Đồ án môn học thủy công thiết kế đập bê tông trọng lực
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (363.65 KB, 34 trang )
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC
A. TÀI LIỆU :
Theo quy hoạch trị thuỷ và khai thác sông C, tại vị trí X phải xây dựng một cụm công
trình đầu mối thuỷ lợi với nhiệm vụ phát điện là chính, kết hợp phòng lũ cho hạ du, điều tiết
nước phục vụ tưới, cấp nước sinh hoạt và giao thông trong mùa kiệt.
I. Nhiệm vụ công trình.
1. Nhiệm vụ chính là phát điện.Trạm thuỷ điện có công suất N=120.000 kW.
2. Phòng lũ cho hạ du với phạm vi ảnh hưởng mà công trình có thể phát huy là 250.000ha;
3. Tăng mực nước và lưu lượng sông trong mùa kiệt để tưới cho 150.000 ha ruộng đất và phục
phụ giao thông thuỷ, tạo nguồn cấp nước sinh hoạt cho 1.000.000 người.
II. Địa hình, địa chất ,thuỷ văn.
1. Bình đồ khu đầu mối công trình, tỷ lệ 1/2000: Tuyến đã được xác định và sơ bộ bố trí các
hạng mục công trình đầu mối như sau:
- Đập bê tông trọng lực dâng nước ,có đoạn tràn nước;
- Nhà máy thuỷ điện đặt ở hạ lưu đập về phía bờ trái, nước qua Turbin sẽ được trả lại sông để
cấp nước cho hạ du. Có 4 đường hầm dẫn nước vào nhà máy thuỷ điện.
- Công trình nâng tàu (âu tàu) bố trí ở bờ trái, cách xa nhà máy thuỷ điện.
2-Địa chất khu vực công trình
a) Nền tuyến đập: nền sa thạch phân lớp ,trên mặt có phủ một lớp đất thịt dày từ 3 đến 5m. đá
gốc có độ phong hoá, nứt trung bình.
b) Tài liệu ép nước thí nghiệm tại tuyến đập:
Độ sâu (m): 10 15 20
Độ mất nước (1/ph): 0,05 0,03 0,01
c) Chỉ tiêu cơ lý của đá nền:
-Hệ số ma sát: f = 0,65;
-Các đặc trưng chống cắt: f
0
= 0,63; c = 2kg/cm
2
;
-Cường độ chịu nén giới hạn: R = 1600kg/cm
2
;
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
1
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
3. Vật liệu xây dựng: Tại khu vực này đất thịt hiếm, cát và đá có trữ lượng lớn, khai thác ngay
ở hạ lưu đập, chất lượng bảo đảm tiêu chuẩn dùng làm vật liệu bê tông ; gỗ, tre có trữ lượng
lớn, tâp trung ở thượng lưu.
4. Tài liệu thuỷ văn
- Cao trình bùn cát lắng đọng (sau thời gian phục phụ của công trình): 40,0m
- Chỉ tiêu cơ lý của bùn cát: n = 0.45; γ = 1,15T/m
3
; ϕ
bh
= 11
0
- Lưu lượng tháo lũ (Q
tháo
) và cột nước siêu cao trên mực nước dâng bình thường (H
t
)
Tần suất P(%)
0,1 0,5 1,0 1,5 2,0
Q
tháo
(m/s
3
) 1330 1230 1190 1120 1080
H
t
(m) 5,5 5,1 4,8 4,3 4,0
- Đường quan hệ Q ~ Z ở hạ lưu tuyến đập:
Q (m
3
/s) 300 500 700 900 1000 1100 1200 1550
Z (m) 33,5 34,4 35,2 35,8 36,1 36,4 36,6 37,0
5. Tài liệu về thuỷ năng
- Trạm thuỷ điện có 4 tổ máy.
- Mực nước dâng bình thường (MNDBT), mực nước chết (MNC), lưu lượng qua 1 tổ máy
(Q
TM
) cho trong bảng:
Đầu đề Thứ tự MNDBT(m) MNC(m) Q
TM
(m
3
/s)
I 23 89,4 46,1 121
6. Các tài liệu khác:
- Tốc độ gió ứng với tần suất P(%):
Tần suât P%
2 3 5 20 30 50
V(m/s) 36 34 30 22 20 18
- Chiều dài truyền sóng: D = 6km (ứng với MNDBT)
D
’
= 6,5km (ứng với MNDGC).
- Khu vực xây dựng công trình có động đất cấp 8
- Đỉnh đập không có giao thông chính đi qua.
B. YÊU CẦU VÀ NHIỆM VỤ
1. Yêu cầu.
- Hiểu được cách bố trí đầu mối thuỷ lợi và lý do chọn phương án đập bê tông:
- Nắm được các bước thiết kế đập bê tông trọng lưc tràn nước và không tràn nước(trong giai
đoạn thiết kế sơ bộ).
2. Nhiệm vụ.
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
2
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
- Bố trí phần đập tràn, không tràn trên tuyến đã chọn;
- Xác định mặt cắt cơ bản đập;
- Xác định mặt cắt thực dụng cho phần đập không tràn, đập tràn (bao gồm cả tính toán tiêu
năng);
- Kiểm tra ổn định mặt cắt đập không tràn;
- Phân tich ứng suất mặt cắt đập không tràn:
- Chọn cấu tạo các bộ phận : Thoát nước ở thân đập, chống thấm ở nền, xử lý nền, bố trí hệ
thống hành lang trong đập.
- Đồ án bao gồm một bản thuyết minh và 1 bản vẽ khổ A1, trên đó thể hiện:
+ Bình đồ bố trí đập và các công trình lân cận :
+ Chính diện thượng lưu;
+ Chính diện hạ lưu;
+ Một mặt cắt qua phần đập tràn;
+ Một mặt cắt qua phần đập không tràn;
+ Các chi tiết cấu tạo khối, hành lang, đỉnh đập.
