bài tập đê chắn sóng

Bài 1: xác định nước dâng gió biết: vt=35m/s , địa hình B, d=40m, + chuyển tốc độ gió sang điều kiện mặt nước: k f = 0, 675 + 4,5 4,5 = 0, 675 + = 0,804 vt 35 Địa hình B + Vt=35 => Kt=1,22 vw = k f kt vt = 0,804.1, 22.35 = 34,331 ( m / s ) +) Đà gió: Lw = kvis v 10−5 = 5.1011 = 145640,97 vw 34, 331 +) Chiều cao nước dâng: ∆hset = k w vw2 Lw cosα w + ∆hb g (d + 0,5∆hset ) Có vw=34,331 m/s => nội suy bảng 2.5 ta được: Kw=3,39.10-6 ; ∆hb = cosα w = cos30= vw = 34,331 m / s L w = 145640,97 (m) ⇔ ∆hset = 3,39.10−6 34,331.145640,97 9,81 ( 40 + 0,5∆hset ) Giải phương trình bậc hai tìm m ( tm ) ∆hset =  1,264 −81,264 m ( loai ) α = 30o ⇒ ∆hset = 1, 264 ( m) Bài 2: Xác định tham số sóng khởi điểm biết : t=21600 s, vw=30m/s , d=35 m, i%=2% +) Theo thời gian gió thổi: g d 9,81.35 = = 0,382 vw2 302 gt 9,81.21600 = = 7063, vw 30 Tra đồ thị 2.1 ta có: g hd1 vw2 0, 038.30 = 0, 038 → h1 = = 3, 486 9,81 m gT 2, 45.30 = 2, 45 → T1 = = 7, 492 s vw 9,81 Theo đà gió: −5 v 11 10 L = k vis = 5.10 = 166666, 67 vw 30 gT 9,81.166666, 67 = = 1816, 67 vw2 302 gd 9,81.35 = = 0,382 vw2 302 Tra đồ thị 2.1 ta có ( m) ghd 0, 04.302 = 0, 04 → h = = 3, 67 ( m ) vw2 9,81 gT = 2, vw → T= 2, 6.30 = 7,95 ( s ) 9,81 Chọn giá trị nhỏ { hd =3,486 ( m ) T = 7,492 ( s ) Chiều dài sóng khởi điểm (λ ) : gT 9,81.7, 492 λ= = = 87, 64 ( m ) 2π 2π - Xác định chiều cao sóng h2%, theo đồ thị 2.2 + Theo độ sâu: k2%=2,1 Mà h2% = k2% hd=2,1.3,486=7,32 (m) + theo đà gió: k2%= 2,2  h2%= k2% hd= 2,2.3,486= 7,669 (m) Chọn giá trị nhỏ h2%=7,32 m - Độ cao vượt sóng : ηc d 35 = = 0, λd 87, 64 hi 7,32 = = 0, 01 gT 9,81.7, 492 ηc = 0,565.7, 32 = 4,136 ( m ) => tra đồ thị 2.3 => +) chiều cao sóng leo : theo tiêu chuẩn TC 222-95 krun1% = kr k p k sp k run h1% Tra đồ thị 2.2 Bài 4: Xác định độ sau sóng đổ lần đầu- lần cuối: Biết: dcr=8,5m , i0=0,2 ; T=7,8 s; i%=2% ; λ = 90m 1) Vị trí sóng đổ lần đầu: gT 9,81.7,82 = = 94,99 2π 2π d cr 8,5 = = 0, 089 λd 94,99 λd = ( m) hsur1% = 0, 013 ⇒ hsur1% = 0, 013.9,81.7,82 = 7, 76 ( m ) gT Tra đồ thị 2.5 => +) chiều cao sóng đổ 2%: Tra bảng 2.11 với