Giáo trình hướng dẫn phân tích tính chất và khả năng sử dụng đất trong nông nghiệp phần 2 pdf

www.phanmemxaydung.com 82 thép trong các đồ án thiết kế đập phù hợp với chiều dài ván cừ sẵn có. Phải tính đến trong một số tr?ờng hợp có thể hàn cừ thép (theo chiều dài) để tăng chiều sâu ván cừ, (có thể tới 30 á 40m). Trong tr?ờng hợp nền không đồng nhất có các lớp kẹp thấm n?ớc nằm ngang thì tuỳ theo khả năng mà hàng cừ phải cắt qua các lớp kẹp đó. Không cho phép để giữa mũi cừ và mặt của lớp không thấm có một khoảng cách t?ơng đối nhỏ (thí dụ, nhỏ hơn 0,5 á 0,1T). Trong tr?ờng hợp này để tránh xảy ra tốc độ thấm lớn giữa mũi cừ và tầng không thấm n?ớc, hàng cừ phải đ?ợc đóng sâu vào tầng không thấm. Khi tầng không thấm không phải là đá (loại đất sét) phải đóng sâu hàng cừ vào tầng không thấm n?ớc với độ sâu d. Trong tr?ờng hợp này xuất phát từ các trị số cột n?ớc tr?ớc và sau ván cừ, bằng tính toán có thể xác định đ?ợc trị số d . Khi tính toán phải xét hàng cừ đơn thuần có chiều sâu d chịu tác dụng của cột n?ớc Z. Khi tầng không thấm là đá, việc nối tiếp giữa ván cừ với nền đá sẽ rất khó khăn. Trong tr?ờng hợp này nền thấm n?ớc đ?ợc ngăn trên toàn bộ chiều sâu xuống đến tận tầng không thấm bằng các vật ngăn ở dạng t?ờng răng sâu bằng bê tông. Khi d?ới đập là hàng cừ treo thì khoảng cách giữa chúng không nhỏ hơn 2s, trong đó: s- chiều sâu cừ đóng trong đất. ở đây cần chú ý vấn đề sau: Nếu cột n?ớc tổn thất ở một hàng cừ có chiều dài bằng s là h f thì ở hai hàng cừ cũng có chiều dài nh? vậy bố trí hàng nọ cách hàng kia với một khoảng cách lớn hơn 2s, cột n?ớc tổn thất sẽ bằng 2h f (với cùng một l?u l?ợng q). Nếu khoảng cách giữa hai hàng cừ trên nhỏ hơn (1,5 á 2,0)s, thì tổn thất tổng cộng về cột n?ớc trên hai hàng cừ trên sẽ nhỏ hơn 2h f tức là trong tr?ờng hợp này về mặt thấm hàng cừ sẽ đ?ợc sử dụng không hoàn toàn. Khi bố trí cừ ở nền đập, cần phải xét đến tính thấm n?ớc của chúng do sự liên kết không kín của các ván cừ. Khi thi công đóng cừ vào trong đất phải nhét đất dính vào các ngàm cừ để khe hở ở các liên kết giữa các ván cừ là nhỏ nhất. Khi thiết kế nối tiếp đầu cừ với phần bê tông của đập, phải dự kiến hình thức kết cấu của phần nối tiếp sao cho các lực thẳng đứng từ thân đập không truyền xuống cừ. Khi xem xét khả năng truyền lực ngang lên đầu cừ từ phía công trình cần chú ý các điều kiện sau đây: - Lực ngang h?ớng về phía hạ l?u có thể đẩy nghiêng đầu cừ về phía hạ l?u và ở phần trên của đầu cừ về phía mặt th?ợng l?u đ?