ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (347.45 KB, 22 trang )
Đồ án mơn học Thủy Cơng.
ĐỒ ÁN SỐ 2.
THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT
PHẦN I : TÀI LIỆU CHO TRƯỚC
I. Nhiệm vụ công trình.
Hồ chứ trên nước H trên sông S đảm nhận các nhiệm vụ sau :
1. Cấp nước tưới cho 1650 ha ruộng đất canh tác.
2. Cấp nước sinh hoạt cho 5000 dân.
3. Kết hợp nuôi cá ở lòng hồ, tạo cảnh quan môi trường, sinh thái và
phục vụ du lòch.
II. Các công trình chủ yếu ở khu đầu mối.
1. Một đập chính ngăn sông.
2. Một đường tràn tháo lũ.
3. Một cống đặt ở dưới đập để lấy nước.
III. Tóm tắt một số tài liệu cơ bản.
1. Đòa hình : Cho bình đồ vùng tuyến đập.
2. Đòa chất : Cho mặt cắt đòa chất dọc tuyến đập, chỉ tiêu cơ lý của
lớp bồi tích lòng sông cho ở bảng 1. Tầng đá gốc rắn chắc mức độ
nứt nẻ trung bình,lớp phong hóa dày 0.51m
3. Vật liệu xây dựng.
a. Đất : xung quanh xây dựng vò trí đập có các lọai bải vật liệu như sau
:
Bải vật liệu A có : trữ lượng 800.000 m3, cự ly 800 m.
Bải vật liệu B có : trữ lượng 600.000 m3, cự ly 600 m.
Bải vật liệu C có : trữ lượng 1.000.000 m3, cự ly 1 km.
Chất đất thuộc loại thòt pha cát, thấm nước tương đối mạnh, các
chỉ tiêu như ở bảng1. Điều kiện khai thác bình thường.
Đất sét có thể khai thác tại vò trí cách đập 4km, trữ lượng đủ làm
thiết bò chống thấm.
b. Đá : Khai thác tại vò trí cách sông 8km, trữ lượng lớn, chất lượng
đảm bảo đắp đập, lát mái. Một số chỉ tiêu cơ lý : = 320 ; n = 0.35
(của đống đá); k = 2.5 T/m3 (của hòn đá).
c. Cát, Sỏi : Khai thác ở các bãi dọc sông, cự ly xa nhất là 3km, trữ
lượng đủ làm tầng lọc. Cấp phối như ở bảng 2.
Bảng 1 : Chỉ tiêu cơ lý của đất nền và vật liệu đắp đập
Chỉ tiêu
loại
Đất đắp
đập
(chế bò )
Sét
( chế bò )
Cát
Đất nền
( độ )
Tự
Bảo
nhie
hòa
ân
C ( T/m2 )
Tự
Bảo
nhiê
hòa
n
HS
Rổ
ng n
Độ
ẩm
W%
0.35
20
23
20
3.0
0.42
22
17
13
0.40
0.39
18
24
30
26
27
22
k
(T/m3)
K
(m/s)
2.4
1.62
10-5
5.0
3.0
1.58
4.10-9
0
1.0
0
0.7
1.60
1.59
10-4
10-6
Đồ án mơn học Thủy Cơng.
Bảng 2 : Cấp phối của vật liệu đắp đập
d (mm)
loại
Đất thòt pha
cát
Cát
Sỏi
d10
d50
d60
0.005
0.05
0.08
0.05
0.50
0.35
3.00
0.40
5.00
4. Đặc trưng của hồ chứa :
- Các mực nước trong hồ và mực nước hạ lưu cho ở bảng 3.
Tràn tự động có cột nước trên đỉnh tràn là Hmax = 3m.
- Vận tốc gió tính toán ứng với mức đảm bảo P% cho ở bảng dưới :
P%
V (m/s)
2
32
3
30
5
26
20
17
30
14
50
12
- Chiều dài truyền sóng ứng với MNDBT :D (bảng 3);ứng với MNDGC :D
= D + 0,3km
- Đỉnh đập không có đường giao thông chính chạy qua.
Bảng 3 : Tài liệu thiết kế đập đất và cống ngầm
D
(km)
MNC
(m)
MNDBT
(m)
Bình
thườn
g
Max
Khi
MNC
(QTK)
Khi
MNDB
T
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
Mực
nướ
c
đầu
kên
h (m)
(10)
B
2.6
60
77
60.5
62.8
4.3
3.8
59.82
Đặc trưng hồ chứa
Đề
số
Sơ
đo
à
(1)
19
Mực nước
hạ lưu (m)
Qcống (m3/s)
PHẦN II : NỘI DUNG THIẾT KẾ.
-
1. Thuyết minh :
Phân tích chọn tuyến đập, hình thức đập.
Xác đònh các kích thước cơ bản của đập.
Tính toán thấm và ổn đònh.
Chọn cấu tạo chi tiết.
-
2. Bản vẻ :
Mặt bằng đập.
Mặt cắt dọc đập (hoặc chính diện hạ lưu ).
Mặt cắt ngang đại diện ở giữa lòng sông và thêm sông.
Các cấu tạo chi tiết.
PHẦN III : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT
Đồ án mơn học Thủy Cơng.
A. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG.
I. Nhiệm vụ công trình.
Hồ chứa nước H trên sông S đảm nhận các nhiệm vụ sau :
- Cấp nước tưới cho 16500 ha ruộng đất canh tác.
- Cấp nước sinh hoạt cho 5000 hộ dân.
- Kết hợp nuôi cá ở lòng hồ, tạo cảnh quan môi trường, sinh thái và
phục vụ du lòch.
Các công trình chủ yếu ở khu đầu mối :
- Một đập chính ngăn sông .
- Một đường tràn tháo lũ .
- Một cống đặt dưới đập để lấy nước .
II. Chọn tuyến đập.
Dựa vào bình đồ khu đầu mối đã cho, ta chọn được tuyến đậpB – B
như hình vẽ . Bởi vì tại đây có bề rộng dòng sông hẹp , vẫn đảm bảo
được lượng nước trong hồ là lớn nhất . Nó lại gần khu vật liệu xây
dựng thuận lợi cho việc xây đắp đập… . Chính vì vậy ta chọn tuyến B– B
là hợp lí nhất .
III. Chọn loại đập.
- Căn cứ vào bản đồ đòa hình , tài liệu về đòa chất ta thấy có thể
chọn một loại đập nào đó xây dựng trên nền đòa hình này đều được
cả . Nhưng để đảm bảo tính kinh tế và kó thuật thì ta chọn loại đập
đất là tốt nhất .
- Mặt khác , dựa vào mặt cắt dọc của lòng sông ta thấy bề dày
tầng thấm tương đối lớn ( khoảng 20 m ) vì vậy ta có thể chọn loại
đập đất kiểu tường nghiêng + sân phủ để chống thấm là hiệu
quả nhất .
IV. Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế :
1. Cấp công trình. Được xác đònh từ 2 điều kiện sau :
a. Theo chiều cao công trình và loại nền.
Xác đònh chiều cao của đập ta tính sơ bộ cao trình đỉnh đập :
Zđ = MNDGC + d
(1)
Trong (1) : d là độ vượt cao của đỉnh đập so với MNDBT , ta có thể
chọn d = 2 (m).
MNDGC = MNDBT + Hmax =77 + 3.0 = 80 (m).
Thay tất cả vào (1) ta được : Zđ = 80+ 2.0 =82 (m) .
