ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG THIÊT KẾ ĐẬP ĐẤT

A TÀI LIỆU CHO TRƯỚC :

I Nhiệm vụ công trình :

Hồ chứa nước H trên sông S đảm nhận các nhiệm vụ sau đây:

1 Cấp nước tới cho 2650 ha ruộng đất canh tác

2 Cấp nước sinh hoạt cho 5000 hộ dân

3 Kết hợp nuôi cá ở lòng, tạo cảnh quan môi trường, sinh thái và phục vụ du lịch

II Các công trình chủ yếu ở khu đầu mối :

1 Một đập chính ngăn sông

2 Một đường tràn tháo lũ

3 Một cống đặt dưới đập để lấy nước

III Tóm tắt một số tài liệu cơ bản :

1 Địa hình : Cho bình đồ vùng tuyến đập.

2 Địa chất : Cho mặt cắt địa chất dọc tuyến đập ; chỉ tiêu cơ lý ở của lớp bồi tích lòng sông

cho ở bảng 1 Tầng đá gốc rắn trắc , mức độ nứt nẻ trung bình lớp phong hoá dầy 0,5- 1 m

Chất đất thuộc loại thịt pha cát , thấm nước tương đối mạnh , các chỉ tiêu nh ư bảng 1

Điều kiện khai thác bình thường

Đất sét có thể khai thác tại vị trí cách đập 4km , trữ lượng đủ làm thiết bị chống thấm

b) Đá : Khai thác ở vị trí cách công trình 8km trữ lượng lớn , chất lượng đảm bảo đắp đập , látmái :

Một số chỉ tiêu cơ lý :  =32o ; n =0,35 ( của đống đá ) ; k = 2,5 T /m3 (của hòn đá )

c) Cát , sỏi : Khai thác ở các bãi dọc sông ; cự ly xa nhất là 3km trữ lượng đủ làm tầng lọcCấp phối như ở bảng 2

Bảng 1 - Chỉ tiêu cơ lý của đất nền và vật liệu đắp đập:

Chỉ tiêu

Loại

HSrỗngn

ĐộẩmW%

(T/m3)

k(m/s)

Tựnhiên

Bãohòa

Tựnhiên

Bãohòa

20

221824

23

173026

20

132722

3,0

5,001,0

2,4

3,000,7

1,62

1,581,601,59

0,050,353,00

0,080,405,00

4 Đặc trưng hồ chứa và các thông số kỹ thuật:

- Các mực nước trong hồ và mực nước hạ lưu: bảng 3

- Tràn tự động có cột nước trên đỉnh tràn Hmax = 3m

- Vận tốc gió tính toán ứng với mức đảm bảo P%

- Chiều dài truyền sóng ứng với MNDBT: D =1,5km ; ứng với MNDGC: D’ = 1,8km

- Đỉnh đập không có đường giao thông chính chạy qua

Bảng 3 – Tài liệu thiết kế đập đất

Đề

số

Sơđồ

+ Mực nước dâng gia cường MNDGC = MNDBT + Htràn= 31 +3 = 34 (m)

B NỘI DUNG THIẾT KẾ

- Cắt dọc đập (hoặc chính diện hạ lưu);

- Các mặt cắt ngang đại biểu ở giữa lòng sông và bên thềm sông;

- Các cấu tạo chi tiết

BÀI LÀM

A NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG

I Nhiệm vụ của công trình:

Lưu vực của dòng sông S là một vùng đất rộng lớn Mà nhu cầu về nước của vùng nàyrất lớn Do vậy vấn đề cấp nước cho sản xuất là rất cần thiết Chính vì vậy ta phải tạo ra một hồchứa H trên sông S Hồ chứa H sẽ đảm nhận nhiệm vụ chủ yếu là: Cấp nước tới cho 2650 ha

ruộng đất canh tác và kết hợp nuôi cá ở lòng hồ, cấp nước phục vụ sinh hoạt cho 5000 dân vàtạo cảnh quan môi trường, sinh thái và phục vụ du lịch.