ờng thấm có thể ngắn đi ; - Lực ngang truyền lên đầu cừ trong thời gian khai thác công trình có thể có giá trị thay đổi tuỳ theo cột n?ớc tác dụng lên công trình ; - Khi các hàng cừ có chiều dài khá lớn (cừ sâu) và ngàm nối tiếp giữa các ván cừ đ?ợc giải quyết kín n?ớc tốt, việc truyền lực ngang lên đầu cừ không nguy hiểm nh? tr?ờng hợp cừ ngắn ; - Trong một số tr?ờng hợp để không truyền lực ngang lên đầu cừ th?ợng l?u d?ới đập, không nên nối trực tiếp hàng cừ này với chân khay th?ợng l?u đập mà nên nối với phần cuối của sân phủ nối tiếp với chân khay nói trên. Việc sử dụng cừ kim loại ở môi tr?ờng ăn mòn phải đ?ợc luận chứng riêng. www.phanmemxaydung.com 83 Chiều dài (chiều sâu đóng cừ) của cừ d?ới sân phủ và cừ th?ợng l?u d?ới đập khi chúng là cừ treo, phải đ?ợc xác định trên cơ sở tính toán độ bền thấm của nền. Khi tính toán phải so sánh các ph?ơng án đ?ờng viền có khả năng chống thấm t?ơng đ?ơng nhau nh? có các chiều dài của sân phủ và cừ khác nhau (thí dụ các ph?ơng án có sân phủ t?ơng đối dài và hàng cừ ngắn và các ph?ơng án sân phủ t?ơng đối ngắn và hàng cừ dài). Bản cừ th?ờng đ?ợc làm bằng thép, bê tông cốt thép, bê tông cốt thép dự ứng lực còn bản cừ bằng gỗ ít đ?ợc sử dụng. Chiều dài của cừ chống thấm bằng thép phẳng khoảng 12 á 25m, còn chiều dài của cừ hình lõm sóng có thể tới 50m (bằng cách sử dụng thiết bị rung hoặc bằng tác động của việc xói đất). T?ờng chống thấm bằng bê tông cốt thép và bê tông cốt thép dự ứng lực th?ờng đ?ợc dùng nhiều hơn so với t?ờng chống thấm bằng thép vì chúng đ?ợc sản xuất, thi công ngay tại công tr?ờng. Độ dày của t?ờng chống thấm từ 10 á 50 cm. Hình 2-7. Liên kết bản cừ với bản đáy sử dụng đến chốt 1. cừ; 2. giấy dầu; 3. ván định h?ớng; 4, 6. ván chắn; 5. nẹp đứng đặt cách nhau 1 m; 7. hỗn hợp bitum ; 8. bao tải; 9. hố tạo sẵn cách nhau 4 m; 10. mức đổ vữa trong hố. Đối với t?ờng chống thấm chân khay cục bộ (cừ treo), khoảng cách giữa các t?ờng chống thấm không đ?ợc nhỏ hơn tổng chiều dài của bản cừ, và trong một số tr?ờng hợp ngoại lệ không đ?ợc nhỏ hơn 0,75 giá trị này. Trong các tr?ờng hợp khác, tác động của bản cừ giảm một cách đáng kể. Các bản cừ đ?ợc liên kết với bản đáy theo các cách sau: phần trên của bản cừ đ?ợc gắn vào các nêm (chốt) không thấm đặc biệt, các chốt này đ?ợc định vị trong bê tông bản đáy. Sự hình thành của các khe nứt trong matít phụ thuộc vào thời gian và sự phân tách của các khớp nối. Điều này có thể gây ra các lỗ hổng mà n?ớc có thể chảy qua làm cho chân khay không còn tác dụng.Vì vậy ta cần đề phòng bằng cách đun nóng matít cho chảy vào các chốt thông qua các hố dự phòng. III. T>ờng, màng chống thấm và chân khay sâu. Ng?