Xem mẫu
- www.Gia24.vn
toêng ®øng d/h, vw tû sè cña bÒ réng thÒm líp ®Öm ®¸ víi chiÒu dwi sãng t¹i chç ®ã BM/L. Nhí r»ng
chiÒu cao sãng H lw chiÒu cao sãng tÝnh to¸n (chiÒu cao sãng lín nhÊt).
HÖ sè ¸p lùc sãng vì xung D, ®oîc biÓu thÞ b»ng tÝch sè cña D10 vw D11 nho trong pho¬ng tr×nh sau:
H×nh T.5.2.6 cho sù ph©n bè cña D11. Nã ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt b»ng 1 khi d/h lw 0,4 vw BM/L lw 0,12.
HÖ sè ¸p lùc sãng vì xung D, cã c¸c gi¸ trÞ gi÷a 0 vw 2; gi¸ trÞ D1 cwng lín, lùc sãng vì xung cwng
lín. Khi tÝnh lùc sãng b»ng c«ng thøc Goda, ta ph¶i dïng D1 thay cho D2 (pho¬ng tr×nh 5.2.6) nÕu D1
lín h¬n D2. Nhí r»ng pho¬ng tr×nh (5.2.13) cho D1 ®oîc rót ra cho troêng hîp H/h b»ng 0,60 hoÆc
lín h¬n dùa trªn c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm troît. HÖ sè D1 nwy cã thÓ dïng ®Ó xem xÐt vÊn ®Ò troît
cña mét toêng th¼ng ®øng khi chÞu c¸c sãng to¬ng ®èi cao.
(b) ¶nh hoëng cña chiÒu cao ®Ønh toêng ®øng.
§Ønh cwng cao, nguy c¬ ph¸t sinh lùc sãng vì xung cwng lín. §ã lw do mÆt ®Çu sãng vì dèc t¹o ra
mét v¸ch noíc gÇn nho th¼ng ®øng bªn trªn mùc noíc tÜnh, vw nÕu cã mét toêng th¼ng ®øng t¹i
chç ®ã, sù va ®Ëp cña mÆt ®Çu sãng lwm ph¸t sinh mét lùc xung kÝch. VÝ dô, Mizuno vw c¸c céng sù
®· chØ ra r»ng, khi ®Ønh ®ª cao, sÏ sinh ra mét lùc sãng vì xung ngay c¶ khi líp ®Öm ®¸ to¬ng ®èi
thÊp.
(c) ¶nh hoëng cña hoíng sãng
Theo c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm troît cña Tanimoto vw c¸c céng sù, ngay c¶ khi c¸c ®iÒu kiÖn ®ñ ®Ó
ph¸t sinh ¸p lùc xung lín khi gãc E lw 0 coêng ®é lùc sãng sÏ gi¶m nhanh khi E t¨ng tíi 300 hoÆc
450. XÐt ®Õn sù dao ®éng trong hoíng sãng, sÏ hîp lý khi gi¶ ®Þnh ®iÒu kiÖn ®Ó sinh ra lùc sãng
xung lw E nhá h¬n 200
(d) Ph¶n øng ®éng lùc häc cña mét ®o¹n toêng th¼ng ®øng ®èi víi mét lùc xung kÝch vw sù troît cña
®o¹n toêng th¼ng ®øng
Khi mét ¸p lùc xung do c¸c sãng ®ang vì t¸c ®éng vwo mét ®o¹n toêng th¼ng ®øng, ¸p lùc côc bé
tøc thêi cã thÓ lªn tíi vwi chôc lÇn ¸p lùc thuû tÜnh to¬ng øng víi chiÒu cao sãng, mÆc dÇu thêi gian
cña ¸p lùc xung rÊt ng¾n. ¸p lùc xung ®Ønh dao ®éng ®¸ng kÓ, nhong c¸c dao ®éng trong xung
kh«ng lín. CÇn ®¸nh gi¸ sù tham gia cña lùc sãng vì xung vwo vÊn ®Ò troît b»ng ph¶n øng ®éng
lùc häc, cã xÐt ®Õn biÕn d¹ng cña líp ®Öm ®¸ vw ®Êt gèc. Goda còng nho Takahashi vw
Shimosako, ®· tiÕn hwnh tÝnh to¸n lùc c¾t t¹i ®¸y mét ®o¹n th¼ng ®øng b»ng m« h×nh ®éng lùc.
Ph¸n ®o¸n qua c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n nwy vw c¸c kÕt qu¶ cña c¸c thÝ nghiÖm troît kh¸c nhau, cã vÎ
hîp lý nÕu lÊy coêng ®é trung b×nh cña ¸p lùc sãng to¬ng ®o¬ng víi lùc c¾t troît b»ng
(2,5~3,0)U0gH. HÖ sè ¸p lùc sãng xung D1 ®· ®oîc ®oa vwo, dùa trªn c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm troît
cã xÐt ®Õn ¶nh hoëng cña ph¶n øng ®éng lùc häc.
5.2.4. Lùc sãng lªn têng th¼ng ®øng cã phñ c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng
Lùc sãng t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng cã phñ mét l¨ng thÓ c¸c khèi bª t«ng tiªu
sãng ph¶i ®oîc ®¸nh gi¸ dùa trªn c¸c thÝ nghiÖm m« h×nh thuû lùc hoÆc mét pho¬ng
ph¸p tÝnh to¸n thÝch ®¸ng, cã xÐt ®Õn chiÒu cao ®Ønh vw bÒ réng cña c«ng tr×nh hÊp thô
sãng còng nho c¸c ®Æc tÝnh cña c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng
[Chó gi¶i]
NÕu mÆt troíc cña mét toêng th¼ng ®øng cã phñ mét l¨ng thÓ c¸c khèi bª t«ng ®óc s½n tiªu sãng, c¸c
®Æc ®iÓm cña lùc sãng t¸c ®éng lªn toêng ®· thay ®æi. Møc ®é thay ®æi nwy phô thuéc vwo c¸c ®Æc trong
cña sãng tíi, cïng víi chiÒu cao ®Ønh vw chiÒu réng cña c«ng tr×nh hÊp thô sãng, lo¹i khèi bª t«ng tiªu
sãng sö dông, vw thwnh phÇn cña c«ng tr×nh hÊp thô sãng. Nãi chung, khi c¸c sãng kh«ng vì t¸c ®éng lªn
mét toêng th¼ng ®øng, sù thay ®æi lùc sãng lªn toêng th¼ng ®øng cã phñ c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng
kh«ng lín. Tuy nhiªn khi mét lùc sãng vì xung lín t¸c ®éng, lùc sãng cã thÓ gi¶m ®¸ng kÓ b»ng c¸ch che
toêng th¼ng ®øng b»ng mét l¨ng thÓ c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng. Nhong mét sù gi¶m nho thÕ trong lùc
sãng chØ ®oîc hown thwnh khi c«ng tr×nh hÊp thô sãng cã ®ñ bÒ réng vw chiÒu cao ®Ønh; ®Æc biÖt, nhí r»ng
- II.118 -
- www.Gia24.vn
nÕu ®Ønh cña c«ng tr×nh hÊp thô sãng n»m doíi mùc noíc tÝnh to¸n, c«ng tr×nh hÊp thô sãng thoêng hay
lwm t¨ng thªm lùc sãng.
[ChØ dÉn kü thuËt ]
(1) C«ng thøc tÝnh lùc sãng ®èi víi toêng ®øng ®oîc che ch¾n ®Çy ®ñ b»ng c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng.
Lùc sãng t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng cã che ch¾n b»ng mét l¨ng thÓ c¸c khèi bª t«ng tiªu
sãng thay ®æi tuú thuéc vwo cÊu t¹o cña c«ng tr×nh hÊp thô sãng, vw v× vËy, nã ph¶i ®oîc ®¸nh gi¸
b»ng c¸ch sö dông c¸c kÕt qu¶ m« h×nh to¬ng øng víi c¸c ®iÒu kiÖn thiÕt kÕ. Tuy nhiªn, nÕu cao ®é
®Ønh cña c«ng tr×nh hÊp thô sãng cao b»ng ®Ønh cña toêng th¼ng ®øng vw c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng
®ñ v÷ng vwng chèng l¹i c¸c t¸c ®éng cña sãng, lùc sãng t¸c ®éng lªn toêng th¼ng ®øng cã thÓ tÝnh
theo c«ng thøc Goda më réng. Trong pho¬ng ph¸p nwy víi c«ng thøc tiªu chuÈn cho trong 5.2.2.
Lùc sãng ®øng vμ sãng vì, ta sö dông c¸c gi¸ trÞ cña K
, p1 vw pu cho bëi c¸c pho¬ng tr×nh (5.2.1),
(5.2.2) vw(5.2.8) nhong cÇn lÊy c¸c gi¸ trÞ thÝch ®¸ng cho c¸c hÖ sè hiÖu chØnh ¸p lùc sãng O1, O2, vw
O3 phï hîp víi c¸c ®iÒu kiÖn thiÕt kÕ.
