Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng - Đặng Văn Huy

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng MỤC LỤC PHẦN I : TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1.TÀI LIỆU ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT HỒ CHỨA 1.2 ĐIỀU KIỆN KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN 1.3 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT 17 1.4 ĐIỀU KIỆN VẬT LIỆU XÂY DỰNG 19 1.5 DANH MỤC CÁC QUY CHUẨN,TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG ÁP DỤNG 20 CHƯƠNG : TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ XÃ HỘI 21 2.1.TRÌNH ĐỘ VĂN HÓA ĐỜI SỐNG DÂN CƯ .21 2.2.HIỆN TRẠNG THỦY LỢI KHU VỰC DỰ ÁN .22 2.3 PHƯƠNG ÁN PHÁT TRIỂN KINH TẾ 22 CHƯƠNG : PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 25 3.1 NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TRÌNH 25 3.2.NHU CẦU DÙNG NƯỚC 25 3.3 GIẢI PHÁP VÀ BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH .26 PHẦN II : THIẾT KẾ CƠ SỞ 27 CHƯƠNG : GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 28 4.1.GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 28 4.2 HÌNH THỨC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 30 CHƯƠNG : XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HỒ CHỨA .32 5.1 XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH CHẾT VÀ MỰC NƯỚC CHẾT 32 5.2 XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH HIỆU DỤNG (VH) VÀ MỰC NƯỚC DÂNG BÌNH THƯỜNG (MNDBT HAY ZBT) 35 5.3 CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ: 43 CHƯƠNG 6: TÍNHTOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ .47 6.1.MỤC ĐÍCH, NHIỆM VỤ, Ý NGHĨA TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 47 6.2 SƠ BỘ BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH THÁO LŨ 51 6.3 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 51 CHƯƠNG 7: THẾT KẾ SƠ BỘ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 59 7.1.THIẾT KẾ SƠ BỘ ĐẬP ĐẤT 59 Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng 7.2 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRÀN XẢ LŨ 69 CHƯƠNG 8: TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG , GIÁ THÀNH CÔNG TRÌNH VÀCHỌN PHƯƠNG ÁN 90 8.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 90 8.2.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG VÀ GIÁ THÀNH 90 8.3.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG TRÀN XẢ LŨ 92 8.4.PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 95 CHƯƠNG 9: KIỂM TRA KHẢ NĂNG THÁO CỦA ĐƯỜNG TRÀN 98 9.1 MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ 98 9.2.TÍNH TOÁN CÁC HỆ SỐ 98 9.3.TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ: 102 9.4.KIỂM TRA KHẢ NĂNG THÁO: 102 CHƯƠNG 10: THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 103 10.1.CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 103 10.2.THIẾT KẾ MẶT CẮT CƠ BẢN CỦA ĐẬP ĐẤT 103 10.3.TÍNH THẤM CHO ĐẬP VÀ NỀN 107 10.4.TÍNH TỔNG LƯỢNG THẤM 119 10.5.TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐẤT 120 CHƯƠNG 11: THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ 136 11.1 BỐ TRÍ TỔNG THỂ 136 11.2 TÍNH TOÁN THỦY LỰC DỐC NƯỚC 136 11.3.TÍNH TOÁN KÊNH DẪN HẠ LƯU TRÀN 149 11.4.TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG DỐC NƯỚC 151 11.5.CẤU TẠO CHI TIẾT TRÀN 158 11.6.TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TƯỜNG CÁNH THƯỢNG LƯU TRÀN 162 CHƯƠNG 12: THIẾT KẾ CÔNG NGẦM 182 12.1 VẤN ĐỀ CHUNG 182 12.2.THIẾT KẾ KÊNH DẪN HẠ LƯU CỐNG 184 12.3 KIỂM TRA KHẨU DIỆN CỐNG 187 12.4.CẤU TẠO CHI TIẾT 197 PHẦN IV:CHUYÊN ĐỀ KĨ THUẬT 200 CHƯƠNG 13: SỬ DỤNG PHẦM MỀM GEO-SLOPE ĐỂ KIỂM TRA THẤM VÀ ỔN ĐỊNH CHO ĐẬP ĐẤT 201 13.1.