đồ án môn học thủy công

Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




1



ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TÍNH TOÁN LỰC VÀ THẤM
SỐ ĐỀ: 46 _ B
A. TÍNH TOÁN LỰC TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH
I. Tài liệu
1. Mực nước và cao trình
- Cao trình đáy đập: + 100 m
- MNDBT của hồ: 145,5 m
- H
đ
= H
1
= MNDBT - 
đáy
= 145,5-100=45,5 m
- Cao trình bùn cát lắng đọng: +108 m
- Mực nước hạ lưu: +105 m
2. Tài liệu mặt cắt đập (hình vẽ)
MNDBT=145,5
MNHL=105

Hd
CTBC=108
Màn ch?ng th?m
100
b
nB
(1-n)B
5

- Cao trình đỉnh đập: = MNDBT+5 m = 150,5 m
- Đỉnh mặt cơ bản nằm ngang MNDBT
- Bề rộng đỉnh B=5m; đáy B=0,8H
1
= 36,4 m
- Hệ số cột nước còn lại sau màn chống thấm: 
1
= 0,5.
- Phần hình chiếu của mái thượng lưu lên mặt bằng: nB, trong đó n=0,2
- Dung trọng bê tông: 
b
= 2,4 T/m
3
= 24 KN/m
3

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2

2



3. Các tài liệu khác
Tốc độ gió tính toán: V = 24 m/s
Chiều dài truyền sóng: D = 4,5 km
Thời gian gió thổi liên tục: 6 giờ
Vùng xây dựng có động đất cấp 8: K=
20
1

Chỉ tiêu bùn cát lắng đọng: ɣ
k
= 1,0 T/m3; n
bc
=0,45; φ
bc
= 10
0
.
II. Các yêu cầu tính toán
1. Xác định các yếu tố của sóng bình quân, độ dềnh cao nhất của sóng
2. Vẽ giản đồ áp lực sóng lên mặt đập thượng lưu, tính P
max
và M
max

3. Xác định trị số và vẽ tất cả các lực lên 1 mét dài đập
B. TÍNH THẤM DƯỚI ĐÁY CÔNG TRÌNH
I. Tài liệu
Cống B có sơ đồ và kích thước như hình vẽ: L
1
=17,5 m, L
2
=14 m, S
1
=8
m, S
2
=3m, Z
1
=10,5 m, Z
2
=2,5 m, T
0
=12 m.
L2
L1
S1=8 m
0.5
S2=3 m
Z1
Z2
A
B
C

D
E
F
G
0.00
T
1

II. Yêu cầu tính toán
1. Dùng các phương pháp tính thấm đã học để xác định lưu lượng thấm
q, vẽ biểu đồ áp lực thấm lên bản đáy
2. So sánh kết quả giải được bằng các phương pháp và cho nhận xét.
3. Kiểm tra khả năng mất ổn định về thấm của nền.
4. a – Nếu kết cấu đường viền thấm không đổi nhưng hệ số thấm K
thay đổi thì các kết quả tính toán trên thay đổi như thế nào?
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




3



b - Nếu kết cấu đường viền thấm không đổi nhưng chênh lệch cột
nước H thay đổi thì các kết quả tính toán trên thay đổi như thế nào?
5. Nếu cống xây dựng ở vùng triều, khi cột nước đổi chiều các kết quả

tính nào còn sử dụng được? tại sao? Các đường viền thấm có cần
thay đổi gì không? Tại sao?


A. TÍNH TOÁN LỰC TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH

I. Xác định các yếu tố của sóng
1. Các yếu tố sóng trung bình
Giả thiết là sóng nước sâu: sử dụng đồ thị hình P2-1 (trang 115
Đồ án Thủy Công).
Tính các giá trị không thứ nguyên
8829
24
3600.6.81,9

V
gt

64,76
24
4500.81,9
22

V
gD


Tra đồ thị hình P2-1 ta được:











078,0
9,3
8829
2
V
hg
V
g
V
gt















016,0
46,1
64,76
2
2
V
hg
V
g
V
gD


Lấy cặp giá trị nhỏ hơn:










016,0
46,1
2
V

hg
V
g


h =
m
g
V
V
hg
94,0
81,9
24
.016,0).(
22
2


Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




4

_

= m
g
V
V
g
57,3
81,9
24
.46,1).( 


Bước sóng trung bình được xác định theo công thức:
20
14,3.2
57,3.81,9
2
.
2
_
2
_




g

m
Kiểm tra điều kiện ban đầu:
H
1
= 45,5 m >
2

=10 m
Vậy sóng là sóng nước sâu với các đặc trưng:
h = 0,94 m
_

= 20 m
_

= 3,57 m.
2. Chiều cao sóng với mức đảm bảo i% xác định theo công thức:

h
i%
= k
i%
.h
Trong đó k
i%
tra theo đồ thị hình P2-2 (trang 116 Giáo trình Đồ án Thủy Công)
Với








64,76
%1
2
V
gD
i
 k
i
= 2,1
Vậy h
i%
= h’ = 2,1.0,94 =1,97 m
3. Độ dềnh cao nhất của sóng:

s
= k
s
.h’
Trong đó: k
s
xác định theo đồ thị P2-4a (trang 116 Đồ án Thủy
Công).

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




5



Với









047,0
20
94,0
44,0
5,45
20
1


h
H

 k
s
= 1,13
h – chiều cao sóng với mức đảm bảo tương ứng (1%).
Vậy 
s
= 1,13.1,97 = 2,23 m
(mực nước dâng bình thường nằm trên phần mái nghiêng của Đập nên không
có sóng leo)
II. Xác định các lực tác dụng lên công trình (theo bài toán phẳng)
1. Áp lực thủy tĩnh: tác dụng ở mặt thượng lưu và hạ lưu đập, bao gồm các
thành phần thẳng đứng và nằm ngang.
a) Mặt thượng lưu:
- Thành phần thẳng đứng:
W
1
=
2
1
.
n
.n’.H
1
2

Trong đó: n’- hệ số mái nghiêng thượng lưu
n’ = cotg =
1
H
nB

=
16,0
45,5
0,2.36,4



n
– khối lượng riêng của nước (10 KN/m
3
).

 W
1
=
2
1
.10.0,16.45,5
2
=1656,2 KN
Điểm đặt cách A về phía trái 1 đoạn:
x
1
=B -
3
'
1
Hn
=36,4 -
3

5,45.16,0
= 33.97 m.
- Thành phần nằm ngang:

W
2
=
2
1
.
n
.H
1
2
=
2
1
.10.45,5
2


=10351,25 KN
Điểm đặt cách đáy:
3
1
2
H
y  = 17,15
3
5,45

 m
b) Mặt hạ lưu:
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




6



- Thành phần thẳng đứng: W
3
=
2
1
.
n
.m’.h
2
2

Trong đó: m’= cotg =
1
).1(
H
Bn


=
64,0
5,45
4,36).2,01(



 W
3
=
2
1
.10.0,64.5
2
= 80 KN
Điểm đặt cách A về phía trái: x
3
=
3
'.
2
hm
=
3
5.64,0
= 1,07 m.
- Thành phần ngang: W
4
=

2
1
.
n
.h
2
2
=
2
1
.10.5
2
= 125 KN
Điểm đặt cách đáy: y
4
=
3
2
h
= 1,67 m.
2. Áp lực sóng
Áp lực sóng lớn nhất đạt được ứng với độ dềnh:
'.hk
dd




Trong đó:
d

k

tra theo đồ thị hình (3-7c), Giáo trình thủy công tập
I;
Với









047,0
20
94,0
44,0
5,45
20
1


h
H
→
d
k

= 0,3

h- chiều cao sóng với mức đảm bảo tương ứng (1%).
→ '.hk
dd


 = 0,3.1,97 = 0,591 m
Trị số áp lực sóng lớn nhất tác dụng lên mặt đập xác định theo công thức:
W
s
= )
2
'
'.(
1
h
HhK
nd



Trong đó: hệ số K
đ
xác định theo đồ thị hình P2-4c (trang 116 Đồ án Thủy
Công).
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2

7



Với









047,0
20
94,0
44,0
5,45
20
1


h
H
→K
đ

= 0,14
 W
s
=
)
2
'
'.(
1
h
HhK
nd


= 0,14.10.1,97.(45,5+
2
97,1
) = 128,2
KN

- Mômen lớn nhất đối với chân đập do sóng gây ra:
)
22
'.
6
'
'.(
2
11
2

max
HHhh
hKM
nm



Trong đó hệ số K
m
xác định theo đồ thị hình P2-4d (trang 116 Đồ án Thủy
Công).
Với









047,0
20
94,0
44,0
5,45
20
1



h
H
→ K
m
= 0,21
 M
max
= 0,21.10.1,97.(
6
97,1
2
+
2
5,45.97,1
+
2
5,45
2
) = 4470,4 KNm
Điểm đặt cách đáy 1 đoạn: y
s
= M
max
/W
s
= 4470,4/128,2 = 34,87
m.
3. Áp lực đẩy ngược
Công trình chịu 2 loại áp lực thấm đẩy ngược là Lực thấm đẩy ngược và
Lực thủy tĩnh đẩy ngược (do Đập ngập phía hạ lưu).

- Áp lực thấm đẩy ngược:
Cường độ lực thấm đẩy ngược sau màn chống thấm là
P
max
= 
n
.
1
.H
Trong đó: 
1
- hệ số cột nước còn lại sau màn chống thấm
H - cột nước thấm, H = H
1
- h
2
= 45,5 – 5 = 40,5 m.
 P
max
= 
n
.
1
.H = 10.0,5.40,5 = 202,5 KN.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2

8




Tổng áp lực thấm đẩy ngược là:
W
th
=
2
1
. 
n
.
1
.H.B =
2
1
.10.0,5.40,5.36,4 = 3685,5 KN
Điểm đặt cách A về phía trái 1 đoạn:
x
th
= 2B/3 = 2.36,4/3 = 24,27 m.
- Áp lực thủy tĩnh đẩy ngược:
W
5
= 
n

.B.h
2
= 1820 KN
Điểm đặt cách A về phía trái 1 đoạn x
5
= B/2 = 36,4/2 = 18,2 m.
4. Áp lực bùn cát
- Thành phần thẳng đứng: W
6
=
2
1
.
bc
đn
.h
3
2
.n’

Với 
bc
đn
= 
k
– 
n
(1 - n
bc
) = 10 – 10.(1 - 0,45) = 4,5 KN/m

3

 W
6
=
2
1
.4,5.8
2
.0,16 = 23,04 KN
Điểm đặt cách A về phía trái 1 đoạn:
x
6
=B -
3
'
3
hn
=36,4 -
3
8.16,0
= 35.97 m.
- Thành phần nằm ngang:
W
7
=








2
45
2
1
022
3


tgh
đn
bc
=
2
1
.4,5.8
2
.tg
2
(45
0
-
2
10
0
)
= 101,4 KN
Điểm đặt cách đáy: y

7
=
3
3
h
=
3
8
=2,67 m.
5. Trọng lượng thân đập
Chia đập ra làm 3 hình nhỏ rồi xác định trọng lượng của từng phần rồi cộng lại.
G = G
1
+ G
2
+ G
3

G
1
= 
b
.
2
1
.(H
1
n’.B) = 24.
2
1

.(45,5.0,2.36,4) = 3974,88 KN
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




9



Điểm đặt cách A về phía trái 1 đoạn: x
G1
= B –
3
2nB

= 36,4 –
3
2.0,2.36,4

= 31,55 m.
G
2
= 
b
.(H
1

+ a).b = 24.(45,5 + 5).5 = 6060 KN
Điểm đặt cách A về phía trái 1 đoạn: x
G2
= (1-n).B –
2
b
= 26,62 m.
G
3
= 
b
.
2
1
.(H -
m
b
).[(1-n).B-b] = 24.
2
1
.(45,5 -
64,0
5
).[(1-0,2).36,4-5]= 10908,27 KN
Điểm đặt cách A về phía trái 1 đoạn: x
G3
=
3
b-n)B-(1
=

3
5-0,2)36,4-(1
= 8.04 m.
 Tổng trọng lượng đập:
G = 3794,88 + 6060 + 10908,27 = 20763,15 KN.
6. Lực sinh ra khi có động đất
a) Lực quán tính động đất của công trình
F
đ
= K
đ
..G
Trong đó: K – hệ số động đất ( =
20
1
= 0,05)
−hệ số đặc trưng động lực công trình
 = 1 + 0,5.

0
1
h
h

= 1,5
Lực động đất cùng phương ngược chiều với gia tốc động đất, điểm đặt tại trọng tâm
mặt cắt tính toán.
F
đ
=

20
1
.1,5.11888,38 = 891,63 KN
Điểm đặt cách đáy:
3
1
H
y
đ
 = 17,15
3
5,45
 m.
b) Áp lực nước thượng lưu tăng thêm do động đất
W
đ
t
= 56,5175,45.10.05,0
2
1

2
1
2
2
1
HK
n

KN

Điểm đặt cách đáy:
3
1
H
y
đ
 = 17,15
3
5,45
 m.
c) Áp lực nước hạ lưu tăng thêm do động đất
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




10



W
đ
h
=
25,65.10.05,0
2
1

2
1
2
2
2
hK
n

KN
Điểm đặt cách đáy: y
đ
=
3
2
h
= 1,67 m.
d) Áp lực bùn cát tăng thêm khi có động đất
W
8
= 2.K.tg.W
7

K – hệ số động đất
 – góc ma sát trong của bùn cát (  = 10
0
)
W
7
- thành phần nằm ngang của áp lực bùn cát.

 W
8
= 2.0,05.tg10
0
.101,4 = 1,78 KN

Điểm đặt cách đáy: y
8
=
3
3
h
=
3
8
=2,67 m.
 Sơ đồ các lực tác dụng lên đập
h
s
Ws
Wd
W8
Wd2
W3
W2
W7
W6
W1
W4
nB

B/2
(1-n)B
B/3
Wth
W5
H
1
H
1/
3
h
3
/3
nB/3
a
1
H
m'h
2
/3
h
2
/3
H
h
2
Fd
G
t

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




11





 Bảng tổng hợp lực tác dụng lên công trình
Thứ tự Lực tác dụng
Trị số Mômen đối với A
P↓ ( + ) Q→ ( + ) Tay đòn M
A
(+)
↷

1 W
1
1656.2 33.97 -56261.11
2 W

2
10351.25 15.17 157028.46
3 W
3
80 1.07 85.60
4 W
4
-125 1.67 -208.75
5 W
s
128.2 34.87 4470.33
6 W
th
-3685.5 24.27 89447.09
7 W
5
-1820 18.2 33124.00
8 W
6
23.04 35.97 828.75
9 W
7
101.4 2.67 270.74
10 G
1
3974.88 31.55
-
125407.46
11 G
2

6060 26.62
-
161317.20
12 G
3
10908.27 8.04 -87702.49
13 F
đ
891.63 15.17 13526.03
14 W
đ
517.56 15.17 7851.39
15 W
8
1.24 1.67 2.97
Tổng
17196,89 11866.28
-124432.8
 Vậy công trình không bị lật.
III. Kiểm Tra Ổn Định
Với hệ số an toàn: f = 0,65
Công trình cấp 3: K
n
= 1,15
Điều kiện ổn định: f.
∑P/∑Q ≥ K
n
f.∑P/∑Q = 0,65.17196,89/11866.28 = 0,94 < 1,15
 Vậy công trình bị trượt.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




12





B. TÍNH THẤM DƯỚI ĐÁY CÔNG TRÌNH
L2
L1
S1
0.5
S2=3 m
Z1
Z2
A
B
C
D
E
F
G
0.00
T

1

I. Tính theo phương pháp tỷ lệ đường thẳng
Theo Lence đường viền thấm thẳng đứng có khả
năng tiêu hao cột nước thấm lớn hơn đoạn nằm
ngang m lần.
Chiều dài tính toán của đường viền thấm xác
định theo công thức:
L
tt
= L
đ
+
m
L

n

Trong đó:
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




13

L
đ

– chiều dài tổng cộng của các đoạn thẳng
đứng và các đoạn xiên có góc nghiêng so với
phương ngang lớn hơn hoặc bằng 45
0
.
L
n
– chiều dài tổng cộng các đoạn nằm ngang và
các đoạn xiên có góc nghiêng nhỏ hơn 45
0
.
m – hệ số phụ thuộc vào hàng cừ. với 2 hàng cừ
lấy m = 2,5

L
đ
= 0,5+2.S
1
+2.S
2
= 0,5+2.8+2.3 = 22,5 m
L
n
= L
1
+ L

2
= 17,5 + 14 = 31,5 m.
Vậy: L
tt
= 22,5 +
5,2
5,31
= 35,1 m.
1. Tính toán lực đẩy ngược lên bản đáy
a) Áp lực thấm
Cột nước thấm tại 1 điểm cách điểm cuối đường viền thấm 1 đoạn dài tính
toán X
tt
(xác định như L
tt
) là:
h
x
=
H
L
X
tt
tt
.

