CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CHO BÀI TOÁN THỰC TẾ - ĐẬP DIÊN TRƯỜNG – QUẢNG NGÃI
3.3. Mô hình hóa bài toán ứng dụng
Với một trận mưa, đặc biệt là mưa lớn thì sự thấm do mưa vào bề mặt đập đất là điều tất yếu. Một đập lớn như Diên Trường với bề mặt trồng cỏ thì sự thấm đó càng đáng kể. Tuy nhiên tốc độ thấm bằng bao nhiêu là chính xác, đòi hỏi phải có thực đo. Với tần suất thiết kế p = 1% thì X1%max =563mm, tương đương với cường độ mưa i = 5.10-6 m/s, đây là một cường độ mưa lớn.
Với điều kiện cho phép, luận văn chỉ giả thiết cho những cấp tốc độ thấm q khác nhau, từ nhỏ hơn đến bằng hệ số thấm bảo hòa K= 1. 10-5 m/s để so sánh đánh giá, chứ không có con số tốc độ thấm do mưa bằng thực đo.
Với những điều kiện của công trình như trên tác giả tính toán cho các mô hình bài toán như sau:
a. Mô hình hóa bài toán với kết cấu đập hiện trạng, với lưu lượng thấm qua đập q=1.10 -7m/s.
Hình 3.1: Kết cấu đập hiện trạng
Hình 3.1 là kết cấu đập bố trí thiết bị thoát nước kiểu lăng trụ đá hộc tại điểm cuối của mái hạ lưu. Tính toán thấm và ổn định với kết cấu trên trong trường hợp lưu lượng q=1.10 -7m/s.
Hình 3.2: Kết quả thấm khi lưu lượng thấm qua đập là q=1.10 -7m/s.
Hình 3.3: Kết quả tính toán ổn định của đập với lưu lượng thấm q=1.10 -7m/s.
Hình 3.3 với kết cấu đập hiện trạng: lưu lượng thấm q=1.10 -7m/s. đập bố trí thiết bị thoát nước kiểu lăng trụ đá hộc tại điểm cuối của mái hạ lưu thì hệ số ổn định của đập là K=1,226.
b. Mô hình hóa bài toán với kết cấu đập hiện trạng và thay khối đất số 3 bằng lớp đất có lưu lượng thấm lớn hơn và tính trong trường hợp lưu lượng thấm qua đập q=1.10-5 m/s.
Hình 3.4: Kết cấu đập với vật liệu thay thế
Hình 3.4: ở khối đắp số 3 Ta thay kết cấu đập cũ bằng lớp đất có hệ số thấm lớn hơn. Tính toán thấm và ổn định với kết cấu trên trong trường hợp lưu lượng thấm qua đập q=1.10 -5m/s.
Hình 3.5: Kết quả thấm khi lưu lượng thấm qua đập q=1.10-5 m/s
Hình 3.6: Kết quả ổn định khi lưu lượng thấm q=1.10-5 m/s
Hình 3.6: Kết quả ổn định khi mái hạ lưu được thay thế bởi lớp vật liệu có lưu lượng thấm lớn hơn có sẵn ở địa phương. Tính toán ổn định trong trường hợp lưu lượng thấm qua đập q=1.10-5 m/s thì hệ số ổn định K=1,236
c. Mô hình hóa bài toán với kết cấu đập hiện trạngvà thay khối đất số 3 bằng lớp đất có lưu lượng thấm lớn hơn và tính trong trường hợp lưu lượng thấm qua đập q=1.10-7 m/s.
Hình 3.7: Kết cấu đập với vật liệu thay thế
Hình 3.7: ở khối đắp số 3 Ta thay kết cấu đập cũ bằng lớp đất có hệ số thấm lớn hơn. Tính toán thấm và ổn định với kết cấu trên trong trường hợp lưu lượng thấm qua đập q=1.10 -7m/s.
Hình 3.8: Kết quả thấm khi lưu lượng thấm qua đập q=1.10-7 m/s
Hình 3.9: Kết quả ổn định khi lưu lượng thấm qua đập q=1.10-7 m/s Hình 3.9: Kết quả ổn định khi mái hạ lưu được thay thế bởi lớp vật liệu có lưu lượng thấm lớn hơn có sẵn ở địa phương. Tính toán ổn định trong trường hợp lưu lượng thấm qua đập q=1.10-7 m/s thì hệ số ổn định K=1,332.
d. Mô hình hóa bài toán với kết cấu đập được bổ sung thiết bị thoát nước kiểu ống khói, gối phẳng (làm bằng thảm cát) và thay khối đất số 3 bằng lớp đất có lưu lượng thấm lớn hơn và tính toán trong trường hợp lưu lượng thấm qua đập q=1.10-5 m/s.
Hình 3.10: Kết cấu đập được bổ sung thiết bị thoát nước kiểu ống khói , gối
phẳng(làm bằng thảm cát) và thay thế khối đắp số 3 bằng vật liệu có hệ số thấm lớn hơn.
Hình 3.10: Tác giả đã mô hình bài toán khi đập có thiết bị thoát nước kiểu ống khói, gối phẳng (làm bằng thảm cát) và ở khối đắp số 3 Ta thay kết cấu đập cũ bằng lớp đất có hệ số thấm lớn hơn. Tính toán thấm và ổn định trong trường hợp lưu lượng thấm qua đập q=1.10-5 m/s
Hình 3.11: Kết quả thấm khi đập có lưu lượng thấm q=1.10-5 m/s
Hình 3.12: Kết quả ổn định khi lưu lượng thấm qua đập q=1.10-5 m/s Hình 3.12 là Kết quả ổn định khi đập có thiết bị thoát nước kiểu ống khói, gối phẳng (làm bằng thảm cát)và ở khối đắp số 3 Ta thay kết cấu đập cũ bằng lớp đất có hệ số thấm lớnhơn. Tính toán ổn định trong trường hợp lưu lượng thấm qua đập q=1.10-5 m/s thì hệ số ổn định K=1,385
e. Mô hình hóa bài toán với kết cấu đập được bổ sung thiết bị thoát nước kiểu ống khói, gối phẳng (làm bằng thảm cát) và thay khối đất số 3 bằng lớp đất có lưu lượng thấm lớn hơn và tính toán trong trường hợp lưu lượng thấm qua đập q=1.10-7 m/s.
Hình 3.13: Kết cấu đập được bổ sung thiết bị thoát nước kiểu ống khói , gối phẳng (làm bằng thảm cát) và thay thế khối đắp số 3 bằng vật liệu có hệ số
thấm lớn hơn.
Hình 3.13: Tác giả đã mô hình bài toán khi đập được có thiết bị thoát nước kiểu ống khói, gối phẳng (làm bằng thảm cát) và ở khối đắp số 3 Ta thay kết cấu đập cũ bằng lớp đất có hệ số thấm lớn hơn. Tính toán thấm và ổn định trong trường hợp lưu lượng thấm qua đập q=1.10-7 m/s
Hình 3.14: Kết quả thấm khi đập có lưu lượng thấm q=1.10-7 m/s
Hình 3.15: Kết quả ổn định khi lưu lượng thấm qua đập q=1.10-7 m/s Hình 3.15 là Kết quả ổn định khi đập có thiết bị thoát nước kiểu ống khói, gối phẳng (làm bằng thảm cát) và ở khối đắp số 3 Ta thay kết cấu đập cũ bằng lớp đất có hệ số thấm lớn hơn. Tính toán ổn định trong trường hợp lưu lượng thấm qua đập q=1.10-7 m/s thì hệ số ổn định K=1,627