Nghiên cứu phương pháp tính toán mặt cắt ngang đê mái nghiêng

MC LC Li núi u Chng 1: Tng quan v mỏi nghiờng 1.1 chn cỏt mỏi nghiờng bng t 1.2 chn cỏt mỏi nghiờng bng ỏ 1.3 chn cỏt mỏi nghiờng vi cỏc gia c mỏi l hỡnh hp 1.4 chn cỏt mỏi nghiờng vi cỏc bờ tụng d dng Chng 2: Cỏc phng phỏp thit k mt ct ngang mỏi nghiờng 2.1 Cao trỡnh nh v b rng 10 2.2 Chiu dy lp ph v lp lút 14 2.3 Gii hn chõn ca lp ph chớnh 15 2.4 Chõn khay cho lp ph chớnh 15 2.5 Chõn khay 16 2.6 n nh chõn khay 17 2.7 n nh ca chõn khay di tỏc dng tng hp ca súng v 19 dũng chy 2.8 Lp ph th hai 19 2.9 Lp lút 20 2.10 Kt cỏu u v mỏi dc ng sau 20 Chng 3: Thit k cho cụng trỡnh thc t 24 3.1 Gii thiu chung 24 3.2 Xỏc nh mc nc tớnh toỏn v thụng s giú 24 3.3 Xỏc nh thụng s súng 25 3.4 V trớ chn cỏt 25 3.5 Xỏc nh kớch thc c bn theo cỏc phng phỏp tớnh v quy 26 phm 3.6 Kim tra lỳn cho cụng trỡnh mỏi nghiờng 29 Kt lun kin ngh 32 Ti liu tham kho 33 LI NểI U Phỏt trin kinh t bin l mt nhng nh hng chin lc kinh t ca Nh nc ta Vỡ vy vai trũ ca h thng cng bin tr thnh nũng ct cho tt c cỏc ngnh kinh t bin Vit Nam l t nc nm khu vc nhit i c thiờn nhiờn u ói, cú b bin di hn 3.200km vi hng trm ca sụng, hng nghỡn o tri rng trờn ton b thm lc a õy l mt yu t vụ cựng thun li cho xõy dng h thng cng bin nhm phỏt trin cỏc loi hỡnh kinh t bin tr thnh mi nhn nn kinh t quc dõn ỏp ng yờu cu v c s h tng phc v cho cỏc ngnh kinh t trng im núi trờn, nhiu cng bin ó c xõy dng dc theo b bin t Bc vo Nam, lung lch c nõng cp, cỏc cng ngy cng cú xu th bin tr thnh nhng cng nc sõu cú kh nng ún cỏc tu cú trng ti ln Tớnh cp thit ca ti: Vit Nam h thng sụng ngũi phc tp, phn ln cỏc sụng cú chiu di ngn, bt ngun t vựng nỳi cú dc ln chy qua vựng ng bng ụng dõn c v bin ni cú nh hng triu Do ch thu thay i ln trờn cỏc on nờn lũng sụng bin i phc gõy khụng ớt tỏc hi nh xúi l, bi lp m bo giao thụng ti v ch ng cỏc tỏc hi phi s dng cỏc bin phỏp no vột thớch hp hoc cỏc cụng trỡnh chnh tr ng thi tip xỳc vi mụi trng bin, chu tỏc ng trc tip ca súng v dũng chy nờn cỏc cng bin v ca sụng cn c bo v Nhiu chn súng v chn cỏt ó v s c xõy dng bo v khu nc ca cng v lung tu H thng chn súng, chn cỏt v cỏc cụng trỡnh bo v khỏc úng vai trũ rt quan trng vỡ nú quyt nh ti kh nng khai thỏc ca khu cng Gii quyt tt thit k h thng cụng trỡnh bo v l mt phn ch yu ton b ỏn thit k tng th h thng cng bin Do tip xỳc vi mụi trng bin, chu tỏc ng trc tip ca súng v dũng chy nờn cỏc cng bin v ca sụng cn c bo v Nhiu chn súng v chn cỏt ó v s c xõy dng bo v khu nc ca cng v lung H thng chn súng, chn cỏt v cỏc cụng trỡnh bo v khỏc úng vai trũ rt quan trng vỡ nú quyt nh ti kh nng khai thỏc ca khu cng Thit k mt ct ngang v tớnh toỏn cỏc kớch thc c bn l mt nhng yờu cu quan trng thit k cỏc cụng trỡnh cú dng mỏi nghiờng ti Nghiờn cu