ời ta th?ờng sử dụng các kết cấu này khi các điều kiện về địa chất không cho phép xây dựng một t?ờng tâm. Chẳng hạn trong tr?ờng hợp có một hàm l?ợng lớn đá tảng, đá v.v trong nền. Chúng đ?ợc tạo ra: (a) bằng cách cắt các rãnh (t?ờng) trong các hố đào, đẩy nhanh n?ớc ngầm ra ngoài, (b) bằng cách đóng cọc rung hoặc cắm các trụ tròn có đ?ờng kính lớn nối với các liên kết đặc biệt hoặc cắm cọc khuôn dẫn nhằm hình thành một t?ờng chân khay liên tục; (c) bằng cách đổ bê tông d?ới n?ớc vào các rãnh đ?ợc đào bằng gàu xúc, máy đào ; (d) bằng cách sử dụng các thùng chìm, đây là một ph?ơng pháp hiếm khi 10 9 8 7 6 5 4 3 1 2 4 0 4 5 !"#$%&'&($)*+%,! &/ 84 đ?ợc sử dung trong kỹ thuật thuỷ lợi; (e) bằng cách bơm ximăng và xi măng sét vào cát và cuội cát với hệ số thấm không lớn hơn 10 -1 cm/s. Các chân khay bê tông dùng để nối tiếp tốt hơn giữa đập và nền (nhằm mục đích ngăn ngừa thấm tiếp xúc nguy hiểm). Các t?ờng răng bê tông sâu phải đ?ợc bố trí thay cho hàng cừ trong tr?ờng hợp không thể đóng đ?ợc cừ vào đất nền hoặc trong tr?ờng hợp công trình đặc biệt quan trọng.Th?ờng bố trí chân khay hoặc t?ờng răng th?ợng l?u ở d?ới đập. Chân khay hạ l?u d?ới đập đ?ợc bố trí để tách thiết bị tiêu n?ớc d?ới đập khỏi hạ l?u và để có thể bơm n?ớc từ thiết bị tiêu n?ớc d?ới đập về hạ l?u bằng máy bơm đặt trong hành lang kiểm tra bố trí trong thân đập. Việc bơm n?ớc khỏi thiết bị tiêu n?ớc là cần thiết, thí dụ để kiểm tra sự làm việc của thiết bị tiêu n?ớc. Khi sử dụng t?ờng răng th?ợng l?u, có thể bố trí t?ờng răng hạ l?u cắm sâu xuống d?ới tận tầng không thấm n?ớc nh?ng phải bố trí các lỗ thoát n?ớc ở t?ờng này nhằm đảm bảo cột n?ớc d?ới đập ứng với mực n?ớc hạ l?u. Các t?ờng răng sâu chống thấm bằng bê tông thông th?ờng cần đ?ợc tách khỏi phần móng đập bằng khớp nối biến dạng có vật chắn n?ớc t?ơng ứng. Khi bố trí cừ hạ l?u do có khe hở giữa các ván cừ, chiều sâu chân khay hạ l?u d, phải thoả mãn điều kiện d 2b, trong đó là chiều rộng ván cừ. Màng phụt chống thấm: các màng chống thấm này đ?ợc thực hiện với nền không phải là đá bằng cách phụt vào khoảng rộng của đất nền vữa xi măng, vữa đất sét có phụ gia hoá dẻo, vữa xi măng-pôlime, vữa pôlime, v.v Chiều dày của màng chống thấm kể từ trên xuống d?ới phải giảm dần. Có thể sơ bộ coi nh? đối với màng chống thấm, gradien chống thấm lớn nhất cho phép (khi n?ớc thấm qua màng chống thấm theo h?ớng ngang) bằng 2 á 3. Trong đất bồi tích các màng chống thấm có thể bố trí đến độ sâu bất kỳ. Hình 2-8. Chân khay th?