CHƯƠNG : THẤM DƯỚI ĐÁY VÀ HAI BÊN CÔNG TRÌNH THỦY LỢI GVC ThS Phạm Quang Thiền §3.1 KHÁI NIỆM CHUNG I Sự hình thành dịng thấm - Đất hai bên cơng trình thường loại thâm nước - Khi có ∆H có dịng thấm: dịng nước qua kẽ rỗng hạt - Bất lợi dịng thấm gây • Mất nước • Lực tác dụng lên cơng trình • Có thể gây biến hình vai CT Từ gây ổn định CT • Gây sình lầy - Có hai loại dịng thấm: • Dịng thấm có áp: Giới hạn biên khơng thấm • Dịng thấm khơng áp: thấm có mặt thống §2.1 KHÁI NIỆM CHUNG II Vấn đề nghiên cứu dòng thấm: - Nhiệm vụ nghiên cứu dịng thấm: • Tìm luật chuyển động dịng thấm • Xác định đặc trưng dịng thấm: v, J, q • Chọn kết cấu đường viền hợp lý • Biện pháp đảm bảo ổn định - Đã nghiên cứu từ lâu (Thế kỷ 18) - Ngày phát triển mạnh §3.2.THẤM QUA NỀN ĐẤT ĐỒNG CHẤT DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH I Những vấn đề chung Các giới hạn miền thấm (hình 3-1): - Giới hạn trên: đường viền thấm (đường viền đất) ABCDEF: Sâu trước t GHIKLM: Đáy cơng trình a b d MN: Sân tiêu c PQ: Sân sau o - Giới hạn dưới: Đường 00’ cong, thẳng, nằm ngang H e f i h g k p l m n Q O' §3.2 THẤM QUA NỀN ĐẤT ĐỒNG CHẤT DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH Các giả thiết bản: - Đất đồng chất đẳng hướng - Nước chứa đầy miền thấm không ép co - Dòng thấm ổn định Dòng thấm chảy tầng tuân theo định luật Đắcxi: V = KJ (3.1) - Với dịng thấm có áp cần thêm giả thiết: • Trong miền thấm khơng có điểm tiếp nước điểm rút nước • Bài tốn thấm phẳng §3.2 THẤM QUA NỀN ĐẤT ĐỒNG CHẤT DƯỚI ĐÁY CÔNG TRÌNH II Tính thấm phương pháp giải tích Phương pháp học chất lỏng: - Cho lời giải xác, viện sĩ N.N.Pavlopxki khởi xướng - Phương trình vi phân (theo giả thiết trên): ∂2 h ∂2 h (3-2) + =0 ∂x ∂y - Giải phương trình (3-2) cho ta cột nước thấm h điểm (x,y) có lời giải trường hợp đơn giản: + Bản đáy đặt mặt (nền thấm hữu hạn hay vô hạn; đáy có hàng cừ khơng có cừ) (Hình 3-2) (3-3) §3.2 THẤM QUA NỀN ĐẤT ĐỒNG CHẤT DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH O b T b y -1,0 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 x b 0,1 0,2 0,3 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 h H b =2,0 T b =1,0 T b =0,5 T b =0 hc T 8 b= T 0,4 Hình 3-2: Sơ đồ áp lực thấm tác dụng lên đáy đặt mặt §3.2 THẤM QUA NỀN ĐẤT ĐỒNG CHẤT DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH 10 H 10 H 10 H 10 H y 10 H 10 H 10 H -1,0 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 x b 0,1 0,2 0,3 T= x 10 H 10 H t b b H b 0.2H b 0.7H 0.9H + Bản đáy công trình cắm vào đoạn t, đáy khơng cừ, thấm vơ hạn hay hữu hạn (Hình 3-4) 0,4 0,5 t =0 b t =0,2 b 0,6 Hình 3-3: Lưới thấm trường hợp thấm sâu vô hạn đáy khơng đóng cừ 0,7 0,8 0,9 1,0 h H t =0,4 b t =0,6 b Hình 3-4: Sơ đồ áp lực thấm tác dụng lên đáy Phẳng chơn xuống độ sâu t §3.2 THẤM QUA NỀN ĐẤT ĐỒNG CHẤT DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH Phương pháp học chất lỏng gần đúng: - Khi đường viền thấm phức tạp: Pavlopski dùng phương pháp phân đoạn; Trugaep dùng phương