mt s phng phỏp thit k mt ct ngang cho mỏi nghiờng l mt nhng ti thit thc, cú ý ngha thc tin cao, cú th cn c vo ú lm c s cho vic thit k, tớnh toỏn cụng trỡnh mỏi nghiờng vi nhiu dng kt cu khỏc 2 Mc ớch ca ti ti t mc tiờu trỡnh by mt cỏch cú h thng, trỡnh t cỏc bc xỏc nh cỏc thụng s c bn v thit k mt ct ngang ca cụng trỡnh mỏi nghiờng i tng v phm vi nghiờn cu i tng nghiờn cu: Cỏc cụng trỡnh cú dng mỏi nghiờng; Phm vi nghiờn cu: Nghiờn cu phng phỏp tớnh toỏn cỏc thụng s c bn v thit k mt ct ngang ca cụng trỡnh mỏi nghiờng theo cỏc tiờu chun khỏc nhau; so sỏnh v la chn phng phỏp tớnh toỏn, thit k phự hp tựy theo c im v kt cu, v trớ ca cụng trỡnh Phng phỏp nghiờn cu Nghiờn cu c s lý thuyt ca tiờu chun, xõy dng bi toỏn tớnh theo tiờu chun v so sỏnh kt qu Kt qu ca bi toỏn cú th lm ti liu tham kho cho cỏc cụng trỡnh thc t í ngha khoa hc v thc tin ca ti Hin nay, thit k cỏc k s thng tớnh toỏn xỏc nh cỏc thụng s c bn v mt ct ngang ca cụng trỡnh mỏi nghiờng theo cỏc tiờu chun khỏc Tuy nhiờn, cỏc tiờu chun ny cú s sai khỏc ng dng vo cỏc iu kin khỏc Vỡ vy, ti c thc hin nhm mc ớch a nhng khuyn cỏo ng dng hp lý cỏc kt qu tớnh toỏn vo cỏc iu kin khỏc CHNG TNG QUAN V ấ MI NGHIấNG Kt cu mỏi nghiờng c ng dng sm nht, tn dng c cỏc vt liu sn cú ti ch: t, ỏ, bờ tụng Ngy mỏi nghiờng cũn ng dng rt nhiu cỏc bờ tụng cú hỡnh thự c bit va tiờu hao c nng lng súng va liờn kt chc vi Cỏc ny c gi l d dng hay phc hỡnh, chỳng ó c th nghim nhiu ni v cú nhiu loi nh Tetrapod, Tribar, Dolos, Stabit [1, tr142] Kt cu mỏi nghiờng cú cỏc u v nhc im sau: V u im: - Tn dng c vt liu a phng (ch cn khai thỏc khụng cn ch to) - Tiờu hao nng lng súng tt, súng phn x ớt nht l mỏi cú nhỏm cao - Th n nh tng th khỏ vng chc vỡ l cỏc vt liu ri, nu xy mt n nh cc b (lỳn, st) ớt nh hng n ton b tuyn ờ, ú mỏi nghiờng thớch hp vi hu ht cỏc loi nn t - Cao trỡnh nh mỏi nghiờng thp hn so vi cao trỡnh nh tng ngv cỏc loi khỏc - Cụng tỏc iu tra c bn nn t ớt tn kộm hn (khoan, thm dũ l khoan tha v nụng) - So vi kt cu tng ng trng lc ũi hi mc hin i thp hn, kt hp c c cụng ngh hin i, th cụng v bỏn th cụng V nhc im: - Tn vt liu gp hai, ba ln lng vt liu so vi tng ng cựng mt sõu - Khụng tn dng c mộp v ngoi neo cp tu, nht l on gn ca cng - on sỏt ca cng phi chuyn i t nghiờng sang kt cu ng tng chiu rng hu hiu ca ca cng - Khú khn mun tn dng mt mỏi nghiờng lm ng giao thụng, nht l cỏc cng cú tu khỏch v cng o xa t lin - ỏy mỏi nghiờng rng v rt rng xõm phm nhiu vo din tớch hu hiu ca b cng, thu hp khu nc yờn tnh - Tc thi cụng chm hn so vi tng ng cú cựng chiu di v sõu Mc dự cú mt s nhc im trờn nhng mỏi nghiờng l gii phỏp kt cu thụng dng cho tt c cỏc nc Vit Nam kt cu mỏi nghiờng cú mt ti nhiu b cng ó thi cụng v ang thit k: Phỳ Quý, Bch Long V, Dung Qut Da vo c im vt