ợng l?u d?ới đập I- bê tông sét; II- thiết bị tiêu n?ớc ; III- tầng lọc ng?ợc ; A - đất đ?ợc đầm nện chặt / IV. Đế móng đập Độ sâu tấm đáy đập trong nền đ?ợc xác định bằng tính toán tĩnh học và tính thấm. Về mặt ổn định của đập, nếu có thể phải bố trí để móng đập lên tầng đất tốt, có trị số hệ số ma sát trong lớn. Trong tr?ờng hợp sơ đồ đập không có thiết bị tiêu n?ớc (hình 2-9) xuất phát từ trị số d=S ra xác định theo công thức : S ra = (0,05 á 0,10)T , (2-4) nh?ng không lớn hơn : IIIII I d A !"#$%&'&($)*+%,! &/ 85 S ra = (0,05 á 0,10)l o , (2-5) Đ?ờng viền của đập có thể thiết kế theo một trong hai ph?ơng án sau đây: - Đập có các chân khay (hình 2-9a) - Đập không có chân khay (hình 2-9b) Hình 2-9. Thiết kế móng đập. I-tầng lọc ng?ợc Vì lý do kinh tế, nên áp dụng ph?ơng án thứ nhất (hình 2-9a), ấn định trị số d với tính toán làm sao để đoạn MN của đế đập nằm trên đất đủ tốt và ít thấm n?ớc. Chỉ trong tr?ờng hợp gặp loại đất khó đào hào cho chân khay thì mới loại bỏ ph?ơng án (hình 2-9a) và chuyển sang ph?ơng án đập không có chân khay (hình 2-9b). Cấu tạo chỗ đi ra của dòng thấm ở hạ l?u. Trong vùng mặt cắt ?ớt chỗ dòng thấm đi ra bao giờ cũng phải bố trí thiết bị tiêu n?ớc lọc ng?ợc bảo vệ. Lọc ng?ợc cần phải đ?ợc thiết kế theo tiêu chuẩn thiết kế tầng lọc ng?ợc công trình thuỷ công. Thiết bị tiêu n?ớc nằm ngang bố trí d?ới sân tiêu năng, d?ới đập và d?ới sân phủ phải đ?ợc làm bằng vật liệu hạt lớn. Chiều dày nhỏ nhất của thiết bị tiêu n?ớc theo yêu cầu về cấu tạo và thi công quy định bằng 0,2m. Việc dẫn n?ớc từ thiết bị tiêu n?ớc về hạ l?u cùng nh? khả năng tiêu n?ớc của nó (có xét đến khả năng cho n?ớc qua lọc ng?ợc) thông th?ờng phải đ?ợc thiết kế sao cho tổn thất cột n?ớc khi chuyển động dọc thiết bị tiêu n?ớc là không đáng kể. Với điều kiện trên, cột n?ớc dọc theo toàn đoạn đ?ờng viền d?ới đất thực ở d?ới các bộ phận thấm n?ớc của công trình, thực tế sẽ ứng với mực n?ớc hạ l?u. Thiết bị tiêu n?ớc cùng với lọc ng?ợc phải đ?ợc áp chặt xuống nền bởi trọng l?ợng các bộ phận bên trên của công trình. Điều này đặc biệt quan trọng trong tr?ờng hợp nền là loại đất sét có khả năng mất dần độ bền bề mặt khi không có tải trọng. Nên chọn cấu tạo chỗ ra của dòng thấm nh? giới thiệu ở (hình 2-10a) với trị số S ra đủ lớn. Thông th?ờng không đ?ợc phép sử dụng sơ đồ bố trí thiết bị tiêu n?ớc nh? (hình 2-10b) với S ra =0 ; sơ đồ bố trí thiết bị tiêu n?ớc nh? ở (hình 2-10c) với trị số d đủ lớn có thể chấp nhận đ?ợc. Mực nEớc TL Mực nEớc HL MN d' lo d Mực nEớc TL Mực nEớc HL d b)a) I T I lo T !"