Bài giảng Công trình thủy: Chương 4 - PGS.TS. Nguyễn Thống

Xaùc ñònh tung ñoä ñöôøng baõo hoøa taïi vò trí caùch tim ñaäp veà haï löu laø 30m. Nguyễn Thống[r]

(1)

7/21/2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM

Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng - BM KTTNN

Giảng viên: PGS TS.NGUYỄN THỐNG

E-mail: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr

Web: www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong Tél (08) 38 640 979 -098 99 66 719

7/21/2014

NỘI DUNG MÔN HỌC

Chương Tổng quan Tài nguyên nước VN Chương Cơ sở kỹ thuật thiết kế công trình

thủy lợi (CTTL) Chương Hồ chứa nước Chương Đập dâng nước Chương Cơng trình tháo lũ Chương Cơng trình dẫn nước Chương Máy thủy lực Chương Thủy điện Chương Trạm bơm

CÔNG TRÌNH THỦY

PGS Dr Nguyễn Thống

7/21/2014

ĐẬP DÂNG NƯỚC

Nhiệm vụ:

Công trình ngăn sông tạo hồ

chứa

 Nâng cao mực nước vị

trí lấy nước PGS Dr Nguyễn Thống

CÔNG TRÌNH THỦY Chương 4: Đập dâng nước

7/21/2014

ĐẬP DÂNG NƯỚC

Phân loại:

- Đập vật liệu địa phương: * Đập đất

* Đập đá đổ * Đất đá hỗn hợp PGS Dr Nguyễn Thống

CƠNG TRÌNH THỦY Chương 4: Đập dâng nước

7/21/2014

- Đập bê tông:

* Đập bê tông trọng lực * Đập vòm

* Đập chống

- Đập bê tông đầm lăng (RCC)

7/21/2014

ĐẬP ĐẤT

- Phạm vi ứng dụng: - Nội dung thiết kế:

+ Đỉnh đập

+ Mái dốc thượng hạ lưu

+ Bộ phận chống thấm, tính thấm + Bộ phận thoát nước

(2)

7/21/2014

ĐẬP ĐẤT

7/21/2014

7/21/2014 10

7/21/2014 11

7/21/2014 12

ĐẬP ĐẤT ĐÁ ĐỔ HOÀ BÌNH

(3)

7/21/2014 13 GIA CỐ MÁI ĐẬP

7/21/2014 14

TÍNH THẤM QUA ĐẬP ĐẤT MỤC ĐÍCH:

- Xác định lưu lượng thấm  tổn thất

nước

- Xác định đường bão hịa  ổn định

mái dốc

- Xác định gradient thấm  kiểm tra hiện tượng xói ngầm thân đập

7/21/2014 15

a0

H2

H1

L λH1

Đường bão hòa

y

x

m2

m1

B

Thấm qua đập đồng chất có vật nước bề mặt, hạ lưu có nước

1 m 2m   Đoạn giả định

7/21/2014 16

Lưu lượng thấm đơn vị qua đập

Áp dụng c/t Dupuit:

với a0 chiều cao hút :

2

0

2

m q

a a a H

2f (m ) k

  

 

2 2

2

q m

a 0.5f (m ) 0.5 H k f (m )

           ) a m L H ( 2 ) a H ( H k q 2 2      

7/21/2014 17

trong đó: f(m2) = 0.5+m2 m2 >= f(m2) = 0.7+0.8m2 m2 <

Phương trình đường bão hịa:

Điểm uốn B đường bão hòa nằm giới hạn: y >= H1 - q/k

2

2q

y H x

k

 

7/21/2014 18

VẬT THỐT NƯỚC CÔNG TRÌNH THỦY

(4)

7/21/2014 19 PGS Dr Nguyễn Thống

VẬT THOÁT NƯỚC

7/21/2014 20

7/21/2014 21

7/21/2014 22

Bài tập: Xác định lưu lượng thấm đơn vị qua đập đất sau Đập có k=10-5cm/s, =0.4 chiều

cao nước rĩ a0 =H1/3 Hạ lưu khơng có nước

Xác định vẽ đường bão hồ Tính tung độ ĐBH tim đập

83m 80m

50m

m=3 m=4

B=8m Đất đồng chất

HL TL

H1

7/21/2014 23

Bài tập: Cho đập đất đồng chất có m1=3 m2=2.5 Chiều rộng đỉnh đập b=8m Đập cao H=46m, chiều sâu nước thượng lưu H1=42m, và chiều sâu nước hạ lưu H2=4m Hệ số

thấm qua đập k=10-5 m/s Cho biết a 0=2m

• a Tính lưu lượng thấm đơn vị q qua đập

• b Viết p/t đường bão hịa Xác định tung độ đường bão hòa vị trí cách tim đập hạ lưu 30m