Như vậy chiều cao đập là : Hđ = Zđ - Zđáy =82 –45 = 37 (m).
Tra bảng phụ lục (P1-1) ứng với Hđ = 37 (m) và dạng đất nền là :
cát, sỏi, đất sét tảng cứng và nữa cứng ta được Cấp công
trình của đập là : cấp II.
b. Theo nhiệm vụ công trình và vai trò của công trình trong hệ thống.
Công trình có nhiệm vụ là cung cấp nước sinh hoạt ít hơn là cho
tưới.
Tra bảng phụ luc (P1-2) với nhiệm vụ tưới là thứ yếu và mức tưới
là 1650 ha ruộng
ta được Cấp công trình của đập là : cấp V .
Vậy trong hai điều kiện ở trên ta chọn công trình có cấp lớn nhất
cấp của công trình là cấp II.
2. Các chỉ tiêu thiết kế : Từ cấp công trình (cấp II) xác đònh
được :
- Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để tính ổn đònh, kết cấu công
trình tra bảng phụ lục (P1-3) ta được : P = 0.5% .
Đồ án mơn học Thủy Cơng.
- ng với cấp công trình tra bảng phụ lục (P1-6) ta được hệ số tin cậy Kn
= 1.20 .
- Tần suất gió lớn nhất và gió bình quân lớn nhất tra bảng 4-2 (14 TCN
157-2005) với các mức bảo đảm sóng ta được : P% = 2 V = 32 m/s .
- Độ vượt cao của đỉnh đập trên đỉnh sóng . Hệ số an toàn ổn đònh
trượt với tổ hợp lực cơ bản và đặc biệt : Theo QPVN 285 – 2005 a =
1,2 ; a’=1 .
B. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP ĐẤT.
I. Đỉnh đập.
1. Cao trình đỉnh đập : Xác đònh từ 2 mực nước : MNDBT và MNDGC.
Z1 = MNDBT + h + hsl + a.
(2-1)
Z2 = MNDGC + h’ + h’sl + a’.
(2-2)
Trong đó :
h và h’ : độ dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và
gió bình quân lớn nhất.
hsl và h’sl : chiều cao sóng leo ( có mức bảo đảm 1% ) ứng với gió
tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn nhất.
a và a’ : độ vượt cao an toàn
Cao trình đỉnh đập chọn theo trò số nào lớn nhất trong các kết
quả tính theo (2-1) và (2-2).
a. Xác đònh h , hsl và a ứng với gió lớn nhất V :
- Xác đònh h theo công thức sau :
V 2 .D
cosB
(2-3) .
g .H
Trong đó : V là vận tốc gió tính toán lớn nhất , với P% = 2 V = 32
(m/s) .
D là đà sóng ứng với MNDBT , ta có D =2.6 (km) = 2600(m) .
g là gia tốc trọng trường , g = 9,81 (m2/s) .
H : chiều sâu nước trước đập :
H = MNDBT – Zđáy = 77-45=32 (m).
B là góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió B = 0 .
h = 2.10-6
Thay tất cả vào (2-3) ta được : h = 2.10
-6
(32) 2 2,6.10 3
9,81 32
cos 0 = 0,0 17 (m) .
- Xác đònh hsl .
Theo QPTL C1-78, chiều cao sóng leo có mức đảm bảo 1% xác đònh như
sau :
hsl1% = k1.k2.k3.k4.hs1% (b)
Trong đó : hs1% - chiều cao sóng ứng với mức đảm bảo 1%;
k1.k2.k3.k4 các hệ số
+ hs1% xác đònh như sau : ( theo QPTL C1-78).
Giả thiết rằng trường hợp đang xét là sóng nước sâu : ( H > 0,5.
)
Tính các đại lượng không thứ nguyên :
g.t
9,81.21600
=
= 6621,75 .
32
V
Trong đó :
t : thời gian gió thổi liên tục (s). khi không có tài liệu lấy t = 6 giờ
( đối với hồ chứa ).
Đồ án mơn học Thủy Cơng.
Tính :
g .D
9,81.2,6.10 3
= 24.9
32 2
V2
Tra đồ thò (P2-1) ứng với 2 đại lượng không thứ nguyên trên ta được
các cặp giá trò sau :
g.hs
2 0,085
g.t
V
ng với
= 6621,75 tra đồ thò hình P2_1 ta được :
V
g. 4,25
V
g .hs
2 0,0093
g.D
V
ng với
= 24.9 tra đồ thò hình P2 _1 ta được :
2
V
g . 1
V
Chọn cặp có trò số nhỏ nhất trong 2 cặp giá trò trên :
0,0093.V 2 0,0093.32 2
g .hs
h
0,97(m)
s
2 0,0093
g
9,81
g.D
V
Chọn 2 = 24.9 ta được
1.V 1.32
V
g . 1
3,26( s )
V
g
9,81
=
2
-
-
-
2
9,81.3,26
Vậy giá trò bước sóng trung bình = g . =
= 16,6 (m)
2.3,14
2.
Kiểm tra lại điều kiện giả thiết ban đầu ta được :
H = 32 (m) > 0,5. = 0,5.16.6 = 8.3(m)
Vậy chứng tỏ giả thiết là đúng. Tức đây là trường hợp sóng
nước sâu.
Tính hs1% = K1%. hs = 2,01.0,97 = 1,95 (m)
g .D
Trong đó : K1% được tra theo đồ thò (P2-2) ứng với giá trò 2 = 24.9
V
ta được K1% = 2,01
Hệ số K1, K2 được tra ở bảng (P2-3) , phụ thuộc vào đặc trưng lớp gia
cố mái và độ nhám tương đối trên mái :
1,5.10 3
Ta chọn = 1,5 (mm) Độ nhám tương đối :
=
= 0,00076
hs1%
1,95
K 1 1
Tra bảng P2-3 ta được :
K 2 0,9
Hệ số K3 được tra ở bảng (P2-4), phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ
số mái m.
Ta chọn : m = 3,5 và với V = 32 (m/s) > 20 (m/s) K3 = 1,5
Hệ số K4 được tra ở đồ thò hình (P2-3), phụ thuộc vào hệ số mái m
và trò số
hs1%
m 3,5
Ta có :
tra đồ thò được K4 = 1.2
16,6
h 1,95 8,5
s1%
Đồ án mơn học Thủy Cơng.
Thay tất cả vào (b) ta được : hsl1% = k1.k2.k3.k4.hs1% = 1.0,9.1,5.1,2.1,95 =
3.16 (m).
- Xác đònh a : dựa vào cấp công trình là cấp II ta được a = 0,7 (m) .
* Vậy cao trình đỉnh đập là : Z1 = 77 + 0,017 + 3,16 + 1,2 = 81,337 (m)
b. Xác đònh MNDGC , h’ , h’sl và a’ ứng với gió bình quân lớn nhất
V’ :
Xác đònh MNDGC : MNDGC = MNDBT + Hmax = 77 + 3 =80 (m) .
- Xác đònh h’ theo công thức sau :
V 2 .D '
h’ = 2.10-6.
.cosB (c)
g .H '
Trong đó :
g là gia tốc trọng trường , g = 9,81 (m/s2) .
D’ là đà sóng ứng với MNDGC , D’ = D + 0,3km = 2,6+ 0,3 = 2,9
(km)
V là vận tốc gió bình quân lớn nhất , với P% =50 V = 12
(m/s) .
H’ là chiều sâu nước trước đập , H’= MNDGC - Zmặt đất = 80
– 45 = 35 (m) .
12 2.2900
. cos O = 0,0024 (m) .
