Quá trình hình thành giáo trình xây dựng đập chắn trong quy trình xây dựng đê tường chống lũ p9 doc

!"#$%&'&($)*+%,! &/

252
/
II. Thiết kế đEờng biên công trình theo điều kiện không phát
sinh khí hoá.
Theo nguyên tắc này, đFờng biên công trình đFợc làm đủ thoải để loại trừ khí hoá,
đFợc thoả mãn điều kiện.
K > K
pg
(6-80)
Trị số của K và K
pg
đFợc quy định cho từng loại vật bị dòng chảy bao quanh nhF sau.
0!/]Z$/>?./-Q-/-C%,/(f/B2+6 đFợc trình bày ở chFơng 8 đFờng hầm thuỷ công.
7!/]Q-/&g+/,h/,#Y/:bG%/FY/&9:/-=%,/:bR%#/:#Q./%Ki-!/
a) Các dạng mấu gồ ghề đặc trFng.
Do nhiều nguyên nhân khác nhau, trên bề mặt lòng dẫn có thể tồn tại các mấu gồ ghề
cục bộ. Đây là một trong những nguồn phát sinh khí hoá có thể dẫn đến khí thực phá hỏng
thành lòng dẫn. Một số dạng mấu gồ ghề đặc trFng và hệ số khí hoá phân giới (K
pg
) của
chúng đFợc nêu ở bảng 6-12.
b) Kiểm tra khả năng khí hoá dòng chảy tại các mấu gồ ghề.
Để kiểm tra, cần sử dụng các công thức (6-78), (6-79), trong đó cột nFớc và lFu tốc đặc
trFng (H
ĐT
và V
ĐT
) đFợc xác định nhF sau:
* Cột nFớc đặc trFng: là độ sâu dòng chảy hở hay cột nFớc đo áp ở dòng chảy có áp tại

mặt cắt có mấu gồ ghề (tính đến đáy lòng dẫn) khi không xét đến nhiễu động do mấu gồ
ghề sinh ra.
* LFu tốc đặc trFng: V
ĐT
=V
y
, trong đó y là khoảng cách từ mặt cơ bản của thành lòng
dẫn đến vị trí tính lFu tốc cục bộ V
y
.
- Với bậc thụt theo chiều dòng chảy (loại mấu số 2, bảng 6-12).
y =
d
+
D
; (6-81)
- Với các dạng mấu khác (bảng 6-12)
y = Z
m
+
D
; (6-82)
trong đó:
d
- chiều dày lớp biên của dòng chảy ;
D - chiều cao mấu nhám trung bình của thành lòng dẫn ;
Z
m
- chiều cao mấu gồ ghề cục bộ.
Trị số d phụ thuộc vào vị trí mặt cắt, tức giá trị L tính từ đầu dòng chảy đến vị trí mặt

cắt tính toán. Quan hệ
ữ
ứ
ử
ỗ
ố
ổ
D
=
D
d L
f
theo kết quả của bài toán lớp biên đFợc thể hiện trên hình
6-47.
Trị số V
y
đFợc xác định kèm theo kết quả của bài toán lớp biên nhF sau:
V
y
= (
v
TB
V
j
)
21
xx
; (6-83)
trong đó: V
TB

- lFu tốc bình quân mặt cắt;
!"#$%&'&($)*+%,! &/

253
21
,
x
x
- các hàm phụ thuộc vào
D
s
và
D
y
(hình 6-46)
v
j
- hệ số biểu thị quan hệ giữa lFu tốc bình quân mặt cắt và trị số lFu tốc cục bộ lớn
nhất trong dòng chảy khi chiều dày lớp biên và dạng mặt cắt ngang của dòng chảy đã cho.
- Với lòng dẫn có mặt cắt ngang hình chữ nhật có kích thFớc B x h:

v
j
=
Bh
1
{(h-
d
)(
d

-
2B )+
3ln
2
+
D
d
d
[ 5ln2)2(ln
h2B
-
D
d
-+
D
d
d
+
]}; (6-84)
- Với dòng chảy có áp mặt cắt tròn bán kính r :

v
j
=
2
r
1
{(r-
d
)

2
+
3ln
2
1
2
+
D
d
d
[ 5ln2)2(ln
r4
-
D
d
-+
D
d
s
]}; (6-85)