(2) C¸c hÖ sè hiÖu chØnh víi c«ng thøc Goda më réng
Cã thÓ ¸p dông c«ng thøc Goda má réng b»ng c¸ch lÊy c¸c gi¸ trÞ thÝch ®¸ng cho c¸c hÖ sè hiÖu
chØnh O1, O2, vw O3. C¸c nghiªn cøu ®· ®oîc tiÕn hwnh bëi Tanimoto,Takahashi vw c¸c céng sù,
Sekino vw Kakuno, vw Tanaka, Abe trong cïng c¸c céng sù ®· ph¸t hiÖn nho sau:
(a) C¸c khèi bª t«ng tiªu sãng lwm gi¶m ®¸ng kÓ ¸p lùc sãng vì, do ®ã thoêng cã thÓ chÊp nhËn lÊy
hÖ sè hiÖu chØnh ¸p lùc sãng vì O2 b»ng kh«ng
(b) ChiÒu cao sãng cao, hÖ sè hiÖu chØnh O1 cwng nhá ®èi víi ¸p lùc lo¹i sãng ®øng vw c¸c hÖ sè hiÖu
chØnh O3 ®èi víi ¸p lùc ®Èy næi cwng nhá
(c) Tû sè bÖ réng líp ®Öm b»ng c¸c khèi bª t«ng so víi chÒu dwi sãng cwng lín, c¸c hÖ sè hiÖu chØnh
O1 vw O3 cwng nhá
(d) NÕu chØ mét phÇn nhá phÇn trªn cña ®o¹n toêng kh«ng ®oîc che ch¾n, vÉn cã nguy c¬ lùc sãng ë
®©y trë thwnh lùc sãng vì xung kÝch. Dùa trªn c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm nho thÕ, Takashi vw c¸c
céng sù ®· tæng kÕt r»ng nãi chung khi toêng th¼ng ®øng ®oîc che ch¾n ®Çy ®ñ bëi c¸c khèi bª
t«ng tiªu sãng, hÖ sè gi¶m lùc sãng O2 cã thÓ lÊy b»ng kh«ng, cßn gi¸ trÞ cña O1 vw O3 phô thuéc
chñ yÕu vwo chiÒu cao sãng H (chiÒu cao sãng cao nhÊt). Tõ ®ã, c¸c «ng ®· kiÕn nghÞ c¸c
pho¬ng tr×nh sau:
Trong vïng sãng vì, ë ®ã ®ª ch¾n sãng cã che c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng thoêng ®o¬c sö dông, c¸c
pho¬ng tr×nh trªn cho O1 = O3 = 0,8
5.2.5 ¶nh hëng cña c¸ch bè trÝ ®ª ch¾n sãng ®Õn lùc sãng
Trong troêng hîp sù ph©n bè cña chiÒu cao sãng däc theo tuyÕn mÆt cña mét ®ª ch¾n
sãng kh«ng ®Òu, ph¶i tÝnh lùc sãng cã xÐt ®Õn d¹ng ph©n bæ chiÒu cao sãng nwy
[Chó gi¶i]
Khi ®ª ch¾n sãng kh«ng ph¶i lw dwi v« h¹n, sù ph©n bæ chiÒu cao sãng däc tuyÕn mÆt cña ®ª ch¾n sãng
kh«ng ®ång ®Òu do ¶nh hoëng cña sãng ph¶n x¹ vw nhiÔu x¹. Lto vw Tanimoto ®· chØ ra r»ng c¸c ®ª
ch¾n sãng bÞ ho h¹i nhiÒu nhÊt do bÞ va ®Ëp bëi c¸c sãng b·o to¬ng ®o¬ng víi c¸c sãng tÝnh to¸n cho
thÊy mét d¹ng ph©n bè uèn khóc cña kho¶ng c¸ch troît (c¸c t¸c gi¶ gäi lw "ho h¹i uèn khóc" ) vw mét
trong nguyªn nh©n g©y ra lo¹i ho h¹i nwy lw sù kh¸c nhau cña c¸c lùc sãng côc bé do sù ph©n bæ chiÒu
cao sãng kh«ng ®ång ®Òu. Sù thay ®æi chiÒu cao sãng däc theo ®ª ch¾n sãng ®Æc biÖt ®¸ng chó ý khi ®ª
- II.119 -
- www.Gia24.vn
ch¾n sãng cã mét gãc lâm ®èi víi hoíng sãng tíi (xem 4.5.4[3]. BiÕn d¹ng cña sãng t¹i c¸c gãc lâm,
gÇn ®Çu ®ª ch¾n sãng, vμ xung quanh c¸c ®ª ch¾n sãng t¸ch rêi)
C¸c sù thay ®æi chiÒu cao sãng däc theo ®ª ch¾n sãng còng cã thÓ xÈy ra gÇn ®ª ch¾n sãng.
§Æc biÖt, ®èi víi ®ª ch¾n sãng t¸ch rêi chØ kÐo dwi trªn mét ®o¹n ng¾n, c¸c sãng nhiÔu x¹ tõ hai ®Çu cã
thÓ g©y ra c¸c sù thay ®æi trong chiÒu cao sãng.
[ChØ dÉn kü thuËt]
C¸c pho¬ng ph¸p tÝnh lùc sãng xem xÐt ®Õn ¶nh hoëng cña h×nh d¹ng tuyÕn ®ª ch¾n sãng kh«ng ®¹t
®oîc møc ®é tin cËy hîp lý. Do ®ã nªn tiÕn hwnh nghiªn cøu cã sö dông thÝ nghiÖm m« h×nh thuû lùc. Tuy
nhiªn, cã mét sù to¬ng quan tèt gi÷a sù t¨ng chiÒu cao sãng do h×nh d¹ng cña tuyÕn ®ª ch¾n sãng vw sù
t¨ng trong lùc sãng. Do ®ã cã thÓ chÊp nhËn t¨ng chiÒu cao sãng ®Ó tÝnh to¸n phï hîp víi møc ®é ¶nh
hoëng cña h×nh d¹ng tuyÕn ®ª ch¾n sãng nho trong pho¬ng tr×nh (5.2.18) vw sau ®ã tÝnh lùc sãng dùa
trªn c«ng thøc tÝnh to¸n tiªu chuÈn
HD' = min {KcHD, KcbHb} (5.2.18)
Trong ®ã :
HD' : chiÒu cao sãng dïng trong tÝnh to¸n lùc sãng cã xÐt ®Õn ¶nh hoëng cña h×nh d¹ng tuyÕn ®ª ch¾n
sãng
Kc : hÖ sè xÐt ®Õn sù t¨ng chiÒu cao sãng do ¶nh hoëng cña h×nh d¸ng tuyÕn ®ª ch¾n sãng; Kc t 1,0
Kcb : gi¸ trÞ giíi h¹n cña hÖ sè ®é t¨ng chiÒu cao do sãng vì giíi h¹n Kcb =1,4
HD :chiÒu cao sãng dïng trong tÝnh to¸n lùc sãng khi kh«ng xÐt ®Õn ¶nh hoëng cña h×nh d¹ng tuyÕn
®ª ch¾n sãng (m).
Hb : chiÒu cao sãng ®ang vì t¹i vÞ trÝ xa bê víi kho¶ng c¸ch b»ng 5 lÇn chiÒu cao cã ý nghÜa cña c¸c
sãng ph¸t triÓn kh«ng ngõng kÓ tõ toêng th¼ng ®øng.
HÖ sè t¨ng chiÒu cao Kc trong pho¬ng tr×nh (5.2.18) thoêng ®oîc biÓu thÞ nho trong pho¬ng tr×nh (5.2.19).
Nã ph¶i ®oîc x¸c ®Þnh mét c¸ch thÝch ®¸ng dùa trªn sù ph©n bæ chiÒu cao sãng ®øng (xem 4.5.4[3] BiÕn
d¹ng cña sãng t¹i c¸c gãc lâm, gÇn ®Çu ®ª ch¾n sãng vμ xung quanh c¸c ®ª ch¾n sãng t¸ch rêi)
däc theo tuyÕn mÆt cña ®ª ch¾n sãng nho ®oîc x¸c ®Þnh trong ®iÒu kiÖn sãng kh«ng vì
Kc = Hs / {HI (1 + KR)} (5.2.19)
Trong ®ã :
Hs : chiÒu cao sãng ®øng däc toêng troíc cña ®ª ch¾n sãng
HI : chiÒu cao sãng tíi (m)
KR : HÖ sè ph¶n x¹ ®èi víi ®ª ch¾n sãng ®ang xÐt
NÕu c¸c sãng ®oîc xem lw tõ c¸c ®ît sãng æn ®Þnh, hÖ sè t¨ng chiÒu cao sãng thay ®æi ®¸ng kÓ däc theo
®ª ch¾n sãng. H¬n n÷a, hÖ sè t¨ng chiÒu cao rÊt nh¹y c¶m víi chu kú cña sãng tíi vw hoíng tíi. Do ®ã
sÏ hîp lý nÕu xÐt ®Õn tÝnh kh«ng æn ®Þnh cña chu kú vw hoíng tíi cña sãng. CÇn nhí r»ng gi¸ trÞ cña Kc
cã ®oîc trong c¸ch nwy thay ®æi däc theo ®ª ch¾n sãng vw cã thÓ cã c¸c vïng mw Kc < 1,0. Tuy nhiªn,
chiÒu cao sãng dïng trong tÝnh to¸n kh«ng ®oîc nhá h¬n chiÒu cao nguyªn thuû cña sãng tíi.
Gi¸ trÞ giíi h¹n Kcb cña hÖ sè t¨ng chiÒu cao ®èi víi sãng ®ang vì choa ®oîc lwm s¸ng tá vÒ chi tiÕt. Tuy
nhiªn, cã thÓ xem nã b»ng kho¶ng 1,4 dùa trªn c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm ë thêi ®iÓm nwy
5.2.6. ¶nh hëng cña sù thay ®æi ®ét ngét trong chiÒu s©u níc tíi lùc sãng
Víi mét toêng th¼ng ®øng n»m ë mét vÞ trÝ mw chiÒu s©u noíc thay ®æi ®ét ngét do sù cã
mÆt cña c¸c ®¸ ngÇm vw c¸c thø kh¸c, nªn tÝnh lùc sãng t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng
®øng dùa trªn c¸c thÝ nghiÖm m« h×nh thuû lùc, b»ng c¸ch xÐt ®Õn biÕn d¹ng nhanh
chãng cña sãng.
[ChØ dÉn kü thuËt]
Ito vw c¸c céng sù ®· lwm c¸c thÝ nghiÖm vÒ lùc sãng t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng n»m trªn hoÆc
sau b·i ®¸ ngÇm, t¹i ®ã chiÒu s©u noíc Ýt nhiÒu ®ång ®Òu, víi ®é dèc phÝa xa bê cña b·i c¹n kho¶ng
1/10.
- II.120 -
- www.Gia24.vn
5.2.7. Lùc sãng trªn têng th¼ng ®øng gÇn bê hoÆc trªn bÝi
[1] Lùc sãng t¹i phÝa biÓn cña ®êng bê
Nªn tÝnh lùc sãng t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng trong noíc n«ng gÇn ®oêng bê
dùa trªn c¸c thÝ nghiÖm m« h×nh thuû lùc, xÐt ®Õn c¸c ¶nh hoëng cña sù thay ®æi mùc
noíc do ph¸ch sãng vç bê v.v... vw qu¸ tr×nh phøc t¹p cña sãng vì ngÉu nhiªn
[ChØ dÉn kü thuËt]
Mét sè c¸c c«ng thøc lùc sãng kh¸c nhau ®· ®oîc kiÕn nghÞ ®èi víi toêng th¼ng ®øng gÇn bê hoÆc trªn
bê. CÇn tiÕn hwnh tÝnh to¸n tho¶ ®¸ng lùc sãng phï hîp víi c¸c ®iÒu kiÖn thiÕt kÕ. Nãi mét c¸ch ®¹i kh¸i,
c«ng thøc tiªu chuÈn trong 5.2.2 Lùc cña sãng ®øng vμ sãng ®ang vì cã thÓ ¸p dông trong c¸c vïng
®¸y biÓn cã ®é dèc tho¶i vw noíc to¬ng ®èi s©u. C«ng thøc cña Tominaga vw Kutsumi cã thÓ ¸p dông cho
c¸c vïng gÇn bê biÓn. C«ng thøc cña Hom-ma, Horikawa vw Hase ¸p dông ®oîc ë c¸c vïng ®¸y biÓn dèc
vw noíc cã chiÒu s©u trung b×nh.