Thay tất cả vào (c) ta tính được : h’ = 2.10-6.
9,81.35
- Xác đònh h’sl :
Theo QPTL C1-78, chiều cao sóng leo có mức đảm bảo 1% xác đònh như
sau :
h’sl1% = k1.k2.k3.k4.hs1%
(d)
Trong đó :
hs1% - chiều cao sóng ứng với mức đảm bảo 1%;
k1.k2.k3.k4 – các hệ số , hs1% được xác đònh như sau ( theo QPTL C178).
- Giả thiết rằng trường hợp đang xét là sóng nước sâu : ( H’ > 0,5. ' )
- Tính các đại lượng không thứ nguyên :
g.t
9,81.21600
=
= 17658 .
V'
12
t : là thời gian gió thổi liên tục (s). khi không có tài liệu lấy t
= 6 giờ ( đối với hồ chứa ).
Tính :
g.D'
9,81.2,9.10 3
=
= 197.56
V '2
12 2
Tra đồ thò (P2-1) ứng với 2 đại lượng không thứ nguyên trên ta được
các cặp giá trò sau
g .h' s
2 0,105
g.t
V'
ng với
= 17658 tra đồ thò ta được :
V'
g . ' 4,5
V '
g.h' s
2 0.021
g.D'
V'
ng với
= 197,56 tra đồ thò ta được :
'2
V
g. ' 1,8
V '
Chọn cặp có trò số nhỏ nhất trong 2 cặp giá trò trên :
Đồ án mơn học Thủy Cơng.
g.h' s
0,021.V ' 2 0,021.12 2
h
'
0,31(m)
0
,
021
s
2
g
9,81
g.D'
V'
Chọn
= 197.56ta được :
1,8V ' 1,8.12
V '2
g. ' 1,8
'
2,2( s )
V '
g
9,81
9,81.2,2 2
g . ' 2
Vậy giá trò bước sóng trung bình =
=
= 7,56(m)
2.3,14
2.
-
-
-
Kiểm tra lại điều kiện giả thiết ban đầu ta được :
H’ =35 (m) > 0,5. ' = 0,5.7,56 = 3,78 (m)
Vậy chứng tỏ giả thiết là đúng. Tức đây là trường hợp sóng
nước sâu.
Tính h’s1% = K1%. h' s = 2,05.0,31 = 0.64 (m)
g.D'
Trong đó : K1% được tra theo đồ thò (P2-2) ứng với giá trò
= 197.56
V '2
ta được K1% = 2.05
Hệ số K1, K2 được tra ở bảng (P2-3), phụ thuộc vào đặc trưng lớp gia
cố mái và độ nhám tương đối trên mái :
1,5.10 3
Ta chọn = 1,5 (mm) Độ nhám tương đối :
=
= 0,002
h' s1%
0,64
K 1 1
Tra bảng ta được :
K 2 0,9
Hệ số K3 được tra ở bảng (P2-4), phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ
số mái m.
Ta chọn : m = 3,5 và với V’ = 12 (m/s) < 20 (m/s) K3 = 1,18
Hệ số K4 được tra ở đồ thò hình (P2-3), phụ thuộc vào hệ số mái m
'
và trò số
h' s1%
m 3,5
Ta có :
Tra đồ thò ta được K4 = 1.5
7,56
'
11,81
h'
s1% 0,64
Thay tất cả vào (d) ta được :
h’sl1% = k1.k2.k3.k4.hs1% = 1.0,9.1,18.1,5.0,64 = 1,02 (m).
- Xác đònh a’ : dựa vào cấp công trình là cấp II ta được a’= 0,5 (m)
* Vậy cao trình đỉnh đập là : Z2 = 80 + 0,0024 + 1,02 + 1 = 83,02 (m) .
Kết luận : ta chọn chiều cao đỉnh đập theo trò số lớn nhất trong hai cao
trình trên :
Cao trình đỉnh đập là : Zđđ = 83,02 (m) .
2. Bề rộng đỉnh đập B :
Theo đề bài cho đỉnh đập không có đường giao thông chạy qua nên ta
có thể chọn B = 6 (m) .
II. Xác đònh mái đập và cơ đập :
1. Mái đập :
- Sơ bộ đònh theo công thức kinh nghiệm, sau này trò số mái được chính
xác hóa qua tính toán ổn đònh :
- Ta sơ bộ xác đònh hệ số mái như sau :
Đối với mái hạ lưu : m2= 0,05.Hđ + 1,50 = 0,05.38,02 + 1,5 = 3,401
Ta chọn lại cho phù hợp m2 = 3.5
Đồ án mơn học Thủy Cơng.
Trong đó H : Chiều cao của đập Hđ = Zđđ - Zđáy =83,02 – 45 = 38,02 (m)
Đối với mái thượngï lưu : m1 = 0,05.Hđ + 2,00 = 0,05.38,02 + 2 =
3.901 m Ta chọn lại cho phù hợp m1= 4.0
2. Cơ đập :
- Khi đập cao trên 10m thì ta nên bố trí cơ đập ở mái hạ lưu . Chọn bề
rộng cơ theo yêu cầu giao thông B = 3 m, ở cao trình +65 m
- Chọn hệ số mái sau cơ hạ lưu : m4 = 3,75
- Chọn hệ số mái trước cơ thượng lưu : m3 =4.25
m1
h1
m3
m2
3m
3m
m4
Sơ bộmặ
t cắ
t đậ
p cócơ đậ
p
Thiết bò chống thấm :
- Theo tài liệu cho, đất đắp đập và đất nền có hệ số thấm khá lớn nên cần phải có thiết bị chống
thấm cho thân đập và nền đập.
- Theo tài liệu ta thấy chiều dày tầng thấm rất dày (T = 10 m).
- Do địa chất lòng sơng là lớp phủ tàn tích có tính thấm lớn. Đó chính là tầng thấm của đáy đập.
Do vậy ta có thể chọn thiết bị chống thấm cho đập và nền là loại có tường nghiêng sân phủ
- Vật liệu làm tường và sân phủ là đất sét theo tài liệu cho.
a) Chiều dày tường nghiêng :
- Trên đỉnh : Thường lấy 1 ≥ 0.8m ; chọn 1 1 m.
H
- Dưới đáy : thường lấy 2
J
Trong đó :
H : chênh lệch mực nước trước và sau tường:
H = H1 – h3
h3: Chiều cao cột nước của đường bão hòa sau tường.
[J] : Gradien thấm cho phépcủa vật liệu làm tường (đất sét).Thường lấy [J] = 4÷6. Ở đây
ta chọn [J] = 5
Do h3 chưa biết nên ta giả thiết δ2=4
Vậy tường nghiêng có bề dày thay đổi δ = 1 ÷ 4 m
b) Cao trình đỉnh tường nghiêng :
Ta chọn cao trình đỉnh tường nghiêng = cao trình đỉnh đập (nhằm thoả mãn là khơng thấp hơn
MNDGC ở thượng lưu).
Ztn = Zđđ = 83,02 m.
c) Chiều dày sân phủ :
- Ở đầu : t1 ≥ 0.5m ; chọn t1 = 1 m.
Đồ án môn học Thủy Công.
1
H
- Ở cuối : t2 10 ; Chọn t2 = 3 m.
d) Chiều dài sân phủ L s : trị số hợp lý của chiều dài sân phủ L s xác định theo điều kiện khống chế lưu
lượng thấm qua đập và nền, với điều kiện không cho phép phát sinh biến dạng thấm nguy hiểm của đất
nền.
