Đồ án số 2 thiết kế đập đất

n Mụn Hc Thy Cụng Đồ án số Thiết kế đập đất A- Tài liệu cho trớc I/ Nhiệm vụ công trình Hồ chứa H sông S đảm nhận nhiệm vụ sau: Cấp nớc tới cho 1650ha ruộng đất canh tác Cấp nớc sinh hoạt cho 5000 dân Kết hợp nuôi cá lòng hồ, tạo cảnh quan môi trờng, sinh thái phục vụ du lịch II/ Các công trình chủ yếu khu đầu mối: Một đập ngăn sông; Một đờng tràn tháo lũ sang lu vực khác Một cống đặt dới đập để lấy nớc tới III/ Tóm tắt số tài liệu Địa hình: Cho bình đồ vùng tuyến đập Địa chất: Cho mặt cắt địa chất dọc tuyến đập Chỉ tiêu lý lớp bồi tích lòng sông cho bảng Tầng đá gốc rắn mức độ nứt nẻ trung bình lớp phong hóa dày 0,5-1m Vật liệu xây dựng: a) Đất: Xung quanh vị trí đập có bãi vật liệu A (trữ lợng 800.000m3 cự ly 800m), B(trữ lợng 600.000m3, cự ly 600m); C(trữ lợng 1.000.000m3, cự ly 1Km) Chất đất thuộc loại thịt pha cát, thấm nớc tơng đối mạnh tiêu nh bảng Điều kiện khai thác bình thờng Đất sét khai thác vị trí cách đập 4Km trữ lợng đủ làm thiết bị chống thấm b) Đá: Khai thác vị trí cách công trình 8Km, trữ lợng lớn, chất lợng đảm bỏ o đắp đạp, lát mái Một số tiêu lý: ; = 32 , n = 0,35 (của cống đá) , K = 2,5T / m (của đá) c) Cát sỏi: Khai thác bãi dọc sông, cự ly xa 3Km, trữ lợng đủ làm tầng lọc SVTH: Nguyn Ngụ Hiu Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng Bảng1 - Chỉ tiêu lý đất vật liệu đắp đập Chỉ tiêu (độ) K k 2,4 1,62 10-5 5,0 3,0 1,58 4.10-9 27 0 1,60 10-4 22 1,0 0,7 1,59 10-6 C (T/m2) HS rỗng n Độ ẩm ẩm bão hòa ẩm bão hòa 0,35 20 23 20 3,0 (chế bị) 0,42 22 17 13 Cát 0,4 18 30 Đất 0,39 24 26 Đất đắp đập (chế bị) Sét Bảng - Cấp phối vật liệu đắp đập d(mm) d10 D50 d60 Đất thịt pha cát 0,005 0,05 0,08 Cát 0,05 0,35 0,40 Sỏi 0,50 3,00 5,00 loại 4- Đặc trng hồ chứa: - Các mực nớc hồ mực nớc hạ lu: Bảng Tràn từ động có cột nớc đỉnh tràn Hmax = 3m - Các vận tốc gió tính toán ứng với mức đảm bảo P% P% 20 30 50 V(m/s) 32 30 26 17 14 12 - Chiều dài truyền sóng ứng với MNDBT: D = 2,8km - ứng với MNDGC: D = D + 0,3 = 2,8 + 0,3 = 3,1km - Đỉnh đập đờng giao thông chạy qua Các thông số kỹ thuật: + Mực nớc dâng bình thờng hồ chứa MNDBT =33(m) + Mực nớc dâng gia cờng MNDGC = MNDBT + = 33+3 = 36 (m) SVTH: Nguyn Ngụ Hiu Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng + Mực nớc hạ lu: Bình thờng : 12,5(m) Max : 14,7(m) + Vận tốc gió tính toán ứng với mức đảm bảo P% B- Nội dung thiết kế I/ Đập đất Thuyết minh - Phân tích chọn tuyến đập, hình thức đập; - Xác định kích thớc đập; - Tính toán thấm ổn định; - Chọn cấu tạo chi tiết Bản vẽ - Mặt đập - Cắt dọc đập (hoặc diện hạ lu); - Các mặt cắt ngang đại biểu lòng sông bên thềm sông; - Các cấu tạo chi tiết Bảng 3- Tài liệu thiết kế đập đất cống ngầm Đề số Sơ đồ Đặc trng hồ chứa Mực nớc hạ lu (m) Qcống (m3/s) D (km) MNC (m) MNDBT (m) Bình thờng Max Khi MNC (Qtk) Khi MNDB T Mực nớc đầu kênh (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 12 A 2.8 16.0 33.0 12.5 14.7 3.4 2.8 15.82 Bài làm A- Những vấn đề chung I/ Nhiệm vụ công trình: Lu vực dòng sông S vùng đất nông nghiệp rộng lớn Mà nhu cầu nớc vùng lớn chủ yếu ngời dân trồng nông nghiệp (lúa) Do vấn đề cấp nớc cho