X
tt
E
= 2.S

2
+
5,2
2
L
= 2.3 +
5,2
14
= 11,6 m
X
tt
F
= 2.S
2
= 2.3 = 6 m.
 h
E
=
H
L
X
tt
E
.
=
8.
1,35
6,11
= 2,64 m
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




14



và h
F
= H
L
X
tt
F
. =
8.
1,35
6
=1,37 m.
Tổng áp lực thấm lên bản đáy cống:
W
th
= 
n
.

2
.
2
L
hh
FE


=10.

14.
2
37,164,2

=280,7 KN
b) Áp lực thủy tĩnh đẩy ngược
W
1
= 
n
.(H
2
+t).L
2
= 10.(2,5 + 1).14 = 490 KN
L2L1
S1=8 m
0.5
S2=3 m
Z1

Z2
A
B
C
D
E
F
G
0.00
T
1
h
E
W
th
W
1
h
F
(H
2
+t)
H
2

2. Tính gradient thấm và lưu tốc thấm bình quân
- Trên đoạn đường viền đứng:
J
đ
=

tt
L
H

=
1,35
8

= 0,228
V
đ
= K.J
đ
= 2.10
-6
.0,228 = 0,456.10
-7
m/s
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




15

- Trên đoạn đường viền ngang
J
n
=
m
J

d
=
2,5
0.228
= 0,091
3. Tính lưu lượng thấm
T
1
- chiều dày tầng thấm dưới bản đáy cống, T
1
=13 m.
q = K.J
n
.T
1
= 2.10
-6
.0,091.13= 2,37.10
-6
m
2
/s
4. Độ bền thấm của nền

Nền là cát pha (đồng nhất đẳng hướng)
Lấy C = 5.
Kiểm tra theo công thức: L
tt
> C.H
 35,1 > 4.8 =32
 Nền đảm bảo độ bền.
II. Tính theo phương pháp hệ số sức kháng
1. Phân đoạn
Chia miền thấm thành các bộ phận khác nhau 1, 2, 3, 4, 5 như trên hình
vẽ
2. Xác định hệ số sức kháng của từng bộ phận
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




16



L2L1
S1=8 m
0.5
S2=3 m
Z1
Z2

A
B
C
D
E
F
G
0.00
T
1
1 2
3
4
5

a) Bộ phận cửa vào và cửa ra
- Cửa vào (không cừ)
ξ
vào
= 0,44 +
0
T
a

= 0,44 +
14
0,5

= 0,476
- Cửa ra (không bậc)

S
2
= 3m, T
3
= T
2
= T-1 = 14 – 1 = 13m.
ξ
ra
= 0,44 +
3
2
T
S
1,5.
+
3
2
3
2
T
S
0,75-1
T
S
0,5

=0,925
b) Bộ phận giữa (không bậc, cừ S
1

=8 m, T
1
=13,25 m)
Với điều kiện:
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




17



0,5 <
1
2
T
T

=0,98< 1 và 0 <
2
T
S

< 0,8 => thỏa mãn
 ξ
g

=
2
1
T
S
1,5.
+
2
1
2
1
T
S
0,75-1
T
S
0,5
= 1,478
c) - Bộ phận nằm ngang 1
(L
1
=17,5 , S
1
=8, T
1
=13,25)
Kiểm tra điều kiện L
1
= 17,5 >
2

S
1
=4
ξ
n1
=
1
11
T
0,5S -L
= 1.02
- Bộ phận nằm ngang 2
Kiểm tra điều kiện L
2
=14 >
2
SS
21

= 6,5
(L
2
=14, S
2
=3, T
2
=13)
ξ
n2
=

2
212
T
)S0,5(S -L

=0,64
Vậy
∑
ξ
i
= ξ
vào
+ ξ
ra
+ ξ
g
+ ξ
n1
+ ξ
n2

=0,476 + 0,925 + 1,478 + 1,02 + 0,64 = 4,54
3. Tính áp lực thấm
Tổn thất qua mỗi bộ phận được xác định theo công thức
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2

18



h
i
=

i
H
.


i

trong đó: ξ
i
– hệ số sức kháng của bộ phận đang xét;

∑
ξ
i
– tổng hệ số sức kháng của toàn hệ thống (=4,54)
H – cột nước thấm (= 8 m)
h
1
=
54,4

8
.476,0
= 0,84 m
h
2
=
54,4
8
.02,1
= 1,8 m
h
3
=
54,4
8
.478,1
= 2,6 m
h
4
=
54,4
8
.64,0
= 1,13 m
h
5
=
54,4
8
.925,0

= 1,63 m.
Áp lực thấm lên bản đáy: W
th
= 
n
.