Để thực hiện tốt các nhiệm vụ này chúng ta phải xây dựng các công trình chủ yếu ở khuđầu mối đó là:

III Chọn loại đập:

Theo tài liệu đã cho ta thấy: Tầng bồi tích lòng sông là tương đối mỏng Về vật liệu địaphương chủ yếu là đất như bãi vật liệu A (trữ lượng 800.000m3 cự ly 800m), B(trữ lượng600.000m3, cự ly 600m); C(trữ lượng 1.000.000m3, cự ly 1Km) Điều kiện khai thác dễ, thuậntiện cho việc thi công Vì vậy ta chọn loại đập đất

Do đất đắp đập là thấm tương đối mạnh nên ta phải làm thiết bị chống thấm: Từ tài liệu

đã cho ta thấy trự lượng đất sét tại 1 bãi vật liệu cách công trình khoảng 4Km là khá nhiều, chấtlượng tốt Đủ làm vật liệu chống thấm Do vậy ta chọn đất sét làm vật liệu chống thấm

Các loại vật liệu khác: Đá, cát, cuội sỏi ta dùng làm tầng lọc ngợc và bảo vệ mái sau khilàm xong đập đất

IV.Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế:

1 Cấp công trình: xác định theo 2 điều kiện :

a) Theo chiều cao công trình và loại nền :

Vậy chiều cao đập

- Tần suất lưu lượng, mức nước lớn nhất: Tra bảng P1-3 ta có P = 0,5%

- Hệ số tin cậy Kn : Tra bảng P1-6 ta có Kn = 1,20

- Tần suất gió lớn nhất và gió bình quân lớn nhất tương ứng với cấp công trình cấp II là

và ’ : Độ dềnh do gió ứng với tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn nhất;

hsl và hsl’ : Chiều cao sóng leo (có mức đảm bảo 1%) ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn nhất

a và a’: Độ vượt cao an toàn ứng với cấp công trình cấp II

(Bảng 4.1 14TCN 157-2005)

hs1% - Chiều cao sóng với mức bảo đảm 1%;

K1, K2 - các hệ số phụ thuộc độ nhám tương đối  /h1% và đặc trưng vật liệu gia cố mái đập được tra ở bảng phụ lục P2-3;

K3 - hệ số phụ thuộc vào tốc độ gió và hệ số mái nghiêng được tra ở bảng phụ lục P2-4;

K4 - hệ số được xác định từ đồ thị hình P2-3

Xác định hs1%

- Giả thiết trường hợp đang xét là sóng nước sâu tức là : H 0,5

- Tính các giá trị không thứ nguyên

bước sóng trung bình xác định theo công thức sau :

H = 36 m ;

0,5 =0,5.12,60 = 6,3 m H > 0,5 giả thiết là đúng

Vậy sóng là sóng nước sâu.

- Chiều cao sóng ứng với mực nước đảm bảo 1% xác định theo công thức sau :

K1, K2 - các hệ số phụ thuộc độ nhám tương đối  /h1% và đặc trưng vật liệu gia cố máiđập được tra ở bảng phụ lục P2-3; chọn lớp vật liệu gia cố mái là đá xây  =0,02 vậy

= 0,01 tra bảng P2-3 giá trị K1 = 0,95 ; K2 = 0,85

Tra hệ số K3: giả thiết hệ số mái m = 35 ; V =32m/s tra bảng P2-4 ta được K3 =1,5Tra K4 : ta có và sơ bộ chọn m = 3,5 tra trên đồ thị hình P2-3 suy ra

K4=1,15

Tra K :  =0 tra bảng P2-6 suy ra K = 1

Vậy chiều cao sóng leo có mức bảo đảm 1% là

hsl1% = K1.K2.K3.K4.K.hs1% = 0,95.0,85.1,5.1,15.1,53 = 2,13 (m)