i%=2% =>ki=0,96  h2%=ki.hi(1%)=0,96.7,76=7,45 (m) 2) xác định độ sâu sóng đổ lần cuối: { i = 0,02 dcr =8,5 m => ku =0,56 ; n=3 ( Tra bảng 2.8) kun − = 0,56 ; kun −1 = 3,14 d cr −u = kun −1.d cr = 0,314.8,5 = 2, 669 ( m )  Bài 8; Xác định độ vượt cao sóng đứng lên tường đứng biết: h= 4m , 7,34m λ = 70m , d= η = − h.cosω t- k h2 cthkd.cos 2ω t Trong đó: k= 2π 2π π = = → cthkd = 1, 73 λ 70 35 - TH1: coswt=1 η max = −4.1 − - TH2: < cosω tLấy giá trị coswt=-1 η px π 42 = −4.(−1) − 1, 73.(−1) = 2, 76 35.2 - TH3 : ( m) cosω t= ( −1) ⇒ ηt = η px = 2, 76 ( m ) Bài 9: Xác định độ vượt cao sóng áp lực sóng độ sâu z=3m lên tường đứng theo λ = 75m TH biết : , h=4,5m ; df=7m; db=9m; bbr=7m; Có :  d f = =0,78 d  bbbr = =0,093  λ 75 Tra đồ thị 3.13 => kbr=0,64 ⇒ d = d f + kbr ( db − d f ) = + 0, 64 ( − ) = 8, 28 ( m ) η = − h.cosω t- Có k= Với - 2π 2π = ; h = 4,5 λ 75 TH1 cosω t=1 ηmax = −4,5.1 − - TH2 2π 4,52  2π  cth  8, 28 ÷.1 = −5,9 m 75.2  75  cosω t=-1 ηt = −4,5.(−1) − - k h cthkd.cos 2ω t TH3 2π 4,52  2π  cth  8, 28 ÷.( −1) = 3, 087 m 75.2  75  < cosω t kd=3,5 ( Tra bảng 4.10) W= hs3 ρ s ρ  k d  s − 1÷ m  ρ  = 53.2,  2,  3,5  − 1÷  1, 026  = 11,896 ( T / m3 ) 2) Chiều dày lớp phủ: n=2 W = 11,896 k∆ = 1, 04 Wα = 2, T / m Có : Áp dụng công thức: 1  W 3  11,986  r = n.k∆  ÷ = 2.1, 04  ÷ = 3,546 m  2,   Wα  3) Đường kính ( kD tra bảng 4.5) M 50 = ρ s H 3 ρ  k D  s − 1÷ cot α ρ  = 2, 4.53  2,   − 1÷  1, 026  = 13,879 ( m ) M 50 = ρ s Dn3 50 Mà ⇒ Dn3 50 = M 50 13,879 = = 5, 78 ( m ) ⇒ Dn 50 = 5, 78 = 1, 79 ( m ) ρs 2, Bài 16: Xác định đường kính khối phủ chân khay đê mái nghiêng biết: hb=5m; hs=7m; ρ = 1, 026 T / m3 H=4m; Có ρ s = 2, T / m3 hb = = 0, 71 hs Tra đồ thị 4.39 có 10 N s3 = 42 ⇒ N s = 42 = 3, 476 Ns = Mà H H H = ⇒ Dn 50 = = = 0,86 ∆.Dn 50  ρ s   ρs   2,   ρ − 1÷.Dn 50  ρ − ÷.N s  1, 026 − 1÷.3, 476       (m) Bài 17 : Xác định tải trọng sóng tác dụng lên đê hỗn hợp vị trí vùng sóng đổ, biết: hc=2m, d=5m, Hdesign =4m ; hs= 8m; hw=8m; Bm=6m; L=10m; h=6m; Áp dụng công thức 3.49: H design hs Có = H = 0,5 ⇔ 0,3 < design < 0, hs → λ1 = λ3 = 1, − 0, 67( H design hs ) = 1, − 0, 67.0,5 = 0,865 λ2 = η * = 0, 75 ( + cos β ) λ1.H design = 0, 75 ( + cos 20 ) 0,865.4 = 5, 034 P1 = 0,5 ( + cosβ ) ( λ1.