ĐẶT VẤN ĐỀ 201 13.2.MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN 201 Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng 13.3.NỘI DUNG TÍNH TOÁN 201 13.4 TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN SỬ DỤNG PHẦN MỀM, KẾT QUẢ TÍNH THẤM VÀ ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐẤT .206 Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng PHẦN I : TÀI LIỆU CƠ BẢN Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1 TÀI LIỆU ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT HỒ CHỨA 1.1.1 Vị trí công trình Hồ chứa Suối Trọng dự kiến nằm suối Trọng - nhánh suối Cái - đầu mối nằm xã Phong Phú thuộc (vùng Mường Bi) huyện Tân Lạc, tỉnh Hoà Bình Đầu mối công trình có toạ độ - 105012' kinh độ Đông - 20037' vĩ độ Bắc, Cách ngã ba Mãn Đức - trung tâm thị trấn Mường Khến huyện Tân Lạc 10km phía Tây Vùng hưởng lợi công trình bao gồm: - Khu Mường Bi có xã Mỹ Hoà, Phong Phú, Tuân Lộ, Địch Giáo Quy Mỹ - Khu ngã ba Mãn Đức có xã Quy Hậu, Mãn Đức thị trấn Mường Khến 1.1.2 Đặc điểm địa hình địa mạo Hồ An Trọng dự kiến xây dựng để cung cấp nguồn nước cho vùng trung tâm huyện Tân Lạc ven quốc lộ bao gồm xã từ khu Mường Bi đến khu vực thị trấn Mãn Đức Đây vùng nằm thượng nguồn sông Bưởi, địa hình bị phân cắt nhánh suối Kem, Trọng suối Bin chảy theo hướng từ Tây Bắc xuống Đông Nam Đặc điểm địa hình khu vực thung lũng bao bọc núi cao từ phía: - Phía Đông phân cách với huyện Kỳ Sơn có đỉnh núi cao Chu Khạp (+565,0m), Chu Mai (+470,0m) - Phía Bắc triền núi cao thuộc huyện Mai Châu vùng phân cách với hồ chứa nước Hoà Bình Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng - Phía Tây - Tây Nam triền núi đá cao có đỉnh Gia Mu (>900,0m), Núi Tạng (+948,0m) Vùng dự án có chiều rộng trung bình khoảng 10km dài 15km với cao độ thay đổi từ (+200,0m) phía Tây Bắc xuống khoảng (+130,0m) Đông Nam theo chiều chảy nhánh suối 1.1.3 Quan hệ F ~ Z, F ~ V, Z ~ V Xây dựng đường quan hệ đặc trưng địa hình hồ chứa Z ~ F, Z ~ V Trong Z cao độ mực nước hồ, F diện tích mặt hồ, V dung tích hồ chứa Dựa vào bình đồ khu vực, theo đường đồng mức xác định diện tích mặt hồ tương ứng với mức nước khác cách đo diện tích đồ Dung tích khống chế hai đường đồng mức kề tính theo công thức: V  ( Fi  Fi 1 ).Z Trong ∆Z chênh lệch cao độ hai đường đồng mức i i+1 Dung tích hồ chứa tính đền mực nước thứ i xác định theo công thức: i Vi   Vi i 1 Qua đo đạc tính toán ta lập bảng quan hệ Z-F-V sau: Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng Bảng 1-1: Bảng quan hệ Z~F~V vùng lòng hồ Z(m) F(ha) V(103m3) 178.7 0.0 180.7 0.357 2.4 182.7 0.698 12.7 184.7 2.887 46.1 186.7 4.562 120.0 188.7 8.329 247.0 190.7 11.131 440.9 192.7 13.775 689.5 194.7 18.944 1015.3 196.7 23.011 1434.2 198.7 27.849 1942.1 200.7 36.599 2584.5 202.7 43.577 3385.3 204.7 57.108 4389.1 206.7 69.769 5655.7 208.7 80.261 7154.8 209.7 88.676 7999.2 Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Z(m) Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng Quan hệ F-Z 0.357 0.698 2.887 4.562 8.329 11.131 13.775 F(ha) Z(m) 18.944 Quan hệ V-Z 0.0 2.4 12.7 46.1 120.0 247.0 440.9 689.5 1015.3 W(1000m3) 1.2 ĐIỀU KIỆN KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN 1.2.1 Điều kiện khí tượng Vùng dự án nằm gần trạm khí tượng Tân Lạc có yếu tố khí tượng sau: 1.2.1.1 Nhiệt độ: Nhiệt độ bình quân nhiều năm Ttb = 23,20C Nhiệt độ bình quân cao Ttbmax = 28,50C Nhiệt độ bình quân thấp Ttbmin = 16,6.00C Đây vùng miền núi, khí hậu năm chịu ảnh hưởng