Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIET KE DAP BE TONG TRONG LUC PHAN I
VI TRI VA NHIEM VU CUA CONG TRINH, TAI LIEU THIET KE, CHON TUYEN DAP VA BO TRI CONG TRINH DAU MOI, XAC DINH CAP CONG TRINH
I Vi tri va nhiém vu cua céng trinh:
Theo quy hoạch trị thủy và khai thác sông C, tại vị trí X phải xây một cụm công trình đầu mối thủy lợi với nhiệm vụ phát điện là chính, kết hợp phòng lũ cho hạ du, điều tiết nước
tưới phục vụ tưới , cấp nước sinh hoạt và giao thông trong mùa kiệt Nhiém vu:
1 Nhiệm vụ chính là phát điện Trạm thủy điện co công suất N =120.000 Kw 2 Phong lũ cho hạ du với phạm vi ảnh hưởng mà công trình có thể phát huy là
250.000 ha
3 Tăng mực nước và lưu lượng sông trong mùa kiệt để có thể tưới cho150.000ha
ruộng đất và phục vụ giao thông thủy, tạo nguồn cấp nước sinh hoạt cho 1.000.000 người II — Tài liệu thiết kế: 1 Bình đồ vùng tuyến đập tỉ lệ: 1/200 2 Địa chất khu vực : Mặt cắt địa chất đặc trưng vùng tuyến đập: nền sa thạch phân lớp, trên mặt có phủ một lớp đất thịt day từ 3 đến 5m Đá gốc có độ nứt nẻ trung bình 3 Các chỉ tiêu cơ lý của đá nền : + Hệ số ma sát : f= 0,65 + Các đặt trưng chống cắt : fạ = 0,63; c = 2 kg/cm” + Cường độ chịu nén giới hạn : R = 1600 kg/cm” 4 Tài liệu ép nước thí nghiệm tại tuyến da Độ sâu (m) 10 15 20 Độ mất 0,05 | 0,03 | 0,01 nước(l/ph)
5 Vật liệu xây dựng: Tại khu vực này đất thịt hiếm, các và đá
có trữ lượng lớn, khai thác ngay ở hạ lưu đập, chất lượng đảm bảo tiêu chuẩn dùng làm vật liệu bêtông, gỗ, tre có trữ
lượng lớn tập trung ở thượng lưu 6 Tài liệu thủy văn:
Trang 2
Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot + Cao trình bùn cát lắng đọng (sau thời han phục vu của công trịnh) :40m + Chỉ tiêu cơ lý của bùn cát: n =0,45: yy = 1,15 T/mŸ; @w 11°
+ Luu luong thdo 1a : Qingo = 1230m*/s
+ Cột nước siêu cao trên mực nước dâng bình thường: H; =
5,Im
7 Tài liệu thủy năng:
+ Trạm thủy điện có 4 tổ máy
+Mực nước dâng bình thường : MNDBT = §9,8m
+Mực nước chết:MNC = 45,9m
+ Lưu lượng qua một tổ máy: Qrụ = 125m” /s 8 Tốc độ gió ứng với tần suất P% : Tần suấtP% |2 |20 V (m/s) 36 | 22 9, Chiều dài truyền sóng: D = 6km (ứng với MNDBT) D =6,5km (ứng với MNDGC)
10 Khu vực xây dựng công trình có động đất cấp 8 11 Đỉnh đập không có giao thông chính di qua HI Chọn tuyến đập và bố trí công trình đầu mối:
1 Chọn tuyến đập: Để cho đập làm việc ổn định, ta chọn tuyến đập có 2 vai đập cắm vào sườn núi, và tuyến phải đi qua vùng có mặt cắt tốt để tránh lún , lật Chọn tuyến đập phải ngắn nhất để khối lượng đào, xây là ngắn nhất Chọn tuyến phải thuận lợi và có khả năng thi công để dàng, tiện lợi bố trí tràn, nhà máy thủy điện