Sơ bộ chọn Ls = (3 - 5)H.
Trong đó H : là cột nước max H = Hđ
Ta chọn Ls = 4.H = 4.35 = 140 m.
IV . Thiết bị thoát nước qua thân đập :
Thường phân biệt 2 đoạn (theo chiều dài đập).
1 . Đoạn lòng sông : Hạ lưu có nước.
Khi chiều sâu nước hạ lưu không quá lớn, có thể chọn thoát nước kiểu lăng trụ. Cao trình đỉnh
lăng trụ chọn cao hơn mực nước hạ lưu lớn nhất, đảm bảo trong mọi trường hợp đường bão hoà không
thoát ra mái hạ lưu (để phân biệt được điều này, thường độ cao vượt đỉnh lăng trụ so với mực nước hạ
lưu lớn nhất phải bằng 1-2 m). Bề rộng đỉnh lăng trụ thường ≥ 2m; mái trước và sau của lăng trụ chọn
theo mái tự nhiên của đống đá. Mặt tiếp giáp của lăng trụ với đập và nền cần có tầng lọc ngược.
- Đối với hạ lưu thoát nước kiểu lăng trụ :
Theo hình vẽ ta có :
+ Cao trình đỉnh lăng trụ :
lăng trụ = MNHLmax + 1 = 62,8+ 1 = 63,8 m.
+ Bề rộng đỉnh lăng trụ : B lăng trụ =5 m.
+ Hệ số mái trước của lăng trụ : m’ = 1.5.
+ Hệ số mái sau của lăng trụ : m’2 = 2.
+ Chiều cao của lăng trụ :
h lăng trụ = lăng trụ - đáy = 63,8 – 45 = 18,8 m.
Khi mực nước hạ lưu thay đổi nhiều ,có thể chọn thiết bị thoát nước kiểu lăng trụ kết hợp với áp
mái : (cao trình đỉnh lăng trụ chọn cao hơn mực nước hạ lưu nhỏ nhất; còn cao trình đỉnh phần áp mái
chọn cao hơn điểm ra của đường bão hoà ứng với trường hợp của đường hạ lưu lớn nhất).
2 . Đoạn trên sườn đồi :
Ứng với trường hợp hạ lưu không có nước, sơ đồ đơn giản nhất có thể chọn là thoát nước kiểu áp
mái. Khi cần thiết phải hạ thấp đường bão hoà có thể chọn thoát nước kiểu gối phẳng hay ống dọc.
§2-3 Tính toán thấm qua đập và nền :
I . Nhiệm vụ và các trường hợp tính toán :
1 . Nhiệm vụ tính thấm :
- Xác định lưu lượng thấm.
- Xác định đường bão hoà trong đập.
- Kiểm tra độ bền thấm của nền và đập.
2 . Các trường hợp tính toán : trong thiết kế đập cần tính thấm với các trường hợp làm việc khác nhau
của đập :
- Thượng lưu là MNDBT, hạ lưu là mực nước nhỏ nhất tương ứng; thiết bị chống thấm; thoát
nước làm việc bình thường.
- Thượng lưu là MNDGC, hạ lưu là mực nước max tương ứng.
- Ở thượng lưu mực nước rút đột ngột.
- Trường hợp thiết bị thoát nước làm việc không bình thường.
- Trường hợp thiết bị chống thấm bị hỏng.
3 . Các mặt cắt tính toán : yêu cầu tính với 2 mặt cắt đại biểu :
- Mặt cắt lòng sông (chỗ tầng thấm dày nhất)
- Mặt cắt sườn đồi (đập trên nền không thấm)
II . Tính toán thấm cho mặt cắt lòng sông :
Theo tài liệu mặt cắt ở lòng sông, hạ lưu có nước, thiết bị thoát nước chọn kiểu lăng trụ.
Sơ đồ đập đất có tường nghiêng +sân phủ như sau:
Đồ án mơn học Thủy Cơng.
Y
MNDBT
1
m
2
hđ
t2
t1
1
m
K0
2
m'
h1
h
h3
Kđ
1
0
T
1
m' 2
Kn
m'
'2
h2
X
m1h3
LS
L
l
hinh 2-1 : sơ đồthấ
mqua đậ
p cótườ
ng nghiê
ng +sâ
n phủ
1 . Xác định lưu lượng thấm:
Sơ đồ đập có tường nghiêng + sân phủ : vì hệ số thấm của tường nghiêng và sân phủ nhỏ hơn rất nhiều
hệ số thấm của nền và thân đập nên có thể áp dụng phương pháp gần đúng của Pavơlốpki: bỏ qua lưu
lượng thấm ở tường nghiêng và sân trước.
Để giải bài tốn này ta sử dụng phương pháp phân đoạn: Ta chia sơ đồ tính tốn làm 2 đoạn : (Sơ đồ như
hình)
- Đoạn 1: Tính từ điểm đầu tiên của sân trước tới điểm đường bão hòa thốt ra sau tường nghiêng.(Gọi
độ cao của đường bão hòa tại điểm đó là h3)
- Đoạn 2: Tính từ điểm mà đường bão hòa thốt ra sau tường nghiêng tới đểm thốt ra của đường bão
hòa vào vật thốt nước
a) Tính lưu lượng thấm qua đoạn 1 : Đoạn này chủ yếu thấm qua nền đập
Áp dụng định luật Dacxy ta có:
h1 h3
q K n
.T
(1)
Ls m1 .h3 0,44T
Trong đó :
Kn : Hệ số thấm của nền Kn = 10-6 (m/s)
h1 : Chiều sâu mực nước thượng lưu: h1 = MNDBT - đáy = 77 – 45 =32(m)
h3 : Độ cao của đường bão hòa ngay sau tường nghiêng( chưa xác định)
Ls : Chiều dài sân trước (Ls = 140 m )
T : Chiều dày tầng thấm nước T = 10 m
m1 : Hệ số mái thượng lưu. Theo TK m1 = 4,0
Thay vào (1) ta được:
32 h3
32 h3
q K n
.10 K n
.10
(1’)
140 4,0.h3 0,44.10
144,4 4,0.h3
b) Tính thấm qua đoạn 2 : (Thấm qua đập và nền)
q = qđập + qnền
Áp dụng định luật Dacxy và cơng thức Duypuy Ta có:
h32 h22
h3 h2
q K đ .
Kn.
.T
(2)
2.( L m1 .h3 )
L m1 .h3 m'.h2 0,44T
Trong đó:
h2: Chiều sâu mực nước hạ lưu: h2 = MNHLBT - đáy = 60,5 – 45 = 15,5m
Kđ: hệ số thấm của đập : Kđ = 10-5 (m/s)
m’: Hệ số mái thượng lưu của vật thốt nước: m’ = 1,5
L : Chiều dài đáy đập tính từ điểm chân thượng lưu đập đến điểm vào vật thốt nước của đường bão hòa
Đồ án môn học Thủy Công.
H’=ZChl-Zđáy =65-45=20 (m)
L = Hđ m1 + Bđ +.(Hđ- H’) m2. + Bcơ + (H’ – hlăng trụ). m2 - m’.(hlăng trụ - h2)
= 38,02.4 + 6 + (38,02-20)3,5 + 2 + (20 – 18,8).3,75 - 1,5.(18,8 – 15,5)
= 222,7 (m)
Thay vào (2) ta được:
h32 15,5 2
h3 15,5
q K đ .
Kn.
.10
2.(222,7 4.h3 )
222,7 4.h3 1,5.15,5 0,44.10
(2’)
h32 15,5 2
h3 15,5
q K đ .