chế gió mùa, năm có mùa rõ rệt (mùa mưa nóng ẩm, mùa khô gió rét) Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng Trong năm chênh lệch nhiệt độ tháng không lớn, từ 3-3.50C Tháng có nhiệt độ trung bình thấp tháng I (16,60C), tháng có nhiệt độ trung bình cao tháng VI (28,50C) Biến trình năm thuộc dạng biến trình nhiệt độ vùng nhiệt đới gió mùa: có cực đại vào mùa hè (tháng VI) cực tiểu vào mùa đông (tháng I) Đặc điểm đáng lưu ý xét thời gian dài tháng năm nhiệt độ bình quân ổn định: song xét thời đoạn ngắn ngày đêm nhiệt độ lại dao động với biên độ lớn, tới 100C Bảng 1-2: Phân phối nhiệt độ không khí năm Tháng Đặc trưng I II III IV V VI VI I VI II IX X XI XII Năm T0 C 16,6 17,6 20,4 24,2 27, 28,5 28, 27, 26,4 23,9 20,5 17, 23,2 1.2.1.2 Độ ẩm: Độ ẩm không khí phụ thuộc vào lượng bốc nước có không khí vào nhiệt độ không khí Nhiệt độ cao độ ẩm tương đối nhỏ, lượng nước nhiều độ ẩm tăng lên Do độ ẩm thay đổi rõ rệt năm, biến trình độ ẩm trùng với biến trình mưa ngược với biến trình nhiệt độ Độ ẩm trung bình năm khu vực 80% Độ ẩm lớn thường rơi vào tháng mùa mưa độ ẩm nhỏ vào tháng mùa khô Độ ẩm lớn vào tháng VIII, IX đạt 89% Độ ẩm nhỏ vào tháng II, III đạt 70% Bảng 1-3: Độ ẩm không khí năm (Đơn vị: %) Trạm I Tân Lạc 86 II 87 III IV V VI VII 87 86 84 84 85 VIII 88 IX X XI XII Năm 88 86 85 82 86 (Nguồn: Đài KTTV Khu vực Nam Bộ) 1.2.1.3 Bốc hơi: Lượng bốc piche trung bình hàng năm An Trọng 123,8 mm Diễn biển năm: Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 10 Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng - Bốc bình quân lớn tháng V với lượng bốc 14,2mm - Tháng có lượng bốc bình quân nhỏ tháng II:7,3mm - Thời kỳ bốc lớn từ tháng V đến tháng VII tháng trời nhiều nắng, nhiệt độ cao, độ ẩm thấp, gió thổi mạnh Thời kỳ bốc nhỏ tháng từ tháng I đến tháng III nắng ít, nhiệt độ giảm, độ ẩm cao Bảng 1-4: Lượng bốc trung bình tháng ống piche số vị trí (Đơn vị: mm) Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XI I Nă m Phước Long 126 129 152 123 89 61.7 55.0 52.8 46.5 52.4 77.3 10 5.6 107 Đồng Phú 114 134 159 125 75 56.7 52.4 49.8 46.6 54.9 66.7 94 103 (Nguồn: Đài KTTV Khu vực Nam Bộ) Bốc mặt nước xác định thông qua quan hệ thực đo số trạm có số liệu quan trắc đồng thời bốc ống piche bốc chậu Hệ số chuyển đổi lượng bốc mặt nước (được lấy lượng bốc đo chậu đặt bè) với lượng bốc piche khu vực Phước Long lấy 1.37 Do lượng bốc mặt nước là: Enước = 1466mm Phân phối bốc mặt nước lấy theo phân phối bốc piche Bảng 1-5: Phân phối bốc mặt nước năm Tháng Đặc trưng En(mm/t h) En I II III IV V VI VII VII I IX X XI XII Năm 173 177 208 168 121 84.4 75 72.2 63 71 105 144 1466 5.6 6.3 6.7 5.6 3.9 2.8 2.4 2.3 2.1 2.3 3.5 4.7 4.0 bq ngày (mm/ng) 1.2.1.4.Số nắng: Tổng số nắng bình quân hàng năm 2608 Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 209 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) Bước 3: Rời rạc hóa miền tính toán , chia miền V thành miền V(e) Xác định phần tử vùng vật liệu khác nhau: Thanh thực đơn Draw, chọn Regions,vẽ đường bao lớp vật liệu Xuất hộp thoại: Ta chọn hình tiến hành làm tương tự cho lớp lại Và Material Type thay đổi tư đến Sau thực xong 120 CAO DO (m) MNDBT 115,96 m 110 100 90 -18 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) Bước 4: Khai báo điều kiện biên: + Điều kiện cột nước: Điều kiện cột nước áp dụng cho phía thượng lưu hạ lưu công trình nút biên cột nước thượng lưu hạ lưu cột nước tổng + Điều kiện biên lưu lượng nền: Đó nút không thấm b: Xác định điều kiện biên nút: (biên giới hạn lưu lượng biên tiếp xúc