2 Bố trí công trình đầu mối:
- _ Bố trí tràn: để tránh hiện tượng gây xói lở ở 2 bên long sông ta bố trí tràn ở giữa tuyến
- Nhà máy thủy điện: nhà máy được bố trí ở bờ trái do địa hình tương đối bằng phẳng
IV Xác định cấp công trình :
Trang 3Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot
Vậy chọn cấp công trình là cấp II Ứng với công trình cấp II ta có:
-Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để tính toán ổn định : P% = 0,5 -Tan suất gió thiết kế P = 2%
-Độ cao an toàn a: MNDBT a=0,7m; MNDGC a' = 0,5m
-Hệ số điều kiện làm việc : Khi mặt trượt qua mặt tiếp xúc giữa bê tông và đá hoặc một phần qua đá nguyên khối : m = 0,95
-Hệ số tin cậy : K; = 1,2 ‹
PHAN II
THIET KE MAT CAT CUA DAP TRAN, DAP KHONG TRAN TINH TOAN DAP TRAN DAP KHONG TRAN
A.TINH TOAN MAT CAT CO BAN VA MAT CAT THUC DUNG CUA DAP I MAT CAT CO BAN:
1 Dạng mặt cắt cơ bản:
Do đặc điểm chịu lực mặt cắt cơ bản của đập bêtông trọng lực có dạng tam giác
- _ Đỉnh mặt cắt ở ngang mực nước dâng gia cường (MNDGC) MNDGC = MNDBT + H, H; : cột nuéc siéu cao (H, = 5,1m) MNDBT = 89,8 m => MNDGC = 89,9 + 5,1 = 94,9m - Chiểu cao mặt cắt: H=MNDGC - Vđáy
Vđáy: được xác định trên mặt cắt địa chất dọc tuyến, lấy tai vị trí sâu nhất sau khi bỏ lớp phủ : Vđáy = 31m
=> H = 94,9 — 31 = 63,9m
- _ Chiểu rộng đáy đập là B, trong đó đoạn hình chiếu của mái thượng lưu là
Trang 4Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot a Theo diéu kién 6n dinh B=K — ° /ÿ 2) 216, —_ 9? "~~ 0,65.(2,4 — 0,57) 67.79 Trong đó: H, :Chiéu cao mat cắt f :Hé sé ma sat (f = 0,65)
7¡ :dung trọng của dap (7; = 2,4)
7a :dung trong cua nuéc (7; = 1)
n :hệ số mái dốc tượng lưu (n=0)
Trang 5Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot A, xxx 7 n B= (n= 0) H, 63,9 fe „ 24-05T >B= 47,2m 1 n Vậy chọn bề rộng đập là: B = 67,7m II MẶT CẮT THỰC DỤNG: 1 Mặt cắt thực dụng đập không tràn: Từ mặt cắt cơ bản tiến hành bổ sung một số chỉ tiết ta được mặt cắt thực dụng a xác định cao trình đỉnh đập:
Cao trình đỉnh đập được xác định theo 2 điều
s_ Điều kiện 1: Với =MNDBT + Ah + + a
= 89,8 + 0,027 + 4,34 + 0,7
= 94,867m
Trong đó: Ah :độ dểnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn nhất
ys :d6 dénh cao nhất của sóng
a : độ vượt cao an tồn Tính tốn các đại lượng: + Ah= 2.10 yd COSA, = 2.105, 36-6000 gH 9,81.58,8 V : vận tốc gó tính toán lớn nhất (V= 36m/s) D _: đà sóng ứng với mực nước dâng bình thường (D = 6km = 6000m) ø :gia tốc trọng trường (g = 9,81 m/s”)
