Bài giảng Công trình thủy: Chương 4 - PGS.TS. Nguyễn Thống

COÂNG TRÌNH THUÛY

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
Khoa Kyõ Thuaät Xaây Döïng - BM KTTNN

NOÄI DUNG MOÂN HOÏC

Giảng viên: PGS. TS. NGUYỄN THỐNG
E-mail: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr
Web: www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong
7/21/2014

1

Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719

Chương 1. Tổng quan về Tài nguyên nước VN.
Chương 2. Cơ sở kỹ thuật thiết kế công trình
thủy lợi (CTTL).
Chương 3. Hồ chứa nước.
Chương 4. Đập dâng nước.
Chương 5. Công trình tháo lũ.
Chương 6. Công trình dẫn nước.
Chương 7. Máy thủy lực.
Chương 8. Thủy điện.
Chương 9. Trạm bơm
7/21/2014

2

PGS. Dr. Nguyễn Thống

COÂNG TRÌNH THUÛY

COÂNG TRÌNH THUÛY

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

ÑAÄP DAÂNG NÖÔÙC
Phaân loaïi:
- Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông:
* Ñaäp ñaát.
* Ñaäp ñaù ñoå.
* Ñaát ñaù hoãn hôïp.

ÑAÄP DAÂNG NÖÔÙC

Nhieäm vuï:
 Coâng trình ngaên soâng taïo hoà
chöùa.
 Naâng cao möïc nöôùc taïi moät vò
trí laáy nöôùc.
7/21/2014

3

PGS. Dr. Nguyễn Thống

7/21/2014

4

PGS. Dr. Nguyễn Thống

COÂNG TRÌNH THUÛY

COÂNG TRÌNH THUÛY

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

- Ñaäp beâ toâng:
* Ñaäp beâ toâng troïng löïc.
* Ñaäp voøm.
* Ñaäp baûn choáng.
- Ñaäp beâ toâng ñaàm laêng (RCC).
7/21/2014

PGS. Dr. Nguyễn Thống

ÑAÄP ÑAÁT
- Phaïm vi öùng duïng:
- Noäi dung thieát keá:
+ Ñænh ñaäp.
+ Maùi doác thöôïng haï löu.
+ Boä phaän choáng thaám, tính thaám.
+ Boä phaän thoaùt nöôùc.
5

7/21/2014

6

PGS. Dr. Nguyễn Thống

1

COÂNG TRÌNH THUÛY

COÂNG TRÌNH THUÛY

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

ÑAÄP ÑAÁT

7/21/2014

7

PGS. Dr. Nguyễn Thống

7/21/2014

8

PGS. Dr. Nguyễn Thống

COÂNG TRÌNH THUÛY

COÂNG TRÌNH THUÛY

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

7/21/2014

9

PGS. Dr. Nguyễn Thống

7/21/2014

10

PGS. Dr. Nguyễn Thống

COÂNG TRÌNH THUÛY

COÂNG TRÌNH THUÛY

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc
ÑAÄP ÑAÁT ÑAÙ ÑOÅ
HOAØ BÌNH

7/21/2014

PGS. Dr. Nguyễn Thống

11

7/21/2014

PGS. Dr. Nguyễn Thống

12

2

COÂNG TRÌNH THUÛY

COÂNG TRÌNH THUÛY

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

GIA CỐ MÁI ĐẬP

7/21/2014

13

PGS. Dr. Nguyễn Thống

TÍNH THAÁM QUA ÑAÄP ÑAÁT
MUÏC ÑÍCH:
- Xaùc ñònh löu löôïng thaám  toån thaát
nöôùc.
- Xaùc ñònh ñöôøng baõo hoøa  oån ñònh
maùi doác.
- Xaùc ñònh gradient thaám  kieåm tra
hieän töôïng xoùi ngaàm trong thaân ñaäp.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
7/21/2014

14

COÂNG TRÌNH THUÛY

COÂNG TRÌNH THUÛY

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc
Thaám qua ñaäp ñoàng chaát coù vaät thoaùt nöôùc beà maët,
haï löu coù nöôùc.
y
Đoạn giả định
Ñöôøng baõo hoøa
m2

H1

m1

B

a0

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc
Löu löôïng thaám ñôn vò qua ñaäp
AÙp duïng c/t Dupuit:
2

qk

vôùi a0 chieàu cao huùt :
H2



m1
1  2m1

x
λH1

7/21/2014

a  0.5f (m 2 )

L
15

PGS. Dr. Nguyễn Thống

7/21/2014

H1  (H 2  a 0 ) 2
2(H1  L  m 2a 0 )

a0  a  a2 

m2
q
H2
2f (m2 )
k



q
m2
 0.5 1 
 H2
2
k
 2  f (m2 ) 

 16

PGS. Dr. Nguyễn Thống

COÂNG TRÌNH THUÛY

COÂNG TRÌNH THUÛY

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

trong ñoù: f(m2) = 0.5+m2 khi m2 >= 1
f(m2) = 0.7+0.8m2 khi m2 < 1
Phöông trình ñöôøng baõo hoøa:
2
y  H1 

VẬT THOÁT NƯỚC

2q
x
k

Ñieåm uoán B treân ñöôøng baõo hoøa naèm trong giôùi
haïn: y >= H1 - q/k
7/21/2014

PGS. Dr. Nguyễn Thống

17

7/21/2014

18

PGS. Dr. Nguyễn Thống

3

COÂNG TRÌNH THUÛY

COÂNG TRÌNH THUÛY

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

VẬT THOÁT NƯỚC

VẬT THOÁT NƯỚC

7/21/2014

19

PGS. Dr. Nguyễn Thống

7/21/2014

20

PGS. Dr. Nguyễn Thống

COÂNG TRÌNH THUÛY

COÂNG TRÌNH THUÛY

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

Baøi taäp: Xaùc ñònh löu löôïng thaám ñôn vò qua ñaäp
ñaát sau. Ñaäp coù k=10-5cm/s, =0.4 vaø chieàu
cao nöôùc ró a0 =H1/3. Haï löu khoâng coù nöôùc.