Vậy cao trình đỉnh đập ứng với MNDBT :

Z1 = MNDBT + + hsl + a = 31 + 0,0101 + 2,13 + 1,2 = 34,34 (m)

b Xác định h ’ và h sl ’ ứng với gió bình quân lớn nhất V ’

Tương tự như trường hợp MNDBT nhưng tiến hành với MNLTK và vận tốc gió tương ứng với tần suất P = 25%

 s góc kẹp giữa hướng dọc của hồ và hướng thổi của gió

Tính toán cho trường hợp bất lợi nhất , lấy ‘ = 0 cos‘ =1

Thay các số vào công thức ta tính được h’

Giả thiết trường hợp đang tính là sóng nước sâu ( H’  0,5 ’ )

Tương tự ta tính các giá trị không thứ nguyên :

Tra đồ thị hình P2-1 ứng với đường bao trên cùng ta được :

Ứng với

Ta tìm được cặp giá trị nhỏ nhất là:

= 0,37 (m)

Kiểm tra lại điều kiện sóng nước sâu: H’ > 0,5

H’ = 34 > 0,5 11,99 = 5,99 (m) :Thoả mãn điều kiện giả thiết

*Tính h’ s1% = K 1%

Trong đó:

Trong đó K1% tra ở đồ thị hình P2-2 ứng với đại lượng

h’s1% = 2,1.0,37 =0,78 (m)

K1, K2 - các hệ số phụ thuộc độ nhám tương đối và đặc trưng vật liệu gia cố máiđập được tra ở bảng phụ lục P2-3; chọn lớp vật liệu gia cố mái là đá xây  =0,02 vậy

= 0,03 tra bảng P2-3 ( nội suy ) K’1 = 0,87 ; K’2 =0,77

Hệ số K’3 tra P2-4, phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ số mái m

Chọn sơ bộ hệ số mái: m = 35

Tra bảng P2-4 bằng cách nội suy ta được K’3 = 1,32 (Vgió = (20>15,5m/s > 10m/s)

Hệ số K’4 tra ở đồ thị hình P3-2, phụ thuộc vào hệ số mái sơ bộ m =3,5 và trị số

Chiều cao đập H = Zđ - Zđáy = 36,6 -0 = 36,6 (m)

Sơ bộ hệ số mái xác đinj sơ bộ theo công thức sau:

+ Mái thượng lưu: m1 = 0,05H +2,00 = 0,05.36,6 + 2 = 3,83

+ Mái hạ lưu : m2 = 0,05H + 1,5 = 0,05.36,6 + 1,5 = 3,33

Chọn chẵn cho mái: m1 = 4, m2 =3,5

2 Cơ đập:

- Đập cao 36,6m > 10m nên bố trí cơ ở mái hạ lưu

- Khoảng cách giữa 2 cơ theo chiều cao chọn từ 10-20m nên ta đặt cơ đập hạ lưu ở cao trình +15

- Bề rộng cơ chọn theo yêu cầu giao thông và lấy không nhỏ hơn 2m Nên chọn Bcơ =3m

+ Chống thấm kiểu tường nghiêng + chân răng (cắm xuống tận tầng không thấm)

+ Chống thấm kiểu tường lõi + chân răng

- Nếu tầng thấm dày (T>10m) : phương án hợp lý là dùng thiết bị chống thấm kiểutường nghiêng + sân phủ

Theo đề bài hình C đo trên hình vẽ ta được chiều dầy chưa bóc bỏ lớp trên được T = 5 m

do lớp đất dưới đáy đập có bồi tích lòng sông có hệ số thấm lớn lên ta phải bóc bỏ đi 1 m

chiều dầy thực của tầng thấm là T = 5 - 1 = 4 m < 5m Ta chọn phương án: Dùngthiết bị chống thấm kiểu tường nghiêng chân răng

1 Chọn sơ bộ kích thước ban đầu:

a) Chiều dày tường nghiêng :

