7. Phương pháp luận thiết kế lọc ngược (vùng chuyển tiếp) bảo vệ đất dính 1 Chỉ dẫn chung
7.2.2. Đối với điều kiện cho phép biến dạng do sự bóc lớp đất dính (đối với công trình cấp II, III và cấp IV theo vốn đầu tư)
IV theo vốn đầu tư)
- Đối với kết cấu tiêu nước không có hành lang trực tiếp quan trắc trong khai thác, nhỏ về các kích thước ngang và chịu tác dụng của dòng thấm có gradien cột nước J > 3;
; (cm) (91)
- Đối với kết cấu tiêu nước đặt lộ bên ngoài có thể trực tiếp quan trắc được trong thời gian khai thác của các công trình trọng lực bằng đất dính và các cấu trúc tạm có gradien cột nước J < 3;
≤ 15 mm (92)
Xuất phát từ vốn đầu tư của công trình và các yêu cầu trên đây đối với lọc (vùng chuyển tiếp), theo trị số tính toán đã cho của gradien cột nước Jtt và theo một trong các hệ thức (90, 91 và 92), xác định
và theo trị số này chọn thành phần tương ứng của lớp thứ nhất của lọc (vùng chuyển tiếp) theo phương pháp sau đây:
a) Hệ số không đều hạt (phân lớp) của lớp thấp nhất của lọc ngược bảo vệ cho đất dính, được lấy bằng:
(93)
CHÚ THÍCH: hệ số không đều hạt đối với lọc của vùng chuyển tiếp có thể lấy > 50, khi có luận
chứng đúng đắn đối với các đất mà trong thành phần đất hàm lượng hạt cát (kích thước từ 0,05mm đến 2,00 mm) không nhỏ hơn 20 % đến 25 %; và thành phần vùng chuyển tiếp dày (chiều dày T = 3m đến 5m) cũng như đối với các công trình cấp II – V (theo vốn đầu tư) và các công trình tạm.
Hình 24 – Đồ thị ϕ = f(Jtt) Hình 25 – Đồ thị ϕ = f(Dott)
b) Theo trị số đã có của hệ số không đều hạt η1, xác định độ rỗng m1 của đất đã cho theo đồ thị m1 = f(ηl) Hình 8. Tiếp theo, đã biết các trị số tính toán , m1 và η1, tìm kích thước hạt D17 của lớp thấp nhất của lọc từ điều kiện cơ bản:
Domax≤ (94)
Trong đó: Domax là đường kính lớn nhất của kẽ rỗng lớn thấp nhất của lọc, xác định theo hệ thức (23). Thay trị số Domax từ hệ thức (23) vào hệ thức (94) và giải hệ thức này theo tỷ số của D17, có được:
(95) c) Đường kính tác dụng của hạt lớp thứ nhất của lọc D10 được xác định từ tỷ số:
D10 = i D17 (96)
Trong đó: hệ số i tìm trong đồ thị η1 = f , Hình 26.
Hình 26 – Đồ thị η1 = f
d) Đường kính kiểm tra của các hạt lớp thứ nhất của lọc D60 xác định từ điều kiện:
D60 = ηl. D10 (97)
e) Trị số lớn nhất của hạt lớp thứ nhất của lọc Dmax = D100 cần lấy theo hệ thức:
Trong đó
χ = 1+1,28µg ηl;
D10 và D60: các kích thước hạt tính theo các hệ thức (96) và (97). Hệ thức (98) rút ra từ hệ thức thực nghiệm (1) của M.P.Paptrit với Dmin = D10.
f) Theo các trị số tính được của các hạt D10, D17, D60, và D100, lập đường cong thành phần hạt của vật liệu lớp thứ nhất của lọc. Thành phần của vật liệu cho sẽ thỏa mãn điều kiện cơ bản (94), nghĩa là:
Domax≤
g) Trong trường hợp có thấm dọc theo chỗ tiếp xúc của đất dính và lọc ngược hoặc trong vùng chuyển tiếp từ tường tâm sang thân đập (cũng như trong các lớp thiên nhiên) có vật liệu to hạt, thì cần tiến hành kiểm tra độ ổn định của đất dính về xói mòn tiếp xúc.
Đất dính có chỉ số dẻo Wđ≥ 7, hệ số ẩm G ≥ 0,85 và tiếp xúc với vật liệu to hạt sẽ không bị xói mòn tiếp xúc và không bị phá hoại, nếu vật liệu to hạt được chọn sao cho để thành phần hạt của nó có thể thỏa mãn các điều kiện thủy động của dòng thấm, được nêu dưới đây:
- Đối với điều kiện không cho phép xói và bóc lớp của các kết thể hạt trong vùng tiếp xúc của đất dính so với vật liệu to hạt, kích thước lớn nhất của kẽ rỗng trong vật liệu là to hạt Domax phải sao cho thỏa mãn được điều kiện sau đây:
Jttk≤ 0,75 Jth (99)
Trong đó:
Jttk: gradien tính toán của đầu nước trong vật liệu to hạt ở chỗ tiếp xúc với đất dính;
Jth: gradien tới hạn của cột nước đối với đất dính, xác định bởi gradien cột nước trong vật liệu to hạt (lọc vùng chuyển tiếp) có đường kính kẽ rỗng lớn nhất:
Domax≤ Dott
Jth = (100)
Với Domax tính bằng cm;
- Đối với điều kiện có thể cho phép đến một mức độ nhất định sự bóc lớp của các kết thể hạt đất dính (không có xói mòn vùng tiếp xúc) phải thỏa mãn điều kiện sau đây:
Jttk≤ (0,85 đến 0,90) Jth (101)