#$%&'&($)*+%,! &/ 86 Hình 2-10. Cấu tạo chỗ ra của dòng thấm ở hạ l?u 0!< Tính toán Thấm vòng quanh, thấm vai đập bê tông nối tiếp với bờ =!/>?/8@/*A%,/8#B&/CA%,/D+$%#/89E/F6:%!/ Trong tr?ờng hợp chung, khi móng trụ biên không đặt trên tầng không thấm (tầng không thấm nằm khá sâu) và có thấm vòng quanh trụ biên, sự chuyển động của n?ớc ngầm sẽ có dạng không gian. Khi đó, cùng với dòng thấm có áp ở d?ới đập, còn có cả dòng thấm không áp vòng quanh trụ biên. Hình 2-11. Trụ biên có t?ờng cánh thẳng góc I- Đập tràn ; II- T?ờng dọc của trụ biên; III- Tầng không thấm; IV- Các đ?ờng dòng; V- Đ?ờng đẳng áp h T MNTL h MNHL h OO Z C D 1 2 3 4 m III h T A B C D A B 3 2 4 6 5 1 IV V V II I Mặt bằng A - BC - D b)a) c) 1 S ra ra S =0 A a) b) c) ra = -S d !"#$%&'&($)*+%,! &/ 87 ở hình 2-11 những đ?ờng dòng là của phần dòng chảy không áp và các đ?ờng đẳng áp của dòng thấm. Tiết diện ?ớt của dòng vào là mái dốc và đáy th?ợng l?u; của dòng ra là mái dốc và đáy hạ l?u. Nếu nh? móng của trụ biên không tiếp giáp với tầng không thấm nằm ở sâu, thì có thể xuất hiện thêm dòng thấm bán áp d?ới các t?ờng của trụ biên. Trong một số tr?ờng hợp, có thể xảy ra dòng thấm bổ sung, từ bờ ra hạ l?u. Có thể coi nh? đ?ờng bão hoà bao quanh mặt trong của trụ biên (đ?ờng viền d?ới đất 1-2-3-4-5-6, hình 2-11c); phần bão hoà chạy theo t?ờng dọc của trụ biên đ?ợc biểu thị trên hình 2-11a (đ?ờng 3-4). Rõ ràng là phần đ?ờng bão hoà này quyết định trị số áp lực của n?ớc ngầm lên t?ờng dọc của trụ biên. Nếu nh? vẽ đ?ờng dòng thấm theo đ?ờng 1-2-3-4-5-6 (hình 2-11c) rồi triển khai nó ra trên một mặt phẳng, thì ta nhận đ?ợc hình ảnh nh? hình 2-12. Hình ảnh này t?ơng tự nh? hình ảnh dòng thấm qua đập đất trên nền thấm n?ớc. Hình 2-12. Đ?ờng bão hoà quanh trụ biên-I Nh? vậy, khi tính toán thấm vòng quanh trụ biên, ta có thể áp dụng ph?ơng pháp giống nh? khi tính toán thấm qua đập đất trên nền thấm n?ớc. ==!/GH%#/8.I%/*A%,/8#B&/D+$/JK"/89:%/%L%/8#B&/%45-!/ (theo ph?ơng pháp của S.N. Numêrôp) 1) Tr?ờng hợp đập đất đồng chất:/ Khi trình bày ph?ơng pháp tính toán này, ta sử dụng hình 2-13 biểu thị mặt cắt ngang đập đất không có thiết bị tiêu n?ớc, trên nền thấm n?ớc. Hình 2-13. Sơ đồ tính toán thấm của đập đất h T h MNTL MNTL Z 1 23 45 6 I 1 2 h T T h h 1 2 x A' A 4' 1' 0,4h L 0,4h L MNTL a b B m 2 m 1 M 3' 2' K q 2"3" 4" 1" B' MNHL N 0 1 2 !"#$%&'&($)*+%,! &/ 88 Ta ký hiệu vị trí mép n?ớc t?ơng ứng ở th?ợng l?u và hạ l?u A và B. Đặt về phía phải của A và B những đoạn t?ơng ứng bằng 0,4h 1 và 0,4h 2 , ở đây h 1 và h 2 là chiều cao mực n?