TIN UNG DUNG TRONG DIA KY THUAT - diakythuat-htl ď SEEP

1.Dòng thấm trong môi trường đất• Đất có cấu tạo hạt →là MT rời rạc, phân tán có tính lỗ rỗng cao, dưới tác dụng của chênh lệch cột nước , nước có thể chuyển động xuyên qua lỗ rỗng trong

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

KHOA CÔNG TRÌNH

BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT

BÀI GIẢNG TIN HỌC ỨNG DỤNG

(Geostudio in engineering practice)

GV : Hoàng Thị Lụa Email: hoangthilua@wru.edu.vn

ổn định mái

dốc

Ứng dụngSigma/w phântích ứng suất, biến dạng

PHẦN I: Ứng dụng SEEP/W trong

phân tích thấm

Nội dung giới thiệu về seep

v KN về dòng thấm trong môi trường đất

1.Dòng thấm trong môi trường đất

• Đất có cấu tạo hạt →là MT rời rạc, phân tán có tính

lỗ rỗng cao, dưới tác dụng của chênh lệch cột nước , nước có thể chuyển động xuyên qua lỗ rỗng trong đất theo hướng từ nơi có mực nước cao tới nơi có mực nước thấp

1.Dòng thấm trong môi trường đất đá (tiếp)

• Hiện tượng dưới td của chênh lệch cột nước áp , nước chuyển động xuyên qua lỗ rỗng liên thông nhau trong đất gọi là hiện tượng thấm của đất.

• Tính th ấm của đất là khả năng của đất cho nước

đi qua.

Tác hại của dòng thấm trong XD công trình:

1 Vấn đề mất nước

- Làm giảm hiệu quả tích nước của hồ chứa.

- Ảh đến thi công do nước chảy vào hố móng

- Gây xói ngầm cơ học dưới đáy CT→ BD thấm

- Chảy đất, mạch đùn, mạch sủi tại chỗ dòng thấm thoát ra khi gradien thấm đạt giá trị giới hạn igh

- Làm mất ổn định mái dốc do thấm ngược

Các đặc trưng về thấm cần chú ý:

1- Đường bão hòa (Water table)

2- Gradien thấm (XY gradient)

3- Lưu lượng thấm q (flux)

4- Áp lực nước lỗ rỗng (pore water pressure) 5- Cột nước thấm tổng (đường viền thấm) (total head)

6- Áp lực tổng (pressure)

Giới thiệu modul SEEP/W trong Geo-Studio

1 SEEP/W là một trong 7 modul chính (Seep; Slope;

Sigma; Quake; Temp; Ctran và Vadose) của bộ phần mềm Geo-Studio.

của nước & phân bố áp lực nước lỗ rỗng trong môi trường đất theo PTHH

+ Có thể phân tích các bài toán: 1.Dòng thấm có áp, không áp; 2.Ngấm do mưa; 3.Áp lực nước lỗ rỗng dư; 4.Thấm ổn định, không ổn định.

+ Kết hợp với SLOPE/W phân tích ổn định mái dốc

3 Cơ sở lý thuyết của SEEP/W

q Các giả thiết cơ bản của PT thấm:

+ Dòng thấm trong đất bão hòa/ không bão hòa tuântheo ĐL Darcy:

PT : v=ki

+ Qvào – Qra = biến thiên độ ẩm thể tích

TH đất bão hòa, Qvào = Qra → dòng thấm ổn định;

Q y

H k

y x

H k

H k

y x

H k

• Hàm thấm: thể hiện quan hệ giữa áp lực nước lỗ rỗng và hệ số thấm Độ bão hòa và độ ẩm của đất giảm khi áp lực nước lỗ rỗng giảm < 0 Khả năng cho nước thấm qua của đất cũng giảm khi độ ẩm giảm Do vậy, hệ số thấm giảm nếu áp lực nước lỗ rỗng tăng theo chiều âm.

15

Hàm thấm

qCơ sở lý thuyết PTHH:

+ Chia miền liên tục (miền tính toán hay vật thể) thành một số hữu hạn các miền con có kích thước hữu hạn(mỗi miền gọi là một phần tử) Các miền này liên kết với

nhau tại một số hữu hạn điểm trên biên (gọi là các điểm

nút)

+ Các đại lượng cần tìm ở nút sẽ là ẩn số của bài toán ( gọi là các ẩn số nút ) Điều kiện trên các phần tử

cũng được đưa về các nút

+Trong mỗi phần tử, đại lượng cần tìm được xấp

xỉ bằng những biểu thức đơn giản (thường là các nguyênhàm) và có thể biểu diễn hoàn toàn qua các ẩn số nút

+ Thiết lập các phương trình đại số diễn tả quan hệ giữa các ẩn số nút và điều kiện nút của một phần tử Tập hợp các phần tử theo điều kiện liên tục sẽ nhận được hệ phương trình đại số đối với các ẩn số nút của toàn miền tính toán

4 Khả năng của SEEP/W trong tính toán thấm

• Tính toán và hiển thị các đường đẳng áp, đường bão hòa.