Kn
.10
570,94 8h3
266.62 4h3
Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình sau để xác định q và h3 :
(32 h3 )
q
K
.10
n
144
,
4
4
,
0
h
3
2
2
(h3 15,5)
q K h3 15,5 K
.10
d
n
445,4 8h3
203,85 4h3
(*)
Thay (1’) vào (2’) ta được:
(32 h3 )
h32 15,5 2
(h3 15,5)
Kn
.10 = K d
Kn
.10
445,4 8h3
203,85 4,0h3
144,4 4h3
(**)
Giải ra ta được: h3 = 16.21 m
thay vào (1’) ta được: q = 7.10-8 (m3/s)
H
H 35 16.21
3,7
-Với h3 = 16.21 m kiểm tra lại 2 ta có:
J
J
5
Vậy giả thiết 2 4 là đúng.
2. Phương trình đường bão hoà
Chọn hệ trục toạ độ như hình. Khi đó phương trình đường bão hòa có dạng:
Y h32
Y 2 16.212
h32 h22
X
L m1 h3
16,212 15,5 2
X
222,7 4,0.16,21
Y2 = 262.8– 0,14X
3. Kiểm tra độ bền thấm :
Với đập đất, độ bền thấm bình thường ( xói ngầm cơ học, trôi đất) có thể đảm bảo được nhờ bố
trí tầng lọc ngược ở thiết bị thoát nước( mặt nước tuếp giáp với thân đập và nền). Ngoài ra cần kiểm tra
độ bền thấm đặc biệt để ngăn ngừa sự cố trong trường hợp xảy ra hang thấm tập trung tại một điểm bất
kỳ trong thân đập và nền.
- Với thân đập cần đảm bảo điều kiện :
J kd J k d
Trong đó :
h h2
16,21 15,5
J kd 3
0.004
L m1 h3 222,7 4.16,21
J k d : hệ số phụ thuộc vào loại đất thân đập.Tra bảng (P3-3) ứng với :
Đất cát pha ,Công trình cấp II :
Ta có :
Đồ án mơn học Thủy Cơng.
J kd 0.004 J k d 0.65
Vậy điều kiện được đảm bảo.
- Với nền đập cần đảm bảo điều kiện :
J kn J k n
Trong đó :
h1 h2
37 15,5
J kn
0.06
Ls L 0.88T m' h2 140 222.7 0,88.10 1.5.15,5
J k n : phụ thuộc vào loại đất đắp và cấp cơng trình, có thể lấy theo số liệu của Trugắp (bảng P3-2).
Ứng với cơng trình cấp II và vật liệu là đất sét, tra bảng ta đươc :
J k n 0.2
J kn 0.06 J k n 0.2
Vậy điều kiện được đảm bảo.
III . Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi :
Với tài liệu đã cho, sơ đồ chung của mặt cắt sườn đồi là đập trên nền khơng thấm, hạ lưu khơng
có nước, thốt nước kiểu áp mái.Trong trường hợp này ta sử dụng sơ đồ tính đâp có tường nghiêng như
sau:
Y
Z0
1
m2
m
K0
h1
h3
Kđ
a0
0
L
X
hinh 2-2 : sơ đồthấ
mqua đậ
p cótườ
ng nghiê
ng trê
n nề
n khô
ng thấ
m,
hạlưu khô
ng cónướ
c
1 . Tính lưu lượng thấm:
Để tính lưu lượng trong trường hợp này ta sử dụng phương pháp phân đoạn. Chia miền tính
thành 2 đoạn :
- Đoạn 1 :Thấm qua tường nghiêng
- Đoạn 2 : Thấm qua thân đập
Áp dụng cơng thức Duypuy cho 2 đoạn tính trên ta thành lập được hệ 3 phương trình 3 ẩn như sau:
h12 h32 Z 02
q K 0
2 sin
h32 a 02
q K d
2( L m1 .h3 m2 a 0 )
a0
q K d
m2 0.5
3)
Đồ án môn học Thủy Công.
Hệ này gồm 3 ẩn số : q, h3, a0
Tiến hành giải hệ này ta được lưu lượng cần tìm
- Xác định các đại lượng trong hệ phương trình trên :
+ Các hệ số thấm của đất sét, đất nền, đất đắp đập dùng trong thiết kế :
K0 = 4*10-9 m/s ; Kn = 10-6 m/s ; Kđ = 10-5 m/s.
+ Chiều cao mực nước thượng lưu đập :
h1 = MNDBT - sườnđồi = 77 – 70 = 7 m.
+ Chiều dài tính toán của chân đập:
Cao trình tại đấy sườn đồi: Zsđ = 70 m (Đo từ mặt cắt địa chất tuyến đập đã bỏ lớp phong hóa)
L = (Zđđ - Zsđ ).m1 + (Zđđ - Zsđ ).m2 + Bđ
= (83,02-70).4 +(83.02-70).3,5 + 6
= 103,65 m
+ Hệ số mái dốc của thượng hạ lưu :
m1 = 4; m2 = 3.5
+ Độ dày trung bình của tường nghiêng :
2 1 4
1
2,5m
2
2
+ Xác định Z0 :
Theo sơ đồ hình vẽ ta có : Z0 = cos = 2,5. 0,96 = 2,4 m.
Trong đó :
1
1
1
tg
0,25 14 o
cot g m1 4
cos = 0,97
sin α = 0,24
- Thay tất cả các giá trị trên vào hệ phương trình (2) ta có :
2
2
2
2
9 7 h3 2,4
9 54,76 h3
q
4
.
10
q
4
.
10
(1)
2
.
2
,
5
.
0
,
24
1
,
2
2
2
h
a
h32 a 02
5
5
3
0
q
10
q
10
(2)
2
(
103
,
65
4
.
h
3
,
5
a
)
207
,
3
8
.
h
7
a
3
0
3
0
a
5
5 a0
0
(3)
q 10
q 10
3.5 0.5
4
- Giải hệ phương trình trên ta có : giải theo phương pháp đúng dần
h3 =1,817m.
a0 = 0,06861 m.
q = 1.7.10-7 (m3/s_m)
2. Đường bão hòa :
Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ. Khi đó phương trình đường bão hòa có dạng:
2q
Y h32
X
kd
Y 2 h32
2q
X
kd
2.1,7.10 7
X
10 5
Y 2 3,3 0,0034 X
Y 2 1.817 2
3. Kiểm tra bền thấm đặc biệt :
Tiến hành tính Jkđ theo công thức sau :
Đồ án môn học Thủy Công.
J kd
h3
1,817
0,0188
L m1 h3 103,65 4.1,817
Jk d
0,65 : tra bảng P3-3
J kd 0,01 J k d 0,65
Vậy điều kiện đảm bảo.
§2-4 Tính toán ổn định mái đập
I . Trường hợp tính toán :
Theo quy định của quy phạm, khi thiết kế đập đất thì cần kiểm tra với các điều kiện sau :
1 . Cho mái hạ lưu :
- Khi thượng lưu là MNDBT; hạ lưu là chiều sâu nước lớn nhất có thể xảy ra, thiết bị chống
thấm và thoát nước làm việc bình thường (tổ hợp cơ bản).
- Khi thượng lưu là MNDGC, sự làm việc bình thường của thiết bị thoát nước bị phá hoại ( tổ
hợp đặc biệt).
2 . Cho mái thượng lưu :
- Khi mực nước hồ rút nhanh từ MNDBT đến mực nước thấp nhất có thể xảy ra (cơ bản).
