Xem mẫu

  1. www.Gia24.vn (2) ChiÒu dwi sãng vw chu kú sãng twu. ChiÒu dwi sãng vw chu kú sãng twu ®èi víi c¸c sãng ph©n kú vw sãng ngang kh¸c nhau, lo¹i sãng sau cã chiÒu dwi sãng vw chu kú sãng ®Òu dwi h¬n. Trong sè c¸c \sãng chu kú, chiÒu dwi sãng vw chu kú ®Òu dwi nhÊt ®èi víi sãng ®Çu tiªn vw sau ®ã c¸c sãng trë nªn ng¾n. (a) ChiÒu dwi sãng cña sãng ngang cã thÓ cã ®oîc b»ng mét lêi gi¶i b»ng sè tõ pho¬ng tr×nh sau, nã ®oîc rót ra tõ ®iÒu kiÖn lw vËn tèc cña sãng ngang ph¶i b»ng vËn tèc mw twu ch¹y. (víi ®iÒu kiÖn (4.10.1) trong ®ã: Lt: ChiÒu dwi cña sãng ngang (m) h: ChiÒu s©u noíc (m) V: VËn t«c twu ch¹y (m/s) Tuy nhiªn cÇn nhí r»ng khi noíc ®ñ s©u chiÒu dwi sãng cña sãng ngang ®oîc cho bëi pho¬ng tr×nh sau: (4.10.2) trong ®ã: Lo = ChiÒu dwi sãng cña sãng ngang ë c¸c n¬i mw noíc ®ñ s©u (m) Vk = Tèc ®é twu ch¹y (kt); Vk = [1,946V] m/s (b) Chu kú sãng ngang b»ng víi chu kú cña c¸c sãng ph¸t triÓn kh«ng ngõng (progressive) víi chiÒu dwi sãng Lt (hoÆc Lo) trong noíc cã chiÒu s©u. Nã ®oîc cho bëi pho¬ng tr×nh (4.10.3) hoÆc (4.10.4) (c) (4.10.3) (4.10.4) trong ®ã : T1 = chu kú cña sãng ngang trong noíc cã ®é s©u h (s) T0 = chu kú cña sãng ngang ë c¸c n¬i mw noíc ®ñ s©u (s) (d) ChiÒu dwi sãng vw chu kú cña c¸c sãng ph©n kú ®oîc cho bëi c¸c pho¬ng tr×nh (4.10.5) vw (4.10.6), chóng ®oîc rót ra tõ ®iÒu kiÖn thwnh phÇn tèc ®é cña twu theo hoíng hwnh tr×nh cña sãng ph©n kú ph¶i b»ng vËn tèc cña sãng ph©n kú Ld = Lt cos2T (4.10.5) Td = Tt cosT (4.10.6) trong ®ã : Ld : chiÒu dwi sãng cña sãng ph©n kú ®o ®oîc theo hoíng hwnh tr×nh (m) Td : chu kú cña sãng ph©n kú (s) T : gãc gi÷a hoíng hwnh tr×nh cña sãng ph©n kú vw ®oêng tÇu ch¹y(o). Theo lý thuyÕt Kelvin vÒ sù ph¸t sinh ra sãng ë c¸c n¬i mw noíc ®ñ s©u, gãc cña hwnh tr×nh T cña sãng ph©n kú cã thÓ cã ®oîc nho ®· cho trong H×nh T.4.10.2, nho mét hwm sè cña vÞ trÝ n¬i ®ang nghiªn cøu ®èi víi twu. Tuy nhiªn, nhí r»ng ®èi víi c¸c twu thùc tÕ, gi¸ trÞ tèi thiÓu cña T nãi chung kho¶ng 400, vw T thoêng b»ng kho¶ng 500 - 550 ®èi víi ®iÓm trªn mét sãng ph©n kú nwo ®ã t¹i ®ã - II.103 -
  2. www.Gia24.vn chiÒu cao sãng lw cùc ®¹i. Còng nhí r»ng, nho ®· minh ho¹ trªn h×nh vÏ, gãc T chØ vÞ trÝ cña ®iÓm nguån Q tõ ®ã sãng ph©n kú ®· ®oîc sinh ra; D lw gãc gi÷a ®oêng mòi nhän vw ®oêng twu ch¹y Tû lÖ cña chu kú sãng ph©n kú so víi Gãc gi÷a hoíng hwnh tr×nh cña sãng ph©n kú vw ®oêng ch¹y twu T chu kú sãng ngang Td/To VÞ trÝ to¬ng ®èi cña ®iÓm quan s¸t x/s H×nh T.4.10.2 Hoíng vw chu kú sãng t¹i c¸c n¬i noíc ®ñ s©u (3) ¶nh hoëng cña sãng twu khi vwo n¬i noíc n«ng Nho ®èi víi c¸c sãng nãi chung, sãng twu bÞ ¶nh hoëng bëi chiÒu s©u noíc vw c¸c tÝnh chÊt cña chóng thay ®æi khi chiÒu s©u noíc gi¶m so víi chiÒu dwi sãng twu. ¶nh hoëng cña viÖc sãng vwo n¬i noíc n«ng ®Õn sãng twu cã thÓ bá qua nÕu tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau: (4.10.7) ChiÒu s©u noíc tíi h¹n trªn møc ®ã sãng twu cã thÓ ®oîc xem nho sãng noíc s©u ®oîc tÝnh b»ng pho¬ng tr×nh (4.10.7), nho liÖt kª trong B¶ng T.4.10.1. Cã thÓ xem thÊy trong b¶ng nwy, sãng do twu sinh ra trong c¸c ®iÒu kiÖn b×nh thoêng nãi chung cã thÓ ®oîc xem nho sãng noíc s©u. C¸c t×nh