• Các Vecto thấm.

bất kỳ.

• Tổng lưu lượng thấm qua mặt cắt bất kỳ.

• Sử dụng trong nhiều sơ đồ thấm khác nhau.

Ví dụ minh họa khả năng của SEEP/W

11

1 5

12 12.5

3.5

14

14.5

5

0 2

0 25

0 3

Vùng nguy hiểm

d/2

Phù hợp TN của R.F Craig, 1995

Ví dụ minh họa khả năng của SEEP/W

0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

0.05

0 1

0.1

0

0.15

0.15 0.15

0.2

0

0.2

5

0.4

30 Hệ đường thấm, đẳng

thế & vecto thấm

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN

MỀM SEEP/W

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM SEEP/W

I Giao diện làm việc

II.Các bước giải bài toán thấm

1 Thiết lập vùng làm việc

2 Phác họa mô hình tính

3 Khai báo hàm thấm và vật liệu

4 Chia lưới phần tử

6 Kiểm tra lỗi

7 Chạy và xuất kết quả

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

1 Thiết lập vùng làm việc

Menu: set

Đặt trang giấy Đặt tỉ lệ bản vẽ Đặt lưới bắt điểm Set > Page Set > Scale Set > Grip

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

Vùng làm việc sau khi thiết lập

2.Xác định loại phân tích

Menu: Keyin / Analysis settings

Type: steady state Control: 2-Dimensional

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

2 Phác thảo mô hình hình học bài toán.

SKETCH/ LINE or KEYIN/ NODES

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

3 Nhập hàm thấm và khai báo vật liệu

a/ Nhập hàm thấm

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

ü Hàm thấm: thể hiện quan hệ giữa áp lực nước lỗ rỗng và hệ số thấm.

ü Hàm thấm được định nghĩa bằng cách nhập tọa độ

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

Menu : keyin

Edit →

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

b/ Gán vật liệu

Menu: KeyIn

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

4 Chia lưới phần tử

Menu: draw

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

5.Nhập điều kiện biên

ü Điều kiện biên trong SEEP/W cơ bản có thể gán theomột trong 2 cách:

1.Theo điều kiện về cột nước (H)2.Theo điều kiện về lưu lượng thấm (Q)(Giữa H và Q có mối quan hệ qua lại lẫn nhau và cócùng vai trò.)

ü Điều kiện biên về cột nước tại một điểm biên chính

bằng cao trình mực nước nó phải chịu

ü Ít nhất phải có 1 nút trong phân tích thấm được gán đkbiên về cột nước để bài toán có nghĩa

ü Đk về Q chỉ dùng đc khi biết lưu lượng thấm tại biên cácphần tử nên thực tế ít dùng, thường chỉ để gán vùng kothấm hoặc mặt cho phép thấm ra (mp thấm)

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

5.Nhập điều kiện biên (tiếp)

Nhập điều kiện về H và Q

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

6.2/ Vẽ hệ trục tọa độ và dán nhãn cho bài toán

Menu: Sketch

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

7 Kiểm tra lỗi bài toán

Menu: Tools

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

8 Chạy bài toán

và xuất kết quả

Menu: Tools

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

8 Chạy bài toán và xuất kết qủa

Xuất kết quả: Tool / Contour

Click here

(geo 2004)

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

ü Hiển thị các đường đẳng thế

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

ü Dán giá trị của các đường đẳng trị, lưu lượng thấm tại các mặt cắt tính toán

Menu: draw

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

ü Hiển thị đường thấm (Quỹ đạo của các vecto thấm) Menu: Draw

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

ü Vẽ các biểu đồ quan hệ, cột áp

Menu: Draw

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

ü Xem thông số nút và phần tử

Menu: View

Thông số nút: view → node information

Thông số phần tử: view → element information

**Các bước giải bài toán thấm với SEEP/W**

ü Copy và in các hình vẽ

Copy:

Print:

**** Tóm tắt lại Các bước giải bài toán thấm

với SEEP/W**

• Đặt trang giấy, tỷ lệ, lưới bắt

điểm

• Lưu bài toán

pp phân tích bài toán;

• Hiển thị thông tin nút và phần tử;

• Vẽ đồ thị các kết quả;

• In kết quả

BÀI TẬP VỀ NHÀ - 1

Yêu cầu: Sử dụng Seep/W để tính thấm qua thân đập.

Ghi chú: bài tập nộp phải được hiển thị hệ trục tọa độ.Chỉ nộp file word, tên file là tên sinh viên.

BÀI TẬP VỀ NHÀ - 2

Yêu cầu: Sử dụng Seep/W để tính thấm qua thân đập.

Ghi chú: bài tập nộp phải được hiển thị hệ trục tọa độ.Chỉ nộp file word, tên file là tên sinh viên.

KẾT THÚC SEEP/W