sản xuất nông nghiệp cần thiết Chính ta phải tạo hồ chứa sông S: Hồ chứa H Hồ chứa H SVTH: Nguyn Ngụ Hiu Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng đảm nhận nhiệm vụ chủ yếu là: Cấp nớc tới cho 1650ha ruộng đất canh tác kết hợp nuôi cá lòng hồ cấp nớc phục cho dân sinh hạ du Để hoàn thành tốt nhiệm vụ phải xây dựng công trình chủ yếu khu đầu mối là: 1- Đập ngăn sông 2- Một đờng tràn tháo lũ sang lu vực khác 3- Một cống lấy nớc tới đặt dới đập II/ Chọn tuyến đập: Dựa theo bình đồ khu đầu mối cho: Hai bên bờ sông có đồi 155m nằm đối xứng thu hẹp lòng sông lại Tầng đá gốc đồi tơng đối tốt, tầng tàn tích mỏng khu vực đồi có bãi vật liệu thuận tiện cho việc thi công Do ta chọn tuyến đập A-A qua đỉnh đồi nh hình vẽ cho III/ Chọn loại đập: Theo tài liệu cho ta thấy: Tầng bồi tích lòng sông đất tơng đối mỏng Về vật liệu địa phơng chủ yếu đất nh bãi vật liệu A (trữ lợng 800.000m3 cự ly 800m), B(trữ lợng 600.000m3, cự ly 600m); C(trữ lợng 1.000.000m3, cự ly 1Km) Điều kiện khai thác dễ, thuận tiện cho việc thi công Vì ta định chọn loại đập đất Do đất đắp đập thấm tơng đối mạnh nên ta phải làm thiết bị chống thấm: Từ tài liệu cho ta thấy trự lợng đất sét bãi vật liệu cách công trình khoảng 4Km nhiều, chất lợng tốt Đủ làm vật liệu chống thấm Do ta chọn đất sét làm vật liệu chống thấm Các loại vật liệu khác: Đá, cát, cuội sỏi ta dùng làm tầng lọc ngợc bảo vệ mái sau làm xong đập đất IV/ Cấp công trình tiêu thiết kế: Cấp công trình: a) Theo chiều cao công trình loại : Cao trình đỉnh đập: Zđ = MNDGC + d = 36 + = 38(m)(chọn d = 2m) Tra bảng P1-1 Công trình cấp III b) Theo nhiệm vụ công trình: Tới cho 1650ha Tra bảng P1-2 công trình cấp IV So sánh tiêu ta chọn cấp công trình cấp III SVTH: Nguyn Ngụ Hiu Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng Chỉ tiêu thiết kế: Từ cấp công trình xác định đợc: - Tần suất lu lợng, mức nớc lớn nhất: Tra bảng P1-3 ta có P = 1% - Hệ số tin cậy kn : Tra bảng P1-6 ta có kn = 1,15 - Tần suất gió lớn gió bình quân lớn (QPTL C1-78) tơng ứng với P=4% P=50% - Theo quan hệ tài liệu : P = 4% v = 28m/s : MNDBT P = 50% v = 12m/s : MNDGC Kích thớc đập đất I/ Đỉnh đập: Cao trình đỉnh đập: - Xác định từ mực nớc: MNDBT MNDGC Z1 = MNDBT + h + hsl + a Z1 = MNDGC + h + hsl + a Trong đó: h h : Độ dềnh gió ứng với tính toán lớn gió bình quân lớn nhất; hsl hsl : Chiều cao sóng leo (có mức đảm bảo 1%) ứng với gió tính toán lớn gió bình quân lớn a a: Độ vợt cao an toàn a) Xác định h , hsl ứng với gió lớn V : V D cos S (m) * Xác định h : h = 2.10 g H -6 Trong đó: V- Vận tốc gió tính toán lớn ứng với p=4%: v=28(m/s) D - Đà sóng ứng với MNDBT: D=2,8.103 (m) g- Gia tốc trọng trờng (m/s2) H- Chiều sâu nớc trớc đập (m) SVTH: Nguyn Ngụ Hiu Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng H = MNDBT - đáy sông = 33 - = 31(m) S - Góc kẹp trục dọc hồ hớng gió S = 00; h = 2.106 282.2,8.103 cos 00 = 0, 014( m) 9,81.31 * Xác định hsl: Theo QPTL C1-78 chiều cao sóng leo có mức bảo đảm 1% xác định nh sau: hsl(1%) = K1 K2 K3 K4 hs1% Trong đó: hs1% - Chiều cao sóng với mức bảo đảm 1% K1 , K2, K3, K4 - Các hệ số - Xác định hs1% : + Giả thiết trờng hợp sóng nớc sâu : (H > 0,5 ) gt 9,81.6.3600 = = 7567, 71 V 28 gD 9,81.2,8.1000 = = 35, 04 V2 282 gt gh = 7567, 71 = 0, 075 V V (1) g = 3,8 V gD gh = 35, 04 = 0, 011 V V (2) g = 1, 21 V Từ (1) (2) ta có: Ta chọn cặp (2) 0, 011.282 = 0,88(m) 9,81 1, 21.28 = = 3, 45 (s) 9,81 g 9,81.3, 452 = = = 18,59( m) 2. 