CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ
4.4.2Phương phỏp luận và cụng cụ
Phương phỏp luận thiết kế được mụ tả trờn Hỡnh 4-22. Trong cỏc giai đoạn thiết kế khỏc nhau, cần cú một mụ hỡnh mụ phỏng để đỏnh giỏ ứng xử của cụng trỡnh. Một trong những vấn đề quan trọng nhất khi thiết kế là lựa chọn mụ hỡnh để sử dụng trong cỏc giai đoạn khỏc nhau. Nhỡn chung, cú thể núi rằng trong quỏ trỡnh thiết kế, nhiều phương phỏp tiờn tiến được sử dụng. Việc lựa chọn phương phỏp nào phụ thuộc vào độ phức tạp của vấn đề, quy mụ của dự ỏn và mức độ rủi ro cú thể chấp nhận được.
Hỡnh 4-22 Phương phỏp thiết kế và cụng cụ
Cần phải lưu ý rằng ý nghĩa của cỏc cấp độ mụ phỏng thiết kế I, II và III trong Hỡnh 4- 22 khỏc với thuật ngữ liờn quan đến cỏc cấp độ thiết kế sử dụng trong phương phỏp lý thuyết độ tin cậy đó được thảo luận trong mụn học “Thiết kế ngẫu nhiờn”. Trong khi đú, cỏc cấp độ mụ phỏng thiết kếở hỡnh trờn biểu diễn mức độ chi tiết của việc thiết kế cụng trỡnh.
Tuỳ thuộc vào mục đớch, việc mụ phỏng cú thể thay đổi từ lấy gần đỳng hay kinh nghiệm (thường ứng dụng cho thiết kế cấp I – khỏi niệm), qua cỏc cụng thức kinh nghiệm cựng với hạn chế của chỳng (thường ỏp dụng cho thiết kế cấp II – sơ bộ) đến mụ phỏng lại thực tế phức tạp, sử dụng mụ hỡnh vật lý, kỹ thuật tương tự hay mụ hỡnh số (thường được ỏp dụng cho thiết kế cấp III – thiết kế chi tiết). Phương phỏp luận này nờn được ỏp dụng trong cả trường hợp thiết kế theo chức năng và thiết kế theo kết cấu. Vớ dụ về thiết kế theo cấp độ I và III được trỡnh bày chi tiết hơn sau đõy. Thiết kế theo cấp độ II cú thể thực hiện được thụng qua việc ứng dụng cỏc mụ hỡnh toỏn như CRESS hay BREAKWAT, vv…
Tiện ớch phục vụ thiết kếở cấp độ I (cỏc quy tắc kinh nghiệm)
Một vài vớ dụ về cụng thức kinh nghiệm (tiện ớch phục vụ cụng tỏc ước lượng ban đầu, thiết kế sơ bộ): a) Ổn định của kố lỏt mỏi dưới tỏc động của súng s 0.5 p cos H ; (ctg 2) D F α α ξ ≤ ≥ Δ (1) Với ξp=hệ số tương tự súng vỡ trờn mỏi dốc:
α α ξ = tan ( H /L ) =1.25T .H-0.5.tan s p -0.5 o s p p ,
Hs= chiều cao súng cú nghĩa, Δ = tỷ trọng tương đối, D = chiều dày của lớp ngoài cựng (= Dn50 đối với đỏ), α = gúc mỏi dốc, F = 2 đến 2.5 đối với đỏ tảng, = 3 đối với đỏ lỏt, = 4 đến 5 đối với cỏc khối xếp, = 5 đến 6 đối với cỏc khối cú liờn kết và khối cú liờn kết bằng cỏp kiểu thảm .
b) Chiều cao súng (bị hạn chế vềđộ sõu) lớn nhất
Hs,max = (0.5 ữ 0.6) h (2) với h là chiều sõu tại chõn cụng trỡnh.
Để cú thể tớnh toỏn chớnh xỏc hơn, sử dụng đồ thị Goda (CUR/CIRIA 154, 1991) hoặc
chương trỡnh CRESS [nguồn: ]
c) Tỏc động của dũng chảy: g U D 2 2 = Δ (3)
với U là lưu tốc trung bỡnh theo chiều sõu và g là gia tốc trọng trường.
Nhõn với (3/4)Dđối với dũng đều và (3/2)Dđối với dũng rối, khụng ổn định.
d) Chiều sõu xúi (hs) và chiều dài cần bảo vệ chõn cụng trỡnh (Lt)
hs≅ Hs và Lt ≥ 2 hs (4) Hs là chiều cao súng tại chõn cụng trỡnh
e) Chiều dài tối thiểu cần bảo vệ khu vực đỉnh/ phớa trong cụng trỡnh
Ls> 3Dn50 (>0.5m) (5)
f) Tầng lọc hạt
D50up/D50down < 6 ữ10 (6) Đối với vật liệu cấp phối đều (với cụng trỡnh phỏ súng ≤ 3 ữ 5), hoặc tổng quỏt hơn:
D15trờn/D85dưới≤ 5; tiờu chuẩn về độ chặt của vật liệu thõn cụng trỡnh/đất nền (đối với đập phỏ súng ≤ 3ữ4)
D15trờn/D15dưới≥ 5; tiờu chuẩn thấm
D60/D10 < 10; tiờu chuẩn ổn định nội tại (= cấp phối đều)
(Ghi chỳ: trờn = lớp đất trờn, dưới = lớp đất dưới)
Hỡnh 4-23 Tầng lọc hạt địa kỹ thuật
g) Tầng lọc bằng vải địa kỹ thuật (đối với đất nền cấp phối đều)
O90geot≤ D90base trường hợp chảy rối mạnh hoặc chịu tải trọng động, với Hs≥0.5m (7b)
h) Súng leo Ru2% (súng leo gõy ra do cỏc con súng cú tần suất xuất hiện vượt quỏ 2%- do 2% số con súng lớn nhất gõy ra)
Ru2%/Hs = 8tanα (với ctgα≥3 và 0.03<Hs/Lp<0.05) (8) hoặc tớnh theo cụng thức tổng quỏt sau của Van der Meer:
Ru2%/Hs= 1.6 ξp khi ξp < 2 ữ 2.5 và
Ru2%/Hs= 3.2 khi ξp > 2.5
Trong đú, Hs= chiều cao súng ý nghĩa, α = gúc mỏi dốc và ξp = thụng số súng vỡ; với cụng trỡnh bằng đỏ đổ sử dụng 0.6 Ru2%do kểđến hiệu quả giảm súng leo của nú.