H :chiều sâu cột nước trước đập (H = Hwwụpgr = 89,8 —31 = 58,8m)
œ, : góc kẹp giữa trục đọc của hồ và hướng gid (a, =0) + trị; = Kni.h = 1,23 3,526 = 4,34m h : chiểu cao sóng ứng với mức bảo đẩm tính tốn ¡% (cơng trình có biên dạng thẳng đứng nên 1=1%) .1=0,027m h = Ky,.h =2,05 1,72 = 3,526m K:z: tra đồ thị hình P2-2 (hướng dẫn đồ án thuỷ công) tra theo đại lượng g.D/V7 = 9,81.6000/36” = 45,41 Tra đồ thị suy ra : K;z= 2,05 Xác định ÿ : Tính các giá trị không thứ nguyên: g.t/V = 9,81.3600/36 = 981 (t = 6h) g.D/V” = 45,41
tra đồ thị P2-2: với g./V = 981 suy ra g h/V7 =0,046
Trang 6Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot g.z/V=2,8 VỚI g.D/V7 =45,4lsuyTra g h/V?= 0,013 g.z/V=1,25 Chọn: g.#/V?=0,013 g.z/V = 1,25 chiều cao sóng trung bình h =V”.0,013/g =367.0,013/9,81 = 1,72m Chu kỳ sóng trung bình t= V.1,25/g = 36.1,25/9,81 = 4,59 Bước sóng trung bình 4= g z 2/2 =9,81.4,597/2.3,14 =32,91 Ky, tra đồ thị hình P2-3a dựa vào các đại lượng: AIH = 32,91/ 58,8 = 0,6 h/A = 3,526/32,91 = 0,107
Tra đồ thị suy ra: Kn; = 1,23
Trang 7Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot Chọn:ra g.#/V?=0,03 g.rz/V =2,2 chiễểu cao sóng trung bình # =V”.0,03/g =227?.0,03/9,81 = 1,48m Chu kỳ sóng trung bình t= V 2,2/¢ = 22.2,2/9,81 = 4,93
Buéc s6ng trung binh A= g r7/2n =9,81.4,937/2.3,14 =37,96
Ky, tra đồ thị hình P2-3a dựa vào các đại lượng:
AIH = 37,96/ 63,9 = 0,59
h/A = 3,05/37,96 = 0,08
Tra đồ thị suy ra: Ky, = 1,2
+ a: độ vượt cao an toần a = 0,5 (tra theo cấp công trình và trường hợp tính toán) Vậy chọn cao trình dinh dap: Vd = 99,1m b Xác định bề rộng đỉnh đập: Đập không có giao thông chính đi qua nên chọn theo điều kiện cấu tạo: b = 5m 2 Mặt cắt thực dụng đập tràn: Chọn mặt cắt tràn dạng Ơphixêrốp khơng chân không, loại này có hệ số lưu lượng tương đố lớn và chế độ làm việc ổn định Tính và vẽ cho mặt cắt lớn nhất ở giữa lòng sông * Xây dựng mặt cắt đập:
- - Chọn cao trình ngưỡng tràn ngang với MNDBT ( tràn tự do)
- Chọn hệ trục OXY có: trục OX ngang cao trình ngưỡng tran hướng về hạ
lưu, trục OY hướng xuống dưới gốc O ở mép thượng lưu đập ngang cao trình
ngưỡng tràn
- _ Vẽ đường cong theo toa dé Ôphixêrốp trong hệ trục đã chọn Toạ độ mặt
cắt tính toán theo bảng sau:với Hrg = Hạ = H = 5,1m
Trang 8
Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot TỊ X Y | X=XH| Y=YH l 0 0,126 0 0686 2 01 00% 0,51) 01&3% 3 0,2; 000/7 1,02) 005357 4 03 0 1,53 0 5 0,4; 0007 2,04 0057 6 0,6 0,06 3,06, 0,306 7 0,8} 0147 408} 02427 8 1} 0,256 5,1} 30% 9 1,2; 0,393 6,12) 2004 10 14, 0,565 7,144 2.8815 11 L7 0873 8,67, 44523 12 2 1,235 10,2} 6295 13 2,5 1,96 12,75} 99% 14 3 2824 15,3} 144024 15 3,5; 3,315 17,85, 16,9218 16 4 4,93 20,4, 25,14 - - Mặt cắt hạ lưu nối tiếp với sân sau bằng mặt cong có bán kính R: R =0,4.(P+ H,) = 0,4.(58,8 + 5,1) = 25,56m trong đó :P=H- H,= 63,9 — 5,1 = 58,8m
3 Bố trí hành lang, trụ Pin và cầu giao thông:
Trang 9Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot
* Bố trí hành lang:
Các hành lang trong thân đập có tác dụng tập trung nước trong thân đập và nền, kết hợp
để kiểm tra, sửa chữa, hành lang ở gần nền để sử dụng phụt vữa chống thấm
- Chọn kích thước hành lang theo yêu cầu sử dụng kiểm tra, sửa chửa: 1,5x2,0m - Chọn kích thước hành lang phụt vữa theo yêu cầu thi công: 3,5x4,0m
Theo chiều cao đập H = 63,9m : Bế trí hành lang tầng nọ cách tần kia 20m
Hành lang phụt vữa cách Vđáy 3m
Khoảng cách từ mặt thượng lưu đến mép trước của hành lang chọn theo điều kiện: L¡ = H/J = 60,9/20 =3m
Trong đó: H là cột nước tính đến đáy hành lang H = 63,9 — 3 = 60,9m
J là graden thấm cho phép cua bê tông J = 20
* Tru Pin va cau giao thong:
Đỉnh đập không có giao thông chính đi qua, nhưng để đi lại kiểm tra và khai thác công
trình, vẫn phải làm cầu giao thông qua đập tràn và làm các trụ Pin đỡ cầu
Trang 10Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot
B TINH TOAN MAN CHONG THAM
Xác định các thông số cần thiết của màn chống thấm: chiều dày, chiều sâu, vi tri Để đảm bảo được yêu cầu chống thống đề ra (hạn chế lượng mất nước, giảm nhỏ áp lực
thấm lên đáy đập)
I.XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ MÀN CHỐNG THẤM:
1 Chiều sâu phụt vữa S¡:
Phụ thuộc vào mức độ nức nẻ của nên va chiéu cao đập Chiều sâu xử lý chống thấm xác định như sau:
Ta có cột nước lớn nhất trước của đập H = 63,9m suy ra 25< # < 75m => Xử lý nền đến độ sâu có lượng mất nước 0,031/ph ở độ sâu 15m
Suy ra chiều sâu phụt vữa là §¡ = 15m
2 Chiều dày màn chống thấm:
Xác định theo điều kiện chống thấm cho ban than man:
WMR 1
[J] 15
Trong đó: øz.H: cột nước tổn that qua màn, œ= 1 - œ¡ = 1— 0,57= 0,43
{J} : là gradien thấm cho phép của vật liệu làm màn Xác định theo
lượng mất nước khống chế 0,031/ph suy ra {J} = 15 3 Vị trí màn chống thấm:
Màn chống thấm bố trí càng gần mặt thượng lưa đập càng tốt nhưng để chống thấm cho thành phía trước của hành lang phụt vữa cần khống chế:
L, = H,/J, = 60,9/20 = 3m
II KIEM TRA TRI SO CUA 04