huèng mw chóng ph¶i ®oîc xem lw sãng noíc n«ng gåm cã c¸c troêng hîp sau: mét phw cao tèc ch¹y qua vïng noíc to¬ng ®èi n«ng, mét xuång m¸y ch¹y qua vïng noíc n«ng vw sãng twu truyÒn lan trong vïng noíc n«ng. Nhí r»ng sãng twu trong noíc n«ng cã mét chiÒu dwi sãng dwi h¬n vw chu kú dwi h¬n so víi chiÒu dwi sãng vw chu kú cña sãng twu sinh ra bëi twu ch¹y trong noíc s©u víi cïng tèc ®é B¶ng T.4.10.1 C¸c ®iÒu kiÖn theo ®ã sãng twu cã thÓ ®oîc xem lw sãng noíc s©u Tèc ®é twu §é noíc s©u Chu kú sãng ngang (4) ChiÒu cao sãng twu Uû ban nghiªn cøu sãng twu cña Héi ng¨n ngõa tai ho¹ hwng h¶i NhËt B¶n kiÕn nghÞ pho¬ng tr×nh sau ®©y cho ta c¸ch oíc tÝnh s¬ loîc chiÒu cao sãng twu: (4.10.8) trong ®ã : - II.104 -
  3. www.Gia24.vn Ho : chiÒu cao sãng ®Æc trong cña sãng twu (m), hoÆc chiÒu cao sãng tèi ®a quan s¸t ®oîc ë mét kho¶ng c¸ch 100m c¸ch ®oêng twu ch¹y khi mét twu chë ®Çy t¶i ch¹y víi tèc ®é cña nã Ls : ChiÒu dwi twu (m) Vk : Tèc ®é ®Çy t¶i (kt) EHPW : c«ng suÊt t¹o sãng (w) C«ng suÊt t¹o sãng EHPW ®oîc tÝnh nho sau : (4.10.9) (4.10.10) (4.10.11) (4.10.12) (4.10.13) trong ®ã : SHPm = c«ng suÊt liªn tôc tèi ®a cña trôc (w) Uo = dung träng noíc biÓn (kg/ m3) Uo = 1030 (kg/m3) Vo = tèc ®é twu ch¹y ®Çy t¶i (m/s) ; Vo = 0,514 Vk CF : hÖ sè c¶n ma s¸t V : hÖ sè ®é nhít ®éng häc cña noíc (m2/s); V z 1,2 . 10-6 (m2/s) ’ : ®é cho¸n noíc ®Çy t¶i cña twu (m3) Pho¬ng tr×nh (4.10.8) cã ®oîc b»ng c¸ch gi¶ ®Þnh r»ng n¨ng loîng tiªu thô qua lùc c¶n do sãng th× b»ng n¨ng loîng truyÒn cña sãng twu, cßn c¸c gi¸ trÞ cña c¸c hÖ sè ®· ®oîc x¸c ®Þnh b»ng trung b×nh c¸c d÷ liÖu lÊy tõ c¸c thö nghiÖm bÓ lai d¨t twu. ChiÒu cao sãng ®Æc trong Ho thay ®æi theo tõng twu, nhong víi twu cì trung b×nh vw lín nã ë kho¶ng 1,0 ~ 2,0m. Twu kÐo ch¹y hÕt tèc ®é t¹o ra sãng to¬ng ®èi lín ChiÒu cao sãng ®oîc xem lw suy gi¶m theo S-1/3, ë ®©y S lw kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm quan s¸t tíi ®oêng twu ch¹y. Còng xem nho chiÒu cao sãng tû lÖ víi lËp pho¬ng cña tèc ®é ch¹y twu. Theo ®ã : (4.10.14) trong ®ã : Hmax : chiÒu cao tèi ®a cña sãng twu t¹i mét ®iÓm quan s¸t chän bÊt kú (m) S : Kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm quan s¸t tíi ®oêng twu ch¹y (m) Vk : tèc ®é twu ch¹y thùc tÕ (kt) Pho¬ng tr×nh (4.10.14) kh«ng thÓ ¸p dông ®oîc nÕu S qu¸ nhá; cô thÓ, gi¸ trÞ tèi thiÓu gÇn ®óng cña S ®Ó cã thÓ ¸p dông ®oîc pho¬ng tr×nh (4.10.14) lw chiÒu dwi twu Ls hoÆc 100m, lÊy sè nwo nhá h¬n Giíi h¹n trªn cña chiÒu cao sãng twu xÈy ra khi tiªu chuÈn sãng vì tho¶ m·n: tiªu chuÈn nwy ®oîc biÓu thÞ lw ®é dèc Hmax/L cña sãng ph©n kú cao nhÊt b»ng 0,14. NÕu gãc gi÷a hoíng sãng vw ®oêng ch¹y cña twu ®oîc gi¶ ®Þnh b»ng T = 500 t¹i ®iÓm trªn mét sãng ph©n kú ë ®ã chiÒu cao sãng trë thwnh lín nhÊt, giíi h¹n trªn cña chiÒu cao sãng t¹i mét ®iÓm bÊt kú ®· cho nwo ®oîc tÝnh theo pho¬ng tr×nh (4.10.15). Tuy nhiªn, ë ®©y còng gi¶ ®Þnh c¸c ®iÒu kiÖn ®èi víi sãng noíc s©u ®oîc tho¶ m·n (4.10.15) trong ®ã : - II.105 -