7/21/2014 24

• Bài tập:Một đập đất đồng chất khơng thấm có VTN bề mặt, chiều cao đập Hđ = 33 m, mái dốc thượng lưu m1 = 3, mái dốc hạ lưu m2 = 2,5, chiều rộng đỉnh bđ = 10

m, cột nước thượng lưu H1 = 30 m, cột nước hạ lưu H2 = m, chiều cao cột nước đo áp

(đường bão hòa) vị trí đáy đập cách mép nước TL 38 m theo phương ngang là 21,1 m Lưu lượng thấm đơn vị qua đập là:

• a.2,5 Kđ b 3,5 Kđ c 4,5 Kñ d 5,5 Kñ

(5)

7/21/2014 25 TÍNH ỔN ĐỊNH MÁI DỐC - Đập vật liệu địa phương ổn

định cục (trượt mái dốc) tác dụng nước

- Có nhiều lý thuyết tính ổn định mái dốc (Áp lực trọng lượng Tsugaev, Bishop,…)

7/21/2014 26

NGUYÊN LÝ

G N T Vuøng A Vuøng B Vuøng C R Đường bão hoà O

7/21/2014 27

VỀ CÁC P/P CỘT ĐẤT TRƯỢT

Với p/p này, khối đất trượt chia thành một số cột đất với kí hiệu lực tác dụng như sau:

W ZL L uL uR R ZR uB P T hL hR a

7/21/2014 28

Hệ số ổn định chống trượt K:

Theo Tsugaev, lực thấm xem lực trọng lượng Trọng lượng cột đất thứ i:

 Trên đường bão hòa

 Dưới đường bão hòa, MNHL:

 Dưới MNHL:

truot gay Momen truot chong Momen K      i j j j i

i b h

G        

7/21/2014 29

Trên đường bão hòa:

Dưới đường bão hòa MNHL:

 Dưới MNHL:

tn 

1 

bh

 1

dn

 1 

7/21/2014 30

Momen chống trượt: Momen gây trượt:

Hệ số an toàn chống trượt:

với và

R l c R tg

Fi,1 n.  n i

R Gisini.

           N i i i N i N i i n i i i i G l c tg P G R 1 sin cos    N i R ib

i / /

sin   cos 1 (i/N)2

i 

(6)

7/21/2014 31

H H

4.5 H

Kmim,min

R2

R1

850

CÔNG TRÌNH THỦY Chương 4: Đập dâng nước XÁC ĐỊNH CUNG

TRƯỢT NGUY HIỂM

2

1

7/21/2014 32

Hệ số mái

dốc 1 2 3 4 5

β1 28 25 25 25 25

β2 37 35 35 36 37

R1/H 0.75 0.75 1 1.5 2.2

R2/H 1.5 1.75 2.3 3.75 4.8

7/21/2014 33

MỘT SỐ CHÚ Ý VỀ CUNG TRƯỢT

N

R

Nền đá

7/21/2014 34

ĐẬP ĐẤT ĐÁ HỖN HỢP

7/21/2014 35

ĐẬP ĐÁ ĐỖ

Hmax>(40-50)m

7/21/2014 36

(7)

7/21/2014 37 PGS Dr Nguyễn Thống

ĐẬP ĐẤT ĐÁ HỖN HỢP

7/21/2014 38

CƠNG TRÌNH THỦY Chương 4: Đập dâng nước ĐẬP ĐÁ ĐỖ LÕI GIỮA

7/21/2014 39

ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC

7/21/2014 40

ĐẬP BÊTÔNG ĐẦM LĂNG A VƯƠNG

7/21/2014 41

1 Giới thiệu:

2 Phân loại, ưu khuyết điểm - Xây cao

- Bố trí nhà máy thân đập - Bền vững

- Tràn nước qua thân đập thi công, vận hành

* Giá thành vật liệu cao * Nền tốt (đá)

7/21/2014 42

NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG CỦA ĐẬP BÊ TÔNG

- Điều kiện ổn định trượt tác dụng áp lực nước thượng lưu

- Điều kiện ổn định chống lật tác dụng áp lực nước thượng lưu (ứng suất kéo mặt thượng lưu đập)