PHẦN MỞ ĐẦU
I . Vị trí và nhiệm vụ công trình
Vị trí: công trình tại vị trí X trên sông C
Nhiệm vụ : - phát điện với công suất 120.000 kw
- phòng lũ cho hạ du S = 250000 ha
- tăng lưu lượng nước trong mùa kiệt để tưới cho 150.000 ha
- giao thông thuỷ
II. Chọn tuyến đập và bố trí công trình đầu mối
1. Tuyến đập
Theo bình đồ đã cho công trình ở tuyến X hai bên là hai quả đồi lòng sông tại đây bị thu hẹp
nhất nên chọn tuyến đập đi qua tâm của hai quả đồi
2. Loại đập
Theo tài liệu địa chất và vật liệu xây dựng ta thấy công trình nằm trên nền đá có chất lượng tốt,
cát và đá có trữ lượng lớn khai thác ở ngay hạ lưu đập chất lượng đủ dùng để làm vật liệu bê
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
3
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
tông, gỗ tre có trữ lượng lớn tập trung ở thượng lưu .Từ đó ta quyết định xây đập bê tông trọng
lực.
3. Bố trí tổng thể công trình đầu mối.
a) Đập tràn: Để tiện cho việc dẫn dòng và tránh sói lở ở hai bên bờ sông → Chọn đập tràn ở
giữa lòng sông.
b) Nhà máy phát điện : ở phía hạ lưu bờ trái của công trình.nước qua turbin sẽ được trả lại sông
để tưới cho đồng ruộng phía hạ du.
c) Âu tàu. bố trí ở bờ trái, cách xa nhà máy thủy điện.
III . Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế.
1. Cấp công trình:
Việc xác định cấp công trình dựa trên 2 điều kiện sau:
- Theo chiều cao đập và loại nền:
Đây là đập bê tông trên nền đá với: ∇dd > MNDBT → Sơ bộ ta chọn chiều cao đập:
H = MNDBT-∇
đáy
= 89,4 - 31 = 58,4 (m)
Tra bảng P1-1 → Công trình cấp III
- Theo năng lực phục vụ: nhiệm vụ chính là phát điện tra bảng P1-2 phụ lục ta thấy cấp công
trình là cấp II.
Kết hợp từ 2 điều kiện trên → Công trình cấp II
2. Các chỉ tiêu thiết kế :
Từ cấp công trình và loại đập ta xác định được:
- Tần suất lưu lượng và mực nước lớn nhất thiết kế: P% = 0,5.
- Tần suất gió lớn nhất tính toán: P = 2 %.
- Tần suất gió bình quân lớn nhất: P = 50 %.
- Hệ số lệch tải: n = 1,05.
- Hệ số điều kiện làm việc: m = 0,95.
- Hệ số tin cậy: K
n
= 1,2.
- Độ vượt cao an toàn.
+ Tính với MNDGC: a
’
= 1 (m)
+ Tính với MNDBT: a = 1,2(m)
TÍNH TOÁN MẶT CẮT ĐẬP.
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
4
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
I. Mặt cắt cơ bản.
1. Dạng mặt cắt cơ bản.
Do đặc điểm chịu lực, mặt cắt cơ bản của đập bê tông trọng lực có dạng tam giác ( hình-1).
- Đỉnh mặt cắt ngang MNDGC
MNDGC = MNDBT + H
t
= 89,4 + 5,1 = 94,5 (m).
H
t
: Cột nước siêu cao lấy theo tài liệu đã cho ứng với tần suất lũ thiết kế là
P = 0,5 %. => H
t
= 5,1(m)
- Chiều cao mặt cắt:
H
1
= MNDGC - ∇
đáy
= 94,5 – 31 = 63,5 m
- Chiều rộng đáy đập là B, trong đó đoạn hình chiếu của mái thượng lưu là nB, hình chiếu của
mái hạ lưu là (1-n)B. Trị số n có thể chọn trước theo kinh nghiệm, chọn n = 0. Trị số của B xác
định theo các điều kiện ổn định và ứng suất.
Hình 1
2. Xác định chiều rộng đáy đập:
a- Theo điều kiện ổn định:
B = K
c
.
−+
1
1
1
.
α
γ
γ
nf
H
n
(4-1)
Trong đó:
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
5
H1
MNDGC
§¸y
S1
nB
(1-n)B
L2
L1
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
- H
1
: chiều cao mặt cắt, H
1
= 63,5 m.
- f: hệ số ma sát, f = 0,65.
- γ
1
: dung trọng của đập, γ
1
= 2,4 T/m
3
.
- γ
n
: dung trọng của nước, γ
n
= 1 T/m
3
.
- α
1
: hệ số cột nước còn lại sau màng chống thấm. Vì đập cao, công trình quan trọng
nên cần thiết phải xử lý chống thấm cho nền bằng cách phụt vữa tạo màng chống thấm. Sơ bộ
chọn α
1
= 0,55.
- K
c
: hệ số an toàn ổn định cho phép. Theo quan điểm tính toán ổn định trong các quy
phạm mới, ổn định của công trình được đảm bảo khi:
n
c
.N
tt
≤
R
K
m
n
.
(4-2)
Trong đó:
- n
c
: hệ số tổ hợp tải trọng, n
c
= 0,9.
- m: hệ số điều kiện làm việc, m = 0,95.
- K
n
: hệ số tin cậy, K
n
= 1,2.
- N
tt
và R lần lượt là giá trị tính toán của lực tổng quát gây trượt và lực chống giới hạn.
Có thể viết (4-2) dưới dạng:
m
Kn
N
R
nc
tt
.
≥
So sánh với công thức tính ổn định trong quy phạm cũ có thể coi
K
c
=
m
Kn
nc
.
=
0,9.1,2
0,95
= 1,14
→ B = 1,14.
63,5
2,4
0,65. 0,55
1
−
÷
= 60,2 m
b- Theo điều kiện ứng suất:
B =
1
1
1
)2.()1.(
α
γ
γ
−−+− nnn
H
n
=
63,5
2,4
.1 0,55
1
−
= 46,69 m
c- Chọn trị số B
Để thoả mãn đồng thời cả 2 điều kiện ổn định và ứng suất, chọn B = 60,2 m
II- Mặt cắt thực dụng đập không tràn: Tại mặt cắt cơ bản, tiến hành bổ sung một số chi tiết ta
được mặt cắt thực dụng.
