Công trình bảo vệ bờ biển và đê chắn sóng - Chương 8

Thiêt kế môn học công trình bảo vệ bờ và chắn sóng
Chơng 9 : Xác định tảI trọng sóng lên tờng
đứng
8.1. Ti trng súng nhiu x.
Ti trng nm ngang do súng nhiu x t phớa khu nc c che chn phi
xỏc nh khi chiu di tng i ca phõn on cụng trỡnh
8,0l
. Khi ú giỏ tr
p(kPa) ca biu ỏp lc súng tớnh toỏn cú th dng theo 3 im cho 2 trng hp

Hỡnh 3-15. Ti trng súng nhiu x.
a) Khi nh súng ti cụng trỡnh; b) Khi chõn súng ti cụng trỡnh
8.1.1. Khi nh súng trựng vi im gia phõn on cụng trỡnh.
0;
82
1
2
max1
=== pcthkd
khh
z
difdif

(3- 0)

== cthkd
khh
gkpz
difdif
82
;0
2
122

(3- 0)








==
kdsh
kh
chkd
h
gkpdz
difdif
lf
242
;
2

33

(3- 0)
8.1.2. Khi chõn súng trựng vi im gia phõn on cụng trỡnh.
0;0
11
== pz
(3- 0)
tl
difdif
t
gkpcthkd
khh
z

===
2
2
2
;
82
(3- 0)

Sv:Hoàng Quốc Bình- CTT46 ĐH2
1
Thiªt kÕ m«n häc c«ng tr×nh b¶o vÖ bê vµ ch¾n sãng









+−==
kdsh
kh
chkd
h
gkpdz
difdif
lf
242
;
2
33
ρ
(3- 0)
Trong đó:
h
dif
- chiều cao sóng nhiễu xạ;
k
l
- hệ số lấy theo bảng 3-5.
Bảng 3-5. Xác định hệ số k
l
λ/l
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
k

l
0,98 0,92 0,85 0,76 0,64 0,51 0,38 0,26
Khi độ sâu ở khu nước được che chắn
λ
3,0≥d
thì biểu đồ áp lực sóng có dạng
hình tam giác với áp lực sóng tại độ sâu
λ= 3,0z
3
bằng 0.
Phản áp lực sóng trong các mạch ngang của tường khối xếp và ở đáy công
trình phải lấy bằng trị số tương ứng của áp lực sóng theo hướng ngang tại điểm
biên, còn trong phạm vi bề rộng đáy công trình coi phản áp lực này biến thiên theo
quy luật tuyến tính.
Lưu tốc đáy cực đại v
b,max
(m/s) ở mặt trước tường thẳng đứng (do tác động
của sóng đứng) ở khoảng cách
λ25,0
kể từ mép trước của tường phải xác định từ
công thức:
b
sl
b
dsh
g
hk
v
λ
π

λ
π
π
4
2
max,
=
(3- 0)
Trong đó: k
sl
- hệ số lấy theo bảng 3-6.
Bảng 3-6. Giá trị k
sl
h/λ
8 10 15 20 30
k
sl
0,6 0,7 0,75 0,8 1
Trị số cho phép của lưu tốc đáy không gây xói v
b,max
đối với đất có đường kính
thành phần hạt D (mm) phải xác định theo hình 4.15. Khi
adm,bmax.b
vv >
cần có
biện pháp chống xói đất nền.

Sv:Hoµng Quèc B×nh- CTT46 §H2
2
Thiªt kÕ m«n häc c«ng tr×nh b¶o vÖ bê vµ ch¾n sãng

Hình 3-16. Đồ thị xác định v
b,max
.
Biểu đồ phản áp lực sóng bên dưới khối lát thềm ở móng công trình phải lấy
theo dạng hình thang. Các tung độ p
br,i
(kPa) (với i = 1,2 hoặc 3) xác định theo công
thức:
( )
fi
f
bribr
pkx
chkd
ddchk
ghkp ≤
−
= cos
,
ρ
(3- 0)
Trong đó:
x
i
- khoảng cách từ tường đến cạnh tương ứng của khối lát thềm, m;
k
br
- hệ số lấy theo bảng 3-7;
p
f

