Phân tích dòng thấm sử dụng môi trường ngẫu nhiên qua đập đất đá và bằng phương pháp phần tử hữu hạn

7ạSFKt9ậWOLệXYj;k\GựQJ7ậSVố


3KkQWtFKGzQJWKấPVửGụng môi trườQJQJẫu nhiên qua đập đất đá và bằQJ
phương pháp phầQWửKữXKạQ



9}7Kị7X\ếW*LDQJ1JX\ễQ9}7UọQJ





.KRD.ỹ7KXậW;k\'ựng, Trường ĐạLKọc Bách khoa TP HCM, ĐạLKọF4XốF*LD73+&0
ĐạLKọF4XốFJLD7KjQKSKố+ồ&Kt0LQK

7Ừ.+2É

3KkQWtFKWKấP
Đập đất đá




Phương pháp phầQWửKữXKạQ

7Ð07Ắ7

%jLEiRQj\WUuQKEj\YLệFSKkQWtFKGzQJWKấPSKiWVLQKWURQJEDORại đập đất đượFVửGụQJSKổELếQ

(đập đồQJFKất, đậSFyO}LJLữDFKốQJWKấm và đậSFyO}LQJKLrQJFKốQJWKấm), trong đó hệVốWKấPFủD
đất đắp đập đượF[HP[pWFyWtQKFKấWSKkQEốQJẫXQKLrQWKHRNK{QJJLDQ1JKLrQFứXWập trung đánh

+ệVốWKấP

giá hai đại lượQJTXDQWUọQJWURQJEjLWRiQWKấPOjWổng lưu lượQJWKấm qua đậSYjJUDGLHQWWKấP&ụ

7tQKNK{QJFKắFFKắQ

WKểhơn, phương trình thấm qua đập đất đượFJLảLEằng phương pháp phầQWửKữXKạQWK{QJTXDSKầQ

PềPWtQKWKấPSKổELếQKLệQQD\Oj6((3:+ệVốWKấm đượFSKiWVLQKQJẫXQKLrQWK{QJTXDKjPPậW

độ[iFVXấWYớLJLiWUịWUXQJEuQKYjKệVốELến thiên tương ứQJ9LệFSKiWVLQKJLiWUịQJẫu nhiên đượF

PmKyDWK{QJTXDQJ{QQJữC# và đượFWtFKKợSYjR6((3:7LếSWKHR0{SKỏng Monte Carlo đượF
VửGụQJNếWKợSYớLFiFF{QJFụWKống kê đểWổQJKợp và đánh giá kếWTXả&iFNếWTXảnày đượFVRViQK

YớLFiFNếWTXảđượFWtQKWRiQWừphương pháp tất định. Theo đó, trong cảEDORại đập, có đếQNKả
năng lưu lượQJWtQKWRiQWửphương pháp ngẫXQKLrQOớn hơn lưu lượQJWtQKWRiQWừphương pháp tấW
định. Trong khi đó, khoảQJNKảnăng gradient thấPWtQKWRiQWừphương pháp ngẫXQKLrQOớn hơn

JUDGLHQWWKấPWtQKWRiQWừphương pháp tất địQK&iFSKkQEốWầQVXấWFủa lưu lượQJSKKợSYớLSKkQ
EốFKXẩn, trong khi đó các phân bốWầQVXấWFủDJUDGLHQWWKấm có xu hướQJOệFKSKảL
.(<:25'6

6HHSDJHDQDO\VLV

(DUWKILOORUURFNILOOGDPV
)LQLWHHOHPHQWPHWKRG

+\GUDXOLFFRQGXFWLYLW\
8QFHUWDLQW\






$%675$&7

7KLVSDSHUSUHVHQWVWKHVHHSDJHDQDO\VLVWKURXJKWKUHHSRSXODUW\SHVRIHDUWKILOOGDPVKRPRJHQHRXV
FHQWUDOFRUHDQGLQFOLQHGFRUH
ZKRVHK\GUDXOLFFRQGXFWLYLWLHVDUHFRQVLGHUHGDVVSDWLDOO\UDQGRP7KLV
VWXG\IRFXVHVRQHYDOXDWLQJWZRLPSRUWDQWSDUDPHWHUVRIVHHSDJHZKLFKDUHWKHIORZUDWHDQGJUDGLHQW