α1 + λ2 .α cos 2β ) ρ g.hdesign Trong đó:     h  4π s   4π  10 L  = 0, + 0,5   = 0, α1 = 0, + 0,5   sinh  4π hs    sinh  4π    ÷    L÷  10      2 h − d  hdesign  11 −   α = b  ÷ =  ÷ = 0,116 3hb  d  3.11   2d 2.5 α 2'' = = = 2,5 hdesign ' Thay giá trị vào công thức ta có : 11 ⇒ ( α 2' ; α 2'' ) = α = 0,116 β = 20o hb=11m P1 = 0,5 ( + cosβ ) ( λ1.α1 + λ2 .α cos 2β ) ρ g hdesign = 0,5 ( + cos20 ) ( 0,865.0,6 + 0.0,116cos 20 ) 1, 026.9,81.4 = 20, 265 ( T ) Vì  h    η * > hc ⇒ p2 = 1 − c* ÷ p1 = 1 − ÷20, 265 = 12, 21  5, 034   η  P3 = α P1 Trong : α3 = −   hw − hc  8−2  1 −  = 1− 1 −  = 0, 26 hs  cosh ( 2π hs / l )   cosh ( 2π /10 )  Thay vào ta có p3=0,26.20,265=5,267 (T) pu = 0,5 ( + cosβ ) α1.λ3α ρ g H design = 0,5 ( + cos20 ) 0, 6.0,865.0, 26.1, 026.9,81.4 = 5, 268 ( T ) Bài18 : xác định khối lượng chiều dày khối phủ biết:hs=4m; m=2,5; a) Chiều dày: ρ s = 2, D = k w kt kl hs / ∆ Trong : kw=1,14 kt = ∆= kh 0, 78 = = 0, 67 k m + kl 0,984 + 0, 27 ρ s − ρ 2, − 1, 026 = = 1,34 ρ 1, 02 ⇒D= 12 giá trị kh, km, kl tra bảng 6.5, 6.6, 6.7 1,14.0, 67.0, 27.4 = 0, 6156 (m) 1,34 ρ = 1, 026 b) Trọng lượng khối phủ G= ku ρ s h 3s 0, 007.2, 4.43 = = 0,179 ∆ cot α 1,343.2,5 Bài 19: xác định tải trọng lên kè ốp bờ biết: λ = 70m ; h=4m; ϕ = 30o ρ = 1, 026 Pd = ks k f Prel ρ gh Áp dụng công thức k s = 0,85 + 4,8 Trong đó: h h 4    + ctg  0, 028 − 1,15 ÷ = 0,85 + 4,8 +  0, 028 − 1,15 ÷ = 1, 06 λ λ 70 70    kf xác định theo bảng 6.9 , nội suy ta kf=1,225 krel=1,7 tra bảng 6.10 Pd = 1, 06.1, 225.1, 7.9,81.1, 026.4 = 88,87 ( T ) thay vào công thức ta cao độ z2 xác định theo công thức z2 = A + ) ( 1 − 2ctg 2ϕ + ( A + B ) ctg ϕ Trong : λ  + ctg 2ϕ 70  +   A = h  0, 47 + 0, 023 ÷ =  0, 47 + 0, 023 ÷ 4, 653 ( m ) h  ctg ϕ 4   ( ) h    B = h  0,95 − (0,84ctgϕ − 0, 25) ÷ =  0,95 − 0,84 − 0, 25 ÷ = 3,525 ( m ) λ 70    Thay giá trị vào công thức ta có: z = 4, 653 + 13 ( ) 1 − 23 + ( 4, 653 + 3,525 ) = 0,167 ( m) Bài 20 Xác định giá trị phản áp lực gia cố Biết ϕ = 30 o ρ = 1, 026 , bf=3m; x1=1m: x2=4m ADCT (6-16) ; Pc=ks.kf.pc,rel.