  4. www.Gia24.vn Hgiíi h¹n : giíi h¹n trªn cña chiÒu cao sãng twu ®oîc x¸c ®Þnh b»ng c¸c ®iÒu kiÖn sãng vì (m) (5) Sù lan truyÒn cña sãng twu a. Trong hai nhãm sãng twu, sãng ngang truyÒn theo hoíng cña ®oêng twu ch¹y, vw tiÕp tôc lan truyÒn ngay c¶ nÕu twu thay ®æi hwnh tr×nh hoÆc dõng l¹i. Trong troêng hîp nwy, c¸c sãng cã tÝnh chÊt ®iÓn h×nh cña sãng æn ®Þnh (víi chu kú cho bëi pho¬ng tr×nh (4.10.3) vw chóng lan truyÒn víi vËn tèc nhãm, chÞu c¸c biÕn d¹ng nho khóc x¹ v.v... Takeuchi vw Nanasawa cho mét vÝ dô cña c¸c biÕn d¹ng nho vËy. Tuy nhiªn, ghi nhí r»ng khi sãng lan truyÒn, chiÒu dwi ®Ønh sãng tr¶i ra (®Ønh sãng dwi h¬n) vw ngay khi noíc cã chiÒu s©u ®ång ®Òu, chiÒu cao sãng suy gi¶m theo mét tû lÖ nghÞch víi c¨n bËc hai cña ®o¹n ®oêng ®i ®oîc. b. Hoíng lan truyÒn cña mét sãng ph©n kú thay ®æi tõ ®iÓm nwy tíi ®iÓm kh¸c trªn ®Ønh sãng. Theo lý thuyÕt ph¸t sinh ra sãng cña Kelvin, gãc gi÷a hoíng lan truyÒn vw ®oêng twu ch¹y lw T = 35,30 t¹i mÐp ngowi cña mét sãng ph©n kú. Khi ta chuyÓn ®éng vwo trong däc theo ®Ønh sãng, gi¸ trÞ cña T tiÕn gÇn ®Õn 900. Sãng ®Çu tiªn? Tíi mét ®iÓm nwo ®ã cã gãc T = 35,30, trong khi T dÇn dÇn lín h¬n ®èi víi c¸c sãng tiÕp theo. Sù c. thay ®æi kh«ng gian trong hoíng lan truyÒn cña sãng ph©n kú cã thÓ oíc tÝnh theo H×nh T.4.10.2 d. VËn tèc lan truyÒn cña mét sãng ph©n kú t¹i mét ®iÓm nwo ®ã trªn ®Ønh sãng lw vËn tèc nhãm to¬ng øng víi chu kú Td ë ®iÓm ®ã (xem pho¬ng tr×nh (4.10.6)). Trong minh ho¹ cña h×nh T.4.10.2 , thêi gian cÇn cho mét sãng thwnh phÇn lan truyÒn víi vËn tèc nhãm tõ ®iÓm Q t¹i nguån sãng tíi ®iÓm P th× b»ng thêi gian cÇn cho twu ch¹y víi vËn tèc V tõ ®iÓm Q tíi ®iÓm O. V× mçi h×nh d¹ng sãng lan truyÒn víi vËn tèc sãng (vËn tèc pha) c¸c sãng cã vÎ nho voît qua khái ®oêng mòi nhän vw tan biÕn sãng nwy sau sãng kia ë mÐp ngowi cña sãng ph©n kú. (6) Sù ph¸t sinh c¸c sãng riªng lÎ Khi mét twu ch¹y qua vïng noíc n«ng, c¸c sãng riªng lÎ ®oîc sinh ra phÝa troíc twu nÕu tèc ®é ch¹y gh . Xung quanh c¸c cöa s«ng, cã kh¶ n¨ng c¸c twu nhá bÞ ¶nh hoëng bëi cña twu Vk (m/s) tiÕn tíi c¸c sãng riªng lÎ nho vËy do c¸c twu lín kh¸c sinh ra. [Twi liÖu tham kh¶o] - II.106 -
  5. www.Gia24.vn - II.107 -
  6. www.Gia24.vn Ch‡¬ng 5 : Lùc sãng 5.1 Tæng qu¸t (§iÒu 5, Kho¶n 1 Th«ng b¸o) Lùc sãng t¸c ®éng lªn mét kÕt cÊu ®oîc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch sö dông c¸c thö nghiÖm m« h×nh thuû lùc thÝch ®¸ng hoÆc c¸c pho¬ng ph¸p thiÕt kÕ m« t¶ trong 5.2 Lùc sãng t¸c ®éng lªn t‡êng th¼ng ®øng, víi sãng tÝnh to¸n x¸c ®Þnh b»ng c¸c pho¬ng thøc m« t¶ trong Ch‡¬ng 4. Sãng [Chó gi¶i] (1) Lo¹i kÕt cÊu vw lùc sãng Lùc sãng nãi chung cã thÓ ®oîc ph©n lo¹i theo lo¹i kÕt cÊu nho sau: (a) Lùc sãng t¸c ®éng lªn mét kÕt cÊu lo¹i toêng (b) Lùc sãng t¸c ®éng lªn ®¸ phñ b¶o vÖ hoÆc khèi bª t«ng (c) Lùc sãng t¸c ®éng lªn c¸c bé phËn ngËp noíc (d) Lùc sãng t¸c ®éng lªn c¸c kÕt cÊu gÇn mÆt noíc Lùc sãng kh¸c nhau ®èi víi mçi lo¹i kÕt cÊu. Do ®ã cÇn sö dông mét pho¬ng ph¸p thÝch hîp víi lo¹i kÕt cÊu. §èi víi mét sè kÕt cÊu cã Ýt kinh nghiÖm x©y dùng, lùc sãng cña chóng choa lwm s¸ng tá ®Çy ®ñ. Vw v× vËy nªn tiÕn hwnh nghiªn cøu kÓ c¶ c¸c thÝ nghiÖm m« h×nh thuû lùc ®èi víi c¸c kÕt cÊu ®ã. (2) TÝnh kh«ng æn ®Þnh cña sãng vw lùc sãng Sãng biÓn kh«ng æn ®Þnh víi chiÒu cao sãng vw chu kú thay ®æi tõ con sãng nwy tíi