ớc th?ợng l?u và hạ l?u so với mặt tầng không thấm MN. Kết quả là ta nhận đ?ợc một khối đất hình chữ nhật 4' - 4" - 3" - 3' nằm trên tầng không thấm MN. Biết chiều sâu n?ớc th?ợng l?u, hạ l?u khối đất này (h 1 , h 2 ), ta tìm đ?ợc l?u l?ợng đơn vị của dòng thấm qua đập đất đang xét theo công thức của Duy-puy: K L2 hh q o 2 2 2 1 - = (2-6) trong đó: L o = L yp + 0,4h 1 + 0,4h 2 , (2-7) L yp - khoảng cách theo mặt nằm ngang giữa các điểm mép n?ớc A và B ; L o - chiều rộng của khối đất đắp chữ nhật mà ta thay thế cho đập đất. Nh? đã biết, khi thay thế nh? trên, ta coi tổn thất n?ớc ở nêm th?ợng l?u đập và nền của nó bằng tổn thất n?ớc trong khối đất hình chữ nhật 1" - 2" - 3" - 4", rộng 0,4h 2 . Biết l?u l?ợng q - xác định theo công thức (2 - 6) ta thiết lập đ?ờng bão hoà A"-B" đối với khối đất hình chữ nhật quy ?ớc 4' - 4" - 3" - 3' bằng cách dùng công thức của Duy - puy: () 2 2 2 1 o 2 1 hh L x hh = (2-8) trong đó: x và h - các kích th?ớc nh? đã biểu thị ở (hình 2-13). Cuối cùng, ta lựa bằng mắt để uốn thêm các đoạn cong ch?a biết A - a và B - b sao cho A - a vuông góc với mái dốc th?ợng l?u tại A, b - B tiếp tuyến với mái dốc hạ l?u tại B (ở đây bỏ qua đoạn dòng thấm đi ra ở mái dốc hạ l?u). Kết quả ta sẽ có đ?ờng bão hoà A - a, b - B đối với đập trên nền thấm n?ớc. Khi ở phần nêm hạ l?u của đập có bố trí thiết bị tiêu n?ớc thì theo quan điểm thuỷ lực ta sẽ có đập đất có mái dốc hạ l?u thẳng đứng a - b đặt theo trục thiết bị tiêu n?ớc. Khi quy đổi đập đất loại này thành khối đất chữ nhật, ta sẽ có hình dạng đ?ờng bão hoà nh? ở hình 2-14. Ghi chú: Trong tr?ờng hợp ở nêm hạ l?u không có thiết bị tiêu n?ớc, trị số 0,4h2 không phải tính từ đ?ờng thẳng đứng 1" - 2" đi qua mép n?ớc hạ l?u nh? ở (hình 2-13), mà là từ đ?ờng thẳng đứng kẻ qua điểm ở giữa đoạn dòng thấm đi qua mái dốc hạ l?u. Chiều cao S o của đoạn dòng chảy đi qua mái dốc hạ l?u trong tr?ờng hợp mái dốc hạ l?u khô (khi h 2 = T) có thể xác định theo công thức: () K q m7,0S o 2o += trong đó: () 1 ' o 22 1 o h4,0L2 Th K q + - = ở đây, ' o L - khoảng cách nằm ngang từ mép n?ớc ở mái th?ợng l?u tới chân dốc hạ l?u. !"#$%&'&($)*+%,! &/ 89 Hình 2-14. Sơ đồ tính toán thấm của đập đất có mái dốc hạ l?u thẳng đứng 2) Tr?ờng hợp đập có lõi giữa: ở đây cũng nh? tr?ờng hợp trên, nêm th?ợng l?u và hạ l?u đập (cùng với nền của nó) đ?ợc thay thế bằng các khối đất hình chữ nhật (hình 2-15, chỗ gạch chéo). Kết quả nhận đ?ợc một khối đất hình chữ nhật 4' - 4" - 3" - 3' có lõi giữa. Hình 2-15. Sơ đồ tính toán thấm của đập đất có lõi giữa Ta xét khối đất hình chữ nhật này theo ph?