- II.88 - độ dốc đáy 1/10 độ dốc đáy 1/20 (4.6.6) độ dốc đáy 1/30 Số hạng h R trong phơng trình (4.6.5) l chiều sâu nớc ở chân đê m chiều cao sóng leo lớn nhất. Nó đợc tính bằng Hình T.4.6.1 hình ny cho chiều cao sóng leo với một tờng thẳng đứng. Số hạng L R trong hình l chiều di sóng ở độ sâu nớc h R , còn R max l chiều cao sóng leo lớn nhất cho vùng m chiều sâu nớc cho các sóng đứng tồn tại (nghĩa l chiều cao sóng leo khi h = h R ) (2) Mặt cắt ngang phức tạp Một "mặt cắt ngang phức tạp" l trờng hợp m địa hình đáy biển v hình dạng v vị trí của đê biển ( về tổng thể) đợc cho trong Hình T.4.6.2 (a) Khi mặt cắt ngang đợc xem l phức tạp, chiều cao sóng leo của đê biển có đợc nh sau (xem hình T.4.6.2) 1. Điểm sóng vỡ B đợc xác định từ các đặc trng sóng nớc sâu 2. Sau đó, chiều cao sóng leo R đợc giả định v điểm A đợc đặt tại điểm sóng leo cao nhất. Nối A v B bằng một đờng thẳng, v độ dốc của đờng ny l độ dốc ảo cotD 3. Chiều cao sóng leo đối với độ dốc ảo ny đợc tính theo Hình T.4.6.3 v chiều cao tính đợc đem so sánh với chiều cao sóng leo giả định lúc đầu. Nếu hai chiều cao đó không phù hợp nhau, khi đó giả định lại một chiều cao sóng leo khác, v việc tính toán lại lập lại (nghĩa l chiều cao sóng leo mới đợc dùng để cho một độ dốc ảo mơí v.v ). Qúa trình lập đi lập lại ny đợc tiến h nh cho tới khi có hội tụ. 4. Kết quả tính toán nh trên l chiều cao sóng leo với mặt cắt phức tạp tại vị trí nghiên cứu (b) Khi các kết quả có đợc từ phơng pháp ny đợc so sánh với các kết quả thí nghiệm thực tế đôí với một mặt cắt ngang phức tạp, thờng thấy có sự tơng hợp tốt giữa hai kết quả đó, với sai số thờng không quá 10%. Tuy nhiên, nếu độ dốc đáy quá thoải, sự tơng hợp giữa chúng kém đi, do đó phơng pháp ny chỉ dùng đợc khi độ dốc đáy hơn 1/30. (c) Hình 4.6.4 trình by các kết quả thực nghiệm với độ dốc đáy bằng 1/70. Hình ny cung cấp số liệu tham khảo bổ ích để ớc tính chiều cao sóng leo đối với mặt cắt ngang phức tạp khi có độ dốc đáy thoaỉ. Hình T.4.6.2. Mặt cắt ngang phức tạp v độ dốc ảo Hình T.4.6.1. Đồ thị tính h R cho tờng th ẳ ng đứng Hệ số cạn Điểm leo cao nhất Điểm sóng vỡ Mặt cắt n g an g th ự c t ế Độ dốc ảo www.Gia24.vn - II.89 - Hình T.4.6.3. Chiều cao sóng leo trên mái dốc Hình T.4.6.4. Chiều cao sóng leo trên một đê biển nằm gần đất liền hơn điểm sóng vỡ (3) Sóng tới xiên Hình T.4.6.5 cho quan hệ giữa hệ số góc tới K E v góc E. ở đây, E l góc giữa đờng đỉnh của sóng tới v đờng tâm của đê biển v hệ số góc tới K E l tỷ lệ giữa chiều cao sóng leo với góc E v chiều cao sóng leo khi sóng tới vuông góc đê (nghĩa l khi E = 0). Hình ny có thể dùng để ớc tính ảnh hởng của góc sóng tới đến chiều cao sóng leo. (4) ảnh hởng của công trình hấp thụ sóng Chiều cao sóng leo có thể giảm đáng kể khi mặt trớc của đê đợc phủ hon ton các khối bê tông tiêu sóng. Hình