Giáo trình Công trình thủy nâng cao - Chương 1: Thấm qua công trình - Nguyễn Thống

NÂNG CAO PGS. Dr. Nguy?n Th?ng 10/25/2010 3 NỘI DUNG MƠN HỌC Chương 4b: Bài tốn toả nhiệt 3D. Chương 5: Phân tích ứng suất trong đập bê tơng khi xảy ra động đất. Chương 6: ðường hầm thủy cơng - Giếng điều áp. Chương 7: ðường ống áp lực – Nước va trong đường ống. CƠNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO PGS. Dr. Nguy?n Th?ng 10/25/2010 4 NỘI DUNG THỰC HÀNH 1. Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính nước va trong đường ống áp lực WaterHammer_BK. 2. Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính khuếch tán nhiệt 3D trong bê tơng thủy cơng. 3. Hướng dẫn sử dụng phần mềm mơ phỏng Monte Carlo ứng dụng trong tính ổn định mái dốc đập vật liệu địa phương. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO 10/25/2010 5 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Thủy công – Tập 1. Trường ĐHXD. T/g. Nguyễn Xuân Đặng. 2. Cơ học đất – Trường ĐHTL. 3. Phần mềm SIGMA. 4. Phần mềm SLOPE. 5. Phần mềm SEEP. 6. Phần mềm Crystal Ball. Tài liệu download tại địa chỉ Web: Web: CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO 10/25/2010 6 MƠN HỌC TRƯỚC
Cơ học chất lỏng
Cơng trình thủy (Thủy cơng 1 & Thủy cơng 2). CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO 210/25/2010 7 MỤC ĐÍCH MÔN HỌC 1. Bổ sung kiến thức lý thuyết liên quan đến Công trình thủy. 2. Thực hành ứng dụng các kiến thức nâng cao với các phần mềm phù hợp phổ biến. PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO 10/25/2010 8 Chương 1 1. Giới thiệu. 2. Phương trình cơ bản của dòng thấm. 3. Các phương pháp giải bài toán thấm. 4. Tính thấm với phần mềm Seep. PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 9 GIỚI THIỆU - Thấm là sự chuyển động của chất lỏng trong môi trường có các lỗ hoặc khe rỗng (đất, đá, bê tông,). - Khi có công trình (cống, đập,)  tạo nên chênh lệch cột nước thượng và hạ lưu công trình  xuất hiện dòng thấm trong môi trường rỗng. PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 10 PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình THẤM CÓ ÁP DƯỚI CÔNG TRÌNH 10/25/2010 11 PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình THẤM CÓ ÁP DƯỚI CÔNG TRÌNH h 10/25/2010 12 PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình THẤM VÒNG QUANH CÔNG TRÌNH (Nhìn từ trên xuống) 310/25/2010 13 PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình Đường bão hòa THẤM KHÔNG ÁP QUA CÔNG TRÌNH Vùng không có nước Vùng bão hòa nước 10/25/2010 14 PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình pA/ρg A ðường đẳng cột nước H2 ðường đẳng cột nước H1 H=z+p/ρg
Cột nước đo áp tổng 10/25/2010 15 TÁC HẠI DO THẤM GÂY RA PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 16 TÁC HẠI DO THẤM GÂY RA PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 17 LƯỚI THẤM PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình Đường dòng Đường thế 10/25/2010 18 PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình h(x,z) Cột nước áp suất tại tâm t/tích vi phân 410/25/2010 19 PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 20 PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 21 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN Trọng lượng riêng: Trọng lượng riêng ướt: PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình Trọng lượngThể tích Vk Vn Vh Vr Wh Wn Wk V W Hạt Nước Khí )m/kN( V W 3 =γ )m/kN( V WW 3nh + =γω 