con sãng kh¸c. Tuú thuéc vwo chiÒu s©u noíc vw ®Þa h×nh ®¸y biÓn cã thÓ xuÊt hiÖn c¸c sãng kh«ng vì, c¸c sãng võa míi vì, vw c¸c sãng ®· vì. Khi tÝnh lùc sãng, ®iÒu quan träng lw ®oa vwo c¸c sãng t¸c ®éng nghiªm träng nhÊt ®Õn kÕt cÊu. CÇn xem ®Çy ®ñ ®Õn tÝnh kh«ng æn ®Þnh cña sãng vw c¸c ®Æc trong cña lùc sãng ®oîc t¹o ra tuú theo lo¹i kÕt cÊu Nãi chung, cã thÓ gi¶ ®Þnh r»ng, chiÒu cao sãng cwng lín, lùc sãng cwng lín. Do ®ã, cã thÓ chÊp nhËn tËp trung vwo lùc sãng cña sãng cao nhÊt trong chuçi sãng kh«ng æn ®Þnh tÊn c«ng kÕt cÊu. Tuy nhiªn, ®èi víi ®é æn ®Þnh cña c¸c kÕt cÊu næi vw kÕt cÊu h×nh trô cã ®é cøng nhá, vw cña c¸c khèi bª t«ng hoÆc ®¸ phñ b¶o vÖ trªn m¸i dèc, nªn xem xÐt ¶nh hoëng cña t¸c ®éng liªn tiÕp cña sãng kh«ng æn ®Þnh. (3) TÝnh lùc sãng sö dông thÝ nghiÖm m« h×nh thuû lùc Khi nghiªn cøu lùc sãng b»ng m« h×nh thuû lùc cÇn chó ý thÝch ®¸ng ®Õn qu¸ tr×nh ho háng cña kÕt cÊu vw sö dông pho¬ng ph¸p ®o ®¹c thÝch hîp. Còng cÇn chó ý thÝch ®¸ng ®Õn tÝnh kh«ng ®Òu cña sãng. §Æc biÖt, khi tiÕn hwnh thÝ nghiÖm víi sãng ®iÒu how, ph¶i nghiªn cøu víi sãng cao nhÊt. 5.2 Lùc sãng t¸c ®éng lªn t‡êng th¼ng ®øng 5.2.1. C¸c vÊn ®Ò quan t©m chung Lùc sãng t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng thay ®æi theo c¸c ®iÒu kiÖn cña sãng, còng nho møc noíc thuû triÒu, chiÒu s©u noíc, ®Þa h×nh ®¸y biÓn, d¹ng mÆt c¾t ngang kÕt cÊu vw h×nh thøc bè trÝ kÕt cÊu. Lùc sãng t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng do ®ã ph¶i tÝnh to¸n thÝch ®¸ng cã xÐt ®Õn c¸c vÊn ®Ò ®ã. Mét toêng th¼ng ®øng trªn mét ®¸y biÓn dèc hoÆc mét ô cao thoêng ph¶i chùc lùc ph¸ huû cña sãng va ®Ëp m¹nh, v× vËy ph¶i chó ý ®Çy ®ñ ®Õn c¸c ®iÒu kiÖn trong ®ã lùc ®oîc sinh ra khi tÝnh to¸n lùc sãng. [Chó gi¶i] (1) C¸c th«ng sè ¶nh hoëng ®Õn lùc sãng lªn mét toêng th¼ng ®øng 1) - II.108 -
  7. www.Gia24.vn C¸c th«ng sè chÝnh ¶nh hoëng ®Õn lùc sãng t¸c ®éng lªn mét ®oêng th¼ng ®øng lw chu kú sãng, chiÒu cao sãng, hoíng sãng, mùc noíc, chiÒu s©u noíc, ®é dèc ®¸y, chiÒu s©u noíc bªn trªn líp ®Öm ®¸, chiÒu cao cña toêng th¼ng ®øng, vw chiÒu s©u noíc cña ch©n toêng th¼ng ®øng. Ngowi ra, còng cÇn xÐt ®Õn ¶nh hoëng cña c¸ch bè trÝ toêng. Lùc sãng lªn mét toêng th¼ng ®øng cã h×nh d¹ng lâm cã thÓ lín h¬n lùc sãng lªn mét toêng th¼ng ®øng ph¼ng cã chiÒu dwi v« h¹n. H¬n n÷a, nÕu mÆt troíc cña toêng th¼ng ®øng ®oîc phñ mét ®èng c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng, ®Æc trong cña c¸c khèi nwy vw chiÒu cao ®Ønh vw bÒ réng cña líp ®Öm ®¸ sÏ ¶nh hoëng tíi lùc sãng (2) C¸c lo¹i lùc sãng Lùc sãng t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng cã thÓ ph©n lo¹i theo lo¹i sãng nho mét lùc sãng ®øng, mét lùc sãng ®ang vì, hoÆc mét lùc sãng do mét sãng ®· vì. Ngoêi ta xem lw lùc sãng thay ®æi liªn tôc tõ lo¹i nwy sang lo¹i kh¸c theo sù thay ®æi chiÒu cao sãng ngowi kh¬i. Lùc sãng ®øng ®oîc t¹o ra bëi c¸c sãng cã chiÒu cao nhá so víi chiÒu s©u noíc, vw sù thay ®æi ¸p lùc sãng theo thêi gian th× dÇn dÇn. Khi chiÒu cao sãng t¨ng, lùc sãng còng t¨ng. Nãi chung, lùc sãng lín nhÊt ®oîc sinh ra bëi c¸c sãng vì ngay troíc toêng mét chót. Theo ®ã, trõ c¸c ®iÒu kiÖn noíc rÊt