T.4.6.6 cho một ví dụ. Tuy nhiên, tác dụng của các khối bê tông thay đổi lớn tuỳ thuộc cách đặt chúng, vì vậy nói chung nên xác định chiều cao sóng leo bằng các thí nghiệm mô hình thuỷ lực. (5) Sai số tính toán www.Gia24.vn - II.90 - Điều quan trọng phải chú ý l các đờng cong để xác định chiều cao sóng leo đã có đợc bằng cách lấy trung bình các dữ liệu thí nghiệm có độ phân tán lớn. Cũng phải nhớ rằng sóng leo thực tế thờng xuyên vợt quá chiều cao đỉnh tính toán vì tính chất không ổn định của sóng khi chiều cao đỉnh đê biển đợc thiết kế chống lại sóng có ý nghĩa, ngay cả nếu không xét đến sự phân tán của các dữ liệu thí nghiệm; thực tế, trong các trờng hợp cực đoan, chừng một nửa các sóng có thể vợt quá chiều cao ny. Theo đó, chiều cao đỉnh của đê biển không đợc quyết định chỉ dựa đơn thuần vo chiều cao sóng leo của các sóng ổn định, hơn thế, cần xem xét đến khối lợng nớc trn (xem 4.6.2. Sóng trn) Holland : H Lan Russia : Nga 4.6.2. Sóng trn Với các kết cấu m lợng nớc trn l một yếu tố thiết kế quan trọng, lợng sóng trn phải tính toán bằng cách lm thí nghiệm mô hình thuỷ lực hoặc sử dụng các dữ liệu thí nghiệm mô hình thuỷ lực đã lm trớc đây. Khi đó, phải xem xét đến tính không ổn định của sóng [Chú giải] Lợng nớc trn l thể tích tổng cộng của nớc trn. Còn lu lợng trn l thể tích trung bình của nớc trn trong một đơn vị thời gian, nó có đợc bằng cách chia lợng nớc trn cho khoảng thời gian đó. Lợng nớc trn v lu lợng trn thờng đợc biểu thị cho một chiều rộng đơn vị Nếu lợng nớc trn lớn, khi đó không chỉ thân đê bị h hỏng, m còn h hỏng cả đòng sá, nh cửa v/hoặc các công trình cảng v bến đằng sau đê chắn sóng do bị ngập lụt, dù rằng đê có mục đích bảo vệ chúng. Hơn nữa, còn nguy hiểm cho các ngời sử dụng các công trình tiện nghi ở vùng đất trớc biển vì họ có thể bị chết đuối hoặc bị thơng. Trong khi thiết kế, cần lm cho lợng nớc trn không lớn hơn một giá trị cho phép no đó đã đợc xác định cùng với các đặc điểm của kết cấu v vị trí liên quan đến việc sử dụng chúng. Hơn thế nữa, khi ớc tính lợ ng nớc trn bằ ng thí nghiệm, nên xem xét đến các sự thay đổi trong mực nớc thuỷ thiều, nghĩa l thí nghiệm với các mực nớc khác nhau [Chỉ dẫn kỹ thuật] (1) Đồ thị để tính lu lọng trn 38) Với một đê biển thẳng đứng hoặc hấp thụ sóng có hình dạng đơn giản (nghĩa l không có gì giống nh ụ bảo vệ chân đê hoặc tờng chắn đỉnh) lu lợng trn có thể ớc tính bằng các Hình T.4.6.7 ~4.6.10. Các đồ thị ny đợc vẽ ra dựa trên các thí nghiệm sử dụng sóng không ổn định. Từ các kết qua so sánh giữa các kết quả thí nghiệm v quan sát hiện trờng, ngời ta cho rằng độ chính xác của các đờng cong cho ta lu lợng trn thì nằm trong phạm vi liệt kê trong Bảng T.4.6.1. Lu lợng trn đối với đê hấp thụ sóng có đợc trong điều kiện lớp bảo vệ thấp hơn ở đỉnh đê gồm có hai dãy khối bê tông tiêu