10/25/2010 22 Trọng lượng riêng bão hòa: Với Wn’ trọng lượng nước chiếm đầy Vr. Trọng lượng riêng đẩy nổi: Chứng minh: PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình )m/kN( V WW 3nh bh ′ + =γ )m/kN( V VW 3hnh dn γ− =γ 1bhdn −γ=γ 10/25/2010 23 Độ ẩm của đất: Tỷ lệ giữa nước trong đất và trọng lượng hạt. Độ bão hoà của đất: G<0,5 đất hơi ẩm 0,5<G<0,8: đất ẩm G>0,8 đất bão hoà PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình % W W100% h n =ω r n V VG = 10/25/2010 24 Độ rỗng: Tỷ lệ giữa thể tích lỗ rỗng và tổng thể tích mẫu. Hệ số rỗng: PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình % V V100%n r= h r V V =ε 510/25/2010 25 2. Phương trình cơ bản của dòng thấm Trong lý thuyết thấm, vận tốc thấm V là giả định và xem dòng thấm đi qua cả môi trường thấm (V=Q/ω). V: vận tốc thấm trung bình. Q: lưu lượng thấm. ω: diện tích mặt cắt thấm thẳng góc với dòng thấm. Thực tế, dòng thấm đi qua các khe và lỗ rỗng có vận tốc thực Vi >V.PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 26 MÔ HÌNH HOÁ TRONG NGHIÊN CƯÚ THẤM QUA MÔI TRƯỜNG RỖNG PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình ui THỰC, ui U MÔ PHỎNG dùng U V ui = U/n với n=Vr/V U=Q/ω ω diện tích thấm. ⇒ Q ⇒ 10/25/2010 27 HỆ SỐ THẤM k PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 28 PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình Loại đất X 10/25/2010 29 PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình Aùp suất 0 H ệ so áth ấm -100 10 10/25/2010 30 PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình K = hằng số Aùp suất 610/25/2010 31 THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN THẤM 2D PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 32 Phương trình vi phân hiện tượng thấm phẳng 2D Công thức Darcy V= - kJ Ux, Uy: hình chiếu vận tốc thấm V xuống x, y. kx, ky: hệ số thấm theo phương x, y. H =H(x,y)=y+p/γ : cột nước tác dụng dòng thấm. p(x,y): áp suất, p/γ
cột nươc áp năng tương đương. y: thế năng. PGS. Dr. Nguyễn Thống y Hk)y,x(fU x Hk)y,x(fU y2y x1x ∂ ∂ −== ∂ ∂ −== (1) CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 33 dy y U U yy ∂ ∂ + Xét phương trình liên tục cho khối vi phân 2D (X,Y): PGS. Dr. Nguyễn Thống X Y Ux dx x UU xx ∂ ∂ + dx dy Uy 0dxdz)dy y U(dydz)dx x U( yx = ∂ ∂ + ∂ ∂ Z dz CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 34 Phối hợp với hệ phương trình (1): Đây là phương trình vi phân cơ bản của dòng thấm phẳng 2D ổn định. Với H=z+p/γ PGS. Dr. Nguyễn Thống 0) y Hk( y ) x Hk( x yx =∂ ∂ ∂ ∂ + ∂ ∂ ∂ ∂ (2) CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 35 Xét trường hợp môi trường đồng chất : kx=k1 : hằng số ky =k2: hằng số PGS. Dr. Nguyễn Thống 0 y Hk x Hk 2 2 22 2 1 =∂ ∂ + ∂ ∂ (3) CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình k1 k2 x y 10/25/2010 36 Xét trường hợp môi trường đồng chất và đẳng hướng : kx=ky=k=hằng số Phương trình (4) trên gọi là phương trình Laplace. PGS. Dr. Nguyễn Thống 0 y H x H 2 2 2 2 = ∂ ∂ + ∂ ∂ (4) CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 710/25/2010 37 Xét trường hợp môi trường đồng chất và đẳng hướng. Gọi hàm thế.kH−=ϕ PGS. Dr. Nguyễn Thống y U; x U yx ∂ ϕ∂ = ∂ ϕ∂ = 0 yx 2 2 2 2 = ∂ ϕ∂ + ∂ ϕ∂ ⇒ const)y,x( =ϕ  Đường đẳng thế CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 38 Xét trường hợp môi trường đồng chất và đẳng hướng. Gọi hàm dòng với:ψ PGS. Dr. Nguyễn Thống x U; y U yx ∂ ψ∂ −= ∂ ψ∂ = 0 yx 2 2 2 2 = ∂ ψ∂ + ∂ ψ∂ ⇒ const)y,x( =ψ  Đường