nước) Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 210 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) Từ Draw chọn Boundary Conditions… Sau khai báo biên cột nước thượng hạ lưu - Cột nước thượng hạ lưu Bước c: Vẽ mặt cắt thấm: Ta kích vào biểu tượng hình vẽ 120 CAO DO (m) MNDBT 115,96 m 110 100 90 -18 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) Sau ta đường mũi tên xanh hình Bước 5: Giải toán kết sau: Kiểm tra chạy chương trình Sau hoàn tất phần ta tiến hành kiểm tra chương trình a) Kiểm tra chương trình: Ta kích vào biểu tượng sau: Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 211 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) Sau kích vào Verify Nếu không bị lỗi ta tiến hành chạy chương trình, có lỗi ta kiểm tra lại bước b) Chạy chương trình: Kích vào biểu tượng hình vẽ Sau kcih1 vào Start để chạy chương trình Sau chạy xong chương trình ta có kết sau: Kích vào KẾT QUẢ TÍNH THẤM  MẶT CẮT LÒNG SÔNG + Trường hợp 1: Thượng lưu MNDBT, hạ lưu nước, thiết bị chống thấm, thoát nước làm việc bình thường - Đường bão hòa ,tổng lưu lượng thấm qua đập Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 212 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) 120 6.9268e-008 CAO DO (m) MNDBT 115,96 m 110 100 90 -18 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) Gradien thấm qua đập nền: 120 MNDBT 115,96 m 110 0.25 0.0 0.4 CAO DO (m) 0.3 100 90 -18 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) Trường hợp 2: Thượng lưu MNLTK, hạ lưu mực nước lớn (ứng với lưu lượng xả lớn từ hồ chứa), thiết bị thoát nước làm việc bình thường Đường bão hòa , tổng lưu lượng qua đập nền: 120 8.1501e-008 CAO DO (m) MNLTK 117.12m 110 MNHL 104.06 100 90 -18 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) - Gradien thấm: Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 213 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) 120 CAO DO (m) 0.4 MNLTK 117.12m 110 0.45 MNHL 104.06 100 90 -18 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) Bảng 13.4: Kết tính toán theo phương pháp phần tử hữu hạn Kết tính toán hai phương pháp MNDBT = 115.96 m Trường hợp Tổng lưu lượng thấm qua đập MNLTK= 117.12 m Thủy lực seep Thủy lực seep 4,28 10-8 6,92 10-8 4,58 10-8 8,13 10-8  MẶT CẮT SƯỜN ĐỒI * Mặt cắt sườn đồi trái: -Đường bão hòa, tổng lưu lượng thấm qua đập nền: 130 122 118 MNDBT 115.96m 4.8183e-008 CAO DO (m) 126 114 110 106 102 98 94 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 KHOANG CACH (m) - Gradien thấm: Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 214 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) 130 122 118 MNDBT 115.96m 0.3 114 110 0.15 0.1 106 0.35 0.05 CAO DO (m) 126 102 98 94 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 KHOANG CACH (m) * Mặt cắt sườn đồi phải: - Đường bão hòa , tổng lưu lượng thấm qua đập nền: CHIEU CAO (m) 130 120 3.4851 MNDBT 115.96 m e-008 110 100 -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 KHOANG CACH (m) - Gradien thấm: CHIEU CAO (m) 130 120 MNDBT 115.96 m 0.2 110 0.05 0.15 0.1 0.35 100 -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 KHOANG CACH (m) Kết tính toán hai phương pháp Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 80 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 215 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) Sườn đồi trái Trường hợp Thủy lực Tổng lưu lượng thấm qua đập seep 3,385.10-8 Sườn đồi phải Thủy lực seep 4,818 10-8 2,364 10-8 3,485 10-8  Tính toán tổng lượng thấm: Tính toán tổng lượng thấm cho trường hợp mực nước thượng lưu MNDBT= 115,96m -Tính lưu lượng