2.3,14 h= Kiểm tra lại sóng nớc sâu: H > 0,5 H = 31(m) > 0,5 = 9,3(m) - Tính hS1% = K1% h S Trong K1% tra đồ thị hình P2-2 ứng với đại lợng SVTH: Nguyn Ngụ Hiu g D = 35, 04 V2 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng K 1% = 2,1 h1% = 2,1.0,88 = 1,85 (m) - Hệ số K1, K2 tra bảng P2-3, phụ thuộc vào đặc trng lớp gia cố mái độ nhám tơng đối mái Lấy 0,2 0, = = 0,11 K1 = 0,71 ; K2 =0,59 hs1% 1,85 - Hệ số K3 tra P2-4, phụ thuộc vào vận tốc gió hệ số mái m Chọn sơ hệ số mái: mt = ; mh = 3,5 Tra bảng P2-2 K3 = 1,5 (Vgió = 28m/s > 10m/s) - Hệ số K4 tra đồ thị hình P2-3, phụ thuộc vào hệ số mái m trị số Ta có: hSL1% 18,59 = = 10, 05 K = 0,9 1,85 h SL1% hsl1% = K1.K2.K3.K4.hs1% = 0,71.0,59.1,5.1,3.1,85 = 1,51(m) = MNDBT + h + hsl + a Vậy Z1 = 33+ 0,014 + 1,51 + 0,7 = 35,23(m) b) Xác định h , hsl ứng với gió bình quân lớn V : + Xác định h : V' D' h' = 2.10 cos B ' g.H' Trong đó: V: Là vận tốc gió bình quân lớn (V =12m/s) D: Đà sóng ứng với MNDGC (D = 2,8 + 0,3 = 3,1km = 3100m) g: Gia tốc trọng trờng g = 9,81 m/s2 H : Chiều sâu dới đập H = MNDGC - = 36 -2 = 34(m) B ' : Góc kẹp trục dọc hồ với hớng gió = 00 122.3100 h ' = 2.10 cos = 0, 0027( m) 9,81.34 + Xác định hsl: Chiều cao sóng leo có mức bảo đảm 1% xác định nh sau: hsl(1%) = K1 K2 K3 K4 hs1% Trong đó; hs1% - Chiều cao sóng với mức bảo đảm 1% SVTH: Nguyn Ngụ Hiu Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng K1 , K2, K3, K4 - Các hệ số - Xác định hs1%: Giả thiết trờng hợp xét sóng nớc sâu H > 0,5 ' - Tính đại lợng không thứ nguyên: gt 9,81.6.3600 = = 17658 V' 12 (1) gD ' 9,81.3,1.1000 = = 211,19 V '2 122 (2) gt gh = 17658 = 0,09 V' V' g = 4,4 V' (1) (2) gD ' gh = 211,19 = 0, 024 V' V ' g = 1,85 V' Ta lấy trị số nhỏ (1) (2), ta đợ trị số cặp (2) 0, 024.122 = 0,352( m) 9,81 1,85.12 '= = 2, 26 (s) 9,81 g '2 9,81.2, 262 '= = = 7,98(m) 2. 2.3,14 h' = Kiểm tra lại điều kiện sóng nớc sâu: H > 0,5 ' H =34 > 0,5 7,98= 3,99 (m) (t/m) - Tính hs1% = K1% h' S Trong đó: Trong K1% tra đồ thị hình P2-2 ứng với đại lợng K1% = 2,19 g D ' = 211,19 V '2 hs1% = 2,19.0,352 = 0,771 (m) - Hệ số K1, K2 tra bảng P2-3, phụ thuộc vào đặc trng lớp gia cố mái độ nhám tơng đối mái Lấy 0,2 0, = = 0, 259 K1 = 0,7 ; K2 =0,5 h 's1% 0, 771 - Hệ số K3 tra P2-4, phụ thuộc vào vận tốc gió hệ số mái m SVTH: Nguyn Ngụ Hiu Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng Chọn sơ hệ số mái: mt = ; mh = 3,5 Tra bảng P2-2 K3 = 1,5 (Vgió = 32m/s > 10m/s) - Hệ số K4 tra đồ thị hình P2-3, phụ thuộc vào hệ số mái m trị số ' 7,98 = = 10,35 K' = 1,1 h 'SL1% 0, 771 Ta có: ' h' SL1% hsl1% = K1.K2.K3.K4.hs1% = 0,7.0,5.1,5.1,1.0,771 = 0,891(m) Vậy Z2 = MNDGC + h + hsl + a = 36 + 0,0027 + 0,891 + 0,5 = 37,4(m) Chọn cao trình đỉnh đập: Z=(Z1, Z2)max = 37,4(m) Lấy tròn 38(m) Bề rộng đỉnh đập: Vì đờng giao thông chạy qua đỉnh đập nên