dòng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 39 Họ đường: Tạo thành lưới thấm. PGS. Dr. Nguyễn Thống const)y,x( =ψ const)y,x( =ϕ CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 40 THẤM PHẲNG (2D) KHÔNG ỔN ĐỊNH Nghiên cưú hiện tượng thấm trong đó biến số H phụ thuộc không những vào không gian mà còn phụ thuộc vào thời gian. H =f(x,y,t) PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 41 PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 42 dy y U U yy ∂ ∂ + Xét phương trình liên tục cho khối vi phân trong thời gian dt: PGS. Dr. Nguyễn Thống X Y Ux dx x UU xx ∂ ∂ + dx dy Uy Z dz CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 810/25/2010 43 Ta có: PGS. Dr. Nguyễn Thống dz.dy.dx.dxdzdt)dy y U(dydzdt)dx x U( yx θ−= ∂ ∂ + ∂ ∂ Thể tích nước đi ra khỏi khối vi phân thể tích trong t/g dt Thể tích nước giảm trong khối vi phân thể tích Vn V=dx.dy.dz V Vn =θ Độ bão hòa CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 44 Từ đó: Đây là phương trình vi phân biểu diễn hiện tượng thấm 2D không ổn định. PGS. Dr. Nguyễn Thống ty Hk yx Hk x yx ∂ θ∂ =      ∂ ∂ ∂ ∂ +      ∂ ∂ ∂ ∂ CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 45 Xét trường hợp có flux lưu lượng tại vị trí các biên của vùng nghiên cứu. Gọi Q là flux lưu lượng (quy ước đi vào thể tích vi phân xét mang dấu + và ngược lại mang dấu -) cho 1 đơn vị thể tích tại vị trí các vùng biên.  Thể tích nước thoát ra khỏi thể tích vi phân trong thời gian dt là: - Q.dx.dy.dz.dt PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 46 Ta có: PGS. Dr. Nguyễn Thống dz.dy.dx.dt.dz.dy.Qdx dxdzdt)dy y U(dydzdt)dx x U( yx θ−=− ∂ ∂ + ∂ ∂ Thể tích nước đi ra khỏi khối vi phân thể tích trong t/g dt Thể tích nước giảm trong khối vi phân thể tích CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 47 Từ đó: Đây là phương trình vi phân tổng quát biểu diễn hiện tượng thấm 2D không ổn định. Nghiên cứu về độ bão hòa θ: PGS. Dr. Nguyễn Thống t Q y Hk yx Hk x yx ∂ θ∂ =+      ∂ ∂ ∂ ∂ +      ∂ ∂ ∂ ∂ Vn V V Vn =θ CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 48 Nghiên cứu lý thuyết chỉ ra rằng sự thay đổi độ bão hòa θ có quan hệ với áp lực nước lỗ rỗng p. Quan hệ có dạng tổng quát như sau: mw chỉ độ dốc đường cong quan hệ. Đường quan hệ có dạng tổng quát sau: PGS. Dr. Nguyễn Thống dpmd w=θ CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 910/25/2010 49 Dạng quan hệ tổng quát giữa áp suất nước lỗ rỗng và độ bão hòa PGS. Dr. Nguyễn Thống Áp suất nước lỗ rỗng, p 0p0 Độ bão hòa, θ Bão hòa Không bão hòa mw 1 mw CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 50 PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 51 Ngoài ra: Thay vào trên: Phương trình thấm 2D không ổn định tổng quát trở thành: ypH + γ = PGS. Dr. Nguyễn Thống )yH(ddp)yH(p −γ=⇒−γ=⇒ )yH(dmdpmd ww −γ==θ⇒ t )yH( mQ y Hk yx Hk x wyx ∂ −∂γ=+      ∂ ∂ ∂ ∂ +      ∂ ∂ ∂ ∂ CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 52 Do tung độ y độc lập với t, do đó: Đây là phương trình tổng quát về bài toán thấm phẳng 2D không ổn định. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình đập dâng PGS. Dr. Nguyễn Thống t H mQ y Hk yx Hk x wyx ∂ ∂γ=+      ∂ ∂ ∂ ∂ +      ∂ ∂ ∂ ∂ 10/25/2010 53 ĐIỀU KIỆN BIÊN Khi giải bài toán thấm ta có thể gặp 2 dạng điều kiện biên như sau: - Điều kiện biên dạng Dirichlet: H=H0 giá trị đã biết trên biên s0 - Điều kiện biên dạng Neuman: Ví dụ trên biên KHÔNG THẤM (q1=0) CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình đập dâng PGS. Dr. Nguyễn Thống 1q n H = ∂ ∂ (q1 giá trị đã biết trên biên s1) 10/25/2010 54 PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình Biên loại Dirichlet : H=H1 or H2 . Biên loại Neuman : 0n/H =∂∂ n H(x,z) H1 H2 10 10/25/2010 55 Phương trình thấm nêu trên kết hợp với điều kiện biên sẽ được giải với các phương pháp khác nhau để xác định H(x,y,t)  lời giải bài toán thấm. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình đập dâng PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/25/2010 56 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THẤM 1. Nghiên cứu lý thuyết: - Phương pháp cơ học chất lỏng. - Phương pháp thủy lực. 2. Phương pháp đồ giải (ví dụ p/p vẽ lưới thấm,). 3. Phương pháp thí nghiệm, thực nghiệm (mô hình tương tự điện,). CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình đập dâng PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/25/2010 57 Phương pháp cơ học chất lỏng: Dựa vào các kết quả nghiên cưú toán lý-toán cơ để xác định lời giải bài toán thấm tại vị trí bất kỳ trong môi trường thấm. Ưu điểm: Chính xác. Khuyết điểm: Chỉ tìm được lời giải cho các bài toán có sơ đồ thấm “đơn giản”. PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 58 Phương pháp thủy lực: Sử dụng một số giả thiết để đơn giản hoá bài toán  giải được các bài toán phức tạp hơn p/p Cơ học chất lỏng. Với sự phát triển của máy tính, phương pháp số (p/p sai phân hữu hạn, p/p phần tử hữu hạn, p/p thể tích hữu hạn) đã phát triển mạnh mẽ để giải các bài toán thấm phức tạp trực tiếp từ p/t đạo hàm riêng mô tả hiện tượng thấm.  (Ví dụ: Geo-Studio\Seep) PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 59 VÍ DỤ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ BẢN & CÁC BÀI TOÁN ĐIỂN HÌNH VỀ THẤM 1. Thấm qua môi trường đẳng hướng, không đồng chất. 2. Thấm có áp qua nền có bản cừ (chiều dày nền vô hạn, hữu hạn). Phương pháp cơ học chất lỏng. 3. Thấm có áp qua nền với p/p gần đúng (phương pháp Lane, p/p hệ số cản). 4. Giải bài toán thấm bằng phương pháp số (phần tử hữu hạn) với phần mềm SEEP.PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 60 Thấm qua môi trường đẳng hướng, không đồng chất. Xét lưu lượng q giữa 2 đường dòng: PGS. Dr. Nguyễn Thống 222111 dsJkdsJkVdsq === h1 h2 ds1 ds2 α1 α2 k1 k2 CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình ðường dịng ðường thế 11 10/25/2010 61 Xét giữa 2 đường đẳng thế h1 và h2 ta có: PGS. Dr. Nguyễn Thống h1 h2 ds1 ds2 α1 α2 k1 k2 2 22 21 11 1 dstg.ds dhkds tg.ds dhk α = α 2 1 2 1 tg tg k k α α = CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 62 Thấm có áp qua nền có bản cừ (chiều dày nền vô hạn, hữu hạn). Phương pháp cơ học chất lỏng PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình H y s 0 x-x Chiều sâu nền thấm vô hạn Chiều sâu nền thấm hữu hạn H s y 0 x-x T 10/25/2010 63 Trường hợp chiều sâu nền thấm vô hạn: Cột nước đo áp mặt trước (ht) và mặt sau (hs) tấm bảng cừ chiều dài s được xác định theo phương pháp cơ học chất lỏng (lời giải giải tích) như sau: PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình sy0 ) s y arcsin(.1.Hh ) s y arcsin(11Hh s t ≤≤       pi =     pi −= 10/25/2010 64 Lưu lượng thấm qua phần nền phía thượng lưu: k: hệ số thấm. arch: hàm số ngược của hàm ch(.). PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 0x); s x(arch1kHQ ≤≤∞−− pi = 2 ee)x(ch xx −+ = 10/25/2010 65 Vận tốc dòng thấm đi từ dưới đáy công trình phía hạ lưu bản cọc: Ví dụ tại x=0, phía hạ lưu bản cọc: PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình ∞≤≤ +pi = x0; xs 1 . kHV 22y s kH)0(Vy pi = 10/25/2010 66 Trường hợp chiều sâu nền thấm hữu hạn: Pavolopski dùng phương pháp cơ học chất lỏng đề xuất lời giải: h: cột nước thấm ở mặt trước (+) và mặt sau (-) bản cừ s. PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình                             λ       pi       pi       pi −      pi ±= T2 y cos T2 s sin T2 s cos T2 y cos arcsinF k 11 2 Hh 22 ) T2 s sin(;sy0 pi=λ≤≤ 12 10/25/2010 67 Giá trị F =F(ϕ,λ) chỉ tích phân elliptique loại 1, có tần số dao động ϕ và module λ. (Hàm F tra bảng Sổ tay thủy lợi. Tập 1) PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình λ= ϕ− ϕ =λϕ ∫ ϕ λ sinm; sinm1 d),(F 22 10/25/2010 68 Vận tốc dòng thấm đi từ dưới đáy công trình phía hạ lưu bản cọc: Với: Xem tra bảng sau: PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình P. T kHVy = ) T x , T s(fP = 10/25/2010 69 Giá trị hàm P PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 0.008 0.008 0.008 0.008 0.008 0.008 0.007 0.006 0.004 0.043 0.042 0.04 0.039 0.037 0.035 0.031 0.027 0.02 0.216 0.21 0.203 0.192 0.18 0.165 0.144 0.125 0.1 0.308 0.298 0.283 0.263 0.237 0.21 0.188 0.164 0.144 0.455 0.431 0.403 0.377 0.334 0.25 0.23 0.2 0.19 0.724 0.662 0.586 0.511 0.432 0.33 0.28 0.245 0.228 1.39 1.047 0.86 0.687 0.554 0.45 0.355 0.29 0.24 3.2 1.6 1.075 0.81 0.64 0.488 0.394 0.316 0.243 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 3210.80.60.40.20 x/Ts/T 10/25/2010 70 Thấm có áp qua nền phẳng (chiều dày nền vô hạn, hữu hạn). Phương pháp cơ học chất lỏng PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình H y 0 x-x Chiều sâu nền thấm vô hạn Chiều sâu nền thấm hữu hạn H y 0 x-x Tl l l l 10/25/2010 71 Trường hợp chiều sâu nền thấm vô hạn: Cột nước đo áp và vận tốc ngang dưới đáy móng CT: PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình ) l x arccos(1Hh pi = lxl xl kHvx +≤≤− − pi = ; 1 . 1 22 10/25/2010 72 Trường hợp chiều sâu nền thấm vô hạn: Lưu lượng thấm qua đáy thượng lưu: Vận tốc dòng thấm từ đáy CT đi ra hạ lưu: PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình lx l x archkHQ −≤≤∞−− pi = );(1 +∞≤≤ − pi = xl lx kHvy ; 1 . 1 22 13 10/25/2010 73 Trường hợp chiều sâu nền thấm hữu hạn: Cột nước áp suất dọc đáy bản cọc: Trong đó: PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình lxl T l th T x th F K Hh +≤≤−                       λ pi pi −= ;. ) 2 ( ) 2 ( arcsin11 2       pi =λ T l th 2 10/25/2010 74 Trường hợp chiều sâu nền thấm hữu hạn: Lưu lượng toàn phần dòng thấm qua nền: Trong đó K & K’ chỉ tích phân elliptique toàn phần loại 1 ứng với module λ và module phụ Và chỉ tích phân elliptique loại 1 ứng với tần suất dao động ϕ và module λ. K KkHQ 2 ′ = PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 21 λ−=λ′ ),( λϕ= FF 10/25/2010 75 GIỚI THIỆU CÁC LỜI GIẢI BÀI TOÁN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ (PTHH) VỚI PHẦN MỀM SEEP (Thực hành trong phòng máy tính) PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình 10/25/2010 76 PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Tính thấm bằng p/p PTHH với SEEP H=hs. =9m H=hs. =7m 10/25/2010 77 PGS. Dr. Nguyễn Thống CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Tính thấm bằng p/p PTHH với SEEP 10/25/2010 78 HẾT CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 1: Thấm qua công trình PGS. Dr. Nguyễn Thống