Khi ¸p dông c«ng thøc ¸p lùc sãng tiªu chuÈn vwo nh÷ng n¬i ë ®ã chiÒu s©u noíc nhá h¬n mét nöa chiÒu
cao sãng noíc s©u to¬ng ®o¬ng, cã thÓ tho¶ ®¸ng nÕu sö dông c¸c gi¸ trÞ ®èi víi chiÒu dwi sãng vw chiÒu
cao sãng t¹i chiÒu s©u noíc b»ng mét nöa chiÒu cao sãng noíc s©u to¬ng ®o¬ng trong tÝnh to¸n
[2] Lùc sãng t¹i phÝa híng vÒ ®Êt liÒn cña ®êng bê
Nªn tÝnh lùc sãng t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng n»m trªn phÝa hoíng vÒ ®Êt liÒn
cña ®oêng bê dùa trªn c¸c thÝ nghiÖm m« h×nh thuû lùc, cã xÐt ®Õn sù t¨ng mùc noíc
do ph¸ch sãng vç bê vw sù ®iÒu chØnh l¹i sãng vw sãng leo
[ChØ dÉn kü thuËt]
Víi mét toêng th¼ng ®øng n»m trªn phÝa ®Êt liÒn cña ®oêng bê, cã thÓ cã ®oîc c¸c c«ng thøc cña CERC
(Trung t©m nghiªn cøu x©y dùng bê biÓn cña quan ®éi Mü). H¬n n÷a ta cã thÓ tham kh¶o nghiªn cøu ®·
®oîc Tominaga vw Kutsumi thùc hiÖn vÒ lùc sãng t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng n»m ë phÝa hoíng
vÒ ®Êt liÒn cña ®oêng bê.
5.2.8. Lùc sãng lªn mét thïng ch×m th¼ng ®øng hÊp thô sãng
Lùc sãng t¸c ®éng lªn mét thïng ch×m th¼ng ®øng hÊp thô sãng ph¶i ®oîc tÝnh dùa trªn
c¸c thÝ nghiÖm m« h×nh thuû lùc hoÆc c«ng thøc tÝnh to¸n thÝch hîp, cã xÐt ®Õn c¸c thay
®æi trong lùc sãng do kÕt cÊu cña ng¨n hÊp thô sãng
[Chó gi¶i]
Lùc sãng t¸c ®éng lªn mét thïng ch×m th¼ng ®øng hÊp thô sãng (thïng ch×m toêng cã lç) thay ®æi phøc
t¹p. Cô thÓ nã thay ®æi theo c¸c ®Æc trong cña sãng, mùc noíc, chiÒu s©u noíc, ®Þa h×nh ®¸y biÓn vw h×nh
d¹ng líp ®Öm nho víi troêng hîp cña mét toêng th¼ng ®øng b×nh thoêng, nhong nã còng thay ®æi theo
kÕt cÊu cña ng¨n hÊp thô sãng. Do ®ã khã chØ ®Þnh mét c¸ch tÝnh chung cã thÓ sö dông cho mäi troêng
hîp. V× vËy, nÕu pho¬ng ph¸p tÝnh to¸n ®ñ tin cËy cho kÕt cÊu ®ang xem xÐt choa ®oîc kiÕn nghÞ, cÇn
tiÕn hwnh c¸c nghiªn cøu cã sö dông thÝ nghiªm m« h×nh thuû lùc phï hîp víi c¸c ®iÒu kiÖn riªng. CÇn
nghiªn cøu ®Çy ®ñ kh«ng chØ lùc sãng sö dông trong nghiªn cøu ®é æn ®Þnh mw c¶ lùc sãng t¸c ®éng lªn
c¸c bé phËn kÕt cÊu. H¬n n÷a, cÇn nhí lw lùc sãng thay ®æi ®¸ng kÓ tuú theo ®Ønh cña buång sãng cã
®oîc phñ mét tÊm trÇn hay kh«ng
[ChØ dÉn kü thuËt]
(1) Lùc sãng khi kh«ng cã tÊm trÇn trong buång sãng
Lùc sãng t¸c ®éng lªn mét giÕng ch×m th¼ng ®øng hÊp thô sãng thay ®æi tuú thuéc vwo c¸c ®iÒu kiÖn
kÕt cÊu cña ng¨n hÊp thô sãng, vw do ®ã kh«ng thÓ tÝnh lùc sãng cho tÊt c¶ mäi troêng hîp cã liªn
quan. Tuy nhiªn, ®èi víi troêng hîp b×nh thoêng kh«ng cã tÊm trÇn trong buång sãng, ta cã thÓ dïng
c«ng thøc Goda më réng ®Ó tÝnh lùc sãng, víi ®iÒu kiÖn cã c¸c söa ®æi cÇn thiÕt. Takahashi vw c¸c
céng sù ®· tiÕn hwnh c¸c thÝ nghiÖm ®èi víi thïng ch×m toêng cã r·nh th¼ng ®øng, vw ®· tr×nh bwy
mét pho¬ng ph¸p ®Ó tÝnh ¸p lùc sãng t¸c ®éng lªn toêng cã r·nh vw toêng sau cho bèn pha ®¹i diÖn,
trong ®ã ¸p lùc sãng cho bëi c«ng thøc Goda më réng ®oîc nh©n víi mét hÖ sè hiÖu chØnh O ®èi víi
thïng ch×m toêng cã r·nh th¼ng ®øng. C¸c t¸c gi¶ nwy cho c¸c gi¸ trÞ ®Æc trong cho hÖ sè hiÖu chØnh
®èi víi toêng r·nh vw toêng sau cho mçi pha. Pho¬ng ph¸p nwy cã thÓ sö dông ®Ó cho kh«ng chØ lùc
- II.121 -
- www.Gia24.vn
sãng nghiªm träng nhÊt vÒ troît vw lËt ®æ cu¶ giÕng ch×m, mw c¶ lùc sãng nghiªm träng nhÊt ®èi víi
viÖc thiÕt kÕ c¸c bé phËn cña toêng.
(2) Lùc sãng víi tÊm trÇn trong buång sãng
Khi ®Ønh buång sãng ®oîc ®ãng kÝn b»ng mét tÊm trÇn, mét ¸p lùc xung sÏ ph¸t sinh ngay khi líp
kh«ng khÝ ë phÇn trªn cña buång sãng bÞ k×m h·m l¹i do mÆt noíc d©ng lªn. Do ®ã cÇn xÐt ®Õn ¸p
lùc xung nwy, ®Æc biÖt ®èi víi ¸p lùc sãng dïng trong thiÕt kÕ c¸c bé phËn kÕt cÊu. ¸p lùc xung nwy
cã thÓ ®oîc gi¶m ®i b»ng c¸ch bè trÝ c¸c lç kh«ng khÝ. Tuy nhiªn, cÇn nhí r»ng nÕu c¸c lç nwy qu¸
lín, mÆt noíc khi d©ng lªn sÏ trùc tiÕp ®Ëp vwo tÊm trÇn kh«ng cã ®Öm kh«ng khÝ, nghÜa lw lùc sãng
cã thÓ thùc sù t¨ng lªn.
5.3. Träng lîng t¶ng ®¸ b¶o vÖ vμ khèi bª t«ng
5.3.1. §¸ b¶o vÖ trªn m¸i dèc (§iÒu 48, Kho¶n 5 Th«ng b¸o)
Ph¶i tÝnh khèi loîng t¶ng ®¸ héc hoÆc khèi bª t«ng cÇn thiÕt ®Ó che phñ m¸i dèc phÝa
troíc cña mét kÕt cÊu cã m¸i dèc chÞu c¸c lùc sãng, b»ng c¸c thÝ nghiÖm m« h×nh thuû
lùc hoÆc b»ng pho¬ng tr×nh sau:
Trong ®ã :
M : träng loîng tèi thiÓu cña t¶ng ®¸ héc hoÆc khèi bª t«ng (t)
Ur : dung träng cña ®¸ héc hoÆc khèi bª t«ng (t /m3)
H : chiÒu cao sãng dïng trong tÝnh to¸n ®é æn ®Þnh
Ns : HÖ sè æn ®Þnh
Sr : Träng loîng riªng cña ®¸ hoÆc khèi bª t«ng so víi noíc biÓn
[Chó gi¶i]
Líp ®¸ b¶o vÖ cho m¸i dèc cña mét ®ª ch¾n sãng b»ng ®¸ héc lw ®Ó b¶o vÖ cho c¸c ®¸ héc n»m bªn
trong vw do ®ã cÇn ®¶m b¶o r»ng mét t¶ng ®¸ b¶o vÖ cã mét khèi loîng ®ñ ®Ó æn ®Þnh chèng ®oîc t¸c
®éng cña sãng ®Ó cho nã kh«ng bÞ tr«i ®i. Khèi loîng cÇn thiÕt ®Ó t¹o ra ®é æn ®Þnh nho vËy cã thÓ tÝnh
®oîc b»ng mét c«ng thøc thÝch hîp. VÝ dô, víi c¸c t¶ng ®¸ trªn m¸i dèc mét ®ª ch¾n sãng b»ng ®¸ héc,
troíc ®©y khèi loîng cÇn thiÕt ®· ®oîc tÝnh to¸n b»ng c«ng thøc Hudson víi mét hÖ sè thÝch hîp (gi¸ trÞ
KD), nhong hiÖn nay väªc sö dôngc«ng thøc Hudson víi mét hÖ sè æn ®Þnh trë nªn th«ng dông h¬n. C¸ch
sau chung h¬n ë chç nã còng cã thÓ ¸p dông cho c¸c troêng hîp kh¸c, nho c¸c t¶ng ®¸ trªn líp ®Öm ®¸
cña mét ®ª ch¾n sãng hçn hîp.
[ChØ dÉn kü thuËt]
(1) C«ng thøc Hudson
Khèi loîng cÇn thiÕt cña mét t¶ng ®¸ b¶o vÖ trªn mét m¸i dèc cã thÓ ®oîc biÓu thÞ b»ng c¸ch sö
dông c«ng thøc Hudson víi mét hÖ sè æn ®Þnh (viÖc nwy còng ®oîc xem nho c«ng thøc Hudson tæng
qu¸t ho¸)24) (xem pho¬ng tr×nh 5.3.1)
(2) HÖ sè æn ®Þnh vw ®oêng kÝnh danh nghÜa
HÖ sè æn ®Þnh trùc tiÕp to¬ng øng víi kÝch thoíc cÇn thiÕt (®oêng kÝnh danh nghÜa) cña ®¸ b¶o vÖ
hoÆc khèi bª t«ng ®èi víi mét chiÒu cao sãng ®· cho. Nãi c¸ch kh¸c, b»ng c¸ch ®oa vwo ®oêng kÝnh
danh nghÜa Dn = (M /Ur)1/3 vw sè h¹ng ' = Sr - 1 vw thay chóng vwo trong pho¬ng tr×nh (5.3.1), ta cã
pho¬ng tr×nh to¬ng ®èi ®¬n gi¶n sau ®©y:
H / ('Dn) = Ns (5.3.2)
Cã thÓ thÊy lw ®oêng kÝnh danh nghÜa tû lÖ thuËn víi chiÒu cao sãng víi h»ng sè tû lÖ b»ng 1/ ' Ns
(3) ChiÒu cao sãng tÝnh to¸n
- II.122 -
- www.Gia24.vn
C«ng thøc Hudson ®· ®oîc kiÕn nghÞ dùa trªn c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm sö dông sãng æn ®Þnh. Khi ¸p
dông nã cho c¸c t¸c ®éng cña sãng thùc tÕ (chóng kh«ng æn ®Þnh), khi ®ã cã vÊn ®Ò lw ph¶i x¸c ®Þnh
chiÒu cao sãng. Tuy nhiªn, víi c¸c kÕt cÊu ®oîc lwm b»ng ®¸ héc vw khèi bª t«ng, ho h¹i cã xu thÕ
x¶y ra kh«ng ph¶i khi cã mét sãng ®¬n cã chiÒu cao sãng lín nhÊt H trong c¸c ®ît tÊn c«ng cña
sãng kh«ng æn ®Þnh vwo líp b¶o vÖ, mw ho h¹i tiÕn triÓn dÇn dÇn doíi t¸c ®éng liªn tôc cña c¸c sãng
cã chiÒu cao kh¸c nhau. XÐt vÊn ®Ò nwy vw c¸c thÝ nghiÖm ®· qua, ®· quyÕt ®Þnh ph¶i sö dông chiÒu
cao sãng cã ý nghÜa cña c¸c sãng tíi t¹i chç cã m¸i dèc cÇn b¶o vÖ lwm chiÒu cao sãng H trong
pho¬ng tr×nh (5.3.1), v× chiÒu cao sãng cã ý nghÜa lw ®¹i diÖn cho town bé ph¹m vi cña mét ®ît sãng
kh«ng æn ®Þnh. Do ®ã, còng cÇn sö dông chiÒu cao sãng cã ý nghÜa khi sö dông c«ng thøc Hudson
tæng qu¸t ho¸. Tuy nhiªn, cÇn nhí r»ng ë nh÷ng n¬i chiÒu s©u noíc nhá h¬n mét nöa chiÒu cao
sãng noíc s©u to¬ng ®o¬ng, ph¶i sö dông chiÒu cao sãng cã ý nghÜa n¬i chiÒu s©u noíc b»ng mét
nöa chiÒu cao sãng noíc s©u to¬ng ®o¬ng.
