7 .Cấu trỳc của luận ỏn
2.1 Cơ sở lý thuyết nghiờn cứu súng tràn
2.1.1 Cỏc loại tràn
Súng tràn lờn mặt tường chắn súng và qua đỉnh thành dòng liờn tục (tương đối) thường được gọi là "chảy tràn". Ngược lại, súng bị phỏ vỡ tạo bọt trắng, dựng đứng trước cụng trỡnh và một phõ̀n bay ngược trở lại, một phõ̀n bắn qua đỉnh cụng trỡnh, tràn khụng liờn tục thỡ đõy gọi là súng tràn bắn hay gọi "súng bắn", xem Hỡnh 2.2. Súng bắn mạnh lờn cũng cú thể được tạo ra do giú tỏc động trực tiếp lờn đỉnh súng, đặc biệt khi súng phản xạ tương tỏc với súng tới để tạo ra súng đứng cục bộ nghiờm trọng thỡ súng bắn này hiện chưa được dự đoỏn bằng cỏc phương phỏp hiện nay. Tỏc hại của súng bắn sẽ ảnh hưởng tới cỏc hoạt động phớa sau cụng trỡnh, gõy ra cỏc nguy hiểm cục bộ ổn định cụng trỡnh. Với súng bắn nhẹ thỡ sự ảnh hưởng cú thể làm giảm tõ̀m nhỡn khi lỏi xe (quan trọng trờn đường cao tốc ven biển), và sẽ mở rộng phạm vi ảnh hưởng chẳng hạn như hư hại cõy trồng / thảm thực vật bảo vệ mỏi phớa trong đờ hoặc làm hư hỏng lớp mặt đường.
Cỏc tỏc động của giú và quỏ trỡnh tạo ra súng bắn thường khụng được mụ tả đõ̀y đủ. Một số nghiờn cứu đó gợi ý rằng ảnh hưởng của giú trờn bờ đối với việc chảy tràn là nhỏ, nhưng dòng chảy tràn với lưu lượng (q) dưới 1 l/s trờn m cú thể tăng lờn đến 4 lõ̀n khi cú giú mạnh.
Hỡnh 2.2: Súng bắn qua tường chắn súng ở Margate, UK
2.1.2 Cỏc tham số chi phối súng tràn
Tham số chi phối súng tràn qua đờ biển được chia làm 2 nhúm chớnh là (1) tham số kết cấu hỡnh học của đờ biển và (2) tham số súng tỏc động. Thiều Quang Tuấn (2010) [47] đó tổng hợp và xõy dựng bảng tham số chi phối súng tràn như sau:
Bảng 2.1: Cỏc tham số chi phối súng tràn
Tham số ảnh hưởng Đơn vị Ký hiệu, định nghĩa Cỏc tham số kết cấu hình học của đờ
- Độc dốc mỏi đờ; độ dốc mỏi đờ quy đổi o
(-) α; tan α - Độ lưu khụng đỉnh đờ (phớa trờn mực nước m Rc
tớnh toỏn)
- Độ lưu khụng tương đối - Rc/Hs, d
- Cơ đờ: + Bề rộng cơ m Bc + Độ sõu cơ m dc + Độ dốc cơ o αc - Độ nhỏm mỏi đờ (mỏi kố) - f - Tường đỉnh: + Độ dốc mặt tường o αw
+ Chiều cao tường m dw
- Độ sõu nước tại chõn đờ m df
Tham số ảnh hưởng Đơn vị Ký hiệu, định nghĩa Cỏc tham số súng
- Chiều cao súng ý nghĩa ở nước sõu m Hs0 hoặc Hm0,0
- Chiều cao súng ý nghĩa ở chõn đờ m Hsd hoặc Hm0, d
- Chu kỳ đỉnh (phổ) súng s Tp
- Chu kỳ đặc trung phổ khỏc s Tm-1,0, T1/3, Tm
- Gúc (hướng) súng tới ở nước sõu/ở chõn o 0, d
đờ
- Chiều dài súng nước sõu/ở chõn đờ m L0, L - Độ dài/ngắn của đỉnh súng - s
Trong 2 nhúm tham số chi phối ở trờn, nhúm tham số súng là điều kiện tỏc động ngoại cảnh rất khú cú thể thay đổi nếu khụng xõy dựng cỏc cụng trỡnh giảm súng xa bờ phớa trước đờ. Chớnh vỡ vậy, cỏc nghiờn cứu về kết cấu mặt cắt đờ biển giảm súng tràn hiện nay đều định hướng về thay đổi cấu trỳc hỡnh học của đờ.
2.1.3 Cỏc tham số súng
Ngoài cỏc đặc trưng kết cấu hỡnh học cụng trỡnh thỡ cỏc tham số súng đặc biệt là tại chõn đờ chớnh là điều kiện tỏc động quyết định đến tớnh chất của súng tràn qua đờ.
Một số tham số đặc biệt là sự kết hợp giữa tớnh chất của cụng trỡnh và điều kiện tải trọng đú là chỉ số Irribaren hay còn gọi là chỉ số tương tự súng vỡ . Chỉ số Irribaren là thước đo độ dốc tương đối giữa mỏi đờ so với súng:
= tan
0m S
m
Trong đú 0m là giỏ trị chỉ số được tớnh với chu kỳ đặc trưng Tm (
chu kỳ đỉnh súng Tp), sm đặc trưng cho độ dốc của súng.
p khi được tớnh với
sm = Hm0,d L0
Giỏ trị của quyết định tớnh chất tương tỏc của súng với cụng trỡnh (loại súng vỡ khỏc nhau) và do đú cú ảnh hưởng đến tớnh chất của súng tràn. Trong nghiờn cứu súng tràn qua đờ, hai dạng súng vỡ thường gặp sau:
Hỡnh 2.3: Cỏc dạng súng vỡ: nhảy vỡ và dõng vỡ
Súng nhảy vỡ ( ≤ 2.0) thường gặp khi mỏi đờ tương đối thoải, còn súng dõng vỡ ( > 2.0) xảy ra khi mỏi đờ dốc (trong trường hợp này kết cấu súng hõ̀u như khụng bị phỏ vỡ). Súng nhảy vỡ cho tiờu hao năng lượng súng lớn nhất và vỡ vậy súng tràn qua đờ cũng giảm hơn so với trường hợp súng dõng vỡ.