1. Xác định cao trình đỉnh đập:
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
6
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
a- Theo MNDBT:
∇
đ1
= MNDBT + ∆h + η
s
+ a
Trong đó:
- ∆h: độ dềnh do gió ứng với vận tốc gió tính toán lớn nhất.
- η
s
: độ dềnh cao nhất của sóng ứng với vận tốc gió tính toán lớn nhất.
* Tính ∆h:
∆h = 2.10
-6
.
s
Hg
DV
α
cos.
.
.
2
Trong đó:
- V: vận tốc gió tính toán lớn nhất, V = 36 m/s.
- D: đà gió ứng với MNDBT, D = 6000 m.
- g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s
2
.
- H: chiều sâu nước trước đập:
H = ∇
MNDBT
- ∇
đáy đập
= 89,4 – 31 = 58,4 m.
- α
s
: góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió, α
s
= 0
0
.
→ ∆h = 2.10
-6
.
2
0
36 .6000
.cos0
9,81.58,4
= 0,027 m
* Tính η
s
:
η
s
= k
η
s
.h
Trong đó:
- k
η
s
: tra đồ thị hình P2-4a.
- h: chiều cao sóng với mức đảm bảo tương ứng.
Giả thiết sóng đang xét là sóng nước sâu: H >
2
λ
Ta có:
9,81.6.3600
5886
36
gt
V
= =
9,81.6000
45,42
2 2
36
gD
V
= =
Có
V
gt
tra đồ thị hình P2-1 ta có:
V
g
τ
= 3,6 ;
2
V
hg
= 0,068.
Có
2
V
gD
tra đồ thị hình P2-1 ta có:
V
g
τ
= 1,25 ;
2
V
hg
= 0,0125.
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
7
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
So sánh hai cặp giá trị ta chọn cặp giá trị bé
V
g
τ
= 1,25 ;
2
V
hg
= 0,0125.
Từ đó ta tính được:
_
h
=
2
V
hg
.
g
V
2
= 0,0125.
81,9
36
2
= 1,65 m
_
τ
=
V
g
τ
.
g
V
= 1,25.
81,9
36
= 4,59 s
Bước sóng trung bình được xác định theo công thức :
_
2 2
_
. 9,81.4,59
32,85
2 2.3,14
g
τ
λ
π
= = =
m
Kiểm tra: H = 58,4 m >
2
λ
= 16,43 m. Vậy giả thiết sóng nước sâu là đúng.
Tra đồ thị P2-2 ứng với
42,45
2
=
V
gD
ta có: K
1%
= 2,09
→ h
1%
= K
1%
.
h
= 2,09.1,65 = 3,45 m
Tra đồ thị P2-4a ứng với
H
λ
= 0,56 và
λ
h
= 0,105 ta có: k
η
s
= 1,225
→ η
s
= k
η
s
.h = 1,225.3,45 = 4,23 m
→ ∇
đ1
= 89,4 + 0,027 + 4,23 + 1,2 = 94,85 m
b- Theo MNDGC:
∇
đ2
= MNDGC + ∆h' + η
s
' + a'
Trong đó:
- ∆h': độ dềnh do gió ứng với vận tốc gió bình quân lớn nhất.
- η'
s
: độ dềnh cao nhất của sóng ứng với vận tốc gió bình quân lớn nhất.
* Tính ∆h':
∆h' = 2.10
-6
.
s
Hg
DV
α
cos.
.
'.
2
Trong đó:
- V': vận tốc gió bình quân lớn nhất, V' = 18 m/s.
- D': đà gió ứng với MNDGC, D' = 6500 m.
- g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s
2
.
- H: chiều sâu nước trước đập, H = 94,5- 31 = 63,5 m.
- α
s
: góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió, α
s
= 0
0
.
→ ∆h' = 2.10
-6
.
2
0
18 .6500
.cos0
9,81.63,5
= 0,007 m
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
8
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
* Tính
η
'
s
:
η'
s
= k
η
's
.h
Trong đó:
- k
η
's
: tra đồ thị hình P2-4a
- h: chiều cao sóng với mức đảm bảo tương ứng.
Giả thiết sóng đang xét là sóng nước sâu: H >
2
λ
Ta có:
18
9,81.6.3600
11772
'
gt
V
= =
2 2
18
' 9,81.6500
196,81
'
gD
V
= =
Có
'V
gt
tra đồ thị hình P2-1 ta có:
'V
g
τ
= 4,6 ;
2
'V
hg
= 0,1.
Có
2
'
'
V
gD
tra đồ thị hình P2-1 ta có:
'V
g
τ
= 1,9 ;
2
'V
hg
= 0,024.
Ta chọn cặp giá trị
'V
g
τ
= 1,9 ;
2
'V
hg
= 0,024.(nhỏ nhất)
Từ đó ta tính được:
_
h
=
2
'V
hg
.
g
V
2
'
= 0,024.
2
18
9,81
= 0,79 m
_
τ
=
'V
g
τ
.
g
V '
= 1,9.
18
9,81
= 3,49 s
Bước sóng trung bình được xác định theo công thức :
_
2 2
_
. 9,81.3,49
19,03
2 2.3,14
g
τ
λ
π
= = =
m
Kiểm tra: H = 63,5 m >
2
λ
= 9,51 m. Vậy giả thiết sóng nước sâu là đúng.
Tra đồ thị P2-2 ứng với
2
'
196,81
'
gD
V
=
ta có: K
1%
= 2,09
→ h
1%
= K
1%
.
h
= 2,09.0,79 = 1,65 m
Tra đồ thị P2-4a ứng với
H
λ
= 0,33 và
λ
h
= 0,09 ta có: k
η
s
= 1,21
→ η
s
= k
η
s
.h = 1,21.1,65 = 2,0 m
→ ∇
đ2
= 94,5 + 0,007 + 2,0 + 1 = 97,5 m
Vậy, chọn cao trình đỉnh đập là 97,5 m.
