Nước chỉ di chuyển trong miền bão hòa theo định luật Darcy, phía trên đường bão hòa không tồn tại vùng mao dẫn.
Trong Seep/w cung cấp ba loại vật liệu chính: Bão hòa hoàn toàn (saturated only), Bão hòa/không bão hòa (saturated/ unsaturated), và phần tử tiếp xúc (interface element).
Hình 3-1: Các mô hình vật liệu trong Seep/W
Vật liệu bão hòa hoàn toàn phù hợp với miền vật liệu hoàn toàn nằm dưới đường bão hòa (ví dụ nền đập). Thông số chính của loại vật liệu này bao gồm hệ số thấm bão hòa (Saturated conductivity) và tỷ số của hệ số thấm theo phương nằm ngang và thẳng đứng. Nếu dùng loại vật liệu này để mô phỏng
cho đập sẽ không hợp lý. Theo sách hướng dẫn của Seep/w (trang 76), theo cách này, vùng không bão hòa của đập vẫn truyền tải lượng nước thấm có lưu lượng bằng vùng bão hòa, điều này dẫn đến đường bão hòa là không chính xác.
Hình 3-2: Vecto thấm trong vùng vật liệu không bão hòa
Vật liệu bão hòa/không bão hòa phù hợp với miền vật liệu xuất hiện cả vùng bão hòa và không bão hòa.
Hình 3-3:Thông số vật liệu cho vật liệu bão hòa/ không bão hòa.
Hệ số thấm trong vật liệu này là một hàm thấm . hàm thấm có đặc điểm như sau:
- Nếu vật liệu nằm dưới đường bão hòa, hệ số thấm là hệ số thấm bão hòa.
- Nếu vật liệu nằm trên đường bão hòa, hệ số thấm hệ số phụ thuộc vào giá trị áp lực nước lỗ rỗng âm (negative pore water pressure) hay độ hút dính (matric suction). Áp lực nước lỗ rỗng âm tại một điểm được tính bằng bằng công thức ua =hγw trong đó h là khoảng cách từ điểm đó đến đường bão hòa.
Hình 3-4: Áp lực nước lỗ rỗng âm trong Seep/W
Hình 3-5: Hàm thấm phụ thuộc vào áp lực nước lỗ rỗng âm
Với giả thiết nước chỉ di chuyển trong miền bão hòa (giả thiết của cơ học đất không bão hòa), và thỏa mãn miền vật liệu bao gồm cả vùng bão hòa và không bão hòa, vật liệu cho đập được khai báo như sau:
- Loại vật liệu: Saturated/Unsaturated.
- Hệ số thấm tại vùng không bão hòa (phụ thuộc áp lực nước lỗ rỗng) được gán với hệ số rất nhỏ (1e-30m/s).
Hình 3-6: Khai báo hàm thấm cho vật liệu RCC
Với vật liệu nằm dưới đường bão hòa (nền, đứt gãy, màn khoan phụt…), sử dụng loại vật liệu bão hòa (saturated only).
Cũng do giả thiết như trên, nên không xuât hiện áp lực nước lỗ rỗng âm. Theo nguyên lý ứng suất hiệu quả của Tenzaghi, ứng suất hiệu quả bằng hiệu của ứng suất tổng và áp lực nước lỗ rỗng ( '
w
u
σ = −σ ).Nếu áp lực nước lỗ rỗng âm, sẽ dẫn đến việc ứng suất hiệu quả lớn hơn ứng suất tổng. Vì vậy giả thiết như trên nhằm mục đích khống chế ứng suất hiệu quả bằng ứng suất tổng tại miền không bão hòa.
Với Seep/w, do xây dựng trên lý thuyết cơ học đất tới hạn, nên luôn tồn tại áp lực nước lỗ rỗng âm trong bài toán phân tích thấm. Khi sử dụng Sigma/w, việc khai báo áp lực nước lỗ rỗng có thể thực hiện qua hai cách
- Trực tiếp lấy từ Seep/w: Cách này luôn làm tăng ứng suất hiệu quả tại miền không bão hòa, do xuất hiện áp lực nước lỗ rỗng âm.
- Khai báo bằng việc "vẽ" đường bão hòa, hay đường mực nước (water table): Bằng cách này, áp lực nước lỗ rỗng âm lớn nhất có thể được kiểm soát bằng việc tự nhập giá trị này. Tuy nhiên, điều này không kiểm soát được áp lực nước lỗ rỗng tại các vị trí dưới đường bão hòa bằng đúng kết quả từ Seep/w
Hình 3-7: Khống chế áp lực nước lỗ rỗng âm lớn nhất.
Trong luận văn này, với bài toán phân tích độc lập bằng module Seep/W và Sigma/W, đường bão hòa được lấy trực tiếp từ Seep/W. Do đó chỉ xem xét đánh giá phân bố ứng suất cho các phần dưới đường bão hòa.