liu v c thự cu to, kt cu mỏi nghiờng c phõn loi thnh: - mỏi nghiờng bng t - mỏi nghiờng bng ỏ - mỏi nghiờng vi cỏc bờ tụng gia c mỏi l hỡnh hp - mỏi nghiờng vi cỏc bờ tụng d dng (phc hỡnh) 1.1 chn cỏt mỏi nghiờng bng t Vt liu t dựng cho mỏi nghiờng nhng ni cú sõu H 6m v chiu cao súng h 1,5m, khụng c phộp s dng h = 2,0m t dựng l cỏt, si v ỏ nh [1, tr144] Ngy nay, rt ớt ni trờn th gii xõy dng chn súng chn cỏt mỏi nghiờng bng t vỡ cú cỏc nhc im ó nờu trờn, ng thi vic thay th vt liu t bng cỏc vt liu khỏc tt hn, khụng gp khú khn Cỏc cng bin ca Vit Nam u nm khu vc khớ hu nhit i, chu nhiu tỏc dng súng, thu triu, hi lu nờn gii phỏp mỏi nghiờng bng t khú chp nhn Hỡnh 1.1: Cu to mỏi nghiờng bng t 1.2 chn cỏt mỏi nghiờng bng ỏ ỏ l vt liu chim t l ln ca mỏi nghiờng v c cung cp ti ch Mt khỏc ỏ khụng b hn ch bi sõu nc cho nờn kt cu bng ỏ rt sm thay th bng t v khụng th thiu cú nhiu cỏc bờ tụng d dng [1, tr146] Cỏc loi kt cu mỏi nghiờng bng ỏ ó khng nh ỏ l vt liu nng cho mỏi nghiờng v chim t l cao mi nc trờn th gii Hỡnh 1.2: Cu to mỏi nghiờng bng ỏ 1.3 chn cỏt mỏi nghiờng vi cỏc bờ tụng gia c mỏi l hỡnh hp Loi bờ tụng u tiờn dựng cho mỏi nghiờng l loi d ch to nht: lp phng hoc hp, ng dng vi mi sõu v chiu cao súng h = 56m, trng lng ca chỳng rt khỏc nhau, t 1015tn Trc nm 1950 mỏi nghiờng bng cỏc bờ tụng hỡnh hp c ỏp dng nhiu, hin cỏc bờ tụng hỡnh hp b cỏc bờ tụng d dng (phc hỡnh) thay th Khi bờ tụng hỡnh hp cú u im nng, ch to song li tn vt liu hn so vi bờ tụng d dng [1, tr147] Tuy nhiờn dự t l vt liu bờ tụng khụng nhiu so vi ỏ song cỏc hỡnh hp chim mt t l ỏng k bờ tụng kốm theo nhc im liờn kt gia chỳng khụng c cht ch Hỡnh 1.3: Cu to mỏi nghiờng bng bờ tụng hỡnh hp 1.4 chn cỏt mỏi nghiờng vi cỏc bờ tụng d dng 1.4.1 Cu to chn cỏt mỏi nghiờng bng Tetrapod: Hỡnh 1.4: Cu to mỏi nghiờng bng Tetrapod Khi Tetrapod c ng dng nhiu nht cỏc d dng Nguyờn tc chung l ph ti thiu hai lp ti cỏc v trớ xung yu, c bit mỏi ngoi v mỏi gn phm vi ca cng [1, tr148] Núi chung Tetrapod c ch to sm v nhiu M, ngoi cng khỏ ph bin Chõu u Vit Nam, Tetrapod c ch to vũng hn chc nm tr li õy nh Phan Thit, Phỳ Quý, Ca Lũ 1.4.2 Cu to chn cỏt mỏi nghiờng bng Tribar: Khi Tribar cú chõn d múc ni li vi thnh mt qun th thng nht trờn ton mỏi ờ, song Tribar khú ch to [1, tr150] Mt ct hỡnh v th hin Tribar xp mt tng phớa trờn mt nc, phn mỏi di mt nc tnh xp hai tng So vi Tetrapod, Tribar ớt thụng dng hn Hỡnh 1.5: Cu to mỏi nghiờng bng Tribar 1.4.3 Cu to chn cỏt mỏi nghiờng bng Hohlquader: Khi Hohlquader cú hai dng: cõn i v N Nht Bn ch to Kt cu thng l Hohlquader dng N c xp thnh hai lp Vic xõy lp Hohlquader dng N n gin hn Tribar v Tetrapod [1, tr151] Hỡnh 1.6: Cu to mỏi nghiờng bng Hohlquader dng N 1.4.4 Cu to chn cỏt mỏi nghiờng bng Dolos: Cú th s