(4) C¸c th«ng sè ¶nh hoëng ®Õn hÖ sè æn ®Þnh
Nho ®· thÊy trong pho¬ng tr×nh (5.3.1), khèi loîng cÇn thiÕt cña ®¸ b¶o vÖ hoÆc khèi bª t«ng thay ®æi
theo chiÒu cao sãng vw dung träng cña c¸c khèi ®¸ b¶o vÖ vw vwo hÖ sè æn ®Þnh Ns. Gi¸ trÞ Ns lw mét
hÖ sè ®¹i diÖn ¶nh hoëng c¸c ®Æc trong cña kÕt cÊu, cña khèi ®¸ b¶o vÖ, ®Æc trong sãng vw c¸c yÕu
tè kh¸c vÒ æn ®Þnh. C¸c yÕu tè chÝnh ¶nh hoëng ®Õn gi¸ trÞ Ns lw nh÷ng yÕu tè sau ®©y:
(a) §Æc trong cña kÕt cÊu
(1) Lo¹i kÕt cÊu (®ª ch¾n sãng ®¸ héc, ®ª ch¾n sãng che ch¾n b»ng c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng ,
®ª ch¾n sãng hçn hîp v.v...)
(2) §é dèc cña m¸i dèc cÇn b¶o vÖ
(3) VÞ trÝ cña c¸c khèi ®¸ b¶o vÖ (®Çu ®ª, th©n ®ª, vÞ trÝ so víi mùc noíc tÜnh, mÆt troíc vw ®Ønh
m¸i dèc, mÆt sau, thÒm v.v...)
(4) ChiÒu cao ®Ønh vw chiÒu réng ®Ønh, h×nh d¹ng cña thoîng tÇng kiÕn tróc
(5) Líp bªn trong (hÖ sè thÊm, bÒ dÇy vw ®é gå ghÒ bÒ mÆt)
(b) §Æc trong cña khèi ®¸ b¶o vÖ
(1) H×nh d¹ng cña khèi b¶o vÖ (h×nh d¹ng cña khèi ®¸ hoÆc khèi bª t«ng; ®èi víi ®¸ b¶o vÖ, sù
ph©n bæ ®oêng kÝnh cña chóng)
(2) C¸ch s¾p xÕp khèi ®¸ b¶o vÖ (sè líp, xÕp ®Òu ®Æn hoÆc ®æ hçn ®én v.v...)
(3) Coêng ®é cña vËt liÖu b¶o vÖ
(c) §Æc trong cña sãng
(1) Sè sãng t¸c ®éng lªn c¸c líp b¶o vÖ
(2) §é dèc cña sãng
(3) H×nh d¸ng ®¸y biÓn (®é dèc ®¸y, ®¸ ngÇm v.v...)
(4) Tû sè chiÒu cao sãng víi chiÒu s©u noíc (chØ sè cña ®iÒu kiÖn sãng kh«ng vì hoÆc sãng vì,
lo¹i sãng vì v.v...)
(5) Hoíng sãng, phæ sãng, ®Æc trong cña nhãm sãng.
(d) Møc ®é ho h¹i (tØ lÖ ho h¹i, møc ®é ho h¹i, ho h¹i to¬ng ®èi)
Tõ ®ã, gi¸ trÞ Ns sö dông trong thiÕt kÕ ph¶i x¸c ®Þnh mét c¸ch thÝch ®¸ng dùa trªn c¸c thÝ nghiÖm
m« h×nh thuû lùc phï hîp víi c¸c ®iÒu kiÖn thiÕt kÕ to¬ng øng. So s¸nh c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm
sãng æn ®Þnh víi c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm sãng kh«ng æn ®Þnh, ta thÊy tû sè chiÒu cao sãng ®iÒu how
víi chiÒu cao quan träng cña sãng kh«ng ®iÒu how khi tû sè nwy cho cïng mét tû sè ho h¹i (sai sè
trong vßng 10%) sÏ thay ®æi trong ph¹m vi tõ 1,0 ®Õn 2,0 (tuú theo ®iÒu kiÖn). Nãi c¸ch kh¸c, cã xu
hoíng sãng kh«ng æn ®Þnh ph¸ ho¹i nhiÒu h¬n sãng æn ®Þnh. V× vËy tèt h¬n lw dïng sãng kh«ng æn
®Þnh trong thÝ nghiÖm.
(5) HÖ sè æn ®Þnh Ns vw gi¸ trÞ KD
N¨m 1959, Hudson c«ng bè c«ng thøc Hudson, thay cho c«ng thøc Iribarren - Hudson troíc ®ã.
Hudson triÓn khai pho¬ng tr×nh (5.3.1), sö dông KD cotgD thay cho Ns, nghÜa lw :
Ns3 = KDcotD (5.3.3)
- II.123 -
- www.Gia24.vn
Trong ®ã :
D : gãc cña m¸i dèc (tÝnh tõ ®oêng n»m ngang)
KD : H»ng sè x¸c ®Þnh chñ yÕu tõ h×nh d¹ng cña khèi b¶o vÖ vw tû sè ho h¹i
C«ng thøc Hudson dùa vwo c¸c kÕt qu¶ cña mét ph¹m vi réng c¸c thÝ nghiÖm vw tá ra sö dông tèt
trong thiÕt kÕ mÉu ®Çu tiªn. Trong qu¸ khø, c«ng thøc nwy (nghÜa lw c«ng thøc sö dông gi¸ trÞ KD) ®·
®oîc dïng trong tÝnh to¸n khèi loîng cÇn thiÕt cña khèi b¶o vÖ trªn m¸i dèc
Tuy nhiªn, c«ng thøc Hudson tæng qu¸t ho¸ sö dông hÖ sè æn ®Þnh (pho¬ng tr×nh (5.3.1) ®· ®oîc sö
dông ®Ó tÝnh khèi loîng cÇn thiÕt cña khèi b¶o vÖ trªn líp ®Öm ®¸ cña ®ª ch¾n sãng hçn hîp (sÏ
th¶o luËn sau) vw còng dïng cho c¸c khèi b¶o vÖ cña c¸c kÕt cÊu kh¸c nho ®ª ch¾n sãng ngËp. Do
®ã ngwy nay nã th«ng dông h¬n c«ng thøc cò víi gi¸ trÞ KD , do ®ã c«ng thøc Hudson tæng qu¸t ho¸
víi hÖ sè æn ®Þnh cã thÓ ®oîc xem lw pho¬ng tr×nh tiªu chuÈn ®Ó tÝnh khèi loîng cÇn thiÕt cña c¸c
khèi b¶o vÖ trªn m¸i dèc.
HÖ sè æn ®Þnh Ns cã thÓ rót ra tõ gi¸ trÞ KD vw gãc D cña m¸i dèc tÝnh tõ ®oêng n»m ngang b»ng c¸ch
sö dông pho¬ng tr×nh (5.3.3). Kh«ng cã vÊn ®Ò víi qu¸ tr×nh nwy v× gi¸ trÞ KD lw mét gi¸ trÞ ®· ®oîc
x¸c lËp vw gãc nghiªng D ë trong ph¹m vi thiÕt kÕ th«ng thoêng. Tuy nhiªn, hÇu hÕt c¸c gi¸ trÞ KD cã
®oîc tíi lóc nwy kh«ng kÕt hîp ®oîc ®ñ c¸c yÕu tè kh¸c nhau, nho ®Æc trong cña kÕt cÊu vw cña
sãng. Do ®ã, pho¬ng ph¸p nwy x¸c ®Þnh hÖ sè æn ®Þnh tõ gi¸ trÞ KD kh«ng thÓ lu«n ®¶m b¶o lóc nwo
thiÕt kÕ còng kinh tÕ. §Ó tÝnh c¸c gi¸ trÞ cña khèi loîng cÇn thiÕt hîp lý h¬n, nªn sö dông c¸c kÕt qu¶
thÝ nghiÖm phï hîp víi c¸c ®iÒu kiÖn ®· cho, hoÆc sö dông c¸c c«ng thøc tÝnh to¸n (biÓu ®å tÝnh
to¸n) bao gåm c¸c yÕu tè cã liªn quan kh¸c nhau nho doíi ®©y.