n«ng, lùc t¸c ®éng bëi c¸c sãng vì ngay troíc mét toêng th¼ng ®øng lín h¬n lùc sãng do c¸c sãng cao h¬n ®· vì hown town. CÇn nhí r»ng khi sãng ®ang vì t¸c déng lªn mét toêng th¼ng ®øng ®Æt trªn mét líp ®Öm ®¸ cao (c¶ khi nã ®oîc x©y trªn mét ®¸y biÓn tho¶i), cã thÓ sinh ra mét lùc sãng ®ang vì xung rÊt m¹nh 5.2.2. Lùc sãng cña c¸c sãng ®øng vμ sãng vì [1] Lùc sãng d‡íi ®Ønh sãng (§iÒu 5, kho¶n 1, sè 1th«ng b¸o) (1) ¸p lùc sãng lªn mÆt troíc cña mét toêng th¼ng ®øng Gi¶ ®Þnh mét sù ph©n bè tuyÕn tÝnh cña ¸p lùc sãng víi gi¸ trÞ cùc ®¹i p1 ë mùc noíc tÜnh, 0 ë chiÒu cao K bªn trªn mùc noíc tÜnh vw p2 ë ®¸y biÓn, ¸p lùc sãng tõ ®¸y tíi ®Ønh cña toêng th¼ng ®øng ®oîc tÝnh theo pho¬ng tr×nh sau: Trong ®ã: K : ChiÒu cao bªn trªn mùc noíc tÜnh ë ®ã coêng ®é ¸p løc sãng lw 0 (m) p1 : Coêng ®é ¸p lùc sãng ë møc noíc tÜnh (kN/m2) p2 : Coêng ®é ¸p lùc sãng ë ®¸y biÓn (kN/m2) p3 : Coêng ®é ¸p lùc sãng ë ch©n toêng th¼ng ®øng (kN/m2) Uo : Dung träng cña noíc (t/m3) g : Gia tèc träng troêng (m/s2) E : Gãc gi÷a ®oêng ph¸p tuyÕn víi toêng ®øng vw hoíng tíi cña sãng Gãc nwy ph¶i gi¶m ®i 15o, nhong gãc hîp thwnh ph¶i kh«ng nhá h¬n 00 ViÖc hiÖu chØnh nwy cho mét dù phßng an town vÒ tÝnh kh«ng v÷ng ch¾c trong hoíng sãng. O1 ,O2 : hÖ sè hiÖu chØnh ¸p lùc sãng (1,0 lw gi¸ trÞ tiªu chuÈn) h : chiÒu s©u noíc ë troíc toêng th¼ng ®øng (m) L : chiÒu dwi sãng ë chiÒu s©u noíc h dïng trong tÝnh to¸n nho quy ®Þnh trong môc (3) doíi ®©y - II.109 -
  8. www.Gia24.vn HD : chiÒu cao sãng dïng trong tÝnh to¸n nho quy ®Þnh trong môc (3) doíi ®©y (m): Trong ®ã : hb : chiÒu s©u noíc ë kho¶ng c¸ch ngowi kh¬i b»ng 5 lÇn chiÒu cao sãng cã ý nghÜa kÓ tõ toêng th¼ng ®øng (m) d : chiÒu s©u noíc ë ®Ønh cña c«ng tr×nh b¶o vÖ ch©n hoÆc c¸c khèi b¶o vÖ líp ®Öm ®¸, lÊy sè liÖu nwo cao h¬n (m) h' : chiÒu s©u noíc ë ch©n toêng th¼ng ®øng (m) min {a,b} : gi¸ trÞ nhá h¬n cña a hoÆc b (2) Lùc ®Èy næi doíi toêng th¼ng ®øng Lùc ®Èy næi t¸c ®éng vwo ®¸y mét toêng ®øng ®oîc diÔn t¶ b»ng mét ph©n bæ tam gi¸c, víi coêng ®é ¸p lùc ë ch©n troíc pu ®oîc cho bëi pho¬ng tr×nh sau vw b»ng 0 ë ch©n sau pu = 0,5 (1 + cosE) D1 D3 O3 U0 g HD (5.2.8) Trong ®ã : pu : ¸p lùc ®Èy næi t¸c ®éng t¹i ch©n troíc cña toêng th¼ng ®øng (kN/m2) O3 : hÖ sè hiÖu chØnh ¸p lùc ®Èy næi (1,0 lw gi¸ trÞ tiªu chuÈn) (3) ChiÒu cao sãng vw chiÒu dwi sãng dïng trong tÝnh to¸n ¸p lùc sãng ChiÒu cao sãng HD vw chiÒu dwi sãng L lw chiÒu cao vw chiÒu dwi sãng cña sãng cao nhÊt. ChiÒu dwi sãng cña sãng cao nhÊt to¬ng øng víi chu kú sãng cã ý nghÜa, cßn chiÒu cao cña sãng cao nhÊt nho sau: (a) Khi toêng th¼ng ®øng n»m ngowi vïng sãng vì: Trong ®ã : Hmax : chiÒu cao sãng cao nhÊt cña sãng tíi t¹i chiÒu s©u noíc ë toêng th¼ng ®øng(m) H1/3 : chiÒu cao sãng cã ý nghÜa cña sãng tíi t¹i chiÒu s©u noíc ë toêng th¼ng ®øng (m) (b) Khi toêng th¼ng ®øng n»m trong vïng sãng vì : HD lw chiÒu cao sãng lín nhÊt cã xÐt ®Õn hiÖn toîng sãng kh«ng æn ®Þnh bÞ vì (m) - II.110 -