ta lấy bề rộng đỉnh đập B=6m để thi công thuận tiện phù hợp với chiều cao đập II/ Mái đập đập: Mái đập: - Chiều cao đập H= Zđ - Zđáy = 37,4 -2 = 35,4(m) Ta lấy H= 36(m) Sơ hệ số mái: + Mái thợng lu: m1 = 0,05H +2,00 = 0,05.36 +2 = 3,8 + Mái hạ lu : m2 = 0,05H + 1,5 = 0,05.36+1,5 = 3,3 Lấy m1 = m2 =3,5 2) Cơ đập: - Đập cao 38m > 10m nên bố trí mái hạ lu - Khoảng cách theo chiều cao chọn từ 10-20m - Bề rộng chọn theo yêu cầu giao thông lấy không nhỏ 2m Lờy Bcơ = 3m III/ Thiết bị chống thấm Theo tài liệu cho, đất đắp đập đất có hệ số thấm lớn nên cần có thiết bị chống thấm cho thân đập - Nếu tầng thấm tơng đối mỏng (T 5m ) chọn thiết bị chống thấm cho đập cho thích hợp sau: + Chống thấm kiểu tờng nghiêng + chân (cắm xuống tận tầng không thấm) + Chống thấm kiểu tờng lõi + chân SVTH: Nguyn Ngụ Hiu Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng - Nếu tầng thấm dày (T>10m) : phơng án hợp lý dùng thiết bị chống thấm kiểu tờng nghiêng + sân phủ Theo đề hình C cho tầng thấm T=4m < 5m Ta chọn phơng án: Dùng thiết bị chống thấm kiểu tờng nghiêng chân * Chọn sơ kích thớc ban đầu: a) Chiều dày tờng (nghiêng hay lõi) - Trên đỉnh: 0,8 m Chọn = 1m - Dới đáy: H H 10 Trong đó: H- Là cột nớc lớn Hmax = MNDGC - Zđáy = 36 - = 34(m) H H = 3, 4m = 8,5m 10 - Chọn = 5m b) Cao trình đỉnh tờng nghiêng: (hay lõi): Chọn không thấp MNDGC thợng lu Chọn cao trình đỉnh tờng nghiêng cao trình đỉnh đập đất c) Chiều dày chân răng: Chọn nh đáy tờng nghiêng NgoàI đảm bảo điện kiện nối tiếp đặn tờng nghiêng với chân Tính t1 = = = 20,62 m sin sin 14 2' Chọn t2 = 3,38(m) IV/ Thiết bị thoát nớc thấm đập Thờng phân biệt đoạn theo chiều dài đập Đoạn lòng sông: Hạ lu có nớc - Chiều sâu nớc hạ lu: HHL max = MNHLmax - Zđáy = 14,7 - = 12,7m HHLBT = MNHLBT - Zđáy = 12,5 - = 10,5m Chọn thoát nớc kiểu lăng trụ - Độ vợt cao đỉnh lăng trụ so với mực nớc hạ lu max từ 1-2m Chọn 1,5m - Do chiều cao lăng trụ = 12,7+ 1,5 = 14,2(m) - Bề rộng đỉnh lăng trụ b =3m - Mái trớc mái sau lăng trụ chọn m =1,5 SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 10 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng Hỡnh mặt cắt lòng sông SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 12 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng on sn i: ng vi trng hp h lu khụng cú nc Ta chn thoỏt nc kiu ỏp mỏi Phần IV Tính toán thấm qua đập I/ Nhiệm vụ trờng hợp tính toán: Nhiệm vụ tính toán: - Xác định lu lợng thấm q - Xác định đờng bão hòa đập - Kiểm tra độ bền thấm đập Các trờng hợp tính toán: Trong thiết kế đập đất cần tính thấm cho trờng hợp làm việc khác đập - Thợng lu MNDBT, hạ lu mực nớc - Thợng lu MNDGC, hạ lu mực nớc max - thợng lu mực nớc rút đột ngột - Trờng hợp thoát nớc làm việc không bình thờng - Trờng hợp thiết bị chống thấm bị hỏng Ta tính thấm cho trờng hợp thứ Thợng lu MNDBT: H1 = MNDBT - Zđáy = 33 - = 31(m) Hạ lu mực nớc min: H2 = MNHLBT - Zđáy = 12,5 - = 10,5(m) Thiết bị thoát nớc chọn loại lăng trụ Sơ đồ đập có tờng nghiêng + chân II Tớnh thm cho mt ct lũng sụng S nh hỡnh v : SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 13 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng Sơ đồ TíNH THấM CHO MặT CắT LòNG SÔNG 38.0 33.0 SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 14 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng a) Xác định lu lợng thấm: Dùng phơng pháp phân đoạn, bỏ qua độ cao hút nớc ao cuối dòng thấm, lu lợng thấm q độ sâu h3 sau tờng nghiêng xác định từ hệ sau: h 12 h 32 Z 20 h h q = K + T sin t h2 h2 ( h h )T q = Kd + kn 2(L mh ) L m' h + 0,44 T Trong đó: Hệ số thấm đập: Kđ = 10-5 m/s Hệ số thấm thiết bị chống thấm K0 = 4.10-9 m/s Hệ số thấm Kn = 10-6m/s : Chiều dày trung bình tờng nghiêng = 3m t: Chiều dày trung bình chân t =12m h1 = 31 m h2 = 10,5m m: Hệ số mái thợng lu = m: Hệ số mái lăng trụ hệ thoát nớc = 1,5 n : Hệ số điều chỉnh chiều dài đờng thấm = 0,44T Z0 = cos = 3.cos14o2 = 2,91(m) L = 36 x + + 10.3,5 + + 16.3,5 -1,5 x 1,5 = 241,75(m) sin = sin 14o2 = 0,2425 Thay giải hệ phơng trình: 312 h32 2,912 31 h3 q = 4.10 + ữ 12 2.3.0, 2425 h3 10,52 (h3 10,5)241, 75 q = 10 + 10 2(241, 75 4h3 ) 241, 75 1,5.10,5 + 0, 44.3 Dùng phơng pháp thử dần: h3 = 16.1(m) q = 3,74.10-6(m/s) b) Phơng trình đờng bão hòa: Y= h 23 h 32 h 22 16,12 8,52 x = 16,12 x = 259, 21 1, 05.x 241, 75 4.16,1 L m.h SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 15 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng c) Kiểm tra độ bền thấm: - Với thân đập cần bảo đảm điều kiện: J dK [ J dK ] Trong đó: h h 16,1 10,5 Jkđ = L m.h = 241, 75 4.10,5 = 0, 028 [Jkđ] phụ thuộc vào laoi đất đắp đập cấp công trình theo Trugaep Tra phụ lục P3-3 ta đợc [Jkđ] = 0,55 Vậy Jkđ < [Jkđ] Do đảm bảo ổn định thấm đập - Với đập cần đảm bảo điều kiện: Jkn [Jkn] Trong đó: h h 16,1 10,5 Jkn = L m '.h + 0, 44T = 241, 75 1,5.10,5 + 0, 44.3 = 0, 025 [Jkn] phụ thuộc loại đất cấp công trình lấy theo Trugaep Tra bảng P3-2 ta đợc [Jkn] = 0,22 Vậy Jkn [Jkn] Nên đảo bảo ổn định thấm III/ Tính thấm cho mặt cắt sờn đồi : Sơ đồ mặt cắt sờn đồi đập nèn không thấm, hạ lu nớc, thoát nớc kiểu áp mái Sơ đồ thấm nh sau Các thông số: - Theo địa hình ta chọn đợc cao trình đáy để tính thấm cho mặt cát sờn đồi 18(m) - Do h1 =33-18 =15(m) - Hệ số mái m1 = (thợng lu) m2 = 3,5 (hạ lu) + L = (38 -18 ).(4+3,5) + 6+3 = 159m + Hệ số thấm đập: Kđ = 10-5m/s + Hệ số thấm thiết bị chống thấm Ko = 4.10-9m/s + : Bề dày trung bình tờng nghiêng = 3m a) Lu lợng thấm: SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 16 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng Theo phơng pháp phân đoạn, lu lợng thấm q độ sâu h3, ao đợc xác định từ hệ sau: h 32 a 20 q = K d 2(L m h m a ) a0 q = K d m + 0,5 h 12 h 32 Z 20 q = K sin Thay số ta đợc: a0 = 0,744(m) h3 = 8,187(m) q = 0,186.10-5m/s b) Đờng bão hòa: Trong hệ trục nh hình vẽ, phơng trình đờng bão hoà có dạng: y = h3 2q x = 67,03 0,372.x kd c) Kiểm tra độ bền thấm: Cần đảm bảo điều kiện: Jkđ [Jkđ] Trong đó: Jkđ = h3 8,187 = = 0,05 L m h 197,5 4.8,187 Vậy Jkđ < [Jkđ] Vậy độ bền thấm đợc đảm bảo Phần V Tính toán mái đập I Trng hp tớnh toỏn Theo quy phm, thit k p ỏt, cn kim tra n nh cỏc trng hp sau: Cho mỏi h lu - Khi thng lu l MNDBT, h lu l chiu sõu nc ln nht cú th xy ra, thit b chng thm v thoỏt nc lm vic