0RUHVSHFLILFDOO\WKHJRYHUQLQJHTXDWLRQRIVHHSDJHWKURXJKHDUWKILOOGDPVLVVROYHGXVLQJILQLWHHOHPHQW
DQDO\VLVZLWKLQDSRSXODUVRIWZDUHLH6((3:7KHK\GUDXOLFFRQGXFWLYLHVDUHUDQGRPO\JHQHUDWHGEDVHG
RQWKHUHOHYDQWSUREDELOLW\GHQVLW\IXQFWLRQZLWKLWVPHDQDQGFRHIILFLHQWRIYDULDWLRQ7KHJHQHUDWLRQRI
WKHUDQGRPQXPEHUVLVFRGHGXVLQJ&DQGLQWHJUDWHGLQWR6((3:1H[WWKH0RQWH&DUORVLPXODWLRQV

DUHDSSOLHGLQFOXGLQJVWDWLVWLFDOWHFKQLTXHVIRUDVVHVVLQJWKHUHVXOWV7KHVHRXWFRPHVWKHQDUHFRPSDUHG

ZLWKRQHVUHVXOWHGIURPWKHGHWHUPLVQLVWLFFDOFXODWLRQV+HQFHZLWKLQDOOWKUHHW\SHVRIGDPVWKHUHLVD
SUREDELOLW\RILQZKLFKWKHIORZUDWHVFDOFXODWHGIURPWKHUDQGRPPHWKRGDUHJUHDWHUWKDQRQHV

IURPWKHGHWHUPLQLVWLFPHWKRG$VDPHDQZKLOHWKHUHLVDSUREDELOLW\RIDERXWLQZKLFKWKHJUDGLHQWV
FDOFXODWHGIURPWKHUDQGRPPHWKRGDUHJUHDWHUWKDQRQHVIURPWKHGHWHUPLQLVWLFPHWKRG7KHIUHTXHQF\
GLVWULEXWLRQVRIWKHIORZUDWHVILWZHOOWKHQRUPDOGLVWULEXWLRQVPHDQZKLOHWKHRQHVRIWKHJUDGLHQWVVKRZ
DULJKWVNHZHGWUHQG

 *LớLWKLệX
3KkQWtFKWKấm ln đượFVửGụQJWURQJTXiWUuQKWKLếWNếđậS

đất đá sửGụQJYậWOLệu địa phương vì như đã nghiên cứXWURQJ>@

ngườLWDWKấ\PộWWỉOệOớQFiFYụhư hỏng đập đất đá là do dòng thấP
Jk\UD7X\QKLrQWKHR>@WURQJTXiWUuQKSKkQWtFKGzQJWKấPFiF

phương pháp sử GụQJ WtQK Wất địQK GHWHUPLQLVWLF
 FủD FiF WK{QJ Vố

tính tốn như hệVốWKấPVẽJk\UDtWQKLềXVDLOệFKWURQJNếWTXảYj
trườQJSKkQEốQJẫu nhiên đã được đề[XấWVửGụng đểSKkQWtFK

9LệFVửGụQJWtQKQJẫXQKLrQFủDFiFWK{QJVốđất đá đã đượFVử

GụQJQKLềXWURQJWKờLJLDQJần đây. CụWKểhơn, có các nghiên cứXOLrQ

quan như phân tích trong bài tốn cốNếWFRQVROLGDWLRQ
Fủa [3], đánh

JLiVứFFKịXWảLFủDPyQJFủD>@SKkQWtFKEjLWRiQổn địQKPiLGốF
FủD >@ KD\ SKkQ WtFK GzQJ WKấP FủD >@>@ 7URQJ FiF QJKLrQ FứX
Qj\ WtQK NK{QJ FKắF FKắQ FủD FiF WK{QJ Vố đất như hệ Vố WKấP