  9. www.Gia24.vn [Chó gi¶i] Tiªu chuÈn quy ®Þnh ph¶i tÝnh lùc sãng n»m ngang lín nhÊt t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng vw ¸p lùc ®Èy næi ®ång thêi theo pho¬ng tr×nh Goda më réng. C«ng thøc ¸p lùc Goda më réng lw c«ng thøc do Goda kiÕn nghÞ vw ®oîc söa ®æi ®Ó ®oa vwo c¸c ¶nh hoëng cña hoíng sãng vw c¸c vÊn ®Ò kh¸c. C«ng thøc pho¬ng tr×nh ®¬n cña nã cho phÐp tÝnh lùc sãng tõ ®iÒu kiÖn sãng ®øng tíi sãng vì mw kh«ng cã mét chuyÓn tiÕp ®ét ngét nwo. Tuy nhiªn, khi toêng th¼ng ®øng n»m trªn mét ®¸y biÓn dèc hoÆc x©y trªn mét líp ®Öm ®¸ cao, vw chÞu mét ¸p lùc sãng xung m¹nh do c¸c sãng ®ang vì, c«ng thøc cã thÓ ®¸nh gi¸ thÊp lùc sãng. Bëi vËy, ph¶i ¸p dông cÈn thËn cã xÐt ®Õn kh¶ n¨ng xÈy ra ¸p lùc sãng xung do c¸c sãng ®ang vì (xem 5.2.3 ¸p lùc xung do sãng ®ang vì) ¸p lùc sãng tÝnh theo c«ng thøc Goda lÊy ¸p lùc thuû tÜnh ë ®iÒu kiÖn noíc tÜnh lwm gi¸ trÞ tham kh¶o. Ph¶i xem xÐt riªng nÕu cã mét ®é chªnh ¸p lùc thuû tÜnh gi÷a c¸c mÆt trong vw mÆt ngowi cña toêng. Ngowi ra, pho¬ng tr×nh cã môc ®Ých xem xÐt ®é æn ®Þnh cña town thÓ th©n toêng th¼ng ®øng. Khi cã t¸c ®éng cña sãng ®ang vì, pho¬ng tr×nh kh«ng nhÊt thiÕt biÓu thÞ ¸p lùc sãng côc bé lín nhÊt t¹i c¸c vÞ trÝ to¬ng øng; do ®ã c¸c vÊn ®Ò ®ã ph¶i xÐt ®Õn trong khi nghiªn cøu øng suÊt cña c¸c thanh kÕt cÊu [ChØ dÉn kü thuËt] (1) ¸p lùc sãng ë mÆt troíc theo c«ng thøc më réng Goda H×nh T.5.2.1 minh ho¹ sù ph©n bæ ¸p lùc t¸c ®éng lªn mét mÆt c¾t th¼ng ®øng cña mét ®ª ch¾n sãng. ViÖc hiÖu chØnh gãc sãng tíi E ®oîc cho vÝ dô trong H×nh T.5.2.2 §Èy næi H×nh T.5.2.1. Ph©n bæ ¸p lùc sãng dïng trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ §oêng ph¸p tuyÕn tíi toêng Hoíng chÝnh cña sãng H×nh T.5.2.2. C¸ch ®Ó cã gãc sãng tíi E (2) Sãng cao nhÊt Nãi chung trong thiÕt kÕ ®ª ch¾n sãng, cÇn ®¸nh gi¸ lùc sãng lín nhÊt b»ng c¸ch tÝnh c«ng thøc Goda vw sö dông sãng cao nhÊt. Sù xuÊt hiÖn sãng cao nhÊt trong mét nhãm sãng kh«ng æn ®Þnh lw theo x¸c suÊt, vw do ®ã kh«ng thÓ x¸c ®Þnh sãng cao nhÊt mét c¸ch râ rwng. Tuy nhiªn, sau khi - II.111 -
  10. www.Gia24.vn nghiªn cøu c¸c kÕt qu¶ ¸p dông pho¬ng ph¸p hiÖn hwnh cho c¸c ®ª ch¾n sãng ë hiÖn troêng, cã thÓ lÊy 1,8 lÇn chiÒu cao sãng cã ý nghÜa lw chiÒu cao cña sãng cao nhÊt khi toêng th¼ng ®øng n»m ngowi vïng sãng vì. Tiªu chuÈn còng cho sö dông chiÒu dwi sãng to¬ng øng víi chiÒu dwi sãng cã ý nghÜa lwm chiÒu dwi sãng cña sãng cao nhÊt. §Ó x¸c ®Þnh xem sãng cao nhÊt cã bÞ ph¸ vì hay kh«ng, c¸c ®å thÞ x¸c ®Þnh chiÒu cao sãng cao nhÊt (H×nh T.4.5.15 (a) ~(e) trong 4.5.6 Sãng vì) ®oîc sö dông b»ng c¸ch dùa vwo vÞ trÝ cña chiÒu cao sãng ®Ønh trong khu vùc vÒ phÝa cña ®oêng suy gi¶m 2%. Cã thÓ chÊp nhËn cho r»ng sãng cao nhÊt kh«ng bÞ ph¸ vì khi noíc s©u h¬n chç cã chiÒu cao ®Ønh, vw sãng ®ã bÞ ph¸ vì khi noíc n«ng h¬n. NÕu chiÒu cao sãng cao nhÊt cã ®oîc b»ng c¸ch sö dông pho¬ng tr×nh gÇn ®óng (4.5.23) trong 4.5.6 Sãng vì, hb ph¶i ®oîc thay thÕ vwo h trong sè h¹ng ®Çu trong dÊu { } ë phÝa ph¶i cña pho¬ng tr×nh. NÕu sö dông mét gi¸ trÞ kh¸c 1,8 cho hÖ sè ë vÕ ph¶i cña pho¬ng tr×nh (5.2.9), cÇn tiÕn hwnh nghiªn cøu ®Çy ®ñ vÒ sù xuÊt hiÖn cña sãng cao nhÊt vw sau ®ã chän mét gi¸ trÞ thÝch hîp (xem 4.1.3[2]. TÝnh chÊt thèng kª cña sãng) (3) C¸c hÖ sè hiÖu chØnh O1 , O2 , O3 Pho¬ng tr×nh (5.2.1) ~ (5.2.8) lw d¹ng më réng cña c«ng thøc Goda. Chóng cã ba hÖ sè hiÖu chØnh ®Ó cã thÓ ¸p dông chóng cho toêng cã c¸c h×nh d¹ng kh¸c nhau vw ®iÒu kiÖn kh¸c nhau. Víi mét toêng th¼ng ®øng, hÖ sè hiÖu chØnh tÊt nhiªn lw 1,0. ¸p lùc sãng t¸c ®éng lªn c¸c lo¹i toêng kh¸c vÝ dô mét giÕng ch×m cã phñ mét l¨ng thÓ c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng hoÆc mét giÕng ch×m toêng cã khoan lç cã thÓ biÓu thÞ b»ng c¸ch sö dông c«ng thøc Goda më réng víi c¸c hÖ sè hiÖu chØnh thÝch hîp (xem 5.2.4. Lùc sãng trªn t‡êng th¼ng ®øng che phñ b»ng c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng) (4) ¸p dông c¸c pho¬ng tr×nh lý thuyÕt vw tÝnh to¸n kh¸c Khi tû lÖ chiÒu cao sãng vw chiÒu s©u noíc nhá vw cã mét lùc sãng ®øng t¸c ®éng râ rwng lªn mét toêng th¼ng ®øng, cã thÓ ¸p dông lý thuyÕt sãng ®øng, chÝnh x¸c cao. Tuy nhiªn, trong troêng hîp nwy cÇn xem xÐt ®Çy ®ñ ®Õn tÝnh chÊt kh«ng æn ®Þnh cña sãng ë hiÖn troêng vw ®¸nh gi¸ lùc do sãng cao nhÊt g©y ra. H¬n n÷a, khi kh¶ n¨ng sö dông cã thÓ kiÓm tra dùa trªn c¸c kÕt qu¶ troíc ®©y ®èi víi c¸c ®ª ch¾n sãng hiÖn cã, còng cã thÓ sö dông c«ng thøc Sainflou vw c«ng thøc Hiroi ®Ó tÝnh mét lùc sãng tÝnh to¸n (5) C¸c ®Æc ®iÓm vw giíi h¹n ¸p dông cña c«ng thøc Goda §Æc ®iÓm thø nhÊt cña c«ng thøc Goda lw lùc sãng tõ sãng ®øng cho tíi sãng vì cã thÓ ®oîc ®¸nh gi¸ liªn tôc, kÓ c¶ t¸c ®éng cña chu kú. Th«ng sè D1 cho bëi pho¬ng tr×nh (5.2.5) biÓu thÞ t¸c ®éng cña chu kú (nãi chÆt chÏ th× lw h/L); nã cã c¸c gi¸ trÞ giíi h¹n lw 1,1 ®èi víi sãng noíc c¹n vw 0,6 ®èi víi sãng noíc s©u. T¸c ®éng cña chu kú còng xuÊt hiÖn khi ®¸nh gi¸ chiÒu cao sãng lín nhÊt sö dông trong tÝnh to¸n; víi chiÒu cao sãng noíc s©u kh«ng thay ®æi, chu kú cwng dwi, chiÒu cao sãng lín nhÊt trong vïng sãng tung bät cwng lín. V× c«ng thøc Goda g¾n kÕt t¸c ®éng cña chu kú vwo ¸p lùc sãng còng nho vwo chiÒu cao sãng lín nhÊt, nªn cÇn cÈn thËn khi x¸c ®Þnh chu kú trong c¸c ®iÒu kiÖn thiÕt kÕ. Mét ®Æc ®iÓm kh¸c cña c«ng thøc Goda lw sù thay ®æi lùc sãng theo chiÒu cao cña líp ®Öm ®¸ vw ®é dèc ®¸y ®oîc xem xÐt theo th«ng sè D2. Cã thÓ thÊy tõ pho¬ng tr×nh (5.2.6), khi chiÒu cao líp ®Öm ®¸ t¨ng dÇn tõ sè 0 (nghÜa lw d = h) th× D2 t¨ng dÇn tõ sè 0 tíi gi¸ trÞ cùc ®¹i. Sau khi ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i, D2 gi¶m cho tíi khi nã ®¹t sè 0 lÇn n÷a khi d = 0. Gi¸ trÞ cùc ®¹i cña D2 lw 1,1; kÕt hîp ®iÒu nwy víi gi¸ trÞ cùc ®¹i cña D1 lw 1,1 , coêng ®é ¸p lùc sãng p, ë mùc noíc tÝnh ®oîc cho bëi 2,2 U0gH0 VÒ ¶nh hoëng cña ®é dèc ®¸y, hb trong pho¬ng tr×nh cho D2 ®oîc lÊy khi chiÒu s©u noíc ë kho¶ng c¸ch 5 lÇn chiÒu cao sãng cã ý nghÜa kÓ tõ toêng th¼ng ®øng. Do vËy, mét ®é dèc ®¸y dèc dÉn ®Õn cïng mét ¶nh hoëng nho mét líp ®Öm ®¸ cao. ¶nh hoëng cña ®é dèc ®¸y còng xuÊt hiÖn khi ®¸nh gi¸ chiÒu cao sãng lín nhÊt ®oîc dïng trong tÝnh to¸n. Trong vïng sãng vì, ®é dèc ®¸y cwng dèc, chiÒu cao sãng lín nhÊt ë kho¶ng c¸ch 5H1/3 vÒ phÝa biÓn kÓ tõ toêng th¼ng ®øng. Do ®ã, ®é dèc ®¸y cã mét ¶nh hoëng lín ®Õn lùc sãng, do ®ã cÇn cÈn thËn khi x¸c ®Þnh ®é dèc ®¸y trong c¸c ®iÒu kiÖn thiÕt kÕ. Nho ®· gi¶i thÝch trªn ®©y, c«ng thøc Goda xem xÐt c¸c ¶nh hoëng cña chiÒu cao líp ®Öm ®¸ vw ®é dèc ®¸y ®Õn ¸p lùc noíc. Tuy nhiªn, ®èi víi toêng th¼ng ®øng ®Æt trªn mét líp ®Öm ®¸ cao hoÆc mét ®¸y biÓn dèc, cã thÓ bÞ mét lùc sãng vì xung lín t¸c ®éng, vw trong c¸c ®iÒu kiÖn nho vËy, c«ng thøc Goda cã thÓ ®¸nh gi¸ thÊp lùc sãng. Khi ¸p dông c«ng thøc Goda, cÇn chó ý ®Õn nguy c¬ n¶y sinh lùc sãng vì xung. §Æc biÖt, víi mét líp ®Öm ®¸ cao, cÇn xÐt kh«ng chØ D2 trong phoong tr×nh (5.2.6) - II.112 -