- Dưới đáy:

Trong đó: H- Là chênh lệch cột nước trước và sau tường

H = Hmax = MNDBT – MNHL = 31 – 10 = 21 (m)

là gradien chống thấm cho phép của vật liệu làm tường Khi vật liệu làm tường bằng đất sét chọn = 5 10 Chọn = 5

= 4,2

- Chọn = 5 m

b) Cao trình đỉnh tường nghiêng:

Chọn không thấp hơn MNDGC ở thượng lưu

Chọn cao trình đỉnh tường nghiêng cao trình đỉnh đập đất

c) Chiều dày chân răng:

-Chọn như đối với đáy tường nghiêng Ngoài ra còn đảm bảo điện kiện nối tiếp đều đặn giữa tường nghiêng với chân răng

-Do hệ số mái thượng lưu là: =cotg = = 4,11 => = 13o40’

-Chọn chiều dầy phía dưới đáy cắm xuống

với mcr (0,70,75) mcr : hệ số máI của chân răng

chọn mcr = 0,75

-Từ hình vẽ ta tính được t2 = t1 - 2.0,75.T ( với T = 4 )

Suy ra t2 = 21,15 - 2.0,75.4 = 16,65 m

IV Thiết bị thoát nước thân đập.

Thường phân biệt 2 đoạn theo chiều dài đập

1 Đoạn lòng sông:

- Hạ lưu có nước

- Chiều sâu nước hạ lưu:

HHL max = MNHLmax - Zđáy = 12,5 - 0 = 12,5 (m)

HHLBT = MNHLBT - Zđáy = 10 - 0 = 10 (m)

Với chiều sâu mức nước hạ lưu không quá lớn ta chọn thoát nước kiểu lăng trụ

- Độ vượt cao của đỉnh lăng trụ so với mực nước hạ lưu max từ (1-2) m

Chọn 1,5m

- Do đó chiều cao lăng trụ hlt = 12,5 + 1,0 = =13,5(m)

- Bề rộng đỉnh lăng trụ b 2m chọn b = 3 m

- Mái trước và mái sau của lăng trụ chọn m’ =1,5

2 Đoạn sườn đồi:

Ứng với trường hợp hạ lưu không có nước sơ đồ đơn giản nhất là thoát nước kiểu áp mái

MẶT CẲT THÂN ĐẬP GIỮA LÒNG SÔNG

1000

26350 +0.00

+36,60 +31

3660

300 +25

300 +13,5 MNDBT

m 1 = 4

m2= 4

C TÍNH TOÁN THẤM QUA ĐẬP VÀ NỀN

I Nhiệm vụ và các trường hợp tính toán:

1 Nhiệm vụ tính toán:

- Xác định lưu lượng thấm q

- Xác định đường bão hòa trong đập

- Kiểm tra độ bền thấm của đập và nền

Xác định Gradien thấm (hoặc lưu tốc thấm ) của dòng chảy trong thân , nền đập , nhất là

ở chỗ dòng thấm thoát ra ờ hạ lưu để kiểm tra hiện tượng xói ngầm , đẩy trồi đất và xác địnhkích thước cấu tạo của tầng lọc ngược

3 Các trường hợp tính toán:

Trong thiết kế đập đất cần tính thấm cho các trường hợp làm việc khác nhau của đập

- Thượng lưu là MNDBT, hạ lưu là mực nước min tương ứng

- Thượng lưu là MNDGC, hạ lưu là mực nước max tương ứng

- Ở thượng lưu mực nước rút đột ngột

- Trường hợp thiết bị thoát nước làm việc không bình thường

- Trường hợp thiết bị chống thấm bị hỏng

Ta chỉ tính thấm cho trường hợp thứ nhất ,thiết bị chống thấm làm việc bình thường

Thượng lưu là MNDBT: H1 = MNDBT - Zđáy = 31 – 0 = 31(m)