(6) C«ng thøc Van der Meer cho khèi ®¸ b¶o vÖ
N¨m 1987, Van der Meer tiÕn hwnh c¸c thÝ nghiÖm cã hÖ thèng liªn quan ®Õn ®¸ b¶o vÖ m¸i dèc cña
mét ®ª ch¾n sãng ®¸ héc cã ®Ønh cao. ¤ng kiÕn nghÞ c«ng thøc tÝnh to¸n sau víi hÖ sè æn ®Þnh,
kh«ng chØ xÐt ®é dèc m¸i dèc mw c¶ ®é dèc sãng, sè loîng sãng, vw møc ®é ho h¹i. Tuy nhiªn, cÇn
nhí c«ng thøc doíi ®©y ®· ®oîc thay ®æi mét chót so víi c«ng thøc Van der Meer nguyªn thuû ®Ó
lwm cho tÝnh to¸n dÔ h¬n. VÝ dô, chiÒu cao sãng H2% víi x¸c suÊt voît qu¸ lw 2% ®oîc thay ®æi bëi
H1/20
Trong ®ã :
Nspl : hÖ sè æn ®Þnh ®èi víi ®ª ch×m
Nssr : hÖ sè æn ®Þnh ®èi víi ®ª cao trªn mÆt noíc
Ir : sè Irbarren (tanD /Som0,5) (còng gäi lw hÖ sè ®ång d¹ng sãng x«)
Som : ®é dèc sãng (H1/3/L0)
Lo : chiÒu dwi sãng noíc s©u (L0 = gT1/32 / 2S , g = 9,81 m/ s2)
T1/3 : chu kú sãng cã ý nghÜa
CH : hÖ sè hiÖu chØnh do sãng vì [ = 1,4 / (H1/20 / H1/3)]
( = 1,0 trong vïng kh«ng xÈy ra sãng vì)
H1/3 : chiÒu cao sãng cã ý nghÜa
H1/20 : chiÒu cao sãng mét phÇn hai mo¬i cao nhÊt (xem H×nh T.5.3.1)
D : gãc m¸i dèc tÝnh tõ ®oêng n»m ngang (0)
Dn50 : ®oêng kÝnh danh nghÜa cña t¶ng ®¸ b¶o vÖ = (M50/ Ur )1/3)
M50 : gi¸ trÞ 50% cña ®oêng cong ph©n bæ khèi loîng cña mét t¶ng ®¸ b¶o vÖ (khèi loîng cÇn thiÕt
cña ®¸ b¶o vÖ)
P : hÖ sè thÊm cu¶ líp bªn trong (xem H×nh T.5.3.2)
- II.124 -
- www.Gia24.vn
S : møc ®é biÕn d¹ng (S = A /Dn502) (xem B¶ng T.5.3.1)
A : diÖn tÝch xãi mßn cña tiÕt diÖn ngang (xem H×nh T.5.3.3)
N : sè loîng sãng (trong thêi h¹n b·o)
ChiÒu cao sãng H1/20 trong H×nh T.5.3.1 lw ®èi víi mét ®iÓm ë mét kho¶ng c¸ch 5 H1/3 kÓ tõ ®ª ch¾n sãng,
vw H0' lw chiÒu cao sãng noíc s©u to¬ng ®o¬ng.
Møc biÕn d¹ng S lw mét chØ sè ®¹i diÖn cho loîng biÕn d¹ng cña ®¸ b¶o vÖ, vw nã lw mét lo¹i tû sè ho h¹i.
Nã ®oîc x¸c ®Þnh b»ng kÕt qu¶ cña diÖn tÝch A bÞ xãi mßn bëi sãng (xem H×nh T.5.3.3) chia cho b×nh
pho¬ng cña ®oêng kÝnh danh nghÜa Dn50 cña ®¸ b¶o vÖ. Nho ®· nªu trong B¶ng T.5.3.1, ba giai ®o¹n
®oîc x¸c ®Þnh ®èi víi møc ®é biÕn d¹ng cña ®¸ b¶o vÖ: ho h¹i ban ®Çu, ho h¹i trung gian vw háng. Víi
thiÕt kÕ tiªu chuÈn, th«ng thoêng sö dông møc ®é biÕn d¹ng cho giai ®o¹n ho h¹i ban ®Çu víi N = 1000
sãng. Tuy nhiªn, víi thiÕt kÕ cho phÐp mét loîng biÕn d¹ng nwo ®ã, cã thÓ xem xÐt sö dông gi¸ trÞ ®èi víi
ho h¹i trung gian.
B¶ng T.5.3.1 Møc ®é biÕn d¹ng cho giai ®o¹n háng víi hai líp b¶o vÖ
§é dèc Ho h¹i ban ®Çu Ho h¹i trung gian Háng
1 : 1,5 2 3~5 8
1:2 2 4~6 8
1:3 2 6~9 12
1:4 3 8 ~ 12 17
1:6 3 8 ~ 12 17
(7) HÖ sè æn ®Þnh ®èi víi khèi bª t«ng b¶o vÖ ®ª ch¾n sãng ®¸ héc
Van der Meer ®· tiÕn hwnh c¸c thÝ nghiÖm m« h×nh trªn mét sè lo¹i khèi bª t«ng ®óc s½n, vw kiÕn
nghÞ c¸c c«ng thøc tÝnh hÖ sè æn ®Þnh. Ngowi ra c¸c t¸c gi¶ kh¸c còng tiÕn hwnh nghiªn cøu ®Ó thwnh
lËp c¸c c«ng thøc tÝnh to¸n c¸c khèi bª t«ng ®óc s½n. VÝ dô Burcharth vw Liu ®· kiÕn nghÞ mét c«ng
thøc tÝnh to¸n. Tuy nhiªn, ph¶i nhí r»ng c¸c c«ng tr×nh ®ã dùa vwo c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm cho mét
®ª ch¾n sãng ®¸ héc cã ®Ønh cao.
(8) HÖ sè æn ®Þnh ®èi víi khèi bª t«ng cña líp ®Öm b»ng c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng troíc toêng th¼ng
®øng (®ª ch¾n sãng hçn hîp - n»m ngang)
Líp ®Öm b»ng c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng cña mét ®ª ch¾n sãng hçn hîp - n»m ngang cã thÓ cã
nhiÒu d¹ng tiÕt diÖn ngang kh¸c nhau. §Æc biÖt, khi town bé mÆt troíc cña mét toêng th¼ng ®øng
®oîc che phñ bëi c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng, ®é æn ®Þnh sÏ cao h¬n ®èi víi troêng hîp th«ng thoêng
lw c¸c khèi bª t«ng b¶o vÖ che ch¾n mét ®ª ch¾n sãng ®¸ héc v× tÝnh thÊm cao. ë NhËt, nhiÒu
nghiªn cøu ®· ®oîc tiÕn hwnh ®èi víi tÝnh æn ®Þnh cña ®ª ch¾n sãng phñ c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng.
VÝ dô Tanimoto vw c¸c céng sù, Kajima, vw Hanzewa ®· tiÕn hwnh nghiªn cøu mét c¸ch hÖ thèng vÒ
®é æn ®Þnh cña c¸c khèi bª t«ng hÊp thô sãng. Ngowi ra Takahashi ... ®· kiÕn nghÞ pho¬ng tr×nh sau
cho c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng ®Æt hçn ®én thwnh ®èng che ch¾n town bé toêng th¼ng ®øng
Ns = CH {a (N0 / N0,5)0,2 + b} (5.3.7)
Trong ®ã :
No : ho h¹i to¬ng ®èi (mét lo¹i tû sè ho h¹i ®¹i diÖn cho møc ®é ho h¹i: nã ®oîc ®Þnh nghÜa lw sè
khèi bª t«ng ®· dÞch chuyÓn trong mét bÒ réng Dn theo hoíng tuyÕn ®ª ch¾n sãng, ë ®©y
Dn lw ®oêng kÝnh danh nghÜa cña khèi bª t«ng : Dn = (M/Pr)1/3 , ë ®©y M lw khèi loîng cña
mét khèi bª t«ng)
CH : hÖ sè hiÖu chØnh do sãng vì; CH = 1,4(H1/20 / H1/3) (Trong vïng kh«ng x¶y ra sãng vì,
H1/20 / H1/3 = 1,4 vw do ®ã CH = 1,0)
a,b : hÖ sè phô thuéc vwo h×nh d¹ng khèi bª t«ng vw gãc m¸i dèc (®èi víi khèi bª t«ng víi gi¸ trÞ
KD b»ng 8,3 , a = 2,32 vw b = 1,33 nÕu cotD = 4,3; a = 2,32 vw b = 1,42 nÕu cotD = 1,5)
Takahashi ®· giíi thiÖu thªm mét pho¬ng ph¸p ®Ó tÝnh ho h¹i to¬ng ®èi céng dån (ho h¹i to¬ng ®èi
dù kiÕn) trong thêi gian tuæi thä cña ®ª ch¾n sãng. Trong to¬ng lai, c¸c pho¬ng ph¸p thiÕt kÕ ®é tin
- II.125 -
- www.Gia24.vn
cËy cã xÐt ®Õn møc ho h¹i to¬ng ®èi dù kiÕn sÏ trë thwnh quan träng trong pho¬ng ph¸p luËn thiÕt kÕ
tiªn tiÕn.
Trong vïng kh«ng xÈy ra sãng vì, nÕu sè loîng sãng lw 1000 vw ho h¹i to¬ng ®èi No lw 0,3,
khèi loîng tÝnh to¸n ®oîc theo pho¬ng ph¸p Takahashi vw c¸c céng sù Ýt nhiÒu còng gièng nho tÝnh
b»ng c¸ch dïng gi¸ trÞ KD trong thêi gian troíc ®©y. Gi¸ trÞ cña No = 0,3 to¬ng øng víi tû sè ho h¹i
thoêng sö dông theo truyÒn thèng lw 1%
(9) §Çu ®ª ch¾n sãng
C¸c sãng tÊn c«ng ®Çu ®ª ch¾n sãng tõ town bé gãc cña c¸c hoíng, vw cã nguy c¬ lín c¸c khèi b¶o
vÖ trªn ®Ønh m¸i dèc r¬i kh«ng ph¶i vÒ phÝa troíc mw vÒ phÝa sau. §¸ hoÆc khèi bª t«ng dïng ë ®Çu
®ª ch¾n sãng do ®ã ph¶i cã khèi loîng lín h¬n gi¸ trÞ cho bëi pho¬ng tr×nh (5.3.1). Hudson gîi ý t¨ng
khèi loîng thªm 10% trong troêng hîp ®¸ héc vw 30% trong troêng hîp khèi bª t«ng. Tuy nhiªn, cã
thÓ vÉn choa ®ñ. Nªn sö dông khèi loîng Ýt nhÊt b»ng 1,5 lÇn gi¸ trÞ cho bëi pho¬ng tr×nh (5.3.1) ®èi
víi c¶ hai lo¹i ®¸ vw bª t«ng
- II.126 -
- www.Gia24.vn
§é dèc ®¸y biÓn 1/100
§é dèc ®¸y biÓn 1/50
§é dèc ®¸y biÓn 1/30
H0' : chiÒu cao sãng
noíc s©u to¬ng ®o¬ng
H×nh T.5.3.1. Tû sè cña H1/20 víi H1/3 (gi¸ trÞ H1/20 lw ë kho¶ng c¸ch
5 H1/3 tõ ®ª ch¾n sãng).
Líp b¶o vÖ Líp b¶o vÖ
Líp läc Líp läc
(diÖn tÝch bÞ xãi mßn)
Líp b¶o vÖ
Líp b¶o vÖ H×nh T.5.3.3. DiÖn tÝch xãi mßn A
Líp vá Kh«ng líp läc, kh«ng líp vá
§oêng kÝnh danh nghÜa ®¸ b¶o vÖ
§oêng kÝnh danh nghÜa vËt liÖu läc
§oêng kÝnh danh nghÜa vËt liÖu lâi.