ρ.g.h k s = 0,85 + 4,8 Trong : + = 0,85 + 4,8 (kpa) h h + ctgϕ (0, 028 − 1,15 ) λ λ 4   +  0, 028 − 1,15 ÷ 70 70   =4,653 + kf= 1,2259(nội suy bảng 6.9) + pc,rel : tra đồ thị 6-19 bf λ = = < 0,1 70 bf Giao λ x λ Với x1=1m => Với x2=4m=> x1 λ x2 λ lấy = 0,1 giá trị Pc,rel =0,01 => Pc,rel = 0,221(T) =0,06 => Pc,rel 2= 0,24(T)  Pc1=4,653.1,225.0,221.1,026.9,81.4=……  Pc2=4,653.1,225.0,24.1,026.9,82.4=…… 14 λ = 70m ; h=4m; [...]...Ns = Mà H H H 4 = ⇒ Dn 50 = = = 0,86 ∆.Dn 50  ρ s   ρs   2, 4   ρ − 1÷.Dn 50  ρ − 1 ÷.N s  1, 026 − 1÷.3, 476       (m) Bài 17 : Xác định tải trọng sóng tác dụng lên đê hỗn hợp tại vị trí ngoài vùng sóng đổ, biết: hc=2m, d=5m, Hdesign =4m ; hs= 8m; hw=8m; Bm=6m; L=10m; h=6m; Áp dụng công thức 3.49: H design hs Có = H 4 = 0,5 ⇔ 0,3 < design < 0, 6 8 hs → λ1 =... hs  cosh ( 2π hs / l )  8  cosh ( 2π 8 /10 )  Thay vào ta có p3=0,26.20,265=5,267 (T) pu = 0,5 ( 1 + cosβ ) α1.λ3α 3 ρ g H design = 0,5 ( 1 + cos20 ) 0, 6.0,865.0, 26.1, 026.9,81.4 = 5, 268 ( T ) Bài1 8 : xác định khối lượng chiều dày khối phủ biết:hs=4m; m=2,5; a) Chiều dày: ρ s = 2, 4 D = k w kt kl hs / ∆ Trong đó : kw=1,14 kt = ∆= kh 0, 78 = = 0, 67 k m + kl 0,984 + 0, 27 ρ s − ρ 2, 4 − 1, 026... = 1,34 ρ 1, 02 ⇒D= 12 các giá trị kh, km, kl tra bảng 6.5, 6.6, 6.7 1,14.0, 67.0, 27.4 = 0, 6156 (m) 1,34 ρ = 1, 026 b) Trọng lượng khối phủ G= ku ρ s h 3s 0, 007.2, 4.43 = = 0,179 ∆ 3 cot α 1,343.2,5 Bài 19: xác định tải trọng lên kè ốp bờ biết: λ = 70m ; h=4m; ϕ = 30o ρ = 1, 026 Pd = ks k f Prel ρ gh Áp dụng công thức k s = 0,85 + 4,8 Trong đó: h h 4 4    + ctg  0, 028 − 1,15 ÷ = 0,85 + 4,8 +... h  0,95 − (0,84ctgϕ − 0, 25) ÷ = 4  0,95 − 0,84 3 − 0, 25 ÷ = 3,525 ( m ) λ 70    Thay các giá trị trên vào công thức ta có: z 2 = 4, 653 + 13 ( ) 1 1 − 23 + 1 ( 4, 653 + 3,525 ) = 0,167 3 ( m) Bài 20 Xác định giá trị phản áp lực của tấm gia cố Biết ϕ = 30 o ρ = 1, 026 , bf=3m; x1=1m: x2=4m ADCT (6-16) ; Pc=ks.kf.pc,rel.ρ.g.h k s = 0,85 + 4,8 Trong đó : + = 0,85 + 4,8 (kpa) h h + ctgϕ (0, 028