dng Dolos gia c cho mỏi ngoi phớa bin hoc gia c cho c hai mỏi v ngoi Theo kinh nghim ca cỏc nc Tõy u, trng lng Dolos cho mt phõn on nờn ng lot bng v chn khong 812tn, gn xp x bng trng lng ca Hohlquader dng N Hỡnh 1.7: Cu to mỏi nghiờng bng Dolos 1.4.5 Cu to chn cỏt mỏi nghiờng bng Tetrahedron: Xột v mt cụng ngh ch to, Tetrahedron d ch to hn so vi cỏc ó nờu trờn v so vi hỡnh hp cú khú khn hn ụi chỳt [1, tr152] Loi phc hỡnh ny ó xõy lp nhiu cỏc cng ca Nht Bn, trng lng mi ch khong 2tn (tớnh theo cụng thc ca Hudson) vi chiu cao súng h = 3,0m Hỡnh 1.8: Cu to mỏi nghiờng bng Tetrahedron 1.4.6 Cu to chn cỏt mỏi nghiờng bng Stabit: Khi d dng Stabit cú hỡnh thự rt c ỏo, khú ch to song li cú nhỏm v ma sỏt cao Nu mỏi c cu to bng hai lp Stabit thỡ rng chim 52% Khi Stabit cho mỏi nghiờng c ch to u tiờn vo nm 1961 cú trng lng 29tn chu c súng cú chiu cao h = 45m [1, tr152] Hỡnh 1.9: Cu to mỏi nghiờng bng Stabit CHNG CC PHNG PHP TNH TON MT CT NGANG ấ MI NGHIấNG S mt ct ngang c xỏc nh theo hỡnh sau: Hỡnh 2.1: S mt ct ngang Trong ú kớch thc ca viờn ỏ lp lút phi dm bo cho khụng b lụi ngoi qua lp ph bi súng hoc dũng chy Tng t nh xỏc nh kớch thc tng lc ngc, ta cú: D15 (ph) D85 (lút) Trong ú: D15- ng kớnh viờn ỏ chim 15 lng mu; D85- ng kớnh viờn ỏ chim 15 lng mu ng kớnh viờn ỏ c xỏc nh theo cụng thc sau: W D 1,15 Wa W D Wa 1/ cho lp ỏ lút cú ỏ kớch thc bộ; 1/ cho lp lp ph cú ỏ kớch thc ln D - ng kớnh viờn ỏ; W - lng viờn ỏ; Wa - lng riờng ca ỏ 2.1 Cao trỡnh nh v b rng 2.1.1 Cao trỡnh nh ờ: Cao trỡnh nh c xỏc nh cho tho iu kin thụng s súng sau Tu thuc vo chc nng ca m xỏc nh gii hn ca thụng s súng sau vi thụng s súng ti ó bit, gi nh cỏc cao trỡnh nh ta xỏc nh thụng s súng sau Chn cao trỡnh nh vi thụng s súng to thnh tho iu kin cho phộp Cú th xỏc nh cao trỡnh nh theo cụng thc ca tiờu chun Nht Bn nh tng ng Nu xỏc nh cao trỡnh nh theo iu kin súng trn thỡ iu kin súng trn giụng nh phn tng ng Lu lng súng trn qua mỏi nghiờng c xỏc nh nh sau: Cụng thc Owen: p dng cho mỏi dc khụng thm q R a exp b C gH S Tom HS Som r (2-1) Vi mỏi dc thng, súng nc sõu: Bng 2.1: Bng tra hờ s a, b Mỏi dc a b 1:1 0,008 20 : 1,5 0,010 20 1:2 0,013 22 1:3 0,016 32 1:4 0,019 47 Vi mỏi dc cú bc c, súng nc sõu: Bng 2.2: Bng tra hờ s a, b dc hB (m) B (m) 10 a.104 b hb- d sõu nc ti nh chõn khay; Nod- s viờn ỏ b dch chuyn ca ỏ ng kớnh Dn50 vi chõn khay kớch thc rng cao 23khi thỡ: Nod = 0,5 khụng hng; Nod = hng chp nhn c; Nod = hng ỏng k Hỡnh 2.9: S xỏc nh chõn khay i vi chõn khay hai lp ph bng bờtụng ch nht thỡ ng kớnh c xỏc nh theo cụng thc: HS 1,6 0,16 Dn50 N od 0,4hb / H S (2-14) i vi chõn thm ỏ ca tng ng chu tỏc ng ca súng khụng iu ho thỡ ng kớnh viờn ỏ xỏc nh theo cụng thc: Ns h HS 5,8 b 0,6 N od0,19 Dn50 hS (2-15) iu kin ỏp dng: 0,5