2. Bề rộng đỉnh đập: chọn b = 5 m.
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
9
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
3. Bố trí các lỗ khoét: các hành lang (lỗ khoét) trong thân đập có tác dụng tập trung nước thấm
trong thân đập và nền kết hợp để sửa chữa. Hành lang ở gần nền dùng để phụt vữa chống thấm.
Kích thước hành lang được chọn theo yêu cầu sử dụng. Hành lang phụt vữa chọn theo yêu cầu
thi công (phụ thuộc vào kích thước máy khoan phụt và khoảng cách không gian cần thiết cho
thi công). Các hành lang khác chọn không nhỏ hơn (1,2×1,6)
m
.
Theo chiều cao đập bố trí hành lang ở các tầng khác nhau, tầng nọ cách tầng kia khoảng
(15÷20)
m
. Khoảng cách từ mặt thượng lưu đến mép trước của hành lang tạm chọn theo điều
kiện chống thấm: l
1
=
H
J
Với H là cột nước tính đến đáy hành lang J là gradien thấm cho phép
của bê tông J = 20. Khi sử dụng phụ gia chống thấm có thể lấy J lớn hơn.
Đối với các dữ liệu đã cho ta thấy: Với đập cao H = 97,5 – 31 = 66,5 (m) ta bố trí 3 hành
lang, khoảng cách giữa các hành lang là 20 (m).
Hành lang trên cùng cách đỉnh 24 (m) tính tới đáy hành lang.Hành lang dưới cùng (phụt
vữa ) cách đáy 2,5 (m), hành lang này do phải tính đến kích thước máy khoan phụt vữa và
khoảng không cần thiết cho thi công nên ta chọn kích thước là (4×4)
m
. Còn hai hành lang trên
đều chọn kích thước là (2×2,5)
m
.
Các cột nước (tính từ MNDGC):
H
1
= 94,5 – 33,5 = 61 (m).
H
2
= 94,5 – 53,5 = 41 (m).
H
3
= 94,5 – 73,5 = 21 (m).
→ l
1
=
20
1
H
=
61
20
= 3,05 m
l
2
=
20
2
H
=
41
20
= 2,05 m.
l
3
=
20
3
H
=
21
20
= 1,05 m.
Các hành lang đều cuốn vòm với bán kính R = 1/2 chiều rộng mỗi hành lang
III- Mặt cắt thực dụng của đập tràn:
1. Mặt cắt đập tràn: chọn mặt tràn dạng Ôphixêrốp không chân không. Loại này có hệ số lưu
lượng tương đối lớn và chế độ làm việc ổn định.
Cách xây dựng mặt cắt đập như sau:
- Chọn cao trình ngưỡng tràn ngang với MNDBT = 89,4 m (tràn tự động).
- Chọn hệ trục xOy có trục Ox ngang cao trình ngưỡng tràn, hướng về hạ lưu; trục oy
hướng xuống dưới gốc O ở mép thượng lưu đập, ngang cao trình ngưỡng tràn.
- Vẽ đường cong theo toạ độ Ôphixêrốp trong hệ trục đã chọn với
H
thiết kế
= H
t
= 5,1 (m).
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
10
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
Tra phụ lục 14-2 (bảng tra thuỷ lực) ta có bảng toạ độ đường cong mặt đập như bảng sau
(x =
x
.H
tk
, y =
y
.H
tk
):
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
11
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
x
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.7 2 2.5 3 3.5 4 4.5
x
0 0.51 1.02 1.53 2.04 3.06 4.08 5.1 6.12 7.14 8.67 10.2 12.75 15.3 17.85 20.4 22.95
y
0.126 0.036 0.007 0 0.007 0.06 0.147 0.256 0.393 0.565 0.873 1.235 1.96 2.824 3.818 4.93 6.22
y
0.643 0.184 0.036 0.000 0.036 0.306 0.750 1.306 2.004 2.882 4.452 6.299 9.996 14.402 19.472 25.143 31.722
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
o
A
a
B
C
D
O
F
d
1
x
y
P
Ht
12
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
- Tịnh tiến đường cong đó theo phương ngang về hạ lưu cho đến khi tiếp xúc với biên hạ
lưu của mặt cắt cơ bản tại điểm D.
- Mặt cắt hạ lưu nối tiếp với sân sau bằng mặt cong có bán kính R.
R = (0,2 ÷ 0,5).(P + H
t
) = 0,5.(58,4 + 5,1) = 31,75 m
+ P: chiều cao đập = 89,4 - 31 = 58,4m
+ H
t
: cột nước trên đỉnh tràn.
Mặt tràn cuối cùng sẽ là mặt ABCDEF trong đó:
- AB: nhánh đi lên của đường cong Ôphixêrốp
- BC: là đoạn nằm ngang trên đỉnh.
- CD: là một phần của nhánh đi xuống của đường cong Ôphixêrốp.
- DE: là một đoạn của mái hạ lưu mặt cắt cơ bản.
- EF: là cung nối tiếp với sân sau.
2. Trụ pin và cầu giao thông:
Đỉnh đập không có đường giao thông chính chạy qua, nhưng để đi lại kiểm tra và khai
thác công trình, vẫn phải làm cầu giao thông qua đập tràn, bề rộng tràn lớn nên cần làm các trụ
pin để đỡ cầu. Mặt trụ thượng lưu chọn là mặt tròn có R = 0,5m, dày 1m để đảm bảo điều kiện
để chảy bao hợp lý. Cao trình đỉnh cầu giao thông chọn ngang đỉnh đập, bề rộng mặt cầu chọn
bằng mặt đập, b = 5m.
TÍNH TOÁN MÀN CHỐNG THẤM
I. Mục đích: Xác định các thông số cần thiết của màn chống thấm (chiều sâu, chiều dày, vị trí
đặt) để đảm bảo được yêu cầu chống thấm đề ra (hạn chế lượng mất nước, giảm nhỏ áp lực
thấm lên đáy đập).