Trang 11Dap bé tong trong lực GVHD 1é Vén Hot 2 P, = FhT arccos 4 NH 2 Z a 5) 2 Từ đó: a, = + arccos + [=] —b a a S, 61, = dị =0,925 ; Lị= 3m; Lạ = B - (Lị+ồ) = 67,7- (3+1,85) = 62,85m |— '—_ — 2 2 2 1+ %2 | |~} 1+(3] + | = 2,664 S, 2 15 15 “1 — tí fn 1+|—| L)|1 |=- Ni 2 62,85)" — ND =1,644 3Ý 2 G S, 2 15 15 2 >a, = —arcoos, — (*Ì = 5: atooos, | HT] —1,644 |; =33” "ls, 2,664 15 => at, = 0,575
C TINH TOAN THUY LUC DAP TRAN
I XAC DINH KHAU DIEN DAP TRAN:
- Cao trình ngưỡng tràn bằng với cao trình MNDBT
- Cột nước lớn nhất trên tran (ứng với tần suất thiết kế P = 0 ,5) là H;= 5,lm - Lưu lượng cần théo: Qingo = 1230m Vs
* Xác định bê rộng tràn để tháo được lưu lượng cấn thiết: Từ công thức chung của đập tràn: QO, =£.0,.m.>b.2g.H,”2 Q, EO, mj2g HT 5% Suy Ta: b= Trong đó:
+ Q, : lưu lượng tháo qua trần
Trang 12Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot
- Qạ: khả năng tháo lớn nhất của nhà máy thuỷ
điện, lấy trong trường hợp cả 4 tổ máy điều làm
việc (Q, = 4.125 = 500m”/s
- œ: hệ số lợi dụng (lấy bằng 0,8) +m: hệ số lượng của dap tran
m = Ø„.0,;un, = 0,903.0,95.0,49 = 0,42
trong đó: - ơu: hệ số sửa chửa do cột nước thay đổi (Ơn =
0,093 tra trong sổ tay thuỷ lực)
- Ơụa: hệ số sửa chữa do thay đối hình dáng so với
mặt cắt tiêu chuẩn (Ga = 0,95)
- mạ: hệ số lưu lượng của đập trần tiêu chuẩn với đập Cơrigơ-Ôphixêrốp loại 1 (mạ = 0,49)
+ £: hệ số co hẹp bên phụ thuộc vào số khoang và dạng mố
e=1-0,2.2m t= Vemt A n b
trong d6: - Ep: hé s6 co hep của mố bên (É„p = 0,7) - Ent: hé s6 co hep cia m6 tru (Em = 0,45) -n: số khoang -b: bể rộng 1 khoang + H,: cột nước toàn phần 2 H,=H+^» 2 (H, = 0) + ơ;: hệ số ngập, trường hợp tràn chảy tự do o, = 1 ** Chọn sơ bộ e = 0,95 suyra: ) b= g, 830 eo,mj2¢H,” 095.1.042.J2.981.517 ** Chọn số khoang n = 4 suy ra bể rộng 1 khoang: b = 40,8/4 =10,2m Vậy có 4 khoang tràn mỗi khoang rộng 10,2m ** Tính lai €: €=1-0,2 = 40,8m En t(n -bệm H =1~02, 0,7+ @-=1)/045 3l _ 094875 ~ 0,95 n b 4 10,2
Vậy chọn tràn có 4 khoang mỗi khoang rộng 10,2m
II TÍNH TỐN TIÊU NĂNG:
Ta tính toán dưới hai hình thức: tiêu năng sau đập trần bằng tiêu năng đáy hoặc tiêu năng phóng xa
1 Tính toán cho hình thức tiêu năng đáy:
Trang 13
Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot
Đặc điểm tiêu năng đồng chảy đáy là lợi dụng sức cẩn nội bộ của nước nhảy Điều kiện cơ bản của tiêu năng đáy là chiều sâu nước hạ lưu phải lứon chiều sâu liên hợp