H×nh T.5.3.2. HÖ sè thÊm P
- II.127 -
- www.Gia24.vn
(10) C¸c khèi b¶o vÖ ngËp trong noíc
V× t¸c ®éng cña sãng vwo mét ®ª ch¾n sãng ®¸ héc th× yÕu h¬n trong noíc h¬n lw xung quanh ®oêng ngÊn
noíc, cã thÓ sö dông ®¸ hoÆc khèi bª t«ng cã khèi loîng gi¶m bít ë c¸c ®é s©u lín h¬n 1,5 H1/3 doíi mùc noíc
tÜnh
(11) ¶nh hoëng cña hoíng sãng
Møc ®é mw gãc tíi cña sãng ¶nh hoëng tíi ®é æn ®Þnh cña ®¸ b¶o vÖ choa ®oîc nghiªn cøu ®Çy ®ñ. Tuy nhiªn,
theo c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm do Van de Kreeke tiÕn hwnh, trong ®ã gãc sãng ®oîc thay ®æi gi÷a 0o (nghÜa lw
hoíng tíi cña sãng vu«ng gãc víi tuyÕn ®ª ch¾n sãng) 30o , 45o , 60o , vw 90o tû lÖ ho h¹i v¬Ý mét hoíng sãng
b»ng 45o hoÆc nhá h¬n th× kh«ng Ýt th× nhiÒu gièng nho khi hoíng sãng lw 0o; khi hoíng sãng lín h¬n 60o, tû lÖ
nwy gi¶m ®i. Dùa trªn c¸c kÕt qu¶ nwy, cã thÓ cho r»ng khi gãc sãng E (xem H×nh T.5.2.2. trong 5.2.2[1] Lùc
sãng díi ®Ønh sãng) b»ng 45o hoÆc nhá h¬n, khèi loîng tèi thiÓu kh«ng ph¶i hiÖu chØnh theo hoíng sãng.
H¬n n÷a Christensen vw c¸c céng sù ®· cho biÕt ®é æn ®Þnh t¨ng khi sù lan truyÒn theo hoíng cña c¸c sãng
ngÉu nhiªn lín.
(12) Khèi bª t«ng b¶o town ®oîc nguyªn vÑn
Víi mét khèi bª t«ng ®óc s½n, kh«ng chØ cÇn ®¶m b¶o khèi bª t«ng cã mét khèi loîng ®ñ ®Ó æn ®Þnh chèng l¹i
c¸c sãng tÝnh to¸n, mw cßn ph¶i kh¼ng ®Þnh b¶n th©n khèi ®ã cã ®ñ coêng ®é kÕt cÊu
(13) Khèi b¶o vÖ n¬i cã ®¸ ngÇm
Nãi chung, ®¸ ngÇm nh« lªn ë mét ®¸y biÓn dèc tõ biÓn to¬ng ®èi s©u, vw t¹o thwnh mét ®¸y biÓn to¬ng ®èi
b»ng ph¼ng vw n«ng. Do ®ã khi cã mét sãng lín tíi vïng ®¸ ngÇm nho vËy, nã vì ra xung quanh ®Ønh ®¸ ngÇm,
vw sau ®ã c¸c sãng t¸i t¹o l¹i sÏ lan truyÒn trªn b·i ®¸ ngÇm doíi d¹ng sãng cån xung. C¸c ®Æc trong cña sãng
trªn mét b·i ®¸ ngÇm phô thuéc nhiÒu kh«ng chØ c¸c ®iÒu kiÖn sãng tíi mw c¶ chiÒu s©u noíc trªn b·i ®¸ ngÇm
vw kho¶ng c¸ch tíi ®Ønh ®¸ ngÇm. §é æn ®Þnh cña c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng ®Æt trªn mét b·i ®¸ ngÇm còng
thay ®æi lín do còng c¸c lý do ®ã lwm cho t×nh tr¹ng phøc t¹p h¬n nhiÒu c¸c troêng hîp chung kh¸c. Do ®ã ®é
æn ®Þnh cña c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng n»m trªn b·i ®¸ ngÇm ph¶i ®oîc nghiªn cøu dùa trªn c¸c thÝ nghiÖm m«
h×nh phï hîp víi c¸c ®iÒu kiÖn ®ang xÐt hoÆc dùa vwo kinh nghiÖm hiÖn troêng ®èi víi c¸c ®Þa ®iÓm cã ®iÒu kiÖn
to¬ng tù.
(14) Khèi b¶o vÖ ®ª ch¾n sãng ®Ønh thÊp
Víi mét ®ª ch¾n sãng ®¸ héc cã ®Ønh thÊp, cÇn chó ý r»ng c¸c khèi bª t«ng xung quanh ®Ønh ®ª (®Æc biÖt phÝa
hoíng vwo bê) dÔ bÞ ph¸ ho¹i. VÝ dô víi ®ª ch¾n sãng t¸ch rêi cã c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng, kh«ng gièng nho
mét ®ª ch¾n sãng giÕng ch×m che ch¾n bëi c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng, ®ª kh«ng cã toêng ®ì phÝa sau vw ®Ønh
kh«ng cao. §iÒu ®ã cã nghÜa lw c¸c khèi bª t«ng gÇn ®Ønh (®Æc biÖt ë phÝa sau) dÔ bÞ ho h¹i, vw qu¶ vËy c¸c
troêng hîp ho h¹i nho vËy ®· ®ùoc b¸o c¸o.
(15) ¶nh hoëng cña ®¸y biÓn dèc
Khi ®¸y biÓn dèc vw sãng vì doíi d¹ng lao xuèng, mét lùc sãng lín cã thÓ t¸c ®éng lªn c¸c khèi bª t«ng, tuú
thuéc vwo h×nh d¹ng cu¶ chóng. Do ®ã cÇn tiÕn hwnh c¸c nghiªn cøu thÝch ®¸ng trong khi xem xÐt kh¶ n¨ng cã
thÓ cã mét lùc sãng lín (xem Takeda vw c¸c céng sù)
(16) C¸c khèi cã dung träng cao
Khèi loîng tèi thiÓu cña c¸c khèi ®oîc lwm tõ cèt liÖu dung träng cao còng cã thÓ x¸c ®Þnh ®oîc b»ng c«ng thøc
Hudson víi hÖ sè æn ®Þnh (pho¬ng tr×nh (5.3.1)). Nho ®· thÊy trong pho¬ng tr×nh, c¸c khèi dung träng cao cã ®é
æn ®Þnh lín, do ®ã cã thÓ lwm mét líp b¶o vÖ æn ®Þnh v÷ng ch¾n b»ng c¸c khèi to¬ng ®èi nhá dung träng lín
(17) ¶nh hoëng cña c¸ch ®Æt c¸c khèi
§é æn ®Þnh cña c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng còng thay ®æi theo pho¬ng ph¸p ®Æt c¸c khèi (®Æt hçn ®én hay xÕp
®Òu ®Æn). Theo c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®oîc tiÕn hwnh ®Ó so s¸nh c¸ch ®Æt hçn ®én trªn town bé tiÕt diÖn ngang
víi c¸ch ®Æt hai líp ®Òu ®Æn trªn mét lâi ®¸, ®é æn ®Þnh cña c¸ch ®Æt ®Òu ®Æn víi c¸c liªn kÕt tèt ®oîc c¶i thiÖn
râ rwng trong hÇu hÕt c¸c troêng hîp thö nghiÖm. H¬n n÷a ®é æn ®Þnh còng bÞ ¶nh hoëng bëi chiÒu cao ®Ønh vw
chiÒu réng cña líp ®Öm khèi bª t«ng tiªu sãng. Theo c¸c kÕt qu¶ cña mét sè thÝ nghiÖm, cã xu thÕ ®é æn ®Þnh
lín h¬n khi ®Ønh cao vw réng
(18) Pho¬ng ph¸p tiªu chuÈn: thÝ nghiÖm m« h×nh thuû lùc
§é æn ®Þnh cña c¸c khèi bª t«ng bÞ ¶nh hoáng bëi mét sè rÊt lín yÕu tè, do ®ã, nã choa ®oîc lwm s¸ng tá ®Çy
®ñ. §iÒu ®ã cã nghÜa lw cÇn tiÕn hwnh c¸c nghiªn cøu sö dông thÝ nghiÖm m« h×nh ®Ó thiÕt kÕ c¸c ®ª ch¾n sãng
nguyªn mÉu, vw cÇn thu thËp dÇn dÇn kÕt qu¶ cña c¸c thÝ nghiÖm ®ã. CÇn ph¶i ghi nhí c¸c ®iÓm sau ®©y khi
tiÕn hwnh nghiªn cøu cã sö dông thÝ nghiÖm m« h×nh
(a) Ph¶i thÝ nghiÖm víi c¸c sãng kh«ng æn ®Þnh
(b) Víi mçi nhãm ®iÒu kiÖn riªng, thÝ nghiÖm ph¶i lËp l¹i Ýt nhÊt ba lÇn (nghÜa lw víi ba ®ît sãng kh¸c nhau). Tuy
nhiªn, khi thÝ nghiÖm ®oîc tiÕn hwnh b»ng c¸ch thay ®æi cã hÖ thèng khèi loîng vw c¸c yÕu tè kh¸c vw cã thÓ
thu ®oîc mét khèi loîng lín d÷ liÖu, chØ cÇn víi mçi ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm ch¹y mét lÇn lw ®ñ
- II.128 -
- www.Gia24.vn
(c) CÇn nghiªn cøu t¸c ®éng cña 1000 sãng trong tæng sè ba lÇn cho mçi møc chiÒu cao sãng. Ngay c¶ víi c¸c
thÝ nghiÖm cã hÖ thèng, nªn ¸p dông nhiÒu h¬n 500 sãng
(d) §Ó miªu t¶ møc ®é ho h¹i, ngowi tû sè ho h¹i thoêng ®oîc sö dông trong qu¸ khø, còng cã thÓ sö dông møc
®é biÕn d¹ng hoÆc møc ®é ho h¹i. Møc ®é biÕn d¹ng thÝch hîp khi khã ®Õm sè loîng ®¸ hoÆc khèi bª t«ng
®· dÞch chuyÓn cßn møc ®é ho h¹i thÝch hîp khi ta muèn biÓu hiÖn sù ho h¹i theo khèi bª t«ng tiªu sãng. Tû
sè ho h¹i lw tû sè khèi b¶o vÖ bÞ ho h¹i trong mét diÖn tÝch kiÓm tra so víi tæng sè loîng c¸c khèi b¶o vÖ cã
trong cïng diÖn tÝch kiÓm tra ®ã. DiÖn tÝch kiÓm tra ®oîc lÊy tõ ®é cao sãng leo tíi ®é s©u b»ng 1,5 H bªn
doíi mùc noíc tÜnh hoÆc tíi ®é cao ®¸y cña líp b¶o vÖ (lÊy chiÒu s©u n«ng h¬n), ë ®©y chiÒu cao sãng H
®oîc rót ra tõ c«ng thøc Hudson víi khèi loîng cña khèi b¶o vÖ lwm sè liÖu ®Çu vwo. Tuy nhiªn, ®èi víi møc
®é biÕn d¹ng vw møc ®é ho h¹i, kh«ng cÇn x¸c ®Þnh diÖn tÝch kiÓm tra. §Ó ®¸nh gi¸ tû sè ho h¹i, mét khèi
b¶o vÖ ®oîc xem lw bÞ ho h¹i nÕu nã ®· dÞch chuyÓn mét kho¶ng c¸ch lín h¬n kho¶ng 1/2 ®Õn 1.0 lÇn chiÒu
cao cña nã.