II. Xác định các thông số của màn chống thấm:
1. Chiều sâu phụt vữa: S
1
phụ thuộc vào mức độ nứt nẻ của nền và chiều cao đập.
Lưu lượng tháo qua nhà máy thuỷ điện là:
Q
TĐ
= 4.121 = 484 (m
3
/s)
Lưu lượng qua tràn là:
Q
tràn
= Q
tháo
- Q
TĐ
= 1230 - 484 = 746 (m
3
/s)
Tra quan hệ (Q ~ Z
HL
) với Q
tràn
= 746 m
3
/s ta có Z
HL
= 35,34 m.
Cột nước thấm lớn nhất của đập:
H = MNDGC - Z
HL
= 94,5 – 35,34 = 59,16 m
Theo quy phạm Liên Xô CH 123-60, chiều sâu xử lý chống thấm xác định như sau: 25m
≤ H ≤ 75m tương ứng đến 0,03 l/ph.
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
13
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
Từ tài liệu ép nước thí nghiệm đã cho, ta xác định được chiều sâu màn chống thấm là S
1
=
15m.
2. Chiều dày màn chống thấm: xác định theo điều kiện chống thấm cho bản thân màn.
δ ≥
[ ]
J
H.
α
=
0,45.59,16
15
= 1,77 m
Trong đó:
- α.H là cột nước tổn thất qua màn, α = 1 - α
1
= 1 - 0,55 = 0,45.
- [J] là gradien thấm cho phép của vật liệu làm màn chống thấm, [J] = 15.
Chọn δ = 2 m.
3. Vị trí màn chống thấm: Màn chống thấm bố trí càng gần mặt thượng lưu đập càng tốt.
Nhưng để chống thấm cho thành phần phía trước của hành lang phụt vữa cần khống chế:
l
1
≥
b
J
H
1
=
61
20
= 3,05m
Trong đó:
- H
1
là cột nước lớn nhất tính đến đáy hành lang, H
1
= 61 m
- J
b
là gradien thấm cho phép của bê tông, J
b
= 20.
Chọn l
1
= 3,2 m → l
2
= B - l
1
- δ = 60,2 – 3,2 – 2 = 55 m.
III- Kiểm tra trị số của α
1
:
Trong thiết kế sơ bộ, có thể áp dụng phương pháp của Pavơlốpxki, theo đó:
α
1
=
1
2
p
p
Với:
- p
1
= γ
n
.H = 1.(94,5-31) = 63,5 T.
- p
2
=
π
γ
H
n
.
.arccos
−
+ b
S
x
a
2
1
1.
1
Trong đó:
+ x =
2
δ
=
2
2
= 1 m
+ a =
2
1
++
+
2
1
2
2
1
1
11
S
L
S
L
=
2
1
2 2
3,2 55
1 1
15 15
+ + +
÷ ÷
= 2,41
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
14
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
+ b =
2
1
+−
+
2
1
1
2
1
2
11
S
L
S
L
=
2
1
2 2
55 3,2
1 1
15 15
+ − +
÷ ÷
= 1,39
→ p
2
=
2
1.63,5 1 1
.arccos 1 1,39
180 2,41 15
+ −
÷
= 35,01
→ α
1
=
35,01
63,5
≈ 0,55.
Như vậy trị số α
1
giả thiết là đúng.
TÍNH TOÁN THUỶ LỰC ĐẬP TRÀN
I- Tính toán khẩu diện tràn:
1. Công thức chung: Tài liệu đã cho cao trình ngưỡng, cột nước lớn nhất trên tràn (ứng với tần
suất thiết kế) và lưu lượng cần tháo. Cần xác định bề rộng tràn để tháo được lưu lượng cần
thiết.
Sử dụng công thức chung của đập tràn:
Q
t
= ε.σ
n
.m.∑b.
g2
.H
2/3
0
Trong đó:
- ε: hệ số co hẹp bên.
- σ
n
: hệ số ngập, σ
n
= 1 (chảy tự do).
- m: hệ số lưu lượng.
- ∑b: tổng chiều dài tràn nước.
- H
0
: cột nước trên đỉnh tràn.
- Q
t
: lưu lượng tháo qua tràn.
2. Xác định các thông số:
a- Trường hợp sử dụng cả các tổ máy thuỷ điện để tháo lũ, Q
t
xác định như sau:
Q
t
= Q - α
t
.Q
0
Trong đó:
- Q là lưu lượng tháo lũ lớn nhất, Q = 1230 m
3
/s.
- Q
0
là khả năng tháo lớn nhất của nhà máy thuỷ điện, lấy trong trường hợp cả 4 tổ máy
cùng làm việc, Q
0
= 484 m
3
/s.
- α
t
: hệ số lợi dụng, có thể lấy α
t
= 0,8
→ Q
t
= 1230 - 0,8.484 = 842,8(m
3
/s)
b- Hệ số lưu lượng m của đập tràn:
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
15
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
m =
tchdH
m
σσ
Trong đó:
- m
tc
là hệ số lưu lượng đập tràn tiêu chuẩn, m
tc
= 0,504 (Đập loại I)
-
=
tk
H
H
H
f ,
ασ
là hệ số sửa chữa do cột nước thay đổi. Dùng bảng tra Thuỷ lực phụ
lục 14-4 với
α
= 45
0
và
tk
H
H
= 1 ta có
1=
H
σ
.
-
=
1
,,
P
l
f
hd
βασ
: là hệ số sửa chữa do thay đổi hình dáng so với mặt cắt tiêu chuẩn.
Chọn góc α =45
0
, β = 47
0
, l/P
1
≈
1. Tra bảng 14-3 ta có:
0,989
hd
σ
=
.
→ m = 1.0,989.0,504 = 0,498
c- Hệ số co hẹp bên
ε
phụ thuộc số khoang và dạng mố, xác định theo công thức:
( )
b
H
n
n
mtmb 0
.
1
.2,01
ξξ
ε
−+
−=
Trong đó:
- Chọn loại mố trụ đầu lượn tròn,
45,0=
mt
ξ
- Mố bên:
7,0=
mb
ξ
- H
0
: cột nước toàn phần.