Bảng 6-12. Các dạng mấu gồ ghề đặc trFng và trị số K
pg
tFơng ứng
/
j
./
k.45/&g+/lm/Ph/c
",/
1

Bậc lồi theo chiều dòng chảy
(đầu lớp gia cố bề mặt, chỗ nối
cốt pha, )




0,125a
0.65

(a tính bằng độ)
2

Bậc thụt theo chiều dòng chảy




1 khi Z
m
d
4/3
m
Z
ữ
ứ
ử
ỗ
ố

ổ
d
khi Z
m
< d
3

Nhám đều tự nhiên trên mặt với
chiều cao mấu bình quân
D





1
4

ụ thoải trên mặt phẳng đều (mối
hàn )




2,24(L
m
/Z
m
)
-0,5

5

Mấu lồi đơn độc có bề mặt sắc
cạnh (dấu vết do nối cốt pha, )





2
Z

ĐT
V
H
max
=V
20< <90
ĐT
m
H
ĐT
ĐT
V

=5,6U
*
=0
m

Z
ĐT
V
H
ĐT
Z
L
m
m
ĐT
H
ĐT
V
Z
m
H
Zm
!"#$%&'&($)*+%,! &/

254
6

C¸c mÊu låi côc bé riªng rÏ
(c¸c hßn cèt liÖu lín, ®Çu cèt
thÐp nh« ra, )

2. khi mÐp lFîng trßn
3,5 khi mÐp s¾c

H×nh 6- 46. BiÓu ®å quan hÖ )
y
(f
1
D
=x ;
(
)
D
d
= fξ
2
;
)
L
(f
δ
D
=
D

H
Z
V
§T
§T
H
§T
Z

§T
V
m
m
10
1
2
3
4
5
6
8
10
2
2
3
4
5
6
8
10
3
2
3
4
5
6
8
10
4

2
3
4
5
6
8
10
5
2
3
4
5
6
8
10
6
2
3
4
5
6
8
10
12345681023456
2
81023456810
3
23456810
4
2

1
-1
10
-2
10
-5
10
1
2345681023456
2
81023456810
3
2345681042
1
Y /
L/
12
=
f
(






)
2
=
f

(








)
L

/
=
f
(








)
1
Y
/
!"#$%&'&($)*+%,! &/

255
Nếu kết quả tính toán cho thấy tại mấu gồ ghề có khả năng phát sinh khí hoá thì cần áp
dụng các biện pháp để chống khí thực (xem mục III).
J!/]Q-/&C/:5G+/%N%,I/:Ka%,/#$)/&C/"#2%/*O%,!/
Các mố này đFợc bố trí ở cuối đFờng tháo hay trong bể tiêu năng để cải thiện điều kiện
tiêu năng và phân tán dòng chảy trên mặt bằng .
Một số loại mố đặc trFng và trị số K
pg
của chúng đFợc trình bày trên hình 6-47.
I





II

III

IV

V

VI

VII

I - K
pg
=2,1
II - K
1pg
=2,1;
K
2pg
=1,4 á1,6.
III - K
pg
=1,4 á1,6
IV - K
pg
=0,9 á1,15
V - K
1pg
=0,7á0,8 ;
K
2pg
=0,66 á0,75
VI - K
pg
=0,7 á0,85
VII -K
pg

=1,5 á1,7

VIII





IX





X

XI






XII

VIII - K
pg
=1,45
IX - K
pg

=0,95
X - K
pg
=1,2
XI - K
pg
=1,05
XII - K
pg
=0,68 (khi r=0)


Hình 6-47. Sơ đồ một số loại mố tiêu năng, phân dòng và trị số K
pg
của chúng
C
2,5C
1
:
1
1
:
0
,
5
1,0C 2,3C
2
,
5
m