- Khi mực nước thượng lưu ở cao trình thấp nhât (nhưng không nhỏ hơn 0.2H đập) - tổ hợp lực
cơ bản.
- Khi mực nước hồ rút nhanh từ MNDGC đến mực nước thấp nhất có thể xảy ra (tổ hợp đặc
biệt).
Trong đồ án này chỉ giới hạn cho kiểm tra một số trường hợp.
II . Tính toán ổn định mái bằng phương pháp cung trượt :
1 . Tìm vùng có tâm trượt nguy hiểm : Sử dụng kết hợp 2 phương pháp :
a) Theo phương pháp Filennít :
- Tâm cung trượt nằm lân cận đường MM1
M: Được xác định bởi Hđ và 0,45Hđ:
M1: Được xác định bởi α,β
- Ứng với độ dốc mái m2 = 3.625tra bảng (6-5) giáo trình thủy công 1 (Trang 146) ta có :
0
0
35 37’ ; 25
Nối MM1
Tâm cung trượt nằm lân cận MM1
b) Theo phương pháp Fannđêép :
Tìm trung đoạn của mái m2 : I
Dựng 2 đường thẳng
+ Đường thẳng đứng từ I
+ Đường thẳng từ I tạo với mái hạ lưu 1 góc 850
Xác định r và R (phụ thuộc vào m và Hđ)
Tra bảng 6-6 Sách giáo trình thủy công 1 (trang 147) ta có :
- Tâm cung trượt nguy hiểm nằm ở lân cận hình cong như hình vẽ :
- Với hệ số mái mTB = 3,625và chiều cao đập Hđ =38,03 m tra bảng (4-2) GTTC ta có :
R
H 3,2
d
R=121.6 (m), r=49,426(m)
r 1,3
H d
Diện tích hình thang cong abcd sẽ chứa tâm cung trượt nguy hiểm
Kết hợp cả 2 phương pháp ta tìm được phạm vi có khả năng chứa tâm cung trượt nguy hiểm nhất là
đoạn EF . Trên đó ta giả định các tâm O1,O2,O3 … Vạch các cung trượt đi qua 1 điểm B ở chân đập tiến
hành tính hệ số an toàn ổn định K1, K2, K3 cho các cung tương ứng, vẽ biểu đồ quan hệ giữa Ki và vị trí
tâm Oi , ta xác định vị trí Kmin ứng với các tâm Oi trên đường thẳng M1M. Từ vị trí của tâm Oi ứng với
Đồ án môn học Thủy Công.
Kmin đó, kẻ đường NN vuông góc với đường M1M. Trên đường NN, ta lại lấy các tâm O3,O4,O5 khác,
vạch các cung cũng đi qua điểm B ở chân đập, tính K ứng với các cung này, vẽ biểu đồ trị số K theo tâm
Oi, ta xác định được trị số Kmin ứng với điểm B ở chân đập.
Làm tương tự vớicác điểm B1, B2, B3, B4 . Ta xác định được 5 Kmin.Sau đó chọn Kminmin
Sau đó so sánh Kminmin với [K]
Trong trường hợp này khối lượng tính toán lớn.Thường dùng chương trình máy tính để tính.Trong đồ án
này ta chỉ tính cho 5 cung trượt đi qua điểm chân đập tìm Kmin
2 . Xác định hệ số an toàn K cho 1 cung trượt bất kỳ :
a) Tính cho cung trượt qua có (O1B)
Với giả thiết cung trượt là 1 cung hình trụ .Mặt trượt là mặt trụ tròn ta tính hệ số K cho 1 cung trượt bất
kỳ theo các bước sau:
B1: Vẽ 1 cung trượt Tâm O1 bán kính O1B
B2: Chia khối đất thành các dải thẳng đứng có chiều rộng các dải bằng nhau:
Chia cung trượt thành 10 dải (m = 10) và được đánh số thứ tự như hình.Bề rộng mỗi dải sơ bộ tính như
sau:
R 134.7
b
13.47 m
m
10
Theo phương pháp mặt trụ trượt tròn, sử dụng công thức của Ghẽcevanốp để xác định hệ số an
toàn K, với giả thiết là xem khối trượt là 1 vật thể rắn, áp lực thấm được chuyển ra ngoài thành áp lực
thủy tĩnh tác dụng lên mặt trượt và hướng vào tâm.
Chia khối trượt thành các dải có bề rộng b như hình vẽ. Ta có :
( N n Wn )tg n C n l n
K
Tn
Trong đó :
n , Cn : là góc ma sát trong và lực dính đơn vị đáy dải thứ n.
ln : bề rộng đáy dải thứ n.
Wn : áp lực thấm ở đáy dải thứ n.
Wn n hh l n
hn : chiều cao cột nước, từ đường bão hòa đến đáy dải
Nn , Tn : thành phần pháp tuyến và tiếp tuyến của trọng lượng dải Gn.
Nn = Gncos n ; Tn = Gnsin n
Gn = b( i Z i )n
Zi : chiều cao của phần dải tương ứng có dung trọng là i ( i với đất ở trên đường bão
hòa lấy theo dung tọng tự nhiên, còn đất ở dưới đường bão hòa lấy theo dung trọng
bão hòa nước).
Đồ án môn học Thủy Công.
F
1.942
1.473
O
1.457
1.405
M E
1.714
7
6
5
4
B
3
2
1
0
-1
-2
-3
M1
So d? tính ?n d?nh mái tru?t d?p d?t theo ph
uong pháp Ghécxêvann?p
- Giả sử chọn số dải ban đầu là m = 10, chiều rộng của mỗi dải là :
R 71.649
b
7.165 (m).
m
10
Với bán kính mặt trượt tính cho điểm B : RB = 134.7 m.
- Đất đắp đập có :
dtn 23 0 tg dtn 0.424
dbh 20 0 tg dbh 0.364
- Đối với đất nền :
ntn 26 0 tg ntn 0.488
nbh 22 0 tg nbh 0.404
- Đối với đá :
32 0 ; n = 0.35 ; da 2.5 (T/m3).
- Dung trọng của nước : n 1 (T/m3).
- Xác định dung trọng cho từng lớp:
0 dap kd (1 w) = 1,62(1+0.2) = 1.94 (T/m3).
1 bhdap kdap n n 1,62 1.0.35 1,97 (T/m3).
2 bhnen knen n n 1,59 1.0,39 1,98 (T/m3)
3 thiết bị thoát nước = kda 2.5 (T/m3).
4 bh thiết bị thoát nước = kda n .n 2,5 1.0,35 2,85 (T/m3).
Từ các công thức trên ta lập được bảng tính hệ số K cho cung trượt đi qua O1 và B: Bảng (1-1)
Đồ án môn học Thủy Công.
