V. Cấu trúc của luận văn
1.3. Ảnh hƣởng của tải trọng sóng biển tớiổnđịnh công trình
Để tính toán ảnh hƣởng của tải trọng sóng tác động lên công trình thƣờng phải sử dụng các yếu tố sóng theo một tần suất nào đó nhƣ: H1/3, H1/10, H1/100,..Các đại lƣợng đặc trƣng thống kế này tùy thuộc vào các dạng phân bố thống kê hoặc loại phổ sóng mà ngƣời thiết kế sử dụng. Hầu hết các bài toán ứng dụng có liên quan đến sóng biển hiện nay đều có nhu cầu phân tích năng lƣợng phổ sóng ven bờ để nghiên cứu cấu trúc động lực nội tại của sóng trong đới sóng vỡ thông qua các đại lƣợng:
- Tp, fp: Chu kỳ và tần số xuất hiện đỉnh phổ sóng - Sp: Phổ mật độ năng lƣợng
- Hm0: Chiều cao sóng hiệu dụng có đƣợc sau khi phân tích phổ
Việc tính toán tác động tải trọng của sóng lên công trình đƣợc tuân theo các tiêu chuẩn cụ thể nhƣ: TCVN 8421:2010 công trình thủy lợi – tải trọng và lực tác dụng lên công trình do sóng và tàu, 14 TCN 130:2002 Tiêu chuẩn hƣớng dẫn thiết kế đê biển và một số hƣớng dẫn tính toán khác.
Các trƣờng hợp tính toán ổn định của công trình xét tới tải trọng sóng:
Tải trọng và tác động của sóng lên công trình có mặt ngoài nghiêng
Đối với các sóng đến trực diện và khi chiều sâu trƣớc công trình d ≥ 2h1%, phải xác định chiều cao sóng leo trên mái với tần suất leo 1% (hrun1%, m) theo công thức:
Hrun1% = krkpkspkrunh1% (1-3)
kr và kp: Hệ số nhám và hệ số hút nƣớc của mái dốc ksp: Hệ sốtheo vận tốc
krun: Hệ số đƣợc lấy theo độ thoải của sóng /h1% ở vùng nƣớc sâu
Nếu mái dốc có 1,5 ≤ ctg ≤ 5 đƣợc gia cố bằng các bản liền khối hoặc bản lắp ghép phải đƣợc lấy theo hình 1, đồng thời áp lực tính toán lớn nhất của sóng pd cần đƣợc xác định theo công thức:
ks: Hệ số, đƣợc tính theo công thức; ks = 0,85 + 4,8 h+ ctg (0,028 – 1,15 h ); prel: Áp lực sóng tƣơng đối lớn nhất lên mái dốc ở điểm 2
Hình 1.3. Biểu đồ áp lực sóng tính toán lớn nhất lên mái dốc đƣợc gia cố bằng tấm bản
Áp lực sóng phản xạ sau khi sóng rút
Áp lực sóng dƣới các tấm bản gia cố đê mái dốc phải xác định theo công thức:
pC= kS kt pcrcl gHs (1-5) Trong đó: pcrcl - Phản áp lực tƣơng đối của sóng
Với các hƣớng dẫn tính toán đƣợc đề cập ở các trƣờng hợp trên mới chỉ đề cập đƣợc tác động của sóng lên công trình với công trình là đê biển có mái dốc không thấm nƣớc, chƣa xét đến ảnh hƣởng của dao động mực nƣớc trƣớc công trình do sóng và thủy triều đối với các lớp đất nền. Trên thực tế, sự dao động này gây ảnh hƣởng rất lớn đến sự ổn định của đê chắn sóng, nhất là những khu vực xây dựng đê chắn sóng có nền địa chất yếu có thể gây ra hiện tƣợng trƣợt sâu qua nền. Do đó, cần phải có một phƣơng pháp tiếp cận mới trong việc tính toán ổn định đê chắn sóng có xét ảnh hƣởng do dao động mực nƣớc trƣớc đê do sóng và thủy triều gây ảnh hƣởng tới các lớp đất nền. Trong luận văn này, tác giả xin đề xuất cách tiếp cận mới có xét đến sự ảnh hƣởng nêu trên.
- Bản thân nền địa chất dƣới đê chắn sóng là đất yếu, ứng suất hiệu quả < 0 - Dao động của mực nƣớc khi sóng rút vào thời điểm bụng sóng tiếp xúc
với mái đê ứng với mực nƣớc triều thấp. Quá trình dao động mực nƣớc này gây lên hiện tƣợng quá áp lực trong các lớp đất nền.