bỡnh thng (t hp c bn) - Khi thng lu cú MNDGC, s lm vic bỡnh thng ca thit b thoỏt nc b phỏ hoi (t hp c bit) Cho mỏi thng lu Khi mc nc h rỳt nhanh t MNDBT n mc nc thp nht cú th xy (c bn) SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 17 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng - Khi mc nc thng lu cao trỡnh thp nht (nhng khụng nh hn 0,2H p) t hp c bn - Khi mc nc h rỳt nhanh t MNDGC n mc nc thp nht cú th xy (t hp c bit) II Tớnh toỏn n nh mỏi bng phng phỏp cung trt Tỡm vựng cú tõm trt nguy him S dng phng phỏp: a) Phng phỏp Filennớt Tõm trt nguy him nm lõn cn ng MM1 nh trờn hỡnh v 0 Tra bng (4-1) vi m = 3,5 ta cú = 35,5 ; = 25 Ta cú s tớnh nh hỡnh v : SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 18 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng Sơ đồ vùng có tâm trượt nguy hiểm B 04 0302 01 05 d A M b e Hđ ` SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 19 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng b)Phơng pháp Fanđeeps Tâm cung trợt nguy hiểm nằm lân cận hình thang cong bcde nh hình vẽ Các trị số bán kính r, R phụ thuộc vào hệ số mái chiều cao đập Hđ, tra bảng 42 giáo trình thủy công Với m=3,5 R/H = 3,025 R = (R/H).H = 3,025.38 = 114,95(m) r = (r/H).H = 1,25.38 = 47,5 r/H = 1,25 Kết hợp phơng pháp ta tìm đợc phạm vi có khả chứa tâm cung trợt nguy hiểm đoạn AB Trên ta giả thiết tâm O1, O2, O3 Vạch cung trợt qua điểm Q1 chân đạp, tiến hành tính hệ số an toàn ổn định K1, K2, K3 cho cácc cung trợt tơng ứng, vẽ biểu đồ quan hệ Ki vị trí tâm Oi ta xác định đợc trị số Kmin ứng với tâm O đờng thẳng MN Từ vị trí tâm O ứng với Kmin kẻ đờng thẳng N-N vuông góc với đờng MM1 Trên đờng N-N ta lại lấy tâm O khác vách cung qua điểm Q1 chân đập Tính K với cung này, vẽ biểu đồ trị số K, theo tâm O ta xác định đợc trị số Kmin ứng với điểm Q1 chân đập Với điểm Q2, Q3 mặt hạ lu đập, cách tơng tự ta tìm đợc trị số Kmin tơng ứng Vẽ biểu đồ quan hệ Kmin với điểm cung Qi ta tìm đợc hệ số an toàn nhỏ Kmin cho mái đập Trong đồ án yêu cầu Kmin ứng với điểm Q1 chân đập Xác định hệ số an toàn K cho cung trợt Theo công thức Ghecxevanốp: Với giả thiết xem khối trợt vật thể rắn, áp lực thấm đợc chuyển thành áp lực thủy tĩnh tác dụng lên mặt trợt hớng vào tâm Sơ đồ hình: Chia khối trợt thành dải có chiều rộng nh hình vẽ Ta có công thức tính toán sau: K= (N n Wn )tgn + C n l n Tn Trong đó: n , C n : Là góc ma sát lực dính đơn vị đáy dải thứ n ln: Là bề rộng đáy dải thứ n Wn: áp lực thấm đáy dải thứ n hn: Chiều cao cột nớc từ đờng bão hoà đến đáy dải SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 20 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng Wn = n h n l n Nn, Tn: Thành phần pháp tuyến tiếp tuyến trọng lợng dải n Gn Nn = Gncos n , Tn = Gn.sin n Gn = b( ( i h i ) n Trong đó: hi: Là chiều cao phần dải tơng ứng có dung trọng i ( i với đất sân bão hòa: Lấy i tn ; dới đất đờng bão hòa lấy theo i bh) Các thông số tính toán: o = wđập = kđập(1 + w) = 1,62.