K\GUDXOLF FRQGXFWLYLW\
 VứF FKịX Fắt khơng thốt nướF XQGUDLQHG

VKHDUVWUHQJWK
KD\FiFWK{QJVốkhác đượF[HP[pW1JRjLUDFzQFy

FiFQJKLrQFứXOLrQTXDQWừ>@



1KậQQJj\JLảLWUuQKQJj\FKấSQKận đăng 

JOMC

92


7ạSFKt9ậWOLệXYj;k\GựQJ7ậSVố


0ộWQJKLrQFứu khác đáng đượFTXDQWkPWừWjLOLệu [25]. Đây

OjPộWQJKLrQFứXFy[pWWtQKEất địQKFủDKệVốWKấPNKL[HP[pWEjL

WRiQWKấm qua đập đấW1JKLrQFứXQj\VửGụng phương pháp VDLSKkQ

KữXKạQILQLWHGLIIHUHQFHPHWKRG
YjPục tiêu là đánh giá vịWUtFủD
đường bão hòa (free surface) trong thân đậS1JKLrQFứu này cũng đã

1ộLGXQJWLếp theo đượFWULển khai đểOjPU}WKrPFác phương

SKiSQJKLrQFứXQj\

%jLWRiQGzQJWKấPổn địQKVWHDG\VWDWH

VửGụng phương trình

FKủđạRVDX>@

FKRWKấ\GRWtQKEất địQKFủDKệVốWKấPQrQYịWUtFủDPặWEmRKzD

trong thân đập cũng biến thiên, đặFELệWWạLYịWUtPặWKạlưu.

%rQFạnh đó, SEEP/W là mộWSKầQPềm đượFVảQ[XấWEởL&{QJ

W\*(26/23(,QWHUQDWLRQDO/WGFyWUụVởWạL&DQDGD>@3KầQPềP

này đượFVửGụng đểWKựFKLệQFiFSKkQWtFKKLện tượQJWKấPGLễQUD

trong mơi trường đấW3KầQPềPVửGụQJF{QJFụWRiQVốlà phương

SKiSSKầQWửKữXKạQYjFyWKểP{SKỏQJEjLWRiQổn địQKVWHDG\

VWDWH
KRặFEjLWRiQWKHRWKờLJLDQWUDQVLHQW


Trong các phương pháp sử GụQJ Pột phương pháp đượF Vử

GụQJJần đây trong nghiên cứXFủa [6] và [7] có các ưu điểPnhư tích

Kợp phương pháp phầQWửKữXKạQWURQJ6((3:PộWSKầQPềPNKi
SKổELếQKLệQQD\WURQJSKkQWtFKWKấPYjPộWJLảLWKXậWSKiWVLQK

trườQJQJẫu nhiên khá đơn giảQVRYớLFiFJLảLWKXật khác. Do đó, bài

EiRVửGụng phương pháp này đểSKkQWtFKGzQJWKấPFy[pWWtQKEấW

địQKFủDKệVốWKấPYjRYLệF[HP[pWFiFGạng đập đất đá khác nhau.

1JKLrQ FứX Vử GụQJ ED Gạng đập đất đá phổ ELếQ FyKuQKGạQJErQ

𝜕𝜕

𝜕𝜕𝜕𝜕

WKấPVẽđượFVửGụQJ0ục đích là để[HP[pWFQJPột phương pháp,

VựNKiFQKDXQếXFy
ứQJYớLFiFKuQKWKức đậSVẽđượFSKkQWtFKYj
WUuQKEj\

 0{WảOमWKX\ết và phương pháp nghiên cứX
Phương pháp nghiên cứXFủDbài báo này đượFWổKợSWừFiFम

tưởQJVDX

/मWKX\ếWWKấm đượFP{Wảqua phương trình chủđạR

ÉSGụQJOờLJLảLWRiQVốcho phương trình (1), cụWKểlà phương

SKiSSKầQWửKữXKạn đượFWKựFKLệQWK{QJTXDSKầQPềP6((3:

Trong phương trình (1), do hệVố WKấPN[ YjN\ Fy [pW JLi WUị

WURQJYQJNK{QJEmRKzDQrQOमWKX\ếWFủa van Genuchten [18] đượF

VửGụng đểP{WảđặFWtQKQj\

%rQFạnh đó, do xem xét tính biến đổLWtQKNK{QJFKắQFKắF
FủD

KệVốWKấm kx và ky nên các phương trình từ
(7) đượFiSGụQJ

(𝑘𝑘𝑦𝑦

𝜕𝜕𝜕𝜕
𝜕𝜕𝜕𝜕

) + 𝑄𝑄 = 0




N\
4là lưu

Phương pháp phầQ Wử KữX Kạn đượF Vử Gụng để JLải phương

FấS JồP Fy ORạL WDP JLiF WULDQJOH
 Wứ JLiF TXDGULODWHUDO
 KRặFKỗQ
KợS FủD KDL GạQJ WUrQ 1JRjL UD NKL WtQK WRiQ FiF WtFK SKkQ Vố

QXPHULFDOLQWHJUDWLRQ
SKầQPềPFXQJFấSGạng 4 và 9 điểP*DXVV
FKRSKầQWửWứJLiFYjFKRSKầQWửWDPJLiF

'RGzQJWKấm qua đập đất đá sẽSKiWVLQKYQJNK{QJEmRKzD

QrQKệVốWKấm đượF[HP[pWFiFJLiWUịWURQJNKXYựFNK{QJEmRKzD

+LệQQD\FyQKLềXP{KuQKWtQKWRiQKệVốWKấPFyNểđếQJLiWUịNK{QJ
EmRKzD7X\QKLrQEjLQJKLrQFứXQj\VửGụng mơ hình được để[XấW
EởL>@GRWtQKSKổELếQFủDQyFụWKể
𝐾𝐾(ℎ) = 𝐾𝐾𝑠𝑠 𝐾𝐾𝑟𝑟 (ℎ)










trong đó, 𝐾𝐾𝑠𝑠 Oj Kệ Vố WKấP ở WUạQJ WKiL EmR KzD𝐾𝐾𝑟𝑟 (ℎ) Oj GạQJ

FKXẩQKyDQRUPDOL]HG
FủDKệVốWKấPNK{QJEmRKzDYjKOjFộWiS

7URQJYQJEmRKzDGRK!QrQ𝐾𝐾𝑟𝑟 (ℎ) = 1 YjWURQJYQJNK{QJEmR

KzD𝐾𝐾𝑟𝑟 (ℎ) < 1. 𝐾𝐾𝑟𝑟 (ℎ) đượF WtQK WRiQ WKHR KDL WK{QJ Vố FKtQK FủD P{

KuQKOjYjQ>@

.KL[HP[pWWtQKNK{QJFKắFFKắQErQFạQK𝐾𝐾𝑠𝑠 KDLKệVố YjQ

cũng được xem xét như là biếQSKkQEốQJẫXQKLrQ7X\QKLrQGROớS

NK{QJEmRKzDErQWUrQOớp bão hòa có lưu lượQJWKấPQKỏVRYớLWRjQ
Eộlưu lượQJWKấm và đểJLảPYLệFWtQKWRiQQJKLrQFứu đề[XấWFKỉ

[HP[pWWtQKQJẫXQKLrQFủDKệVốWKấPYj[HP YjQlà khơng đổLWấW

địQK
FKRFQJPộWORại đấW9LệFSKiWVLQKFiFJLiWUịQJẫu nhiên đượF
WKựFKLệQWK{QJTXDKjPPật độ[iFVXấWSUREDELOLW\GHQVLW\IXQFWLRQ

3')