2
454
L.
2
h)h(h



=

14.
2
13,1)63,1(1,13
.10


= 272,3 KN
Áp lực thủy tĩnh: W
tt
= 
n
.(H
2

+t).L
2
=10.(2,5 + 1).14 = 490 KN
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




19



L2L1
S1=8 m
0.5
S2=3 m
Z1
Z2
A
B
C
D
E
F
G
0.00
T

1
1 2
3
4
5
W
th
W
1
(H
2
+t)
H
h
1
h
2
h
3
h
4
h
5

4. Tính lưu lượng thấm
Công thức: q =

i
H
.K


=
54,4
8
.2.10
6-
=3,52 m
2
/s
5. Tính gradient thấm:
xác định theo công thức
J
ra
=


i1
1
.
T


Với  – hệ số.
theo Antipov:  = .

)]1(
2
sin[
1
2

1

T
T
T
S


 = 1;
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




20



T1 – lấy phía tầng thấm dày; ( = 13,25)
T2 – lấy phía tầng thấm mỏng;( =13)
S – chiều dày cừ tại cửa ra. ( = 3 m)
  = 1.

)]1
25,13
13
25,13

3
(
2
sin[ 

= 0,37
Vậy
J
ra
=
54,4.37,0
1
.
25,13
8
= 0,36
III. Phương pháp vẽ lưới thấm
1. Xây dựng lưới thấm
Lưới thấm có thể được xây dựng bằng phương pháp vẽ đúng dần. Để kiểm tra độ
chính xác của lưới thấm cần dựa vào các điều kiện sau:
- Tất cả các đường dòng và đường đẳng thế phải trực giao nhau.
- Các ô lưới phải là các hình vuông cong (các trung đoạn của mỗi
ô lưới phải bằng nhau)
- Tiếp tuyến của đường đẳng thế vẽ từ các điểm góc của đường
viền phải trùng phân giác của góc đó
 Các giới hạn của lưới thấm :
- Đường thế đầu tiên : Mặt nền thấm phía thượng lưu
- Đường thế cuối cùng : Mặt nền thấm phía hạ lưu
- Đường dòng đầu tiên: Đường viền thấm dưới đáy công trình
- Đường dòng cuối cùng: Mặt tầng không thấm

Miền thấm giữa 2 đường thế kế nhau gọi là dải, miền thấm giữa 2 đường kề nhau gọi
là ống dòng.
→ Sơ đồ lưới thấm như hình vẽ
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2




21




2. Xác định áp lực thấm
Gọi n là số dải của lưới thấm, n=16 → cột nước thấm tổn thất qua mỗi dải sẽ là :
∆H=
n
H
=
16
8
= 0,5 m
Cột nước thấm tại 1 điểm x nào đó cách đường thế cuối cùng i dải (i có thể số thập
phân khi x không nằm trên 1 đường thế của lưới) sẽ là :
h
x
= i.

n
H

Cột nước thấm tại F(i=4,2) là h
F
= i
F
.

n
H
= 4,2.0,5 = 2,1
E(i=6,8) là h
E
= i
E
.

n
H
= 6,8.0,5 = 3,4
→ Tổng áp lực thấm đẩy ngược lên bản đáy là :
W
th
= 
n
.

2

FE
L.
2
hh


=

14.
2
4,31,2
.10

= 385 KN
Áp lực thủy tĩnh: W
tt
= 
n
.(H
2
+t).L
2
=10.(2,5 + 1).14 = 490 KN
3. Xác định lưu lượng thấm
q = K.

n
m
.H = 2.10
-6

.0,25.8 = 4.10
-6
m
2
/s
4. Xác định gradient thấm

J
tb
=
S
H


=
S
n
H


Dựa vào công thức này vẽ được biểu đồ gradien thấm ở cửa ra.
5. Kiểm tra độ bền thấm của nền
Điều kiện bền thấm của nền là: J
ra max
< [J]
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()
Đại Học Thủy Lợi _ 2010 Đồ án môn học Thủy Công

Sv: Đào Văn Nhượng _ 49CT2

22



Với  =
10
60
d
d
= 15 tra hình P3-1 trang 118 Đồ Án Thủy Công
Ta được [ J ] = 0,2


Từ đó ta vẽ được biểu đồ áp lực dưới đáy công trình như hình vẽ sau:


Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()