Trang 14Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot F(r,)=—4 20,35 _ 9.9319 QE, 09516515? Tra bảng phụ lục 9 về đường quan hệ F(+,) - r., t (Thuỷ lực tập II +c=0,007227 =>h,=E, % = 76,575.0,007227 = 0,553m T =0,157264 2h, =Eg.t = 76,575.0,157264 = 12,042m Chiều sâu trong bể tiêu năng khi đã đào bể: hụ =ơ.h, = 1,05.12,042 = 12,644m Độ chênh mực nước giữa bể va ha luu AZ: V, g g 20,357 20,357 AZ = Az, — 2% = 2g 2gọợ'h” 2gh.” — 2.98109525.637 2.9,81.12,042 ——- - = 0,592m Nhu vay chiéu sau bé: d = o.h, — (hy + AZ) = 1,05.12,042 — (5,63 + 0,592) = 6,422m =d~d
* Vậy chọn chiều sâu bể: d = 6,5m * Chiều dài bể tiêu năng:
Vì bể nằm sau đập tràn có mặt cắt tràn hình cong, chiều dài bể được xác định từ mặt cắt
co hẹp c-c
Ta có: Ly = B.l› = 0,75.54,189 = 40,65m
trong đó: =0,75
I„: chiều dài nước nhảy (lạ = 4,5.h, = 4,5.12,042 = 54,189m) Vậy phương án đào bể tiêu năng có các thông số:
Chiều sâu bể: d = 6,5m Chiểu dài bể : Ly = 40,7m
b Phương án tường và bể kết hợp:
Trước hết xác định C.„d„ chiều cao tường và chiều sâu bể tiêu năng tạo được nước nhảy tại chổ trong bể và sau tường
Trang 15Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot C, = Eo: — Ho = 7,981 — 2,86 = 5,121m Chon C, = 5,2m Tinh d„(chiều sâu bể): Ta có: H„¡ + dạ,+ Co = hy =>d,=o.h, — (Hạ + Cụ) = 1,05.11,473 — (2,86 + 5,2) = 3,98m Eo; = E, + dy = 63,9 + 3,98 = 67,88m F(c,) = —L_ = —* _ = 00383 QE,” 0,95.67,88” Tra bang phu luc 9 vé duGng quan hé F(t,) - T., T (Thuy luc tap ID 7 = 0,008682 => h¿ = Eu¡ te = 67,88.0,008682 =0,589m + =0,171914_ =h¿ =E¿¡.tạ =67,88.0,171914 = 11,670m => do=o.h, — (Ho + Co) = 1,05.11,670 — (2,86 + 5,2) = 4,2m Vay: C,=5,2m d, = 4,2m Tăng d, va gidmC,tacé: d=4,5m;C=5m —> C<(C, = nước nhảy sau tường là dạng nước nhảy ngập * Chiểu dài bể: Ly = B.4,5.h, = 0.75.4,5.11,670 = 39,4m Vậy phương án tường và bể kết hợp có các thông số:
Chiều cao tường: C = 5m Chiều sâu bể: d=4,5m Chiều dài bể: L,=39,4m
2 Tính toán cho hình thức tiêu năng phun xa:
Đặc điểm tiêu năng phun xa là lợi dụng hình thức phun ở chân đập Dòng chảy được
khuyếch tán trong không khí, sau đoa đỏ xuống long sông do dòng chảy bị tiêu hao năng lượng rất lớn trong không khí nên giẩm xói ở lòng sông, đồng thời cũng đưa dòng chảy ra xa thân đập nên không gây mất ổn định cục bộ hạ lưu công trình
Chọn cao tình mũi phun: Vmũi phun = VMNHL + a = 36,63 + 2 = 38,63m
(VMNHL = hy + Vasy = 5,63 +31 = 36,63m)
Mũi phóng hình trụ có bán kinh cong Ry = 10m, góc ở tâm = 36”, góc nghiên tại cuối
mũi phun ơ„ = 35°
a Tính chiều sâu dòng chảy và lưu tốc đầu dốc nước:
Trang 17Dap bé tong trong lực GVHD 1é Vén Hot
— Ta có đường mặt nước trên thân đốc là đường nước đổ bụ