sóng Hình T.4.6.5. Quan hệ giữa góc tới v chiều cao sóng leo (Đờng liền : Giá trị thí nghiệm do Viện nghiên cứu công trình công cộng, Bộ xây dựng) H Lan Nga (cũ) Hình T.4.6.6. Độ giảm chiều cao sóng leo do công trình hấp thụ sóng Bề mặt nhẵn Bề mặt phủ khối bê tông tiêu sóng www.Gia24.vn - II.91 - Bảng T.4.6.1. Phạm vi ớc tính đối với lu lợng trn thực tế so với Giá trị ớc tính Ghi nhớ rằng khi có các giá trị ớc tính thô thiển về lu lợng trn đối với sóng không ổn định bằng cách sử dụng các Hình T.4.6.7 ~4.6.10 phải xét nh sau đây: (a) Nếu giá trị thực của độ dốc đáy v độ dốc sóng nớc sâu không khớp với các giá trị trên đồ thị, phải dùng đồ thị no có giá trị ăn khớp nhất hoặc có thể tiến hnh nội suy (b) Các khối bê tông tiêu sóng trong các hình gồm có hai lớp khối tetrapod. Nếu dùng một loại khối bê tông tiêu sóng khác, hoặc nếu vẫn dùng loại khối bê tông tiêu sóng nh vậy nhng nếu có sự khác nhau trong bề rộng đỉnh về cách đặt khối tetrapod hoặc về hình dạng các chân, khi đó có nguy cơ lu lợng trn thực tế có thể khác đáng kể với giá trị có đợc trên hình (c) Nếu số lợng các dãy khối bê tông ở đỉnh tăng thêm, lợng nớc trn có xu hớng giảm đi. (d) Khi có khó khăn trong việc áp dụng các đồ thị để ớc tính lu lợng trn, có thể sử dụng phơng trình gần đúng của Takayama v các nguồn khác (2) Lu lợng trn cho phép Lu lợng trn cho phép phụ thuộc vo các yếu tố nh loại kết cấu của đê, tính trạng sử dụng đất sau đê biển v khả năng của các công trình thoát nớc, lu lợng cho phép ny phải đợc quy định thích hợp với từng tình hình riêng biệt. Tuy không thể cho một giá trị tiêu chuẩn đối với lu lợng trn cho phép, nhng Goda cũng cho các giá trị đối với lu lợng trn giới hạn h hỏng liệt kê trong Bảng T.4.6.2 dựa trên các trờng hợp tai hoạ đã qua. Hơn nữa, Nagai v các ngời khác đã xét mức độ quan trọng của công trình đng sau đê biển v đa ra các gía trị của lu lợng trn cho phép liệt kê trong Bảng T.4.6.3. Có sử dụng các kết quả thí nghiệm với sóng ổn định Bảng T.4.6.2. Lu lợng trn giới hạn gây ra h hỏng Loại Lớp phủ Lu lợn g trn (m 3 /(m-s) Kè Lớp phủ có lát đá Lớp phủ không lát đá 0,2 0,05 Đ ê Mái dốc trớc, đỉnh v mái dốc sau bê tông Mái dốc trớc v đỉnh bằng bê tông, mái dốc sau không bê tông Chỉ bê tông mái dốc trớc 0,05 0,02 0,005 hoặc ít hơn Bảng T.4.6.3. Lu lợng trn cho phép (m 3 /m-s) tuỳ theo mức độ quan trọng của công trình Các khu vực có tập trun g cao nh cửa, công trình công cộng sau đê biển, do đó đoán đợc rằng lụt hoặc nớc phun sẽ gây ra các h hại đặc biệt nghiêm trọng Khoảng 0,01 Các khu vực quan trọng khác Khoảng 0,02 Các khu vực khác 0,02 ~ 0,06 (3) Hệ số chiều cao đỉnh tơng đơng Hệ số chiều cao đỉnh tơng đơng có thể dùng để hớng dẫn khi quyết định lợng nớc trn đối với một đê biển trên đó đặt các khối bê tông tiêu sóng hoặc đối với đê biển loại tiêu sóng