VẬT THOÁT NƯỚC

80m

TL
H1

m=4

83m

B=8m

Đất đồng chất

m=3

HL

50m
7/21/2014

21

PGS. Dr. Nguyễn Thống

Xaùc ñònh vaø veõ ñöôøng baõo hoaø. Tính tung ñoä
7/21/2014
22
ÑBH taïi tim ñaäp.
PGS. Dr. Nguyễn Thống

COÂNG TRÌNH THUÛY

COÂNG TRÌNH THUÛY

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

Baøi taäp: Cho moät ñaäp ñaát ñoàng chaát coù m1=3 vaø
m2=2.5. Chieàu roäng ñænh ñaäp b=8m. Ñaäp cao
H=46m, chieàu saâu nöôùc thöôïng löu H1=42m,
vaø chieàu saâu nöôùc haï löu H2=4m. Heä soá
thaám qua ñaäp k=10-5 m/s. Cho bieát a0=2m.
• a. Tính löu löôïng thaám ñôn vò q qua ñaäp.
• b. Vieát p/t ñöôøng baõo hoøa. Xaùc ñònh tung ñoä
ñöôøng baõo hoøa taïi vò trí caùch tim ñaäp veà haï
löu laø 30m.
7/21/2014

PGS. Dr. Nguyễn Thống

23

•

•

Baøi taäp:Moät ñaäp ñaát ñoàng chaát treân neàn
khoâng thaám coù VTN beà maët, chieàu cao ñaäp
Hñ = 33 m, maùi doác thöôïng löu m1 = 3, maùi
doác haï löu m2 = 2,5, chieàu roäng ñænh bñ = 10
m, coät nöôùc thöôïng löu H1 = 30 m, coät nöôùc
haï löu H2 = 0 m, chieàu cao coät nöôùc ño aùp
(ñöôøng baõo hoøa) taïi moät vò trí treân ñaùy ñaäp
caùch meùp nöôùc TL 38 m theo phöông ngang
laø 21,1 m . Löu löôïng thaám ñôn vò qua ñaäp laø:
a.2,5 Kñ
b. 3,5 Kñ
c. 4,5 Kñ
d. 5,5 Kñ
7/21/2014

24

PGS. Dr. Nguyễn Thống

4

COÂNG TRÌNH THUÛY

COÂNG TRÌNH THUÛY

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

TÍNH OÅN ÑÒNH MAÙI DOÁC
- Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông chæ maát oån
ñònh cuïc boä (tröôït maùi doác) döôùi taùc
duïng nöôùc.
- Coù nhieàu lyù thuyeát tính oån ñònh maùi
doác (AÙp löïc troïng löôïng cuûa
Tsugaev, Bishop,…).

NGUYEÂN LYÙ

7/21/2014

25

PGS. Dr. Nguyễn Thống

Đường
bão hoà

O

R
Vuøng A
Vuøng B

T

Vuøng C

G
N

7/21/2014

26

PGS. Dr. Nguyễn Thống

COÂNG TRÌNH THUÛY

COÂNG TRÌNH THUÛY

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

VEÀ CAÙC P/P COÄT ÑAÁT TRÖÔÏT
Vôùi caùc p/p naøy, khoái ñaát tröôït ñöôïc chia thaønh
moät soá coät ñaát vôùi caùc kí hieäu löïc taùc duïng
nhö sau:
ZL
L
uL
uB

7/21/2014

PGS. Dr. Nguyễn Thống

K

Momen  chong  truot
Momen  gay  truot

Theo Tsugaev, löïc thaám xem nhö moät löïc troïng löôïng.
Troïng löôïng coät ñaát thöù i:

W
hL

T

Heä soá oån ñònh choáng tröôït K:

R
hR Z
R
a
P



Gi  bi    j h j 


 j
i

uR

27

 Treân ñöôøng baõo hoøa
 Döôùi ñöôøng baõo hoøa, treân MNHL:
7/21/2014
PGS.Döôùi MNHL:
Dr. Nguyễn Thống

COÂNG TRÌNH THUÛY

COÂNG TRÌNH THUÛY

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

28

Chöông 4: Ñaäp daâng nöôùc

 Treân ñöôøng baõo hoøa:

Momen choáng tröôït:
Momen gaây tröôït:

 1   tn

 Döôùi ñöôøng baõo hoøa vaø treân MNHL:

7/21/2014

PGS. Dr. Nguyễn Thống

Gi sin  i .R

Heä soá an toaøn choáng tröôït:

 1   bh
 Döôùi MNHL:

Fi ,1tg n .R  cn li R

N

R

 1   dn

 G
i 1

N

i

cos  i  Pi tg i   c n li
i 1

N

G
i 1

29

i

sin  i

vôùi sin  i  ib / R  i / N vaø cos i  1  (i / N )2
7/21/2014
30
PGS. Dr. Nguyễn Thống

5