(1+0,2) = 1,944(T/m3) = bhđập = kđập +n n = 1,62 + 0,35.1 = 1,97(T/m3) = bhnền = knền +n n = 1,59 + 0,39.1 = 1,98(T/m3) = wthiết bị thoát nớc = kđá = 2,5(T/m3) = bhthiết bị thoát nớc = kđá +n n = 2,5+0,35.1 = 2,85(T/m3) ho: Chiều cao từ mái đập đến đờng bão hòa h1: Chiều cao từ đờng bão hòa đến đáy đập h2: Chiều cao từ đáy đập đến đáy cung trợt h3: Chiều cao từ mái đỉnh thiết bị thoát nớc đén đờng bão hòa h4: Chiều cao từ đờng bão hòa đến đáy đập (thiết bị thoát nớc) Kết tính toán bảng 1,2,3,4,5: SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 21 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng B 02 A SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 22 -1 -2 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng B 03 A SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 23 -1 -2 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng 04 B 02 A SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 24 -1 -2 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng 02 B 05 A SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 25 -1 -2 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng 3) ỏnh giỏ tớnh hp lý ca mỏi: Mỏi p m bo an ton v trt phi tho iu kin i vi cụng trỡnh cp II v t hp ti trng ch yu: Kmin > [K] = 1,3 Vy s liu ó SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 26 Lp: 51CDC2 [...]... đờng bão hòa đến đáy đập (thiết bị thoát nớc) Kết quả tính toán ở các bảng 1 ,2, 3,4,5: SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 21 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng B 02 A 7 6 5 4 3 SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 22 2 1 0 -1 -2 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng B 03 A 7 6 5 4 3 SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 23 2 1 -1 -2 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng 04 B 02 A 7 6 5 4 3 SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 24 2 1 0 -1 -2 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng 02 B 05 A 7 6 5 4 3... Hệ số mái lăng trụ hệ thoát nớc = 1,5 n : Hệ số điều chỉnh chiều dài đờng thấm = 0,44T Z0 = cos = 3.cos14o2 = 2, 91(m) L = 36 x 4 + 6 + 10.3,5 + 3 + 16.3,5 -1,5 x 1,5 = 24 1,75(m) sin = sin 14o2 = 0 ,24 25 Thay và giải hệ phơng trình: 3 12 h 32 2, 9 12 31 h3 q = 4.10 + 3 ữ 12 2 2.3.0, 24 25 h3 10, 52 (h3 10,5 )24 1, 75 5 6 q = 10 + 10 2( 241, 75 4h3 ) 24 1, 75 1,5.10,5 + 0, 44.3 9 Dùng phơng pháp... sau: h 12 h 32 Z 20 h 1 h 3 q = K 0 + T 2 sin t h2 h2 ( h 3 h 2 )T 3 2 q = Kd + kn 2( L mh 3 ) L m' h 2 + 0,44 T Trong đó: Hệ số thấm của đập: Kđ = 10-5 m/s Hệ số thấm của thiết bị chống thấm K0 = 4.10-9 m/s Hệ số thấm của nền Kn = 10-6m/s : Chiều dày trung bình của tờng nghiêng = 3m t: Chiều dày trung bình của chân răng t =12m h1 = 31 m h2 = 10,5m m: Hệ số mái thợng lu = 4 m: Hệ số mái... 3,74.10-6(m/s) b) Phơng trình đờng bão hòa: Y= h 23 h 32 h 22 16, 12 8, 52 x = 16, 12 x = 25 9, 21 1, 05.x 24 1, 75 4.16,1 L m.h 3 SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 15 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng c) Kiểm tra độ bền thấm: - Với thân đập cần bảo đảm điều kiện: J dK [ J dK ] Trong đó: h h 16,1 10,5 3 2 Jkđ = L m.h = 24 1, 75 4.10,5 = 0, 028 3 [Jkđ] phụ thuộc vào laoi đất đắp đập và cấp công trình theo Trugaep Tra