Dải
7
F đập khô
144.99
6
269.38
24.067
9
5
232.76
131.641
4
183.77
3
135.07
2
86.26
1
10.38
Fđậpbh
Fđá khô
208.32
176.28
6
57.528
2
Fđá bh
36.9108
154.79
2
36.14
-3
210.589
190.90
5
153.75
2
104.50
3
55.253
3
-4
9.524
0
2.667
-1
-2
Fnền
14.77
6
76.07
3
122.58
149.9
148.5
149.7
122.52
77.949
13.925
G
281.284
570.00
3
710.88
5
796.15
4
865.14
3
964.54
5
1007.4
6
844.77
3
734.59
5
540.41
4
311.81
54.715
1
3
Ln
21.2
Cn*Ln
63.6
(NnWn)*tg
85.27241
23.6957
2.4
16.3
39.12
183.5143
0.36
131.4603
2.4
15.5
37.2
174.3064
0.36
222.6681
0.7
14.7
10.29
182.5268
0.404
288.3075
0.7
14.1
9.87
216.9426
0.404
334.9785
0.7
13.7
9.59
246.4717
1002.409
192.909
100.74
6
0.404
357.9806
0.7
13.5
9.45
260.349
1.00
844.7735
0
0.404
343.7805
0.7
12.8
8.96
202.4012
-0.1
0.99
730.9128
-73.459
0.404
311.7683
0.7
13.5
9.45
169.3344
-0.2
0.98
529.4955
-108.08
0.404
232.4579
0.7
13.7
9.59
120.0032
-0.3
0.95
297.4479
-93.543
0.404
134.139
0.7
14.1
9.87
65.9768
-0.4
0.92
50.14722
-21.886
1469.0
3
0.404
24.37
0.7
9.1
6.37
10.414
223.36
1917.513
1.457
Cn*Ln
(NnWn)*tg
k
Sin
0.7
Cos
0.71
Nn
200.8773
0.6
0.80
456.0026
0.5
0.87
615.6447
0.4
0.92
729.6869
0.3
0.95
825.2942
0.2
0.98
945.0569
0.1
0.99
0
Tổng
Dải
F đập khô
7
6
55.56
197.53
5
4
228.62
174.41
Fđậpbh
49.8228
153.918
Fđá khô
Fđá bh
Fnền
G
107.78
7
383.2
541.67
3
641.57
Sin
Cos
Nn
0.7
0.6
0.71
0.80
76.97516
306.5602
0.5
0.4
0.87
0.92
469.1022
588.0093
Tn
196.899
342.00
2
355.44
3
tg
0.4245
Wn
0
0.4245
318.461
259.54
3
Tn
75.450
8
229.92
270.83
6
256.62
tg
Cn
Wn
Cn
Ln
0.4245
0.4245
0
0
3
3
13.9
18.1
41.7
54.3
32.67596
130.1348
0.36
0.36
117.4271
183.8604
2.4
2.4
16.8
15.8
40.32
37.92
126.603
145.4936
k
Đồ án môn học Thủy Công.
1
97.264
8
216.97
4
223.992
10.721
57.60
1
87.35
0
191.534
102.27
-1
92.042
-2
125.099
63.513
5
-3
10.2825
10.522
3
117.95
2
1
42.083
124.65
7
22.53
21.15
59.611
772.83
870.40
3
864.198
748.36
9
538.77
4
299.043
50.137
9
8
0.3
0.95
737.2328
0.404
226.5162
0.7
15.2
10.64
206.3295
852.817
859.8661
231.849
174.08
1
86.4198
0.2
0.1
0.98
0.99
0.404
0.404
248.419
225.888
0.7
0.7
14.8
14.6
10.36
10.22
244.1768
256.1272
0
1.00
748.369
0
0.404
220.895
0.7
14.5
10.15
213.0995
-0.1
0.99
536.0736
-53.877
0.404
207.1123
0.7
14.5
10.15
132.9004
-0.2
0.98
293.001
-59.809
0.404
161.3627
0.7
14.6
10.22
-0.3
0.95
47.8285
-15.041
0.404
98.7558
0.7
8.8
6.16
53.18186
20.57463
242.14
1520.148
1.473
(NnWn)*tg
k
Tổng
1196.46
Dải
F đập khô
Fđậpbh
7
300.88
6
268.24
39.9255
143.49
5
5
242.84
4
201.64
3
164
2
122.65
1
0
81.333
15.535
-1
-2
-3
Fđá khô
Fđá bh
Fnền
G
662.36
2
Sin
Cos
Nn
0.7
0.71
473.0208
808.01
0.6
0.80
646.4083
0.5
0.87
860.9963
146.95
994.193
1070.3
5
0.4
0.92
980.9916
204.09
1108.48
0.3
0.95
1057.425
243.95
1138.01
1087.0
8
1198.15
0.2
0.98
1115.022
0.1
0
0.99
1.00
1081.631
1198.153
428.14
332.54
5
227.60
3
108.70
8
0
1140.26
935.64
4
735.86
-0.1
0.99
1134.542
-0.2
-0.3
0.98
0.95
916.7397
701.9715
2.4959
68.06
4
197.114
197.05
4
196.04
7
159.59
4
30.57
13.06
36.018
7
140.48
8
191.752
203.05
1
158.931
116.269
267.12
275.3
267.13
243.78
204.29
Tn
463.65
3
484.80
6
497.09
6
tg
Wn
Cn
Ln
Cn*Ln
0.4245
39.908
3
32.4
97.2
183.8564
0.4245
192.0814
2.4
15.5
37.2
192.8617
0.36
264.885
2.4
14.3
34.32
214.6001
0.36
343.36
0.7
13.5
9.45
229.5474
0.404
402.0133
0.7
13
9.1
264.7865
0.404
439.406
0.7
12.6
8.82
272.9487
0.404
0.404
462.3048
458.6987
0.7
0.7
12.5
12.4
8.75
8.68
250.2076
298.7396
-114.03
0.404
448.107
0.7
12.4
8.68
277.3198
-187.13
-220.76
0.404
0.404
399.5453
314.518
0.7
0.7
12.4
13
8.68
9.1
208.9466
156.5312
Đồ án môn học Thủy Công.
-4
68.9381
27.360
7
-5
Tổng
Dải
F đập khô
Fđậpbh
7
81.468
6
154.41
7.6519
5
139.26
82.4352
4
101.53
106.36
3
54.228
18.8434
2
Fđá khô
Fđá bh
146.59
6
486.72
9
-0.4
0.92
446.0944
-194.69
0.404
206.9
0.7
13.5
9.45
96.63454
68.785
214.173
-0.5
0.87
185.4792
-107.09
1718.86
0.404
92.57
0.7
16.6
11.62
261.05
37.5353
2684.515
Fnền
48.640
2
6.761
168.292
32.68
186.31
178.79
7
140.76
4
97.329
58.204
2
17.0913
1
0
-1
-2
-3
19.491
56.65
4
80.012
85.66
78.55
56.59
6
17.805
G
158.04
8
314.63
4
432.56
5
545.12
3
677.45
2
724.85
8
667.99
5
570.78
5
432.917
277.94
3
83.9643
Cn
Ln
Cos
Nn
Tn
tg
0.7
0.71
112.8687
110.633
0.4245
0
3
20.3
60.9
47.91274
0.6
0.80
251.7068
188.78
0.36
7.78
2.4
15
36
87.81365
0.5
0.87
374.6123
216.283
0.36
82.445
2.4
13.9
33.36
105.1802
0.4
0.92
499.6136
218.049
0.36
158.81
2.4
13.1
31.44
122.6893
0.3
0.95
646.2481
0.404
204.76
0.7
12.6
8.82
178.3612
0.2
0.98
710.2132
0.404
242.72
0.7
12.3
8.61
188.8672
0.1
0.99
664.6466
203.236
144.97
2
66.799
5
0.404
257.12
0.7
12.1
8.47
164.6407
0
-0.1
1.00
0.99
570.7853
430.7466
0
-43.292
0.404
0.404
225.52
176.97
0.7
0.7
12
12.1
8.4
8.47
139.4872
102.5258
-0.2
-0.3
0.98
0.95
272.3271
80.09684
-55.589
-25.189
0.404
0.404
113.67
36.4876
0.7
0.7
12.3
11.2
8.61
7.84
64.09745
17.61813
220.92
1219.194
1.405
Cn*Ln
(NnWn)*tg
k
1024.6
8
F đập khô
Fđậpbh
Fđá khô
Fđá bh
Fnền
G
Sin
Cos
Nn
Tn
tg
Wn
Cn
Ln
Cn*Ln
(NnWn)*tg
Sin
Tổng
Dải
Wn
1.714
k
Đồ án môn học Thủy Công.