pháp hệ số sức kháng; Lavorenchiep dùng phương pháp biến đổi cừ - Với phương pháp hệ số sức kháng (phương pháp Trugaep): + Xác định rõ phần nước vào, nước thoát phần khơng có vào (Hình 3-5) H h1 So h2 a1 S1 a2 S2 To T1 t a3 10 S3 T2 L1 L2 Lo Hình 3-5: Sơ đồ phân miền thấm theo phương pháp hệ số sức kháng §3.2 THẤM QUA NỀN ĐẤT ĐỒNG CHẤT DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH + Chia miền thấm thành phận, gianh giới phận đường + Có loại phận: • Bộ phận cửa vào cửa (có cừ khơng) • Bộ phận thẳng đứng • Bộ phận nằm ngang + Dọc theo phận cột nước tiêu hao tuân theo quy luật đường thẳng Cột nước tiêu hao phận (3-3): q (3-3) h i = ξi k + Tổng cột nước tiêu hao phận chênh lệch mực nước thượng hạ lưu theo (3-4) q H = ∑hi = Σξ i (3-4) k §3.5 BIẾN HÌNH THẤM CỦA ĐẤT NỀN VÀ BIỆN PHÁP PHỊNG CHỐNG §3.5 BIẾN HÌNH THẤM CỦA ĐẤT NỀN VÀ BIỆN PHÁP PHỊNG CHỐNG §3.5 BIẾN HÌNH THẤM CỦA ĐẤT NỀN VÀ BIỆN PHÁP PHỊNG CHỐNG §3.5 BIẾN HÌNH THẤM CỦA ĐẤT NỀN VÀ BIỆN PHÁP PHỊNG CHỐNG §2.6 THẤM QUA NỀN ĐÁ DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH I Đặc điểm thấm qua đá - Lỗ rỗng qua khối đá nhỏ, hệ số thấm nhỏ bỏ qua thấm qua lỗ rỗng - Thấm đá chủ yếu thấm qua khe nứt - Khe nứt hình thành nhiều nguyên nhân: Kiến tạo, đoạn tầng, phong hóa, đào móng - Nứt không theo quy luật - Thấm không theo định luật Đắc xi II Áp lực thấm - Tính sơ lược theo phương pháp tỷ lệ đường thẳng - wđn = wtt + wth (hình 3-24) với α=0,3 ÷0,7 hệ số cột nước thấm cịn lại sau màng chống thấm (Hình 3-25) §3.6 THẤM QUA NỀN ĐÁ DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH §3.6 THẤM QUA NỀN ĐÁ DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH §3.6 THẤM QUA NỀN ĐÁ DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH §3.6 THẤM QUA NỀN ĐÁ DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH §3.7 THẤM VỊNG QUANH BỜ VÀ BÊN VAI CƠNG TRÌNH §3.7 THẤM VỊNG QUANH BỜ VÀ BÊN VAI CƠNG TRÌNH §3.7 THẤM VỊNG QUANH BỜ VÀ BÊN VAI CƠNG TRÌNH §3.7 THẤM VỊNG QUANH BỜ VÀ BÊN VAI CƠNG TRÌNH §3.7 THẤM VỊNG QUANH BỜ VÀ BÊN VAI CƠNG TRÌNH §3.7 THẤM VỊNG QUANH BỜ VÀ BÊN VAI CƠNG TRÌNH ... DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH ? ?3. 2 THẤM QUA NỀN ĐẤT ĐỒNG CHẤT DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH ? ?3. 2 THẤM QUA NỀN ĐẤT ĐỒNG CHẤT DƯỚI ĐÁY CÔNG TRÌNH ? ?3. 2 THẤM QUA NỀN ĐẤT ĐỒNG CHẤT DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH ? ?3. 2 THẤM QUA NỀN... (hình 3- 24) với α=0 ,3 ÷0,7 hệ số cột nước thấm lại sau màng chống thấm (Hình 3- 25) ? ?3. 6 THẤM QUA NỀN ĐÁ DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH ? ?3. 6 THẤM QUA NỀN ĐÁ DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH ? ?3. 6 THẤM QUA NỀN ĐÁ DƯỚI ĐÁY... ξi ? ?3. 2 THẤM QUA NỀN ĐẤT ĐỒNG CHẤT DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH ? ?3. 2 THẤM QUA NỀN ĐẤT ĐỒNG CHẤT DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH ? ?3. 2 THẤM QUA NỀN ĐẤT ĐỒNG CHẤT DƯỚI ĐÁY CƠNG TRÌNH ? ?3. 2 THẤM QUA NỀN ĐẤT ĐỒNG CHẤT DƯỚI