ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY CÔNG

Đồ án mơn học Thủy cơng II Tính tốn ổn định phương pháp cung trượt 1/ Tìm vùng có cung trượt nguy hiểm : Trong thực tế mặt trượt mái đập đường cong, song để đơn giản tính tốn ta coi phần mặt trụ, cắt dãi thân đập có l = m tính tốn theo tốn phẳng Kết hợp phương pháp Filennit Fanđêep, để xác định cung tâm trượt nguy hiểm a) Phương pháp Filennit : Đầu tiên xác định đường thẳng MM1 hình trang 17 Điểm M xác định dựa vào góc  = 360  = 250, trị số góc tra bảng (6-5) sách giáo trình thủy cơng tập 1, ứng với độ dốc mái m = Điểm M xác định hình vẽ Tâm trượt nguy hiểm nằm lân cận đường D c b C d O r=5 8,5 A 85° Hd =39 m 36 86.00 (MNDBT) e R=1 46, 25m M ° 25  Kminmin 52 Hð =39 m B B1 B B n 4,5H=175,5 m M1 b) Phương pháp Fanđêep : Đầu tiên xác định hình thang cong bcde hình trang 17 Để xác định hình thang cong này, từ điểm O mái đập AB, kẻ đường thẳng đứng đường thẳng hợp với mái dốc AB góc 85 Từ O làm tâm, kẻ cung trịn có bán kính R = 3,75Hđ = 3,7539 = 146,25 m r = 1,5Hđ = 58,5 m; trị số R r tra bảng (6-5) sách giáo trình thủy cơng tập 1, ứng với độ dốc mái m = Điểm M xác định hình vẽ Tâm trượt nguy hiểm nằm lân cận hình thang cong giới hạn đường thẳng cung trịn c) Tìm vùng có cung trượt nguy hiểm : Kết hợp cá phương pháp, tìm phạm vi có khả chứa tâm cung trượt nguy hiểm đoạn CD Trên giả định tâm O 1, O2, O3, … Vạch cung trượt qua điểm B chân đập, tiến hàng tính hệ số an tồn ổn định K1, K2, K3, … cho cung tương ứng, vẽ biểu đồ K i vị trí tâm Oi, xác định trị số Kmin Sinh viên thực : Lớp Đồ án môn học Thủy công ứng với tâm O đường thẳng MM Từ vị trí tâm O ứng với K đó, kẻ đường N-N vng góc với đường MM1 Trên đường N-N lại lấy tâm O khác, vạch cung qua điểm B chân đập, tính K ứng với cung này, vẽ biểu dồ K theo tâm O, xác định hệ số Kmin ứng với điểm B chân đập Với điểm B1, B2, B3, … mặt hạ lưu đập, cách tương tự, tìm hệ số Kmin tương ứng Vẽ biểu đồ quan hệ Kimin với điểm cung Bi, tìm hệ số an tồn nhỏ Kminmin cho mái đập Trong đồ án này, yêu cầu tìm Kmin ứng với điểm B chân đập 2/ Xác định hệ số an toàn K cho cung trượt : Theo phương pháp mặt trượt trụ trịn, có nhiều cơng thức xác định hệ số an toàn K cho cung trượt Khác công thức chủ yếu cách xác định lực thấm Sau giới thiệu công thức Ghécxêvanốp với giả thiết xem khối trượt vật thể rắn, áp lực thấm chuyển thành áp lực thủy tĩnh tác dụng lên mặt trượt hướng vào tâm (xem sơ đồ hình 4, trang 1763) Chia khối trượt thành dải có chiều rộng b hình vẽ Ta có cơng thức tính tốn K sau : � N n  Wn  tg n  �C n l n �T (4-1) n Trong : - n Cn : góc ma sát lực dính đơn vị đáy dãi thứ n - ln : bề rộng đáy dải thứ n; ln = b/cosn - Wn : áp ực thấm đáy dải thứ n; Wn = nhnln hn chiều cao cột nước tính từ đường