7
45.70
4
6
290.7
7.6519
5
4
311.5
253.17
82.4352
106.36
50.13
3
194.16
18.8434
123.85
2
1
0
-1
135.9
84.02
-2
-3
-4
Tổng
4.337
38.68
50.9
185.2
223.12
206.91
178.39
211.15
211.62
211.06
142.61
88.63
178.25
123.89
46.84
6
26.67
88.665
4
579.03
2
766.70
7
799.937
659.01
5
761.90
9
1119.73
1151.58
1007.6
759.37
3
497.9
168.76
5
0.7
0.71
63.31974
0.6
0.80
463.2258
0.5
0.4
0.87
0.92
663.988
733.154
0.3
0.95
0.2
0.1
0
-0.1
62.065
8
347.41
9
0.4245
0
3
17.5
52.5
26.87923
0.36
35.44
2.4
18.1
43.44
154.0029
0.36
0.36
173.55
275.82
2.4
2.4
16.8
15.8
40.32
37.92
176.5577
164.6402
628.6601
383.354
319.975
197.70
4
0.404
273.2096
0.7
15.2
10.64
143.602
0.98
0.99
1.00
0.99
746.5152
1114.12
1151.585
1002.549
152.382
111.973
0
-100.76
0.404
0.404
0.404
0.404
408.6124
448.1
425.622
406.32
0.7
0.7
0.7
0.7
14.3
14.6
14.5
14.6
10.01
10.22
10.15
10.22
136.5127
269.0719
293.2889
240.8766
-0.2
-0.3
0.98
0.95
744.0308
474.966
-151.87
-149.37
0.404
0.404
315.8
208.6
0.7
0.7
14.8
15.2
10.36
10.64
173.0053
107.6119
-0.4
0.92
154.6757
-67.506
1105.36
0.0404
72.1
0.7
15.4
10.78
257.2
3.336056
1889.385
1.942
Đồ án mơn học Thủy Cơng.
C. CẤU TẠO CHI TIẾT :
I. Đỉnh đập :
- Vì trên đỉnh đập không làm đường giao thông nên chỉ cần phủ một
lớp dăm – sỏi dày từ 15 25cm để bảo vệ. Mặt đỉnh đập dốc về
hai phíavới độ dốc i = 2 4% để thoát nước mưa.
II. Bảo vệ mái đập :
1. Mái thượng lưu :
- Hình thức bảo vệ mái thượng lưu chủ yếu phụ thuộc vào các yếu tố
của sóng và khả năng cung cấp vật liệu.
- Khi tính toán lớp bảo vệ mái, cần dựa vào chiều cao sóng lớn
nhất( theo tuần suất gió và mức đảm bảo sóng lớn nhất được quy
đònh theo quy phạm)
Trong trường hợp này ta có hsl = 1,89 m > 1.25 m nên có thể bảo vệ
mái bằng đá đổ, đá lát khan. , nếu dùng đá đổ hay đá lát thì kích thước và trọng
lượng hòn đá phải lớn (G > 80kg), điều này gây khó khăn cho việc chọn vật liệu (khơng tận dụng hết
đá khai thác và khó khăn cho thi cơng. Khi đó hợp lý hơn có thể chọn hình thức bảo vệ mái bằng các
tấm đá xây, bê tơng hay bê tơng cốt thép. Ta chọn bảo vệ mái bằng tấm đá xây. Chiều dày tấm xác
định theo điều kiện ổn định chống đẩy nổi và lật. Sơ bộ có thể xác định theo cơng thức Anđrâytruc:
3 B 2
Kn hs
1
h
(d n ) cos 4 Ls
Trong đó: B - bề rộng tấm . Trong tính tốn cần kiểm tra điều kiện bền của tấm khi chịu áp lực sóng
lớn nhất. Theo điều kiện này, với các tấm bê tơng và đá xây, nên chọn B khơng lớn (B < 1 – 2m).
Chọn B = 1m.
1
- góc nghiêng của mái với mặt nằm ngang =arctg = 14o.
4
K - hệ số, khi tấm đặt trên lớp lọc liên tục bằng hạt lớn lấy K = 0,23.
d – dung trọng của hòn đá, d = 2,5T/m3
n – dung trọng của nước.
ls - chiều dài sóng, ls = = 16m.
2
0,23.1.1,98 3 1
h
1 0,309m
(2,5 1)0,98 4 16
2. Mái hạ lưu:
Mái hạ lưu cần được bảo vệ chống xói do nước mưa gây ra. Phổ biến nhất là dùng hình thức trồng
cỏ. Khi đó trên mái cần đào rãnh nhỏ nghiêng với trục đập góc 45 o, trong rãnh bỏ đá dăm để tập
trung nước mưa. Nước từ các rãnh tập trung vào mương ngang bố trí cơ, mương ngang có độ dốc về
2 bên bờ để nối với mương dọc dẫn nước về hạ lưu.
III. Nối tiếp đập với nền và bờ
1. Nối tiếp đập với nền:
Về các hình thức chống thấm cho nền đã được nêu ở trên. Ở đây đề cập đến việc xử lý mặt tiếp
giáp giữa thân đập và nền. Thường phải bóc một lớp dày 0,3 – 1m trên mặt nền
khi đất thân đập và nền khác nhau, cần làm các chân răng. Khi đắp đập trên nền đá có thể làm các
răng bằng bê tơng hay đá xây.
2. Nối tiếp đập với bờ:
Nói chung, cần đảm bảo các u như nối tiếp đập và nền. Cần chú ý thêm:
- Ở chỗ nối tiếp với bờ, thiết bị chống thấm phải cắm sâu vào đá tốt hoặc đá ít phong hố. Khi tầng
khơng thấm nằm sâu trong bờ, phải cắm thiết bị chống thấm vào bờ một khoảng nhất định.
- Mặt nối tiếp thân đập với bờ khơng đánh cấp, khơng làm q dốc, khơng cho phép làm dốc ngược.
D. KẾT LUẬN :
Đồ án mơn học Thủy Cơng.
- Các bản vẻ mặt cắt dọc và mắt cắt ngang thể hiện trên khổ giấy
A1
- Các tài liệu tham khảo
Giáo trình thủy công tập I
TCVN 5060 – 90
Quy phạm thiết kế đập đất đầm nén QPVN 11-77
Quy phạm tải trọng do sóng và tàu QPTL C1 – 78
Thiết kế đập đất (của Nguyễn Xuân Trường) .
Tóm tắt các nội dung đã làm:
1.Xác đònh các kích thước cơ bản của đập đất
-Đỉnh đập
-Mái đập và cơ
-Thiết bò chống thấm
-Thiết bò thoát nước thân đập
2.Tính toán thấm qua đập và nền:
-Tinh1 thấm cho mặt cắt lòng sông
-Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi
3.Tính toán mái đập:
-Tính toán ổn đònh mái bằng phương pháp cung trượt
4.Các cấu tạo chi tiết
-Đỉnh đập
-Bảo vệ mái đập
-Nối tiếp đập với nền và bờ .