với các rãnh thẳng đứng. Hệ số chiều cao đỉnh tơng đơng l tỷ lệ giữa chiều cao đê đang xem xét với chiều cao của một đê thẳng đứng tởng tợng cũng có lợng nớc trn nh nhau khi các điều kiện về sóng v địa hình đáy biển đợc lấy nh nhau trong cả hai trờng hợp. Nếu hệ số chiều cao đỉnh tơng đơng nhỏ hơn 1,0 có nghĩa l đỉnh của đê đang nghiên cứu có thể hạ thấp hơn chiều cao của tờng thẳng đứng v vẫn cho lợng nớc trn nh nhau; nói cách khác, đê đang nghiên cứu có một hình dạng có hiệu quả để giảm Đ ê biển th ẳ ng đứng Đ ê biển có tiêu sóng www.Gia24.vn - II.92 - lợng nớc trn. Dới đây l các giá trị tham khảo của hệ số chiều cao đỉnh tơng đơng E đối với các loại đê điển hình Đê hấp thụ sóng với các khối bê tông 40) E = 0,9 ~ 0,7 Đê loại có rãnh thẳng đứng 40) E = 0,6 Đê loại tờng chắn trên đỉnh 39) E = 1,0 ~ 0,5 Đê có bậc 39) E = 1,7 ~ 1,0 Khi sóng tới xiên 42) (T l góc tới của sóng; góc ny bằng 0 khi sóng tới vuông góc với tờng) www.Gia24.vn - II.93 - H×nh T.4.6.7. §å thÞ íc tÝnh lu lîng trn cho mét ®ª th¼ng ®øng (®é dèc ®¸y 1/30) www.Gia24.vn - II.94 - H×nh T.4.6.8. §å thÞ íc tÝnh lu lîng trn cho mét ®ª th¼ng ®øng (®é dèc ®¸y 1/10) www.Gia24.vn - II.95 - H×nh T.4.9. §å thÞ íc tÝnh lu lîng trn cho mét ®ª hÊp thô sãng (®é dèc ®¸y 1/30) www.Gia24.vn - II.96 - H×nh T.4.6.10 §å thÞ íc tÝnh lu lîng trn cho mét ®ª hÊp thô sãng (®é dèc ®¸y 1/10) www.Gia24.vn - II.97 - (4) Tác động của gió đến lợng nớc trn Nói chung, gió có ảnh hởng tơng đối lớn đến lợng nớc trn khi nó nhỏ, mặc dầu có nhiều biến đổi. Tuy nhiên, ảnh hởng tơng đối của gió giảm đi khi lợng nớc trn tăng lên. Hình T.4.6.11 cho các kết quả nghiên cứu về ảnh hởng của gió đến lợng nớc trn, còn tung độ chỉ lợng nớc trn trên diện tích đơn vị. Có thể thấy từ hình vẽ l khi lợng nớc trn nhỏ, vận tốc gió cng lớn, gradien không gian của lợng nớc trn cng nhỏ. Khi lợng nớc trn lớn, gradien không gian của lợng nớc trn tăng. Điều ny cho thấy khi lợng nớc trn nhỏ khoảng cách m một khối nớc bắn toé bị ảnh hởng mạnh bởi vận tốc gió khoảng cách xa hơn nếu vận tốc gió lớn hơn; Tuy nhiên, khi lợng nớc trn lớn, sự khác nhau về khoảng cách bắn toé cng nhỏ Hình T.4.6.11. ảnh hởng gió đến Gradien không gian của lợng nớc trn (5) Hiện tợng trn của sóng ngẫu nhiên đa hớng Trong các vùng nớc m tính chất đa hớng của sóng rõ rệt, lu lợng sóng trn có thể hiệu chỉnh phù hợp với S max 4.6.3. Sự truyền sóng Cần phải tính chiều cao của sóng lan truyền đằng sau một đê chắn sóng do nớc trn hoặc/v do thấm qua lõi đê hoặc móng đê chắn sóng qua các kết quả thí nghiệm mô hình thuỷ lực hoặc các dữ liệu đã có trớc đây [Chú giải] Cần phải ớc tính một cách thích đáng chiều cao sóng truyền sau khi các sóng trn qua hoặc xuyên qua đê, bởi vì các sóng truyền ảnh hởng đến sự phân bổ chiều cao sóng sau đê chắn sóng. Các sóng truyền gồm có các