5.3.3.1.Tìm vùng tâm trượt nguy hiểm
Để giảm bớt khối lượng tính toán trước khi tính hệ số ổn định K, ta cần xác định vùng chứa tâm trượt nguy hiểm bằng cách sử dụng kết hợp hai phương pháp:
Phương pháp Filennit
Theo phương pháp này tâm trượt nguy hiểm nhất nằm ở lân
cận đường MM1 (hình vẽ), điểm M1được xác định dựa vào các trị số α, β phụ thuộc vào hệ số mái đập (bảng 6-5 giáo trình thủy công). Với hệ số mái dốc của đập là m = 2,625 tra bảng ta có: α = 35o, β = 25o.
Phương pháp Fanđêep
- Theo phương pháp này cho phép ta xác định sơ bộ được khu vực chứa tâm trượt, tâm cung trượt nguy hiểm nằm ở lân cận hình thang cong abcd (hình vẽ). Để xác định khu vực này thì từ điểm giữa mái đập hạ lưu ta kẻ một đường thẳng đứng và một đường hợp với mái dốc một góc 850. Cũng lấy điểm đó làm tâm vẽ các cung tròn có bán kính R,r phụ thuộc vào hệ số mái dốc và chiều cao đập, tra bảng 6-6 sách giáo trình thuỷ công tập I ta có:
m = 2,625 → R/Hđ = 2,0937; r/Hđ = 0,90625.
⇒ R = 2,09375.18,45 = 38,63m ; r = 0,90625.18,45 = 16,72m.
- Tâm của hai đường tròn bán kính R và r là điểm giữa của mái đập.
- Kết hợp cả hai phương pháp trên ta tìm được phạm vi có khả năng chứa tâm cung trượt nguy hiểm nhất là đoạn AB. Trên đoạn AB ta giả định các tâm O1, O2, O3 … Vạch các cung trượt đi qua một điểm Q ở trên đỉnh lăng trụ thoát nước, tiến hành tính hệ số ổn định K1, K2, K3 cho các cung tương ứng, vẽ biểu đồ quan hệ giữa Ki và vị trí tâm Oi, ta xác định được trị
số Kmin ứng với các tâm O trên đường thẳng MM1. Từ vị trí của tâm O ứng với giá trị Kmin đó, kẻ đường NN1 vuông góc với đường MM1, sau đó lấy các tâm Oi khác rồi vạch các cung trượt cũng đi qua Q ở đỉnh đống đá tiêu nước. Vẽ biểu đồ K với các tâm này ta xác định được Kmin. Với các điểm Qi khác ở hạ lưu đập cũng làm tương tự, từ đó tìm được các Kmin khác nhau. Vẽ biểu đồ quan hệ các Kmin tìm được Kminmin cho mái đập.
Do thời gian có hạn nên trong đồ án này chi tính với một điểm Q ở trên đỉnh lăng trụ thoát nước. Khi tính ra Kmin so sánh với [ ]K .
Hình 5-10: Sơ đồ tính toán ổn định mái đập hạ lưu
5.3.3.2.. Xác định hệ số an toàn K cho một cung trượt bất kỳ
- Theo phương pháp mặt trượt trụ tròn, có nhiều công thức để xác định hệ số an toàn K cho một cung trượt. Sự khác nhau giữa các công thức chủ yếu là cách xác định lực thấm.
- Công thức của Ghgexcevanop: giả thiết xem khối trượt là một vật thể rắn, áp lực thấm được chuyển ra ngoài thành áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên mặt vật trượt và hướng vào tâm.
- Chia khối trượt thành các dải có chiều rộng là b, b = R/m (R là bán kính cung trượt). - Công thức tính hệ số ổn định: Kc = ∑ ∑ − +∑ n n n n n n n n G l C tg W G α ϕ α sin . . ). cos . ( (5-23) Trong đó:
φn và Cn: góc ma sát trong và lực dính đơn vị ở đáy dải thứ n. ln: bề rộng đáy dải thứ n.
Wn: áp lực thấm ở đáy dải thứ n; Wn = γnhnln (5-24) hn: chiều cao cột nước, từ đường bão hoà đến đáy dải.
Nn và Tn: thành phần pháp tuyến và tiếp tuyến của trọng lượng dải Gn.
Nn=Gn.cosαn ; Tn=Gn.sinαn Gn=b(Σγi.Zi)n (5-25) Với Zi là chiều cao của phần dải tương ứng có dung trọng là γi γi lấy theo dung trọng tự nhiên đối với đất ở trên đường bão hoà và lấy theo dung trọng bão hoà đối với đất dưới đường bão hoà.
γn : trọng lượng riêng của nước. sinαn = m n ; cosαn = 2 1 n m − ÷ ; ln = n b α cos . Đặt (Nn-Wn).tgφ = A.
Kết quả tính toán cho 5 cung trượt được thể hiện ở các bảng trong phụ lục
Vì đập có tường lõi nên trong khi tính toán ổn định cho mái hạ lưu thì có khả năng cung trượt sẽ cắt qua tường lõi. Khi đó, ngoài trọng lượng riêng của đất đắp đập ta còn phải sử dụng trọng lượng riêng của đất làm tường lõi.
Với cung có giá trị Kmin min ta tiến hành kiểm tra cho trường hợp MNLKT, được giá trị Kmin mim’ = 1,356.
5.3.3.3. Đánh giá sự hợp lý của mái
Điều kiện để mái đập đảm bảo an toàn về trượt là: Kmin min ≥ [ ]K
Đối với công trình cấp III, ta có [ ]K = 1,3.
So sánh ta thấy: Kmin min = 1,477 ≥ [ ]K = 1,3. Kiểm tra điều kiện kinh tế:
Kmin min ≤ 1,15[ ]K = 1,15.1,3 = 1,495. Vậy ta thấy: 1,3 = [ ]K ≤ Kmin min ≤ 1,15[ ]K = 1,495
CHƯƠNG 6. THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC.
6.1. Bố trí cống.
6.1.1. Nhiệm vụ công trình
Hồ LanhRa sau khi xây dựng xong có nhiệm vụ cung cấp nước cho 2 khu tưới nằm ở cách xa nhau và bị ngăn cách bởi sông LanhRa và các ngọn đồi ở đầu bờ trái tưyến đập chính nên cần bố trí hai cống lấy nước dưới đập.
Trong phạm vi đồ án này em chỉ thiết kế cho cống lấy nước số 2.
Cống lấy nước số 2 có nhiệm vụ lấy nước từ hồ chứa LanhRa, cung cấp cho khu tưới số 2, bờ phải sông, với lưu lượng thiết kế là QTK = 0,8 (m3/s).
Cấp của cống được lấy theo cấp của công trình đầu mối, là công trình cấp III.