- n: số khoang tràn.
- b: bề rộng mỗi khoang.
d- Cột nước toàn phần: H
0
= H
t
+
g
V
.2
.
2
0
α
, (V
0
: Lưu tốc tới gần, ta coi V
0
≈
0)
H
0
= H
t
= 5,1 m
3. Xác đinh khẩu diện tràn:
Từ công thức:
2
3
0
2 HgbmQ
nt
∑=
σε
ta có:
2
3
0
2 Hgm
n
t
Q
b
σ
ε
=∑
(*)
thay vào (*) ta có:
33,17b
ε
∑ =
(m).
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
16
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
Ta chọn: n = 5
0
))1((2,0 Hnnbb
mtmb
ξξε
−+−=
∑
.
→ b = 7,14 (m)
Vậy ta có: n = 5; b = 7,14(m)
II- Tính toán tiêu năng:
1. Chọn hình thức và biện pháp tiêu năng:
a- Hình thức: có thể là tiêu năng đáy hoặc tiêu năng phóng xa.
b- Biện pháp:
- Tiêu năng đáy: chọn biện pháp làm bể - tường kết hợp.
- Tiêu năng phóng xa: làm mũi phun ở cuối đập tràn. Cao trình mũi phun chọn cao hơn
mực nước hạ lưu max.
2. Tính toán cho hình thức tiêu năng đáy:
a- Xác định lưu lượng tính toán tiêu năng:
Ta có:
- B = bn + (n-1)d + 2d’ =7,14.5 + 4.1 + 2.0,5 = 40,7 (m).
- q =
3
2
0
. . . . 2. .
41
n
t
m b g H
Q
B
ε σ
∑
=
.
-
0
0,7 (5 1).0,45
1 0,2. .
5 7,14
H
ε
+ −
= −
-
2
3
0
.2 HgbmQ
nt
∑
=
σε
-
0
.QQQ
tt
α
+=
;
- Z
HL
: cao trình mực nước hạ lưu, tra quan hệ Z ~ Q.
- h
h
= Z
HL
- ∇
Đáy
= Z – 31.
- E
0
= P + H
0
(P: chiều cao đập tràn, P = 58,4 m).
-
( )
3
2
.
0
q
F
c
E
τ
φ
=
,
( ϕ = 0,95 - chảy qua đập tràn có chiều dài mặt tràn trung bình)
-
,,
τ
: Tra bảng phụ lục 15-1, bảng tra thuỷ lực. =>
-
0
''''
.Eh
cc
τ
=
Các kết quả tính toán được điền vào bảng sau đây:
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
17
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
BẢNG LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG
H
o
(m)
H/H
tk
σ
Η
ε
m
Q
t
(m
3
/s)
E
o
(m)
q
(m
2
/s)
F
(tc)
1 0.2 0.875 0.985 0.436 67.93 59.4 1.67 0.0038
2 0.4 0.921 0.970 0.459 199.12 60.4 4.89 0.0110
3 0.6 0.853 0.955 0.425 333.51 61.4 8.19 0.0179
4 0.8 0.978 0.939 0.487 579.39 62.4 14.24 0.0304
5.1 1.0 1 0.923 0.498 837.79 63.5 20.58 0.0428
H
o
t
c
" h
c
" Q Z
HL
h
h
h
c
"-h
h
1 0.0677 4.02 455.1 34.2 3.2 0.82
2 0.0924 5.58 586.3 34.7 3.7 1.88
3 0.1182 7.26 720.7 35.3 4.3 2.96
4 0.1529 9.54 966.6 36 5.0 4.54
5.1 0.1814 11.52 1225.0 36.63 5.63 5.89
Vậy lưu lượng tính toán tiêu năng là Q
t
= 837,8 m
3
/s.(ứng vơí (
,,
c
h
- h
h
)
max
)
b- Tính toán kích thước bể và tường tiêu năng tiêu năng kết hợp::
Ta có: q = 20,58 m
2
/s, E
0
= 63,5 m
Chiều cao tường c và chiều sâu đào bể d phảI thoả mãn điều kiện:
d + C =
''
.
c
h
σ
- H
1
Trong đó:
- c là chiều cao tường.
- d là chiều sâu đào bể.
- σ hệ số an toàn ngập, ta chọn σ = 1,05
- h
c
’’
độ sâu liên hợp với độ sâu co hẹp h
c
tính với cao trình sân bể, với cột nước thượng
lưu E
o
’ = E
o
+ d.
+ Chiều cao tường lớn nhất để không có nước nhảy xa sau tường.
C
max
= E
10
– H
10
h
h
= 5,6 m.
2
2
0
1
3 3
5,63 1.20,58
1 8 1 1 8 1 2,0
2 2 9,81.5,63
h
c
h
h q
h
gh
α
= + − = + − =
÷
÷
÷
÷
(m)
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
18
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
2
10
2 2
7,99
2. .
cl
t cl
q
E h
g h
ϕ
= + =
(m) (
0,95
t
ϕ
=
)
2/3
2/3
10
20,58
4,96
2 0,42. 2.9,81
t
q
H
m g
= = =
÷
÷
÷
(m)
m
t
: Hệ số lưu lượng của tường tiêu năng. (m
t
= 0,42)
Thay vào công thức tính C
max
.