sóng trn qua hoặc chảy qua, cũng nh các sóng đã thấm qua một đê chắn sóng đá hộc hoặc móng của một đê chắn sóng hỗn hợp. Mới đây, một vi đê chắn sóng đã đợc xây dựng bằng các thùng chìm (chúng lúc đầu không thấm nớc) có các lỗ thông để lm tăng sự trao đổi nớc biển trong cảng. Trong trờng hợp ny, cần xem xét gía trị của hệ số truyền sóng, vì hệ số ny dùng lm chỉ số về hiệu quả của việc trao đổi nớc biển. [Chỉ dẫn kỹ thuật] (1) Hệ số truyền đối với một đê chắn sóng hỗn hợp Hình T.4.6.12 có thể dùng để tính chiều cao sóng truyền trong một bến cảng khi chúng trn qua một đê chắn sóng hỗn hợp hoặc thấm qua móng đá hộc. Ngay cả khi sóng không ổn định, hệ số truyền rất phù hợp với các hệ số cho trong Hình T.4.6.12. Hình ny có giá trị không chỉ đối với chiều cao sóng có ý nghĩa, m cả cho chiều cao sóng một phần mời cao nhất v chiều cao sóng trung bình Lợng nớc trn trên diện tích đơn vị www.Gia24.vn [...]... của twu ra vwo cảng, twu tránh bãi vw các điều kiện ngoỡng của công tác ngowi biển Ngowi ra độ yên tĩnh của bến cảng còn liên quan đến các yếu tố kinh tế, nho năng suất của công tác bốc dỡ hwng, hiệu suất thao tác của twu vw chi phí xây dựng các công trình khác nhau cần cho việc nâng cao độ yên tĩnh của bến cảng Các yếu tố lwm cho sóng trong bến cảng bị xáo động, tạo ra bởi cơ sở tiêu chuẩn xác định... Khi đánh giá mức độ yên tĩnh của cảng, phải xác định thích đáng các yếu tố gây ra xáo động trong bến cảng [Chú giải] Vấn đề yên tĩnh ở bến cảng rất phức tạp Nó liên quan không chỉ với các yếu tố vật lý nho sóng, gió, chuyển động của twu bè vw sức cản sóng, cản gió của Hình T.4 .8. 1 So sánh giữa phổ tiêu chuẩn máy móc thiết bị, mw cả các yếu tố đòi hỏi sự quyết của thwnh phần sóng chu kỳ dwi vw phổ định... tĩnh của các bến cảng bao gồm các vấn đề sau: (a) Các sóng vwo qua lối vwo cảng (b) Sự lan truyền của sóng vwo cảng qua đê chắn sóng (c) Sóng phản xạ (d) Sóng chu kỳ dwi (e) Sóng lừng Trong các bến cảng lớn, các sóng do gió phát sinh trong bến cảng cần phải chú ý, vw các sóng do twu bè lớn phát sinh có thể gây xáo động cho twu bè nhỏ 4.9.2 Đánh giá độ yên tĩnh của bến cảng Độ yên tĩnh của bến cảng đoợc... khi các xáo động nhỏ trong mực noớc do áp lực không khí thay đổi sinh ra đoợc khuyếch đại lên bởi các dao động cộng hoởng của bến cảng hoặc vịnh Nếu biên độ của các sóng lừng nho vậy lớn đáng kể, có thể xẩy ra ngập lụt ở đầu vịnh hoặc dòng chảy ngoợc từ các kênh thoát noớc của thwnh phố Cũng có thể xuất hiện các vận tốc dòng chảy lớn cục bộ trong các bến cảng, lwm đứt dây neo của các twu nhỏ, khi vẽ bản. .. Chu kỳ sóng truyền đối với đê chắn sóng hỗn hợp Chu kỳ của sóng truyền giảm xuống khoảng 50 - 80 % chu kỳ sóng tới toơng ứng (đúng với chu kỳ sóng có ý nghĩa vw cả chu kỳ trung bình) (3) Dữ liệu thí nghiệm trên các đê chắn sóng khác Với đê