- áp lực sóng ở độ cao đáy công trình.
Bảng 3-7. Giá trị k
br
Độ sâu tương đối
λ
/d
Hệ số k
br
với độ thoải sóng
h/λ
≤ 15 ≥ 20
<0,27 0,86 0,64
Từ 0,27 đến 0,32 0,60 0,44
>0,32 0,30 0,30
8.2. Tải trọng sóng đổ.
Khi đáy nước trước tường trên suốt một đoạn dài
λ≥ 5,0
kể từ mép tường trở
ra có độ sâu
crb
dd ≤
thì phải tính toán công trình chịu tải trọng sóng đổ từ phía
vùng nước không được che chắn. Trong trường hợp này độ cao
sur,c
η
(m) của đỉnh
sóng đổ cao nhất so với mực nước tính toán phải xác định theo công thức:
surcrsurc
hd
−−=

5,0
,
η
(3- 0)

Sv:Hoµng Quèc B×nh- CTT46 §H2
3
Thiªt kÕ m«n häc c«ng tr×nh b¶o vÖ bê vµ ch¾n sãng
Trong đó:
h
sur
- chiều cao sóng đổ;
d
cr
- độ sâu lâm giới.
Hình 3-18. Tải trọng sóng đổ.
a, Thềm đá trong đất - b, thềm đá nằm trên đất.
Tải trọng nằm ngang P
xc
(kN/m) do sóng đổ tác động phải lấy theo diện tích
biểu đồ áp lực ngang của sóng. Trong biểu đồ này trị số áp lực p (kPa) tại tung độ z
xác định theo công thức:
0p;hz
1sur1
=−=
(3- 0)
sur2sur2
gh5,1p;3/hz ρ=−=
(3- 0)







==
f
sur
sur
f
dch
gh
pdz
λ
π
ρ
2
;
33
(3- 0)
Trong đó:
sur
λ
- chiều dài trung bình sóng đổ, m.
Tải trọng thẳng đứng P
zc
(kN/m) lấy bằng diện tích biểu đồ phản áp lực sóng
(với tung độ biểu đồ p
3
) và xác định theo công thức:







=
2
ap
7,0P
3
zc
(3- 0)

Sv:Hoµng Quèc B×nh- CTT46 §H2
4
Thiêt kế môn học công trình bảo vệ bờ và chắn sóng
8.3.Nội dung tính toán:
8.3.1.Tải trọng sóng đổ.
a. vì các vị trí cần tính toán của công trình nằm trong vùng sóng đổ nên tại vị trí đầu đê ta
có:
cao
sur,c

(m) ca nh súng cao nht so vi mc nc tớnh toỏn phi xỏc
nh theo cụng thc:
surcrsurc
hd
=
5,0

,

Trong ú:
h
sur
- chiu cao súng = 3,1m
d
cr
- sõu lõm gii = 6,9m
surcrsurc
hd
=
5,0
,

= -0,5.6,9 3,1 = -6,55 m
0p;hz
1sur1
==
sur2sur2
gh5,1p;3/hz ==






==
f
sur

sur
f
dch
gh
pdz



2
;
33

Trong ú:
sur

- chiu di trung bỡnh súng = 52,34m.
Kết quả tính toán ta có:
Z
1
= 3,1m p
1
= 0 (kPa)
Z
2
= 1,03m p
2
= 45,61 (kPa)
Z
3
= 5,9m p

1
= 24,83 (kPa)
Ti trng thng ng P
zc
= 0,7.
KN14,52
2
6.83,24
=
b. Tại vị trí thân đê ta có:
surcrsurc
hd
=
5,0
,

Trong ú:
h
sur
- chiu cao súng = 3,1m
d
cr
- sõu lõm gii = 4,8m
surcrsurc
hd
=
5,0
,

= -0,5.4,8 3,1 = -5,5 m

0p;hz
1sur1
==
sur2sur2
gh5,1p;3/hz ==






==
f
sur
sur
f
dch
gh
pdz



2
;
33


Sv:Hoàng Quốc Bình- CTT46 ĐH2
5