f£ Trước khi lập đường cong mặt nước trên thân dốc, cần kiêm rtra khả năng xuất hiện hàm khí Theo hệ thức: V,, = AN cos v6i cos® = cos(arctg0,94) = 0,728 ao 10,24, 10,2.0,54 R=—= = = 0,488 X 10,24+2h, 10,2+2.0,54 1 Vy, = 6,63./2.R, |I+ mi + mi ^fcosØ = R⁄ 0 -l 6,63./9,81.0,488 {1+ 200°! (i + ed (0,728 =10,85m/s 0,488 0,488
Vay V >Vix => trên dốc nước xuất hiện hàm khí
Để trên dốc nước không xuất hiện hàm khí chúng ta có thể đưa ra giải pháp là tăng bề
rộng khoang tràn Để giải quyết phương án này chúng ta sẽ tính lại và tăng bề rộng
khoang tràn để không suất hiện hàm khí trên thân dốc nước Đây là một phương án giải D TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH TRƯỢT CHO PHẦN ĐẬP KHÔNG TRÀN
Tính toán Ổn định trượt cho phần đập không tràn ứng với hai trường hợp:
Trang 18Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot a Ap luc thuy tinh: thượng lưu: W, = si H,’ = 2-1988 =1728,727 b Áp lực sóng: Áp lực sóng lớn nhất đạt dược ứng với độ dễnh: nạ = kạa.h = 0,2.3,526 = 0,7052m Trong đó:
h: chiều cao sóng ứng với mức bảo đảm tương ứng (h = 3,526m) kạa: tra đồ thị (2-C) giáo trình thuỷ công tập I Với A/H = 32,91/ 58,8 = 0,6 h/A = 3,526/32,91 = 0,107 Suy ra: kya = 0,2 Trị số áp lực sóng lớn mhất lên mặt đập: W, =k,„.h(H, + 2 =0,212 1.3,526.(58,8+ 22 2 ) = 45,716T Trong đó: kạ: tra đồ thị (P2-4c) suy ra kạ = 0,212 c Ấp lực thấm:
Lực thấm đẩy ngược: Biểu đồ phân bố áp lực thấm được coi gần đúng là hình tam giác,
có cường độ lớn nhất ở đầu (sau màn chống thấm) P„a„= ya.œ¡.H
Trong đó: œ¡: hệ số cột nước thấm còn lại sau màn chống thấm (œ¡=0,57) H: cột nước thấm (H = H; = 58,8m) Tổng áp lực thấm đẩy ngược là: W„= ar, 0, HB = = 1.0,57.588.67,7 = 113457 d Ap luc bùn cát: W, = 2, A’ k= 06.9068 =16,5247
Trong d6:h’= Voan cat- Vasy = 40 — 31 = 9m
k,: hé s6 4p luc ngang (4p luc chi dong)
1
k =te?|45°—- `“ |=r [45°F] - 068 oes 2)ore a!
Trang 19Dap bé tong trong lực GVHD 1é Vén Hot + (0z = 0,5 tg.67,7.62,7 = 0,2.(63,9/67,7).67,7.62,7 = 1847,71m? (D1 ‡ Lực sinh ra khi có động đất: * Lực quán tính động đất của công trình: Fy = k.œ.G =0,05.1,5.5251,9 = 393,8925T trong đó: k: hệ số động đất (k= 0,05) œ: hệ số đặc trưng động lực (œ = 1 + 0,5.hy/h, =1,5; chọn diém tinh tai trong tam nén hj/h, =1)
* Áp lực nước tăng thêm khi động đất:
W, = i ky,.H, = 5-0,05.1.58,8" = 86,4367
2
* Áp lực bùn cát tăng thêm khi động đất:
Trang 20Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot À QÀ ÀÀ AÀ4 ‘Ae ——— Wụ W4
a Ap luc thuy tinh:
Thượng lưu: W,=—.y„.H, = 2.1639 =2041,6057 Hạ lưu:+ Phần thẳng đứng: W, = sử hm = 2-15,68°.106 =16,87 (m = 67,7/63,9 = 1,06) + Phan nim ngang: W, = sử A,’ = 515,63" = 15,857 b Áp lực sóng: Áp lực sóng lớn nhất đạt dược ứng với độ dễnh: Ng = kya-h = 0,17.3,526 = 0,6m Trong đó:
Trang 21Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot Suy Ta: kna = 0,17 Trị số áp lực sóng lớn mhất lên mặt đập: W, =k;+„h(H, + 2 = 0,212 1.3,526.(63,9 + 2” 2 ) = 49,087 Trong đó: kạ: tra đồ thị (P2-4c) suy ra kạ = 0,212 c Ấp lực thấm:
Lực thấm đẩy ngược: Biểu đồ phân bố áp lực thấm được coi gần đúng là hình tam giác, có cường độ lớn nhất ở đầu (sau màn chống thấm) P„;„= ya.œ¡.H
Trong đó:œ¡: hệ số cột nước thấm còn lại sau màn chống thấm (œ¡=0,57) H: cột nước thấm (H = H; — hụ = 63,9 — 5,63 = 58,27m) Tổng áp lực thấm đẩy ngược là: W„ = sử a, HB = 5-1.0,57.58,27.67,7 = 1124,297 Luc thuy tinh day ngudc: W, =7,.B.h, =1.67,7.5,63 = 3811517 d Áp lực bùn cát: 1 Ws =>
Trong d6:h’= Voan cat-Vasy = 40 — 31 = 9m
Trang 22Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot + @2 =0,5 tgB.67,7.62,7 = 0,2.(63,9/67,7).67,7.62,7 = 1847,77m? Tổng các lực đứng: V=G+VW¿+ W„ạ+ W¿= 5251,9 +16,8 - 1124,29 — 381,151 = 3763,259T Tong cdc luc ngang: W = W, + W, + Wi + W3 = 49,08 + 2041,605 +16,524 —15,85 = 2091,359T Hệ số an toàn vỀ trượt: _V.ƒ,+Be _ 3163,259.0,63+61,7.20 We 2091,359 K t = 1,78 Hệ số ổn định trượt cho phép: Công trình cấp 2: {K,} = 1,20 ( tra TCXDVN285-2002)
Vậy K, >|K, | nên đập ổn định về trượt E PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT THÂN ĐẬP
Trường hợp tính toán: Tính cho một mặt cắt đập không tràn (mặt cắt đã kiểm tra ổn định ở trên) Giả thiết ứng suất phân bố theo qui luật đừơng thẳng và xác định bằng nén lệch tam I NGOẠI LỰC TÁC DỤNG LÊN ĐẬP: - Trọng lượng bản thân đập - Áp lực thuỷ tĩnh của cột nước thượng lưu - Áp lực thấm
II CHIA LƯỚI:
Chia 6 lưới kích thước: 5x5m
Trang 23
Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot
Trang 24Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot
2 Tinh ứng suất pháp ơ;:
Biên thượng lưu: ø, =7„.y—Ì„.y— Ø, hgø, = 1.58,9-0 = 58,9
y: chiều sâu nước tính đến mặt cắt ngang đang xét (y = 58,9)
Œ¡: góc giữa mái thượng lưu đập và phương thẳng đứng (œ¡ = 0)
Biên hạ lưu: ơ, =o, tga, = 55,379.1,13 = 62,578
Œ¿: góc giữa mái hạ lưu đập và phương thẳng đứng (0; = 90 - B = 90 — 43,2 = 46,8”) Ứng suất pháp ơ, tại các điểm trên mặt cắt I-I: "° |Ớ, —Ø Ớ, =Ơ, [eel b Bang tinh: Diem X Ung suat 1 10 |61,965 2 20 |61,352 3 30 |60,739 4 40 |60,126 5 50 |59,513
3 Ứng suất tiếp t„y:
Biên thượng lưu: T= (y, yr oO, hgø, =0 (vìơ;=0)
Trang 25Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot
4 Ứng suất chính N tại mặt cắt IL-I:
Trang 28Dap bé tong trong lire GVHD 1é Vén Hot