chắn sóng hỗn hợp phủ các khối bê tông tiêu sóng, các đê chắn sóng xếp đá hộc có trang bị các khối bê tông tiêu sóng, vw các đê chắn sóng khác, các thí nghiệm về... lớn ngay cả khi chiều cao sóng nhỏ, lwm cho công tác bốc xếp hwng ở cảng bị ảnh hoởng lớn đến năng suất Nếu từ các quan sát mw thấy rõ lw các sóng chu kỳ dwi có chiều cao sóng có ý nghĩa bằng 10 - 15 cm hoặc hơn thoờng xuyên xuất hiện trong cảng, nên nghiên cứu các biện pháp đối phó Khi tại một điểm quan sát trong một cảng xảy ra các dao động mực noớc rõ rwng với chu kỳ vwi phút hoặc lâu hơn, có thể giả... quốc) Từ một điểm cách phía troớc mũi twu một chút Nhóm sóng thứ hai ở phía sau twu, có đỉnh sóng vuông góc với đoờng twu chạy Các sóng troớc đoợc gọi lw " Sóng phân kỳ", các sóng sau đoợc gọi lw " Sóng ngang" Sóng phân kỳ đoợc tạo thwnh các đoờng cong lõm, cwng gần đoờng twu chạy, khoảng cách giữa các sóng cwng nhỏ Mặt khác, các sóng ngang có dạng gần nho hình cung, khoảng cách giữa các sóng không thay... cao sóng truyền đã đoợc Viện nghiên cứu xây dựng công trình công cộng cuả Vụ phát triển Hokkaido tiến hwnh (4) Hệ số truyền đối với các kết cấu ngowi các đê chắn sóng hỗn hợp (a) Với một kết cấu xốp (có lỗ), thấm noớc nho đê chắn sóng xếp đá hoặc đê chắn sóng loại khối bê tông tiêu sóng, có thể xem cách phân tích lý thuyết của Kondo Có thể sử dụng phoơng trình kinh nghiệm sau để tìm hệ số truyền của một... đoợc đánh giá bằng cách xem xét các thwnh phần sóng đoợc oớc tính riêng rẽ đối với các yếu tố toơng ứng gây ra xáo động trong bến cảng [Chỉ dẫn kỹ thuật] Có thể dùng phoơng pháp sau đây để đánh giá độ yên tĩnh của bến cảng: (1) Để đánh giá các sóng trong bến cảng, troớc hết xác lập sự phân bố chung của chiều cao vw hoớng của sóng noớc sâu: - II.101 - www.Gia24.vn (2) Sau đó, tính các biến dạng của sóng... cảng bằng cách định đoờng biên sóng tới ngowi biển sau đó dùng phoơng trình Bonssinesq hoặc dùng một phoơng pháp tính toán có sử dụng các phoơng trình sóng dwi tuyến tính 47) (3) Phổ tiêu chuẩn của chu kỳ dwi Khi không có đủ dữ liệu quan sát sóng chu kỳ dwi ngowi biển vw các điều kiện sóng chu kỳ dwi để xác định các ngoại lực tính toán không xác lập đoợc có thể sử dụng tiêu chuẩn cho trong các twi liệu . dựng các công trình khác nhau cần cho việc nâng cao độ yên tĩnh của bến cảng. Các yếu tố lm cho sóng trong bến cảng bị xáo động, tạo ra bởi cơ sở tiêu chuẩn xác định độ yên tĩnh của các bến cảng. cửa v/hoặc các công trình cảng v bến đằng sau đê chắn sóng do bị ngập lụt, dù rằng đê có mục đích bảo vệ chúng. Hơn nữa, còn nguy hiểm cho các ngời sử dụng các công trình tiện nghi ở vùng đất. dùng để hớng dẫn khi quyết định lợng nớc trn đối với một đê biển trên đó đặt các khối bê tông tiêu sóng hoặc đối với đê biển loại tiêu sóng với các rãnh thẳng đứng. Hệ số chiều cao đỉnh tơng