C
max
= 3,03 (m)
Chọn C = (0,9
÷
0,95)C
max
⇒
C = 2,8 (m)
+ Để có nước nhảy ngập sau tường ta cần phải đào bể với độ sâu
d
1
= σ.h
c
” – C – H
1
= 1,05.11,52 – 2,8 – 4,96 = 4,34 (m)
Sau khi có bể cột nớc E
0
lại thay đổi ta tính lại chiều sâu đào bề:
E
02
= E
01
+ d
1
= 63,5 + 4,34 = 67,84 (m)
2
3
0
)(
.E
q
F
c
ϕ
τ
=
= 0,0388 τ
c
” = 0,1730 h
c
” = 67,84.0,1730 = 11,74 m
d
2
= σ.h
c
” – C – H
1
= 1,05.11,74 – 2,8 – 4,96 = 4,57 (m)
Tính lại với d
2
= 4,57 (m)
E
03
= E
01
+ d
2
= 63,5 + 4,57 = 68,07 (m)
2
3
0
)(
.E
q
F
c
ϕ
τ
=
= 0,0386 τ
c
” = 0,1726 h
c
” = 68,07. 0,1726 = 11,75 m
d
3
= σ.h
c
” – c – H
1
= 1,05.11,75 – 2,8 – 4,96 = 4,58 (m)
≈
d
2
Vậy chọn d = 4,6 m
+ Chiều dài bể tiêu năng.
L
b
= 0,8.L
n
+ L
1
( L
1
= 0 do là đập hình cong)
L
n
= 4,5.
''
c
h
= 4,5.11,75 = 52,88 (m).
L
b
= 42,3 m
Vậy kích thước công trình tiêu năng là:
+ c = 2,8 (m).
+ d = 4,6 (m).
+ L
b
= 42,3 (m).
TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CỦA ĐẬP
I- Mục đích: kiểm tra ổn định trượt, lật cho các mặt cắt đập không tràn và đập tràn.
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
19
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
Trong phạm vi đồ án này, yêu cầu tính ổn định trượt cho phần đập không tràn (kiểm tra
cho mặt cắt có chiều cao lớn nhất của phần này).
II- Các trường hợp tính toán:
1. Ứng với MNDBT, các thiết bị chống thấm và thoát nước làm việc bình thường (tổ hợp
cơ bản).
2. Ứng với MNDBT, có động đất (đặc biệt).
3. Ứng với MNDGC (đặc biệt).
4. Ứng với MNDBT, các thiết bị chống thấm và thoát nước làm việc không bình thường
(đặc biệt),
Trong đồ án này yêu cầu kiểm tra với trường hợp 2 và 3.
III- Kiểm tra ổn định trượt cho các trường hợp:
1. Xác định các lực tác dụng lên đập:
a- Trường hợp ứng với MNDBT và có động đất:
- Cao trình đáy: ∇
đáy
= 38,8m
- H
1
= MNDBT - ∇
đáy
= 89,4 – 38,8 = 50,6 m.
- B = 52,8 m.
- n = 0.
* Áp lực thuỷ tĩnh tác dụng ở thượng lưu đập (hạ lưu không có nước):
- Thành phần nằm ngang:
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
W
th
W
M
2
W
W
3
W
s
max
s
H
3
W
®
1
G
2
G
®
F
MNDBT + Động Đất
20
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
W
1
=
2
1
.γ
n
.H
2
1
=
2
1
.1.50,6
2
= 1280,18 T
- Điểm đặt cách đáy
3
1
H
=
50,6
3
= 16,87 m.
* Áp lực sóng:
- Áp lực sóng lớn nhất đạt được ứng với độ dềnh:
hk
dd
.
η
η
=
Trong đó:
+
d
k
η
: xác định theo đồ thị hình P2-4a giáo trình Đồ án thuỷ công.
+ h: chiều cao sóng ứng với mức đảm bảo tương ứng i = 1%, h = 3,45 m.
→
1
32,85
0,65
50,6
3,45
0,105
32,85
H
h
λ
λ
= =
= =
- Trị số áp lực sóng lớn nhất lên mặt đập:
W
s
=
)
2
.(
1
h
HhK
nd
+
γ
Tra đồ thị P2-4c (đồ án môn học thuỷ công) ta có: K
d
= 0,22
→ W
s
= 0,22.1.3,45.(50,6 +
3,45
2
) = 39,71 T
- Mômen lớn nhất đối với chân đập do sóng gây ra:
)
22
.
6
.(
2
11
2
max
HHh
h
hKM
nm
++=
γ
Tra đồ thị P2-4d (đồ án môn học thuỷ công) ta có: K
m
= 0,22.
→ M
max
= 0,22.1.3,45.(
2 2
3,45 3,45.50,6 50,6
6 2 2
+ +
) = 1039,41 T.m
- Điểm đặt cách đáy:
max
1039,41
26,18
39,71
s
M
W
= =
m.
* Áp lực thấm:
Do chênh lệch mực nước thượng và hạ lưu nên phát sinh dòng thấm từ thượng lưu về hạ
lưu công trình gây nên áp lực thấm dưới đáy công trình.
Biểu đồ phân bố áp lực thấm coi gần đúng là hình tam giác, có cường độ lớn nhất tại vị trí
sau màn chống thấm.
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
21
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
P
max
=
11
H
n
αγ
Trong đó:
-
1
α
: hệ số cột nước thấm còn lại sau màng chống thấm, α
1
= 0,55.
- H
1
: cột nước thấm, H
1
= 50,6 m.
→ P
max
= 1.0,55.50,6 = 27,83 T
Tổng áp lực thấm đẩy ngược sẽ là:
W
th
=
2
1
.B.P
max
=
2
1
.52,81.27,83 = 734,85 T
Điểm đặt cách chân đập ở hạ lưu là:
2.
3
B
=
2.52,81
3
= 35,21 m.
* Áp lực bùn cát:
- Thành phần nằm ngang:
W
2
=
−
2
45
2
1
022
ϕ
γ
tgh
bcbc
Trong đó:
+ ϕ: góc ma sát trong của bùn cát. ϕ = 11
0
.
+
bc
γ
: dung trọng đẩy nổi của bùn cát.
+ n: độ rỗng của bùn cát lắng đọng ta có.
)1(
btnkbc
n−−=
γγγ
= 1,15 - 1.(1- 0,45) = 0,6 T/m
3
+ h
bc
: chiều sâu bùn cát trước công trình, h
bc
= 40 – 38,8 = 1,2 m.
→ W
2
=
2
1
.0,6.1,2
2
.tg
2
(45
o
-
0
11
2
) = 0,29 T
- Điểm đặt cách đáy là:
3
bc
h
=
1,2
3
= 0,4 m.