Hạ lưu là mực nước min: H2 = MNHLBT - Zđáy = 10 - 0 = 10 (m)

Thiết bị thoát nước chọn loại lăng trụ Sơ đồ đập có tường nghiêng + chân răng

II Tính thấm cho mặt cắt lòng sông

- Dòng thấm tuân theo định luật Đácxy

- Đất nền là môi trường đồng nhất đẳng hướng

- Dòng thấm ổn định

- Nước chứa đầy các kẽ rỗng và đất không có tính ép co được

- Bài toán thấm không xét đến mao dẫn

- Trong miền thấm không có điểm tiếp nước và điểm rút nước

2 Tính thấm cho mặt cắt lòng sông:

Sơ đồ như hình vẽ :

SƠ ĐỒ TÍNH THẤM QUA THÂN ĐẬP

+0.00

+36.6 +31

+13,5

a) Phương pháp tính :

Để tính thấm qua loại đập Pavlovxki xem dòng thấm qua thân đập và nền không phụthuộc nhau , nghĩa là xem mặt tiếp giáp giữa đập và nền là một đường dòng Như vậy có thểxác định lưu lượng thấm qua đập qd xem như đập trên nền không thấm Lưu lượng toàn phầnthấm qua thân đập và nền khi đó tính bằng :

q = qd + qn

b) Áp dụng :

Tính cho trường hợp 1 : - Thượng lưu là MNDBT, hạ lưu là mực nước min tương ứngDùng phương pháp phân đoạn, bỏ qua độ cao hút nước ao ở cuối dòng thấm, lưu lượng thấm q và độ sâu h3 sau tường nghiêng xác định từ hệ sau:

Đoạn 1 : Thấm qua tường nghiêng chân răng

: Chiều dày trung bình của tường nghiêng = 3 m

t: Chiều dày trung bình của chân răng t = 18,90 m

Tra phụ lục P3-3 với loại đất cát pha

ta được [Jk] = 0,65

Vậy Jk < [Jk] Do đó đảm bảo ổn định thấm của đập

- Với nền đập cần đảm bảo điều kiện:

Jk [Jk]

Trong đó:

[Jk] phụ thuộc loại đất nền và cấp công trình lấy theo Trugaep Tra bảng P3-2 tra theoloại đất cát hạt trung bình với công trình cấp II ta được [Jk] = 0,25

Vậy Jk [Jk] Nên nền đảo bảo ổn định thấm

III Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi :

Sơ đồ của mặt cắt sườn đồi là đập trên nèn không thấm, hạ lưu không có nước, thoátnước kiểu áp mái

- Các thông số:

Theo địa hình ta chọn được cao trình đáy để tính thấm cho mặt cắt sườn đồi là 13,52(m)

dã bóc bỏ đi 1 m Ta có sơ đồ thấm như sau :

- Do đó h1 =31 -13,52 = 17,48 (m)

- Hệ số mái m1 = 4 (thượng lưu)

m2 = 3,5 (hạ lưu)+ Z0 = cos = 3.cos14o2’ = 2,91 (m)

SƠ ĐỒ TÍNH THẤM CHO MẶT CẮT SƯỜN ĐỒI

y

a o +15

L

+25

a) Lưu lượng thấm:

Theo phương pháp phân đoạn, lưu lượng thấm q và các độ sâu h3, ao được xác định từ hệ sau:

Thay số ta được bằng phương pháp thử dần ta được các giá trị sau:

a0 = 0,318(m)

h3 = 5,1 m

q = 7,95.10-7m/s

b) Đường bão hòa:

Trong hệ trục như trên hình vẽ, phương trình đường bão hoà có dạng:

c) Kiểm tra độ bền thấm:

Cần đảm bảo điều kiện: Jk [Jk]Trong đó:

0,031Vậy Jk < [Jk] [Jk ] tra ở trên

Vậy độ bền thấm được đảm bảo

D Tính toán mái đập

I Trường hợp tính toán

Theo quy phạm, khi thiết kế đập đát, cần kiểm tra ổn định các trường hợp sau:

1 Cho mái hạ lưu.

- Khi thượng lưu là MNDBT, hạ lưu là chiều sâu nước lớn nhất có thể xảy ra, thiết bịchống thấm và thoát nước làm việc bình thường (tổ hợp cơ bản)

- Khi thượng lưu có MNDGC, sự làm việc bình thường của thiết bị thoát nước bị pháhoại (tổ hợp đặc biệt)

2 Cho mái thượng lưu

Khi mực nước hồ rút nhanh từ MNDBT đến mực nước thấp nhất có thể xảy ra (cơ bản)

- Khi mực nước thượng lưu ở cao trình thấp nhất (nhưng không nhỏ hơn 0,2H đập) tổhợp cơ bản

- Khi mực nước hồ rút nhanh từ MNDGC đến mực nước thấp nhất có thể xảy ra (tổ hợpđặc biệt)

II Tính toán ổn định mái bằng phương pháp cung trượt.

1 Tìm vùng có tâm trượt nguy hiểm.

+36,60 +31

A

B

85°

b)Phương pháp Fanđeeps

Tâm cung trượt nguy hiểm nằm ở lân cận hình thang cong bcde như trên hình vẽ

Các trị số bán kính r, R phụ thuộc vào các hệ số mái và chiều cao đập Hđ, tra ở bảng 6-6giáo trình thủy công Với m = 3,5

R/H = 3,025 R = (R/H).H = 3,025.36,6 = 110,72 (m)

r/H = 1,25 r = (r/H).H = 1,25.36,6 = 45,75 m

Kết hợp cả 2 phương pháp ta tìm được phạm vi có khả năng chứa tâm cung trượt nguyhiểm nhất là đoạn AB Trên đó ta giả thiết các tâm O1, O2, O3 Vạch các cung trượt đi qua mộtđiểm Q1 ở chân đập, tiến hành tính hệ số an toàn ổn định

K1, K2, K3 cho các cung trượt tương ứng, vẽ biểu đồ quan hệ giữa Ki và vị trí tâm Oi taxác định được trị số Kmin ứng với các tâm O trên đường thẳng MB Từ vị trí của tâm O ứng với

Kmin đó kẻ đường thẳng N-N vuông góc với đường MM1 Trên đường N-N ta lại lấy các tâm Okhác vách các cung cũng đi qua điểm Q1 ở chân đập Tính K với các cung này, vẽ biểu đồ trị số

K, theo tâm O ta xác định được trị số Kmin ứng với điểm Q1 ở chân đập.Với các điểm Q2, Q3 ởtrên mặt nền hạ lưu đập, bằng cách tương tự ta cũng tìm được trị số Kmin tương ứng Vẽ biểu đồquan hệ giữa Kmin với các điểm ra của cung Qi ta tìm được hệ số an toàn nhỏ nhất Kmin min chomái đập.Trong đồ án này chỉ yêu cầu Kmin ứng với một điểm ra Q1 ở chân đập

2 Xác định hệ số an toàn K cho một cung trượt bất kỳ

Theo công thức của Ghecxevanốp: Với giả thiết xem khối trượt là vật thể rắn, áp lựcthấm được chuyển ra ngoài thành áp lực thủy tĩnh tác dụng lên mặt trượt và hướng vào tâm

Sơ đồ hình:

Chia khối trượt thành các dải có số dảI là n chiều rộng mỗi dảI là b

trong đó b được xác định như sau : b = R/m

m là hệ số hiệu quả ta chọn m = {10 20}

chọn m = 10

Ta có công thức tính toán sau: K =

Trong đó: Là góc ma sát trong và lực dính đơn vị ở đáy dải thứ n

ln: Là bề rộng đáy dải thứ n

Wn: áp lực thấm ở đáy dải thứ n

hn: Chiều cao cột nước từ đường bão hoà đến đáy dải