5.3.2 Khèi b¶o vÖ trªn líp ®Öm mãng cña ®ª ch¾n sãng hçn hîp (§iÒu 48, kho¶n
5 Th«ng b¸o)
CÇn tÝnh khèi loîng cña c¸c ®¸ b¶o vÖ hoÆc khèi bª t«ng cho líp ®Öm mãng mét ®ª
ch¾n sãng hçn hîp, b»ng c¸c thÝ nghiÖm m« h×nh thuû lùc thÝch ®¸ng hoÆc pho¬ng tr×nh
sau:
Trong ®ã :
M : khèi loîng tèi thiÓu cña ®¸ héc hoÆc khèi bª t«ng (t)
Ur : dung träng cña ®¸ héc hoÆc khèi bª t«ng (t/m3)
H : chiÒu cao sãng dïng trong tÝnh to¸n ®é æn ®Þnh
Ns : hÖ sè æn ®Þnh
Sr : träng loîng riªng cña ®¸ héc hoÆc khèi bª t«ng so víi noíc biÓn
[Chó gi¶i]
Khèi loîng cÇn thiÕt ®èi víi mét khèi b¶o vÖ phñ mét líp ®Öm mãng cña mét ®ª ch¾n sãng hçn hîp thay
®æi theo c¸c ®Æc trong sãng, chiÒu s©u noíc, h×nh d¹ng líp ®Öm (®é dwy, bÒ réng thÒm, gãc m¸i dèc
v.v...) vw lo¹i khèi b¶o vÖ, pho¬ng ph¸p ®Æt, vw vÞ trÝ cña nã (®Çu ®ª ch¾n sãng, th©n ®ª v.v...), ®Æc biÖt
¶nh hoëng cña c¸c ®Æc trong sãng vw h×nh d¹ng líp ®Öm næi bËt h¬n so víi troêng hîp c¸c khèi b¶o vÖ
phñ bÒ mÆt cña ®ª ch¾n sãng dèc trong 5.3.1 Khèi b¶o vÖ trªn m¸i dèc. Do ®ã cÇn x¸c ®Þnh thÝch ®¸ng
khèi loîng, cã xÐt ®Õn c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu ®· cã troíc ®©y, nghiªn cøu vw kinh nghiÖm thùc tÕ ë hiÖn
troêng, vw tiÕn hwnh thÝ nghiÖm m« h×nh nÕu cÇn. H¬n n÷a, cÇn chó ý ®Çy ®ñ ®Õn ¶nh hoëng cña tÝnh
chÊt kh«ng æn ®Þnh cña sãng.
Tuy nhiªn, cÇn nhí r»ng ®é æn ®Þnh cña c¸c khèi b¶o vÖ phñ líp ®Öm mãng cña ®ª ch¾n sãng hçn hîp
kh«ng nhÊt thiÕt ®oîc x¸c ®Þnh ®¬n thuÇn b»ng kich thoíc cña chóng. Tuú thuéc vwo kÕt cÊu vw c¸ch bè
trÝ c¸c khèi b¶o vÖ, cã thÓ ®¹t ®oîc ®é æn ®Þnh ngay c¶ khi c¸c khèi b¶o vÖ to¬ng ®èi nhá.
[ChØ dÉ kü thuËt]
(1) C«ng thøc Hudson tæng qu¸t ho¸ ®Ó tÝnh khèi loîng cÇn thiÕt
To¬ng tù nho víi khèi loîng æn ®Þnh cña c¸c khèi b¶o vÖ trªn m¸i dèc, khèi loîng cÇn thiÕt cña khèi
b¶o vÖ phñ líp ®Öm mãng mét ®ª ch¾n sãng hçn hîp cã thÓ tÝnh ®oîc b»ng c¸ch dïng c«ng thøc
Hudson tæng qu¸t ho¸ (c«ng thøc Hudson víi hÖ sè æn ®Þnh), nghÜa lw pho¬ng tr×nh (5.3.1). Tõ khi
Brebner vw Donnelly dïng nã lwm pho¬ng tr×nh c¬ b¶n ®Ó tÝnh khèi loîng cÇn thiÕt cña ®¸ b¶o vÖ cña
líp ®Öm ®¸ cho mét toêng th¼ng ®øng, c«ng thøc Hudson tæng qu¸t ho¸ ®· ®oîc sö dông réng r·i vw
ë NhËt nã còng ®oîc biÕt víi tªn c«ng thøc Brebner- Donnelly. V× cã mét møc ®é gi¸ trÞ nwo ®ã ngay
tõ quan ®iÓm lý thuyÕt, c«ng thøc Hudson tæng qu¸t ho¸ còng cã thÓ sö dông lwm c«ng thøc c¬ b¶n
®Ó tÝnh khèi loîng tèi thiÓu cña khèi b¶o vÖ cho líp ®Öm ®ª ch¾n sãng. CÇn nhí lw hÖ sè æn ®Þnh Ns
thay ®æi kh«ng chØ víi chiÒu s©u noíc, ®Æc trong sãng, h×nh d¸ng líp ®Öm vw c¸c ®Æc trong cña khèi
b¶o vÖ, mw cßn víi vÞ trÝ cña chóng (th©n ®ª ch¾n sãng, ®Çu ®ª ch¾n sãng v.v...). Do ®ã cÇn lÊy hÖ
- II.129 -
- www.Gia24.vn
sè Ns sao cho thÝch ®¸ng th«ng qua thÝ nghiÖm m« h×nh to¬ng øng víi c¸c ®iÒu kiÖn thiÕt kÕ. H¬n
n÷a, chiÒu cao sãng dïng trong tÝnh to¸n thoêng lw chiÒu cao sãng cã ý nghÜa, vw c¸c sãng dïng
trong thÝ nghiÖm m« h×nh ph¶i lw sãng kh«ng æn ®Þnh
(2) HÖ sè æn ®Þnh ®èi víi ®¸ b¶o vÖ
HÖ sè æn ®Þnh Ns cã thÓ x¸c ®Þnh theo pho¬ng ph¸p Inagaki vw Katayama. Pho¬ng ph¸p nwy dùa
trªn c«ng tr×nh cña Brebner vw Donnnelly vw kinh nghiÖm ho h¹i ®· qua. Tuy nhiªn, c¸c c«ng tr×nh
sau ®©y cña Tanimoto vw c¸c céng sù dùa trªn vËn tèc dßng ch¶y gÇn líp ®Öm vw ®oa vwo mét lo¹t
c¸c ®iÒu kiÖn, vw chóng ®oîc më réng bëi Takahashi, Kimura vw Tanimoto ®Ó ®oa vwo c¸c ¶nh
hoëng cña hoíng sãng. C«ng thøc Tanimoto më réng do ®ã ®· ®oîc dïng lwm c«ng thøc tiªu chuÈn
(a) C«ng thøc Tanimoto më réng:
Trong ®ã :
h' : chiÒu s©u noíc trªn ®Ønh líp ®Öm mãng (kh«ng kÓ líp b¶o vÖ) (m) (xem h×nh T.5.3.4)
l : trong troêng hîp sãng tíi ph¸p tuyÕn, bÒ réng thÒm BM (m)
Trong troêng hîp sãng tíi xiªn, hoÆc BM hoÆc BM' , lÊy gi¸ trÞ nwo cho gi¸ trÞ cña (K2)B lín h¬n
L : chiÒu dwi sãng to¬ng øng víi chu kú sãng cã ý nghÜa tÝnh to¸n t¹i chiÒu s©u noíc h' (m)
D : hÖ sè hiÖu chØnh khi líp b¶o vÖ n»m ngang (= 0,45)
E : gãc sãng tíi (xem h×nh 5.3.5)
H1/3 : chiÒu cao sãng cã ý nghÜa tÝnh to¸n(m)
HiÖu lùc cña c¸c c«ng thøc trªn ®· ®oîc kiÓm tra ®èi víi th©n ®ª ch¾n sãng khi sãng tíi xiªn víi mét
gãc tíi lªn tíi 60o
PhÝa bê
PhÝa biÓn
th¼ng ®øng
MÆt c¾t
Khèi b¶o vÖ ch©n Khèi b¶o vÖ ch©n
VËt liÖu b¶o vÖ §Öm ®¸ héc VËt liÖu b¶o vÖ
H×nh T.5.3.4. TiÕt diÖn ngang tiªu chuÈn cña mét ®ª ch¾n sãng hçn hîp
(b) HÖ sè æn ®Þnh khi cho phÐp mét khèi loîng ho h¹i nwo ®ã
Sudo vw c¸c céng sù ®· tiÕn hwnh c¸c thÝ nghiÖm æn ®Þnh ®èi víi troêng hîp ®Æc biÖt trong ®ã líp
®Öm thÊp vw kh«ng xÈy ra sãng vì. ¤ng nghiªn cøu mèi quan hÖ gi÷a sè loîng sãng N vw tû sè ho
h¹i, vw kiÕn nghÞ pho¬ng tr×nh sau ®©y, nã cho hÖ sè æn ®Þnh Ns* ®èi víi mét sè loîng sãng ®· cho N
bÊt kú vw mét tû sè ho h¹i DN(%) ®· cho bÊt kú
- II.130 -
- www.Gia24.vn
Trong ®ã Ns lw hÖ sè æn ®Þnh cho bëi c«ng thøc Tanimoto khi N = 500 vw tû sè ho h¹i lw 1%. Trong
thiÕt kÕ, cÇn lÊy N = 1000 cã xÐt ®Õn sù tiÕn triÓn cña ho h¹i, trong khi tû sè ho h¹i cho phÐp ®èi víi
hai líp b¶o vÖ lw 3% tíi 5%. NÕu N = 1000 vw DN = 5%, tõ ®ã Ns* = 1,44Ns, nghÜa lw khèi loäng cÇn
thiÕt ®oîc gi¶m xuèng kho¶ng 1/3 cña khèi loîng yªu cÇu víi N = 500 vw DN =1%
(3) HÖ sè æn ®Þnh ®èi víi khèi bª t«ng
HÖ sè æn ®Þnh ®èi víi khèi bª t«ng thay ®æi theo
h×nh d¸ng cña khèi vw pho¬ng ph¸p ®Æt chóng. Do
®ã nªn ®¸nh gi¸ hÖ sè æn ®Þnh b»ng thÝ nghiÖm m«
h×nh thuû lùc. Khi tiÕn hwnh c¸c thÝ nghiÖm nwy, tèt
nhÊt lw sö dông sãng kh«ng æn ®Þnh
§Çu ®ª ch¾n sãng
(4) §iÒu kiÖn ®Ó ¸p dông hÖ sè æn ®Þnh ®èi víi ®¸ b¶o
vÖ trªn líp ®Öm mãng
Th©n ®ª ch¾n sãng
Khi noíc trªn c¸c khèi ®¸ b¶o vÖ phñ trªn líp ®Öm
n«ng, sãng ®ang vì thoêng lwm cho ®¸ b¶o vÖ mÊt
æn ®Þnh. Do ®ã chØ thÝch ®¸ng khi sö dông hÖ sè æn
®Þnh ®èi víi ®¸ b¶o vÖ phñ trªn líp ®Öm khi
h' / H1/3 t 1; khi h'/ H1/3 < 1, sÏ tèt h¬n nÕu dïng hÖ
sè æn ®Þnh ®èi víi ®¸ b¶o vÖ trªn mét m¸i dèc cña
®ª ch¾n sãng ®¸ héc. HiÖu lùc cña hÖ sè æn ®Þnh
®èi víi ®¸ b¶o vÖ trong c«ng thøc Tanimoto kh«ng
®oîc kiÓm tra b»ng thÝ nghiÖm khi h' / H1/3 nhá, khi
h' / H1/3 b»ng kho¶ng 1 hoÆc nhá h¬n, nªn xem xÐt
hiÖu lùc cña nã b»ng c¸ch sö dông thÝ nghiÖm m«
h×nh thuû lùc.
