dài đáy phẳng hoặc T >1, 5L đối với đáy có cừ) vùng thấm tính toán chỉ lấy trong chiều sâu giới hạn Ttt: 36 - Với bản đáy phẳng T= ( 1- 1,25)L, đờng dòng cuối cùng có dạng Elip - Nếu có bản cọc : đờng dòng cuối cùng có dạng đờng tròn đi qua điểm cách mép bộ phận không thấm (0,8 -1 ) L và từ mép bản cừ xuống độ sâu ( 1- 1,5)S (L là chiều dài đờng viền, S là chiều dài bản cọc) - Phơng pháp vẽ lới thấm đơn... thành một lớp lọc ngợc và phù hợp với điều kiện thi công, khoảng từ 10 15 cm đến 20ữ50cm và có thể lớn hơn + Việc thi công tầng lọc ngợc phải bảo đảm tính đồng nhất trên toàn bộ mặt bằng của tầng lọc ngợc - Phân loại tầng lọc ngợc : Có 2 loại + Dòng thấm chảy ngang qua tầng lọc (hình 3 .10 a) + Dòng thấm chảy dọc theo tầng lọc (hình 3 .10 b) Hình 3 .10 - Nội dung thiết kế tầng lọc ngợc : Tính chọn số lớp... thấm đi lệch ra ngoài nền (hình 3 .15 a) + Xây dựng sân trớc có vật thoát nớc để kéo dài đờng viền thấm và hạn chế dòng thấm dới thân công trình. (hình 3 .15 b) + Làm màng chống thấm sâu, cắt xuyên qua lớp đá có thể bị xói ngầm cho tới lớp đá không bị xói ngầm a) b) A Hình 3 .15 : Biện pháp chống xói ngầm cho nền đá ò5 Thấm vòng quanh công trình I Khái niệm chung Khi công trình bằng vật liệu cứng (nh gổ,... vòng qua vai công trình từ thợng lu về hạ lu Đó là hiện tợng thấm vòng quanh công trình Tác hại : dòng thấm vòng quanh công trình có thể gây sụt mái hoặc sình lầy bờ hạ lu chổ dòng thấm đi ra 43 Biện pháp ngăn ngừa : xây dựng các cột biên hoặc tờng cánh cắm sâu vào bờ để keo dài đờng viền thấm a) b) â c) Hình 3 .16 :Sơ đồ tính thấm vòng quanh II.Phơng pháp tính toán - Thấm vòng quanh công trình là bài... trình tự sau đây : Vận dụng phơng pháp giải bài toán có áp (giải tích hoặc vẽ lới thấm) để tìm đợc cột nớc dẫn suất hr tại một điểm bất kỳ (hình 3 .16 c) hr = hf/(h1-h2) (hf cột nớc thấm tại điểm tính toán) Dựa vào công thức (4 ) tìm đợc cột nớc thấm thực tế của bài toán thấm vòng quanh (theo sơ đồ bình diện): H = (h12 - h22)hr + h22 (5) Xác định Lu lợng thấm theo công thức : q = k.H.qr = 0,5.k(h12 -. .. sánh (1) và (2) ta rút ra đợc : dH dh dx = dx h dH dh dy =dy h và h2 suy ra : H= 2 (3) Nh vậy để áp dụng phơng pháp giải bài toán thấm có áp dới đáy công trình cho sơ đồ thấm trên bình diện ta phải thay hàm cột nớc h bằng hàm (h2/2) và ký hiệu là H (*) - Theo kết quả của bài toán thấm có áp dới đáy công trình , tại một điểm M trên đờng viền của sơ đồ tính, cột nớc thấm dẫn suất là : h-h hr = h - h2 1. .. cột nớc trên đoạn thẳng đứng so với đoạn ngang Khi có một hàng bản cọc : m = 1- 1,5 Khi có 2 hàng bản cọc : m= 2-2 ,5 Khi có 3 hàng bản cọc : m= 3- 3 ,5 Cột nớc thấm tại một đoạn cách mép hạ lu một đoạn x là : H hx = x.L tt (chú ý: khoảng cách x trên đoạn nằm ngang phải giảm đi m lần) Gradien thấm : H H Jđ = L -> vđ =k L tt tt Jđ H Jn =m -> vđ =k (m.L ) tt Khi thiết kế đờng viền, phải bảo đảm C=Ltt/H phải >[C]... lên 1 đơn vị thể tích đất là : Wt =.dh/dl =.J Tại cửa ra ở hạ lu công trình, lực thấm Wt có hớng lên trên, gây nên sự đùn đất (hình 3 .11 ) B A Hình 3 .11 : Sơ đồ tính hiện tợng đùn đất Khi bỏ qua lực ma sát và lực dính của đất, điều kiện cân bằng của một đơn vị thể tích đất dới tác dụng của lực thấm và trọng lợng bản thân đợc viết : .J = đn -> ở trạng thái giới hạn Jgh = đn/ Khi J của dòng thấm thực tế... mặt cắt thẳng đứng và đi theo 1 đờng dòng trên bình diện (I-I) thì vận tốc trên một đờng thẳng đứng a-b đợc xem là có giá trị không đổi (vì theo sơ đồ bình diện, J trên a-b bằng J tại M) - Xét trên sơ đồ bình diện : với hệ trục xoy ta có : dH dqx = k dx dy dH dqy = k dy dx (1) (H là cột nớc thấm tính theo sơ đồ trên bình diện) - Mặt khác xét trên mặt cắt (I-I), vì v theo a-b là không đổi nên có thể tính . các bản cọc thợng lu 1- m-n-2 và các bản cọc hạ lu 5-m1-n 1-6 . Nếu không có cừ thì ở đó có các bậc a ( 1- m) hay a 3 (n 1-6 ) 2. Bộ phận cọc giữa : gồm bản cọc thẳng đứng 3- - 1 -4 . Nếu không có bản. 0 .36 0 .30 0. 23 1. 00 0.54 0 .38 0 .32 0.24 1. 04 0.57 0 .39 0 .33 0.25 1. 09 0.59 0. 41 0 .35 0.26 Nhận xét : 38 - Khi thiết kế sơ bộ có thể dùng 3 phơng pháp đầu (đơn giản) - Khi. có : 1 .k 1 .J 1 = 2 .k 2 .J 2 1 = ds .1 = ds 2 = ds 1 .1= ds 1 = ds sin .sin J 1 = dh 1 dl 1 = dh 1 ds .tg J 2 = dh 2 dl 2 = dh 2 ds.cos .sin ds.k 1 . dh 1 ds .tg