bão hịa đến đáy dải - Nn Tn : thành phần pháp tuyến tiếp tuyến trọng lực dải Gn Nn = Gncosn; Tn = Gnsinn với Gn = b(iZi) Zi : chiều cao phần dải tương ứng với dung trọng i i : với đất, đá đường bão hòa lấy theo dung trọng tự nhiên, phần đường bão hòa lấy theo dung trọng bão hòa nước Qui định phù hợp với phương pháp Ghécxêvanốp xét � N n  Wn  tg n  �C n ln : Tổng mô men chống trượt �T n : Tổng mô men gây trượt Bảng tính tiêu lý loại đất Sinh viên thực : Lớp Đồ án môn học Thủy công Để tiện xác định hệ số an toàn K cho cung trượt bất kỳ, ta vẽ sơ đồ tính tốn cho trường hợp lập bảng tính đại lượng cơng thức (4-1) cho sơ đồ ti1ng toán vẽ Ở xác định, vẽ sơ đồ tính tốn lập bảng tính cho trường hợp trang 20, 21, 22, 23, 24, 25 a) Tính tốn ổn định cung trượt O1 (MNDBT HL bình thường) Sinh viên thực : Lớp Đồ án môn học Thủy công b) Tính tốn ổn định cung trượt O2 (MNDBT HL bình thường) Sinh viên thực : Lớp Đồ án mơn học Thủy cơng c) Tính tốn ổn định cung trượt O3 (MNDBT HL bình thường) Sinh viên thực : Lớp Đồ án môn học Thủy cơng d) Tính tốn ổn định cung trượt O4  D (MNDBT HL bình thường) Sinh viên thực : Lớp Đồ án môn học Thủy công Sinh viên thực : Lớp Đồ án môn học Thủy cơng e) Tính tốn ổn định cung trượt O5 (MNDBT HL bình thường) Sinh viên thực : Lớp Đồ án mơn học Thủy cơng f) Tính tốn ổn định cung trượt O6 (MNDBT HL bình thường) Sinh viên thực : Lớp Đồ án môn học Thủy công j) Xác định hệ số an toàn Kmin ứng với điểm B chân đập Từ sơ đồ tính tốn bảng tính cho trường hợp trên, ta xác định hệ số an toàn bé ứng với điểm B chân đập : Kmin = 1,3836, có tâm cung trượt nguy hiểm R O5, với bán kính cung trượt nguy hiểm RO5 = 113,487 m 3/ Đánh giá tính hợp lý mái Mái đập đảm bảo an toàn trượt thỏa mãn điều kiện : Kmin  [K] (4-2) Tuy nhiên để đảm bảo kinh tế cần khống chế : Kmin  1,15 [K] (4-3) Trong [K] phụ thuộc vào cấp cơng trình tổ hợp tải trọng Ở cấp cơng trình cấp III tổ hợp trọng tổ hợp Tra bảng P1-7, phụ lục (theo QPVN 11-77), [K] = 1,20 Từ điều kiện (4-2) (4-3), suy : [K] = 1,2  Kmin = 1,378  1,15 [K] = 1,151,2 = 1,380 Vậy mái đập hạ lưu đảm bảo an toàn ổn định hợp lý điều kiện kinh tế §5 CẤU TẠO CHI TIẾT I Đỉnh đập Vì đỉnh đập không làm đường giao thông, nên cần phủ lớp dăm-sỏi dày 20cm để bảo vệ mặt đỉnh đập làm dốc hai phía với độ dốc i = 3% để thoát nước mưa II Bảo vệ mái đập 1/ Mái thượng lưu : Hình thức bảo vệ mái thượng lưu chủ yếu phụ thuộc vào yêu tố sóng khả cung cấp vật liệu Sinh viên thực : Lớp 10 Đồ án môn học Thủy công - Căn vào kết tính chiều cao sóng leo (có mức đảm bảo 1%), thượng lưu MNDBT mục §2, ta có hsl 1% = 2,72 m > 1,25 m - Điều kiện khai thác đá vị trí cách cơng trình 8km, trử lượng lớn, chất lượng đảm bảo đắp đập lát mái, có tiêu lý sau : = 300; n = 0,35 (của đống đá); γ k = 2,5 T/m3 (của hịn đá) Do chọn hình thức bảo vệ mái đá xây, chiều dày xác định theo điều kiện chống đẩy lật Sơ dùng công thức Anđrâytruc đề xác định chiều dày h b mái � �B � � K n h s � hb   � �� L   d   n  cos  � � � s �� � Trong : + B =1,5 m : bề rộng tấm, chọn theo điều kiền bền chịu áp lức sóng +  = 18,4350 : góc nghiêng mái với mặt phẳng nằm ngang (m=3) + K = 0,23 : hệ số đặt lớp lọc liện tục hạt lớn + hs = hsl 1% = 2,72 m : chiều cao sóng + Ls =  = 21,04 m : chiều dài sóng (hay bước sóng) tính mục §2 + d = 2,5 T/m3; n = T/m3 : dung trọng đá (hòn đá) nước Thay trị số vào công thức trên, ta : 0, 23 �1,0 �2, 29 � �1,5 �� hb  1 � � �� 0,367 m 14,03  2,5  1,0  cos  � � �� � � Chọn chiều dày đá xây : hb = 0,40 m kích thước (ab) = (1,51,5)m 2/ Mái hạ lưu : Mái hạ lưu đập cần bảo vệ chống xói nước mưa gây ra, dùng hình thức trồng cỏ mái đào rãnh nhỏ nghiêng với trục đập góc 45 0, rãnh bỏ đá dăm để tập trung nước mưa Mước từ rãnh tập trung vào mương ngang bố trí cơ, mương có độ dốc bên bờ để nối với mương dọc dẫn nước hạ lưu II Bảo vệ mái đập 1/ Nối tiếp đập với : Về hình thức chống thấm cho nêu Ở đề cập đến việc xử lý mặt tiếp giáp thân đập Bóc lớp phong hóa dày 0,5 ÷ 1,0m mặt 2/ Nối tiếp đập với bờ : Cần đảm bảo yêu cầu nối tiếp đập với - Bóc hết lớp đất phong hóa (lớp phủ tàng tích) đến tầng đá gốc làm mặt - Mặt nối tiếp thân đập với bờ không đáng cấp, không làm dốc, không cho phép làm dốc ngược §5 KẾT LUẬN Sinh viên thực : Lớp 11 Đồ án môn học Thủy công - Trong q trình tính tốn trình bày đồ án Thiết kế đập đất, tuân thủ áp dụng kiến thức Thầy giáo môn Thủy công dạy, hướng dẫn tận tình Thầy trình thực đồ án - Cách trình bày đồ án bước tính tốn dựa sát theo sườn đồ án môn học Thủy công - Mặc dù cố gắng, lần thiết kế đập đất, nhiếu có thiếu xót Rất mong thầy hướng dẫn dạy thêm, để em có nhiều kinh nghiệm Bản vẽ kèm theo tập đồ án + Mặt đập tỷ lệ : 1/1.000 + Mặt cắt dọc đập tỷ lệ : 1/1.000 + Mặt cắt ngang đập lịng sơng mặt cắt ngang đập sườn đồi + Các chi tiết : đỉnh đập, bảo vệ mái thượng lưu, mái hạ lưu, đập, thiết bị thoát nước thân đập Phan rang, tháng năm 2009 Sinh viên thực Sinh viên thực : Lớp 12 ... : 1/1.000 + Mặt cắt ngang đập lịng sơng mặt cắt ngang đập sườn đồi + Các chi tiết : đỉnh đập, bảo vệ mái thượng lưu, mái hạ lưu, đập, thiết bị thoát nước thân đập Phan rang, tháng năm 2009 Sinh... tương ứng Vẽ biểu đồ quan hệ Kimin với điểm cung Bi, tìm hệ số an tồn nhỏ Kminmin cho mái đập Trong đồ án này, yêu cầu tìm Kmin ứng với điểm B chân đập 2/ Xác định hệ số an toàn K cho cung trượt... Ghécxêvanốp xét � N n  Wn  tg n  �C n ln : Tổng mô men chống trượt �T n : Tổng mơ men gây trượt Bảng tính tiêu lý loại đất Sinh viên thực : Lớp Đồ án môn học Thủy công Để tiện xác định hệ số an