H×nh T.5.3.5. H×nh d¹ng tuyÕn ®ª ch¾n
(5) BÒ dÇy líp b¶o vÖ
sãng vw ¶nh hoëng cña
CÇn dïng hai líp ®¸ b¶o vÖ. Tuy nhiªn, cã thÓ chÊp hoíng sãng
nhËn chØ dïng mét líp, miÔn lw cã xÐt ®Õn c¸c kinh
nghiÖm cña c¸c ®ª ch¾n sãng ®· cã troíc. Trong
troêng hîp nwy, ta cã thÓ bï vwo viÖc chØ sö dông mét líp b»ng c¸ch lÊy tû sè ho h¹i trong pho¬ng
tr×nh nãi trªn (3.5.12) thÊp xuèng, DN = 1% víi N = 1000 sãng t¸c ®éng. §èi víi khèi bª t«ng, thoêng
chØ cÇn dïng mét líp, dï r»ng cã thÓ ®Æt hai líp nÕu h×nh d¹ng cña khèi thuËn lîi cho viÖc ®Æt hai líp
vw c¸c ®iÒu kiÖn sãng tÝnh to¸n nghiªm träng
(6) Khèi b¶o vÖ ®èi víi ®Çu ®ª ch¾n sãng
ë ®Çu ®ª ch¾n sãng, c¸c dßng ch¶y m¹nh thoêng xuÊt hiÖn côc bé gÇn c¸c gãc ë mÐp tiÕt diÖn
th¼ng ®øng, cã nghÜa lw khèi b¶o vÖ cã thÓ bÞ dÞch chuyÓn. Do ®ã cÇn kiÓm tra møc ®é mw khèi loîng
cña khèi b¶o vÖ ph¶i t¨ng t¹i ®Çu ®ª ch¾n sãng b»ng c¸ch tiÕn hwnh thÝ nghiÖm m« h×nh thuû lùc.
NÕu kh«ng lwm thÝ nghiÖm m« h×nh thuû lùc, cÇn t¨ng khèi loîng lªn Ýt nhÊt 1,5 lÇn khèi loîng ë th©n
®ª
Khèi loîng cña ®¸ b¶o vÖ ë ®Çu ®ª ch¾n sãng còng cã thÓ tÝnh b»ng c«ng thøc Tanimoto më réng.
Cô thÓ, ®èi víi ®Çu ®ª ch¾n sãng, th«ng sè vËn tèc dßng ch¶y k trong pho¬ng tr×nh (5.3.9) ph¶i viÕt
l¹i nho sau :
Tuy nhiªn, nªn nhí r»ng nÕu khèi loîng tÝnh to¸n ®oîc nhá h¬n 1,5 lÇn khèi loîng ë th©n ®ª, nªn lÊy
khèi loîng ®ã b»ng 1,5 lÇn khèi loîng ë th©n ®ª.
5.4. Lùc sãng t¸c ®éng lªn c¸c cÊu kiÖn h×nh trô vμ kÕt cÊu riªng lÎ lín
5.4.1. Lùc sãng lªn cÊu kiÖn h×nh trô
Lùc sãng t¸c ®éng lªn mét cÊu kiÖn h×nh trô cã thÓ ®oîc tÝnh nho tæng cña mét lùc c¶n
tû lÖ víi b×nh pho¬ng cña vËn tèc h¹t noíc doíi sãng vw mét lùc qu¸n tÝnh tû lÖ víi gia
tèc h¹t noíc.
- II.131 -
- www.Gia24.vn
[Chó gi¶i]
CÊu kiÖn kÕt cÊu nho cäc cã ®oêng kÝnh nhá so víi chiÒu dwi sãng kh«ng g©y x¸o ®éng nhiÒu cho sù lan
truyÒn cña sãng. Lùc sãng t¸c ®éng lªn c¸c cÊu kiÖn nho vËy cã thÓ cã ®oîc b»ng c¸ch sö dông pho¬ng
tr×nh Morison, trong ®ã lùc sãng ®oîc biÓu thÞ b»ng tæng cña mét lùc c¶n tû lÖ víi b×nh pho¬ng cña vËn
tèc cña c¸c h¹t noíc vw mét lùc qu¸n tÝnh tû lÖ víi gia tèc. Tuy nhiªn, nhí r»ng víi pho¬ng tr×nh Morison,
cÇn t×m c¸c gi¸ trÞ chÝnh x¸c cho vËn tèc vw gia tèc h¹t noíc cña sãng, còng nho ®é cao mÆt sãng. Còng
cÇn ®¸nh gi¸ tho¶ ®¸ng hÖ sè c¶n vw hÖ sè qu¸n tÝnh b»ng c¸c thÝ nghiÖm m« h×nh hoÆc kÕt qu¶ ®o ®¹c
hiÖn troêng. CÇn ghi nhí thªm r»ng sù va ®Ëp cña mÆt ®Çu sãng cã thÓ lwm ph¸t sinh mét lùc sãng xung
nÕu cÊu kiÖn n»m gÇn mùc noíc tÜnh hoÆc nÕu sãng ®ang vì ®Ëp vwo cÊu kiÖn, vw mét lùc ®Èy næi cã thÓ
t¸c ®éng vwo cÊu kiÖn, phô thuéc vwo h×nh d¹ng vw vÞ trÝ cña cÊu kiÖn
[ChØ dÉn kü thuËt]
(1) Pho¬ng tr×nh Morison
Lùc sãng t¸c ®éng lªn mét cÊu kiÖn kÕt cÊu ®oîc tÝnh dùa trªn pho¬ng tr×nh sau :
Trong ®ã :
: lùc t¸c ®éng lªn mét chiÒu dwi nhá ' s(m) theo hoíng däc trôc cña cÊu kiÖn, hoíng cña lùc nwy
n»m trong mÆt ph¼ng chøa trôc cÊu kiÖn vw hoíng chuyÓn ®éng cña c¸c h¹t noíc vw vu«ng gãc víi trôc
cÊu kiÖn (kN)
: thwnh phÇn cña vËn tèc (m/s) vw gia tèc (m/s2) cña h¹t noíc, trong hoíng vu«ng gãc víi trôc
cÊu kiÖn, trôc nwy n»m trong mÆt ph¼ng chøa trôc cÊu kiÖn vw hoíng chuyÓn ®éng cña c¸c h¹t noíc
(nghÜa lw cïng hoíng víi ) ( c¸c thwnh phÇn nwy lw ®èi víi sãng tíi kh«ng bÞ x¸o ®éng bëi sù cã mÆt
cña cÊu kiÖn)
: gi¸ trÞ tuyÖt ®èi cña (m/s)
CD : hÖ sè c¶n
CM : hÖ sè qu¸n tÝnh
D : bÒ réng cña cÊu kiÖn trong hoíng vu«ng gãc v¬Ý trôc cÊu kiÖn nh×n tõ hoíng cña (m)
A : diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña cÊu kiÖn trong mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi trôc cÊu kiÖn (m2)
Uo : dung träng noíc biÓn (thoêng lw 1,03 t/ m3)
Pho¬ng tr×nh (5.4.1) lw mét d¹ng tæng qu¸t ho¸ cña pho¬ng tr×nh do Morison vw c¸c céng sù giíi
thiÖu, cho ta lùc sãng t¸c ®éng lªn mét ®äan cã chiÒu dwi rÊt nhá 's cña mét cÊu kiÖn hoíng theo
mét hoíng ®· cho nwo ®ã. Mòi tªn trªn ®Çu ký hiÖu chØ r»ng lùc, vËn tèc vw gia tèc lw c¸c thwnh phÇn
trong hoíng vu«ng gãc víi cÊu kiÖn. Sè h¹ng ®Çu ë phÝa tay ph¶i biÓu thÞ lùc c¶n, cßn sè h¹ng thø
hai biÓu thÞ lùc qu¸n tÝnh. C¶ hai thwnh phÇn vËn tèc vw gia tèc h¹t noíc trong pho¬ng tr×nh thay ®æi
theo thêi gian vw kh«ng gian. CÇn chó ý ®Çy ®ñ ®Õn c¸c biÕn ®æi nwy vw cÇn nghiªn cøu sù ph©n bæ
cña lùc sãng nghiªm träng nhÊt cho cÊu kiÖn hoÆc kÕt cÊu ®ang nghiªn cøu
(2) Thwnh phÇn vËn tèc vw gia tèc h¹t noíc
C¸c thwnh phÇn vËn tèc vw gia tèc h¹t noíc vw trong pho¬ng tr×nh (5.4.1) ®¹i diÖn cho c¸c
thwnh phÇn chuyÓn ®éng cña h¹t noíc t¹i t©m cÊu kiÖn. C¸c thwnh phÇn nwy n»m trong hoíng vu«ng
gãc víi trôc cÊu kiÖn, vw ®oîc ®¸nh gi¸ víi gi¶ ®Þnh c¸c sãng kh«ng bÞ x¸o ®éng bëi sù cã mÆt cña
kÕt cÊu ®ang xÐt. Khi tÝnh lùc sãng, cÇn oíc tÝnh c¸c thwnh phÇn nwy cwng chÝnh x¸c cwng tèt, dùa
trªn c¸c d÷ liÖu thÝ nghiÖm hoÆc dù b¸o lý thuyÕt. §Æc biÖt, thwnh phÇn vËn tèc h¹t noíc tham gia
vwo lùc sãng víi luü thõa hai, cã nghÜa lw khi chiÒu cao sãng lín, mét c¸ch tÝnh gÇn ®óng sö dông lý
thuyÕt sãng biªn ®é nhá trë thwnh kh«ng ®ñ ®Ó cho c¸c kÕt qu¶ tin cËy. H¬n n÷a, khi cÊu kiÖn vo¬n
lªn trªn mùc noíc trung b×nh, cÇn xem xÐt ®Çy ®ñ ®Õn ph¹m vi mw lùc sãng t¸c ®éng, nghÜa lw ®é
cao cña ®Ønh sãng. Khi ®¸nh gi¸ c¸c sè h¹ng ®ã theo c¸c gi¸ trÞ lý thuyÕt, nªn sö dông lý thuyÕt sãng
biªn ®é h÷u h¹n, nã phï hîp víi c¸c ®Æc trong cña sãng tÝnh to¸n, dùa trªn 4.1.3. TÝnh chÊt cña
sãng. Còng cÇn nhí r»ng cÇn thiÕt ph¶i quan t©m ®Çy ®ñ ®Õn tÝnh chÊt kh«ng æn ®Þnh cña sãng ®èi
víi chiÒu cao sãng vw chu kú sãng dïng trong tÝnh to¸n lùc sãng, vw nghiªn cøu c¸c ®Æc trong cña
- II.132 -
nguon tai.lieu . vn