* Trọng lượng của thân đập:
Để dễ dàng tính toán lực do trọng lượng bản thân và điểm đặt của nó. Mặt cắt đập được
chia thành các phần hình tam giác và chữ nhật. Trọng lượng của phần đập có mặt cắt
i
Ω
sẽ là
ibi
G Ω= .
γ
. Trọng lượng của toàn đập G =
∑
G
i
.
- G
1
= 2,4.5.(97,5 – 38,8) = 704,4 T.
- G
2
= 2,4.
2
1
.(52,81 - 5).50,4 = 2893,8 T.→ G = G
1
+ G
2
= 3598,2 T
Điểm đặt cách chân đập ở hạ lưu là:
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
22
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
x = B -
21
2211
GG
xGxG
+
+
= 52,81 -
704,4.2,5 2893,8.20,94
3598,2
+
= 35,48 m
y =
1 1 2 2
1 2
. .G y G y
G G
+
+
=
704,4.29,35 2893,8.16,81
3598,2
+
= 19,26 m
* Lực sinh ra khi có động đất:
- Lực quán tính động đất của công trình :
F
đ
= K.α.G
Trong đó:
+ K = 0,05: hệ số động đất, tương ứng với động đất cấp 8.
+ α : hệ số đặc trưng động lực, chọn
1
α
=
→ F
đ
= 0,05.1.3598,2 = 179,91 T
- Áp lực nước tăng thêm khi động đất:
W
đ
=
2 2
1
1 1
. . . 0,05.1.50,6 64
2 2
n
K H
γ
= =
T
- Áp lực bùn cát tăng thêm khi động đất:
W
3
= 2.K. tgϕ.W
2
= 2.0,05.tg11
0
.0,29 = 0,006 T
Điểm đặt cách đáy là
3
bc
h
= 0,4 m.
BẢNG TỔNG HỢP CÁC GIÁ TRỊ LỰC TÁC DỤNG LÊN ĐẬP
TT Lực
Trị số
Cánh tay đòn
(m)
Mô men
(T.m)
↓ (+) → (+)
1 W
1
1280,18 16,87 21596,64
2 W
s
39,71 26,18 1039,61
3 W
th
-734,85 35,21 25874,07
4 W
2
0,29 0,4 0,12
5 G
3598,2 35,48 -127664,14
6 F
đ
179,91 19,26 3465,07
7 W
đ
64 16,87 1079,68
8 W
3
0,006 0,4
0≈
Σ
2863,35 1564,10
b- Trường hợp ứng với MNDGC:
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
23
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
TH MNDGC
F
®
G
2
G
1
1
W
®
W
3
H
s
max
s
W
3
W
W
2
M
W
th
W
- H
1
= MNDGC - ∇
đáy
= 94,5 – 38,8 = 55,7 m.
- B = 52,8 (m)
* Áp lực thuỷ tĩnh tác dụng ở thượng lưu đập (hạ lưu không có nước):
- Thành phần nằm ngang:
W
1
=
2
1
.γ
n
.H
2
1
=
2
1
.1.55,7
2
= 1551,25 T
- Điểm đặt cách đáy
3
1
H
=
55,7
3
= 18,57 m.
* Áp lực sóng:
- Áp lực sóng lớn nhất đạt được ứng với độ dềnh:
hk
dd
.
η
η
=
Trong đó:
+
d
k
η
: xác định theo đồ thị hình P2-4a giáo trình Đồ án thuỷ công.
+ h: chiều cao sóng ứng với mức đảm bảo tương ứng i = 1%, h = 1,65 m.
→
1
19,03
0,34
55,7
1,65
0,087
19,03
H
h
λ
λ
= =
= =
- Trị số áp lực sóng lớn nhất lên mặt đập:
W
s
=
)
2
.(
1
h
HhK
nd
+
γ
Tra đồ thị P2-4c (đồ án môn học thuỷ công) ta có: K
d
= 0,21
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
24
Đồ Án Môn Học Thủy Công Thiết Kế Đập Bê Tông Trọng Lực
→ W
s
= 0,21.1.1,65.(55,7 +
1,65
2
) = 19,59 T
- Mômen lớn nhất đối với chân đập do sóng gây ra:
)
22
.
6
.(
2
11
2
max
HHh
h
hKM
nm
++=
γ
Tra đồ thị P2-4d (đồ án môn học thuỷ công) ta có: K
m
= 0,18.
→ M
max
= 0,18.1.1,65.(
2 2
1,65 1,65.55,7 55,7
6 2 2
+ +
) = 474,50 T.m
- Điểm đặt cách đáy:
max
474,50
24,22
19,59
s
M
W
= =
m.
* Áp lực thấm:
Do chênh lệch mực nước thượng và hạ lưu nên phát sinh dòng thấm từ thượng lưu về hạ
lưu công trình gây nên áp lực thấm dưới đáy công trình.
Biểu đồ phân bố áp lực thấm coi gần đúng là hình tam giác, có cường độ lớn nhất tại vị trí
sau màn chống thấm.
P
max
=
11
H
n
αγ
Trong đó:
-
1
α
: hệ số cột nước thấm còn lại sau màng chống thấm, α
1
= 0,55.
- H
1
: cột nước thấm, H
1
= 55,7 m.
→ P
max
= 1.0,55.55,7 = 30,64 T
Tổng áp lực thấm đẩy ngược sẽ là:
W
th
=
2
1
.B.P
max
=
2
1
.52,81.30,64 = 808,92 T
Điểm đặt cách chân đập ở hạ lưu là:
2.
3
B
=
2.52,81
3
= 35,21 m.
* Áp lực bùn cát:
- Thành phần nằm ngang:
W
2
=
−
2
45
2
1
022
ϕ
γ
tgh
bcbc
Trong đó:
+ ϕ: góc ma sát trong của bùn cát. ϕ = 11
0
.
+
bc
γ
: dung trọng đẩy nổi của bùn cát.
+ n: độ rỗng của bùn cát lắng đọng ta có.
Nguyễn Quốc Hương Lớp 47C4
25