thấm Chia đập đoạn nhỏ hình 10.11 phần 10.4.1, cho đoạn có đặc trưng thấm Khi tổng lưu lượng thấm xác định công thức: Qt = 0.5[q1l1 + (q1+q2)l2 +… +(qn-1+qn)ln +qn -1 ln] Trong đó: q2=6,92×10-8 (m3/s.m); q1= 4,818×10-8 (m3/s.m); q3= 3,485×10-8 (m3/s.m) l1= 60 m; l2=137 m; l3= 43 m; l4= 38 m  Qt =0,5.4,818.10-8.60+(4,818+6,92 )10-8.137+(6,92+3,485)10-8.43+ 3,485.10-8.38 =2,33.10-5 (m3/s) -Kiểm tra thấm qua đập nền: Điều kiện: Wt   Wtt thángkiêt Trong đó: Wtt: Tổng lượng thấm tháng mùa kiệt năm (tháng VI,VII,VIII,IX,X,XI,XII,I) T= 21,168.106 (s) - Wtt  Qt  T = 2,33-5 × 21,168.106 =493,74 m3 Tổng lượng thấm cho phép: So sánh:  W  Wthấm = 493,74 m3< tt thángkiêt  W  = 0,427.106 m3 tt thángkiêt = 0,427.106 m3 Kết luận: Đập hoàn toàn đảm bảo điều kiện thấm Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 216 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) So sánh hai phương pháp thấy kết tổng lượng thấm phương án có sai khác, tổng lượng thấm sử dụng phần mềm lớn so với tính tay,nhưng đảm bảo điều kiện thấm =>Nhận xét phương pháp: Phương pháp Thủy lực Phần tử hữu hạn - Hệ số thấm cho đất đắp đập đối cad Số liệu đầu vào - Hệ số thấm khai báo cho lấy hệ số thấm trung bình loại đất khác kể lớp đất chiều dày tầng lăng trụ thoát nước thấm tổng lớp không xét đến lăng trụ thoát nước - Khi tính thấm xét cho Cách tính toán toàn đất đắp đập thấm - Khi tính thấm chia thành - Khi tính toán phải dựa phần để tính: Khi tính thấm vào phương trình vi phân cho đập đất xem không cad điều kiện biên: thấm ngược lại Điều kiện cột nước - Khi tính không xét đến điều điều kiện biên không thấm kiện biên không thấm mà cadt tính xét tới cột nước thấm cadt xác hay không phụ chủ yếu phụ thuộc vào thuộc vào kinh nghiệm tính toán theo công thức có chia lưới cad sẵn phần tử miền thấm chia nhỏ xác phần mền tự tính 13.4.2.Tính ổn định mái hạ lưu đập 13.4.2.1.Tính toán theo phương pháp Filennít Fandeep Bảng 13.3: Kết tính toán ổn định cho chân mái hạ lưu Trường hợp Sinh viên: Lê Thị Phương MNDBT=115.96 m hh = MNLTK = 117.12 hh=1,06 m Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 217 Hệ số an toàn Kmin Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) 1,407 1,354 13.4.2.2.Tính toán theo theo phần mềm slope Tổng quan phần mềm slope: - Giới thiệu mô hình môi trường làm việc: SLOPE/W phần mềm địa kỹ thuật GEOSLOPE Officeb Geo-Slope International – Canada SLOPE/W phần mềm giao diện đồ họa, 32 bit chạy hệ điều hành WIN 95/98/nt/2000 xp - Khả Slope: SLOPE/W phân tích ổn định mái đất – đá theo phương pháp cân giới hạn khối đất bão hòa không bão hòa như: + Mái dốc đồng nhất, không đồng đá + Mái dốc chịu tải trọng có cốt gia cố + Tích hợp với Seep/w phân tích ổn định mái dốc điều kiện áp lực nước lỗ rỗng phức tạp + Phân tích ổn định mái dốc theo xác suất Khái quát tính toán ổn định - Mục đích nhiệm vụ việc tính ổn định Tích hợp với seep/w để xác định hệ số nhỏ mái đập - Cơ sở lý thuyếtchung phương pháp tính toán ổn định + Lựa chọn phương pháp: Phần mềm Slope/W Geoslope Canada cho phép tính toán nhiều phương pháp khác phương pháp Morgenstem, PP Bishop, Janbu, PP GLE Trong công thức tính toán ổn định mái đập lựa chọn theo phương pháp Bishop để xác định hệ số an toàn K: Phương pháp xét cân lực momen xét theo phương thẳng đứng bỏ qua lực tác dụng theo phương ngang Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 218 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) + Các giả thiết phương pháp Bishop: - Cung trượt trụ tròn - Ej, = Ej+1 uj = uj+1 : Cộng tuyến - Phản lực Nj đặt trung điểm - Lực thấm (Js)j=0 - Bỏ qua lực tác dụng mảnh với + Phương trình tổng hợp lực theo phương đứng N j cos  j  T j sin  j  W j  X j  X j 1  xj bj Js Uj X j+1 U j+1 W Ej E j+1 Z j+1 Xj Zw Zj Z j+1 Tj aj Nj lj Hình 13.2: Các lực tác dụng lên mảnh + Hệ số an toàn theo phương pháp Bishop chưa có hệ số hiệu chỉnh:  W 1  r  tan   FS  W sin  ' j u j j m j j Trong đó: FS: Hệ số an toàn W: Trọng lượng riêng dải kể tải trọng bên ru  u j b j Wj : Áp lực nước lỗ rỗng  j : Góc ma sát lớp đất  j : Góc nghiêng đáy mảnh Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 219 mj  cos  j  Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) tan( ' ) j sin  j FS Khi không xét áp lực nước lỗ rỗng bỏ qua lực ma sát mảnh ta có phương trình sau:  W tan( ) m  W sin  ' Fs  j f j j j Do mj phụ thuộc vào FS nên tính hệ số an toàn tính theo phương pháp thử dần - Các bước tính toán phần mềm: Từ SEEP => Start => SLOPE Bước 1: Sau chuyển từ toán seep sang toán slope sau: keyIn>Analy Settings  Method>Only Bisshop,ordynary andJanbu  PWP => SEEP => tìm file seep lưu mở lên Bước 2: Gán tính chất lớp đất keyIn => Material properties gắn giá trị dung trọng (Unit weihgt) , góc ma sát (phi), lực dính (cohesion) Lớp : Lớp đất đắp đập chọn Mohr-Coulomb  gán tiêu lý tự nhiên đất  tn  1,876T / m2 , tn  23o , Ctn  3T / m Làm tương tự cho lớp lại Bước 3: Gán áp lực nước phía hạ lưu tải tọng tác dụng mặt đập + Áp lực nước tác dụng lên vật thoát nước Vào biểu tượng Draw → Pressure lines hình vẽ Sau kích vào ta hình khai báo dung trọng cuả nước: Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 220 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) + Tải trọng tác dụng mặt đập: Bước : Vẽ bán kính cung trượt vùng Kminmin Draw → Slip suaface → Grid → vẽ điểm phía kéo chọn X=9, Y=9 → Ok Draw>Slip suaface>Radius >vẽ điểm phía đậpok Bước 5: Kiểm tra sai sót Bước 6: Chạy toán Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 221 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) Sau chạy xong ta có sau: 1.793 120 CAO DO (m) MNDBT 115,96 m 110 100 90 -18 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) Tìm tâm trượt cách chỉnh lại ô lưới cho điểm đỏ nằm ô lưới Vậy Kminmin=1,792 Làm tương tự với trường hợp khác kết ổn định sau: - Sơ đồ bước thực kết tính toán: + Trường hợp 1: Thượng lưu MNDBT, hạ lưu nước, thoát nước làm việc bình thường Kết tính toán: Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 222 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) 1.792 120 CAO DO (m) MNDBT 115,96 m 110 100 90 -18 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) + Trường hợp 2: Thượng lưu MNLTK, hạ lưu nước tương ứng, thiết bị thoát nước làm việc bình thường Các bước tính toán trường hợp có kết sau: 1.681 120 CAO DO (m) MNLTK 117.12m 110 100 90 -18 MNHL 104.06 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) So sánh khác hai phương pháp - Kết tính toán hai phương pháp: Trường hợp Hệ số an toàn - MNDBT = 115.96m MNLTK= 117.12 m Thủy lực SLOPE Thủy lực SLOPE 1,407 1,793 1,354 1,681 Nhận xét hai phương pháp Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 223 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) Khi tính tay tính máy ta thấy vị trí tâm trượt nguy hiểm gần trùng nhau, sai lệch không đáng kể, có trị số hệ số ổn định hai trường hợp khác nguyên nhân sai khác trình nhập số liệu đầu vào sử dụng phần mềm Theo cách nhập số liệu phần mềm vô tình coi lớp đất đắp đập phía đường bão hòa có tiêu lý giống với lớp đất đắp đập nằm phía đường bão hòa dẫn đến sai khác tính toán máy Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3