ơng pháp quy ?ớc mà nhiều ng?ời đã biết của N.N.Pavlôpski. Sau đó ta hiệu chỉnh đ?ờng bão hoà nhận đ?ợc từ khối đất hình chữ nhật này và tim đ?ờng bão hoà cần biết. Ghi chú: ở đây ta không xét tr?ờng hợp mà lõi giữa không đạt tới tầng không thấm. 3) Vùng hoạt động thấm nền đập: áp dụng ph?ơng pháp đã nêu trên, có thể dựng đ?ờng bão hoà đối với đập đất theo ph?ơng trình Duy - puy trong điều kiện không thấm ở một độ sâu hữu hạn. Tuy nhiên, tầng không thấm trên thực tế có thể nằm ở độ sâu vô hạn. Trong tr?ờng hợp này, để dựng đ?ờng bão hoà, phải sử dụng khái niệm vùng hoạt động thấm nền đập. Nếu tầng không thấm nằm ở sâu thì chiều dày vùng hoạt động thấm lấy bằng: T hđộng = 0,5L", (2-9) trong đó: L' - chiều rộng đập ở mặt nền ; T hđộng - chiều sâu vùng hoạt động thấm d?ới mặt đáy hạ l?u. Sau khi tính T hđộng theo (2-9), ta xác định vị trí tính toán của tầng không thấm (để vẽ đ?ờng bão hoà) nh? sau: h T MNTL m 1 1 T ằ h 0,4h 1 a 0,4h 2 2 b MNTL 0,4h 1 0,4h 2 h T 1 MNTL h T 2 Lõi giữa A B 3'3" 4'4" www.phanmemxaydung.com 90 a) Nếu: T thực Ê T hđộng (2-10) thì trị số T tt lấy bằng: T tt = T ; (2-11) b) Nếu nh? T thực > T hđộng (2-12) thì trị số T tt lấy bằng: T tt = T hđộng = 0,5L' (2-13) trong đó: T thực - chiều sâu thực của tầng không thấm ; T tt - chiều sâu tính toán của tầng không thấm. Các trị số T thực và T tt đo từ mặt đáy hạ l?u. Cần xét đến các tr?ờng hợp sau: a) Khi T thực > T hđộng thì vị trí đ?ờng bão hoà thực tế không phụ thuộc vào vị trí của tầng không thấm; b) Khi 0 < T thực < T hđộng (2-14) thì khi T thực tăng, đ?ờng bão hoà của đập đất sẽ giảm một chút. c) Khi thoả mãn điều kiện (2-14) thì vị trí đ?ờng bão hoà dẫu sao cũng ít phụ thuộc vào vị trí của tầng không thấm. Do đó, khi tính toán sơ bộ, để thiên về an toàn, trị số T đôi khi lấy bằng 0, tức là sẽ vẽ đ?ờng bão hoà đối với đập xây dựng trên nền thấm n?ớc với giả thiết rằng nền đó không thấm n?ớc (lúc này tất nhiên phải áp dụng ph?ơng pháp trình bày ở trên). III. Đơn giản hoá việc lập đ4ờng bão hoà khi thấm vòng quanh trụ biên. Để chuyển dòng thấm, nh? đã mô tả ở điểm 1, sang dạng gọi là "dòng thấm phẳng", (Khi tính toán có thể áp dụng ph?ơng pháp giải bài toán thấm phẳng của F.Forkhgâymer), ta thực hiện giả thiết đơn giản hoá nh? sau: 1. Phù hợp với điểm 2, 3 đã nêu, ta coi rằng: khi: T thực Ê 0,5% (2-15) thì tầng không thấm tính toán trùng với tầng không thấm thực ; nếu nh?: T thực > 0,5% (2-16) và tầng không thấm tính toán nằm ở độ sâu d?