phụ... chân đập Tính K với các cung này, vẽ biểu đồ trị số K, theo tâm O ta xác định đợc trị số Kmin ứng với điểm Q1 ở chân đập Với các điểm Q2, Q3 ở trên mặt nền hạ lu đập, bằng cách tơng tự ta cũng tìm đợc trị số Kmin tơng ứng Vẽ biểu đồ quan hệ giữa Kmin với các điểm ra của cung Qi ta tìm đợc hệ số an toàn nhỏ nhất Kmin min cho mái đập Trong đồ án này chỉ yêu cầu Kmin ứng với một điểm ra Q1 ở chân đập 2. .. đảm bảo ổn định thấm của đập - Với nền đập cần đảm bảo điều kiện: Jkn [Jkn] Trong đó: h h 16,1 10,5 3 2 Jkn = L m '.h + 0, 44T = 24 1, 75 1,5.10,5 + 0, 44.3 = 0, 025 2 [Jkn] phụ thuộc loại đất nền và cấp công trình lấy theo Trugaep Tra bảng P3 -2 ta đợc [Jkn] = 0 ,22 Vậy Jkn [Jkn] Nên nền đảo bảo ổn định thấm III/ Tính thấm cho mặt cắt sờn đồi : Sơ đồ của mặt cắt sờn đồi là đập trên nèn không thấm,... 1,944(T/m3) 1 = bhđập = kđập +n n = 1, 62 + 0,35.1 = 1,97(T/m3) 2 = bhnền = knền +n n = 1,59 + 0,39.1 = 1,98(T/m3) 3 = wthiết bị thoát nớc = kđá = 2, 5(T/m3) 4 = bhthiết bị thoát nớc = kđá +n n = 2, 5+0,35.1 = 2, 85(T/m3) ho: Chiều cao từ mái đập đến đờng bão hòa h1: Chiều cao từ đờng bão hòa đến đáy đập h2: Chiều cao từ đáy đập đến đáy cung trợt h3: Chiều cao từ mái và đỉnh thiết bị thoát nớc... Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng Theo phơng pháp phân đoạn, lu lợng thấm q và các độ sâu h3, ao đợc xác định từ hệ sau: h 32 a 20 q = K d 2( L m 1 h 3 m 2 a 0 ) a0 q = K d m 2 + 0,5 h 12 h 32 Z 20 q = K 0 2 sin Thay số ta đợc: a0 = 0,744(m) h3 = 8,187(m) q = 0,186.10-5m/s b) Đờng bão hòa: Trong hệ trục nh trên hình vẽ, phơng trình đờng bão hoà có dạng: 2 y = h3 2q x = 67,03 0,3 72. x kd... 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng Hỡnh 1 mặt cắt lòng sông SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 12 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng 2 on sn i: ng vi trng hp h lu khụng cú nc Ta chn thoỏt nc kiu ỏp mỏi Phần IV Tính toán thấm qua đập và nền I/ Nhiệm vụ và các trờng hợp tính toán: 1 Nhiệm vụ tính toán: - Xác định lu lợng thấm q - Xác định đờng bão hòa trong đập - Kiểm tra độ bền thấm của đập và nền 2 Các trờng hợp tính toán: Trong thiết. .. Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng Sơ đồ vùng có tâm trượt nguy hiểm B 04 03 02 01 05 d A M b e Hđ ` SVTH: Nguyn Ngụ Hiu 19 Lp: 51CDC2 n Mụn Hc Thy Cụng b)Phơng pháp Fanđeeps Tâm cung trợt nguy hiểm nằm ở lân cận hình thang cong bcde nh 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 42 giáo trình thủy công Với m=3,5 R/H = 3, 025 R = (R/H).H = 3, 025 .38 = ... x 1,5 = 24 1,75(m) sin = sin 14o2 = 0 ,24 25 Thay giải hệ phơng trình: 3 12 h 32 2, 9 12 31 h3 q = 4.10 + ữ 12 2. 3.0, 24 25 h3 10, 52 (h3 10,5 )24 1, 75 q = 10 + 10 2( 241, 75 4h3 ) 24 1, 75... = 21 1,19 V '2 122 (2) gt gh = 17658 = 0,09 V' V' g = 4,4 V' (1) (2) gD ' gh = 21 1,19 = 0, 024 V' V ' g = 1,85 V' Ta lấy trị số nhỏ (1) (2) , ta đợ trị số cặp (2) 0, 024 . 122 = 0,3 52( ... đất vật liệu đắp đập Chỉ tiêu (độ) K k 2, 4 1, 62 10-5 5,0 3,0 1,58 4.10-9 27 0 1,60 10-4 22 1,0 0,7 1,59 10-6 C (T/m2) HS rỗng n Độ ẩm ẩm bão hòa ẩm bão hòa 0,35 20 23 20 3,0 (chế bị) 0, 42 22