1
:
1
2
C
C
0
,
5
C
C
=
2
,
5
m
1,6C2,4C
1
:
1
1
:
0
,
5
C C
C
0
,
8

C
C
K1
K2
0,75C
1,75C
C
/
2
C
C
C
=
3
,
2
m
1,1C
C
1,1C
2
,
5
C
h
h
1
,
2
C

2C
90
0,43C
0,1C
K
K
m
1
2
C
0
,
2
5
C
0
,
6
7
C
C
C
/
3

2,5C
C
C
3h"
1

,
2
3
C
1
,
2
3
C
0
,
3
7
C
C
c
C
0
,
3
C
C
C
C
3h"
5

5

c

C
0
,
3
C
C
C
C
3h"
r
=
0
,
1
3
C
5

r
c
C
3h"c
9
0

9
0

1
2

0

2
,
3
5
C
1
,
7
5
C
0
,
3
C
4C
C
=
3
m
C
C
C
0
,
7
5
C
1

,
2
5
C
0
,
7
5
C
V
H
Khi r=0
!"#$%&'&($)*+%,! &/

256
Khi xác định hệ số khí hoá hiện tại (K), các giá trị H
ĐT
và V
ĐT
lấy nhF sau:
- Cột nFớc đặc trFng: H
ĐT
= H
a
+h, trong đó h là chiều dày lớp nFớc trên đỉnh mố. Đối
với mố tiêu năng đặt ở cuối bể, lấy h=h
F
/ c ; với h
b
- độ sâu nFớc trong bể, c- chiều cao mố.

Đối với mố đặt ở các vị trí khác, h=f(x/l
n
), trong đó x- khoảng cách từ mố đến mặt cắt co
hẹp; l
n
- chiều dài nFớc nhảy. Khi x/l
n
= 0,25, có thể lấy: h=(0,75 - 0,85)(h
b
- c).
V!/]Q-/F_/"#D%/-`$/F+h%,/>$%!
Buồng van là một bộ phận của công trình tháo nFớc, tại đây có đặt các cửa van tạo ra
sự biến dạng đột ngột của dòng chảy, cũng là nơi dễ phát sinh khí hoá và khí thực.
a) Kiểm tra khí hoá khi van mở hoàn toàn.
Khí hoá có thể phát sinh ở mặt trFớc và mặt sau của khe van phẳng hay bán khe trên trụ
van cung. Một số dạng khe van điển hình nhF trên hình 6-48.
* Hệ số khí hoá phân giới:
- Với mặt trFớc của của khe:
K
pgt
= K
pgy
[1+0,65( 1
t
W
- )] K
d
; (6-86)
- Với mặt sau của khe:
K

pgy
= AK
W
K
B
[1+0,65(
1
t
W
-
)]; (6-87)
trong đó: K
pgy
- hệ số khí hoá phân giới khi có bậc thụt (loại mấu số 2, bảng 6-12).
W - bề rộng khe;
t - chiều sâu khe;
K
d
- hệ số sửa chữa do thay đổi bề rộng lòng dẫn phía sau khe van; trị số K
d
phụ
thuộc vào
w
d
(bảng 6-13) ;
A, K
W
, K
B
- các hệ số, xem hình 6- 48.

Bảng 6-13. Trị số K
d
trong công thức (6-87)

w
d

0 0,04 0,08 0,12
K
d
0,55 0,75 0,90 1,00
/
/
/
/
/
/
!"#$%&'&($)*+%,! &/

257
///n/////////nn/
a) K
d
~ d/W

A = 1,2 (1-10 )
W
d

Ê
0
08,0
W
d
Ê
b) K
d
= 1






c) K
d
= 1





A=0,30
R/W 0,3 0,4 0,8 1,7
A 0,5 0,35 0,2 0,08

d) K
d
= 1




a=0,2W
b/a 1 2 3 4
A 0,65 0,53 0,27 0,52
a=0,4W
b/a 1 2 3
A 0,35 0,17 0,08

e)







f)

Hình 6-48. Một số dạng khe van và các thông số tFơng ứng.
* Hệ số khí hoá hiện tại: xác định theo (6-78), trong đó: V
ĐT
lấy bằng lFu tốc bình quân
tại mặt cắt có khe van; H

ĐT
- áp lực tuyệt đối bình quân tại mặt cắt có khe van;
d
- chiều dày
lớp biên, xác định theo các chỉ dẫn nêu trên.

t
d
W
t
W
0
,
1
W
i
=
2
%
R
=
0
,
2
W
0
,
1
W
i

=
1
2
%
t
W
R
t
0,1W
W
b
a

3579
0
1
2
3
B
t
t
K
B
B/t
010203040
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0

W
K
W/
W

01,02,0
W/