ới đáy hạ l?u bằng: T tt = 0,5 ' o l (2-17) ở đây: ' o l - chiều dài hình chiếu của trụ biên theo h?ớng trục t?ờng dọc. 2. Phù hợp với 2 điểm bên trên ta thay các mái dốc th?ợng l?u, hạ l?u của khối đất tiếp giáp với trụ biên bằng các mái dốc thẳng đứng chạm tầng không thấm. Ta hãy vẽ những mái dốc thẳng đứng tính toán này cách mép n?ớc 1 khoảng nh? sau (hình 2-16) a) Đối với mái dốc th?ợng l?u: a 1 = 0,4h 1 ; (2-18) b) Đối với hạ l?u: www.phanmemxaydung.com 91 a 2 = 0,4h 2 ; (2-19) trong đó: h 1 và h 2 - độ v?ợt cao của mực n?ớc th?ợng l?u và hạ l?u trên tầng không thấm tính toán. Bằng kết quả của sự đơn giản hoá này, tuỳ theo hình dạng kết cấu của trụ biên, ta có thể nhận đ?ợc các sơ đồ khác nhau của dòng thấm ở trên mặt bằng hình 2-16 giới thiệu một vài ví dụ về các sơ đồ nh? vậy. Hình 2-16. Đơn giản hoá các dạng hình học của trụ biên 3. Ta hãy quy ?ớc rằng tất các các t?ờng của trụ biên đ?ợc chôn sâu tới mặt bằng không thấm tính toán. 4. Đất đắp sau l?ng trụ biên đ?ợc coi là đồng nhất và đẳng h?ớng. 5. Bỏ qua dòng thấm ngầm chảy từ bờ ra, chỉ xét n?ớc thấm từ th?ợng l?u về hạ l?u (hình 2-11). 6. Cuối cùng, bỏ qua đoạn n?ớc chảy ra từ mái dốc thẳng đứng (tính toán) ở hạ l?u; trị số này trong tr?ờng hợp này sẽ rất nhỏ. Khi sử dụng những giả thiết đã nêu ta nhận đ?ợc dòng thấm tính toán đ?ợc đặc tr?ng một cách gần đúng bởi các tiết diện ?ớt hình trụ với các đ?ờng sinh thẳng đứng; các đ?ờng dẫn h?ớng của những tiết diện ?ớt này sẽ là các đ?ờng đẳng áp của mặt giảm áp (mặt bão hoà). IV. Lập đ4ờng bão hoà quanh trụ biên theo ph4ơng pháp của F.Forkhgâymer. Tấm đáy t4ởng t4ợng. Theo ph?ơng pháp của F.Forkhgâymer, để xác định chiều sâu cột n?ớc h (tính từ đ?ờng bão hoà đến tầng không thấm tính toán) ở một điểm m nào đấy trên đ?ờng bão hoà (hình 2- 11), có thể viết ph?ơng trình sau: l ' a a 2 1 Mép nEớc o Mép nEớc Mép nEớc l ' o A 1 A 2 4 II I 1 B 1 B 2 2 3 I II a 1 2 a z v z z c 1 2 Mép nEớc a 1 2 a 1 2 Mép nEớc a 1 Tiêu nEớc III a a 1 2 1 4 2 a)b) c)d) e)f) 3 . hợp đập đất đồng chất: / Khi trình bày ph?ơng pháp tính toán này, ta sử dụng hình 2- 13 biểu thị mặt cắt ngang đập đất không có thiết bị tiêu n?ớc, trên nền thấm n?ớc. Hình 2- 13. Sơ đồ tính toán. l?ợng đơn vị của dòng thấm qua đập đất đang xét theo công thức của Duy-puy: K L2 hh q o 2 2 2 1 - = (2- 6) trong đó: L o = L yp + 0,4h 1 + 0,4h 2 , (2- 7) L yp - khoảng cách theo mặt. nEớc o Mép nEớc Mép nEớc l ' o A 1 A 2 4 II I 1 B 1 B 2 2 3 I II a 1 2 a z v z z c 1 2 Mép nEớc a 1 2 a 1 2 Mép nEớc a 1 Tiêu nEớc III a a 1 2 1 4 2 a)b) c)d) e)f) 3