  11. www.Gia24.vn mw c¶ hÖ sè lùc sãng vì xung D1 theo Takahasi vw c¸c céng sù (xem 5.2.3. ¸p lùc xung do sãng vì) vw dïng D1 thay cho D2 nÕu D1 lín h¬n D2. Mét vÊn ®Ò kh¸c ®èi víi c«ng thøc Goda liªn quan ®Õn viÖc ¸p dông nã vwo n¬i noíc rÊt n«ng, vÝ dô gÇn bê. C«ng thøc Goda kh«ng thÓ ¸p dông chÝnh x¸c víi c¸c sãng ®· vì. Tuy nhiªn, khã x¸c ®Þnh râ rwng giíi h¹n kh¶ n¨ng ¸p dông n»m ë ®©u. Víi c¸c troêng hîp nho khi lùc sãng t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng gÇn bê, nªn sö dông c¸c pho¬ng tr×nh kh¸c cïng víi c«ng thøc Goda (xem 5.2.7. Lùc sãng t¸c ®éng lªn mét t‡êng th¼ng ®øng gÇn ®‡êng bê hoÆc trªn bÝi biÓn) (6) Söa ®æi c«ng thøc Goda nguyªn thuû ®èi víi hoíng sãng Tuy cã thÓ cã ®oîc c¸c kÕt qu¶ tõ mét sè thÝ nghiÖm vÒ ¶nh hoëng cña hoíng sãng ®Õn lùc sãng, vÉn cßn nhiÒu ®iÓm choa râ. Th«ng thoêng, ®èi víi sãng ®øng, kh«ng cã hiÖu chØnh vÒ hoíng sãng ®èi víi lùc sãng. ¶nh hoëng cña sãng chØ ®oîc xÐt ®èi víi sãng ®ang vì, b»ng c¸ch nh©n lùc sãng víi cos2E, trong ®ã E lw gãc gi÷a hoíng sãng tíi víi ®oêng vu«ng gãc víi mÆt toêng th¼ng ®øng. Tuy nhiªn, viÖc nwy dÉn ®Õn t×nh tr¹ng phi lý v× lùc sãng vì ®oîc gi¶ ®Þnh lw gi¶m xuèng khi gãc sãng E t¨ng lªn, ®¹t tíi kh«ng ë gi¸ trÞ giíi h¹n E = 900, vw sãng ®øng ®oîc gi¶ ®Þnh lw vÉn duy tr× nho trong ®iÒu kiÖn sãng ®øng hown h¶o. Mét c¸ch gi¶i thÝch lw v× c¸c ®ª ch¾n sãng lw h÷u h¹n vÒ ®é dwi, khi gãc tíi lín (nghÜa lw sãng tíi xiªn) nã sÏ c¸ch xa ®¸ng kÓ ®Çu ®ª ch¾n sãng troíc khi chiÒu cao sãng b»ng hai lÇn chiÒu cao sãng tíi. Khi E tíi gÇn gi¸ trÞ giíi h¹n E = 900, kho¶ng c¸ch tíi chç mw chiÒu cao sãng lín gÊp hai lÇn tiÕn tíi v« h¹n. Nãi c¸ch kh¸c, trong troêng hîp nwy, xem nho lw ¸p lùc sãng cña c¸c sãng ph¸t triÓn kh«ng ngõng t¸c ®éng lªn toêng th¼ng ®øng. Xem xÐt c¸c ®iÓm ®ã vw ¸p dông vwo c¸c ®ª ch¾n sãng ë hiÖn troêng, ngoêi ta ®· quyÕt ®Þnh hiÖu chØnh pho¬ng tr×nh (5.2.2) ®èi víi hoíng sãng b»ng c¸ch nh©n D2 (®¹i diÖn cho ¶nh hoëng cña líp ®Öm ®¸) víi cos2E, vw sau ®ã nh©n town bé sè h¹ng víi 0,5 (1+ cosE) (7) Lùc sãng vw chu kú sãng cã ý nghÜa ®èi víi c¸c sãng t¹o thwnh bëi hai nhãm sãng cã chu kú kh¸c nhau VÝ dô vÒ hai nhãm sãng cã chu kú kh¸c nhau chång lªn nhau lw troêng hîp c¸c sãng tõ bªn ngowi biÓn vwo trong vÞnh vw mét nhãm sãng kh¸c ph¸t sinh trong vÞnh do giã côc bé. Troêng hîp kh¸c lw sù xÕp chång cña c¸c sãng nhiÔu x¹ ®Õn tõ cöa vwo c¶ng vw sãng truyÒn do trwn. Trong c¸c troêng hîp ®ã, phæ sãng lw "hai pho¬ng thøc" (nghÜa lw cã hai ®Ønh) vw cã c¸c troêng hîp thùc tÕ quan s¸t ®oîc ngowi hiÖn troêng. Tanomoto thùc hiÖn c¸c thÝ nghiÖm vÒ lùc sãng t¸c ®éng lªn tiÕt diÖn th¼ng ®øng cña mét ®ª ch¾n sãng hçn hîp b»ng c¸ch sö dông c¸c sãng cã phæ hai pho¬ng thøc, vw kiÓm tra thÊy r»ng c«ng thøc Goda còng cã thÓ ¸p dông cho troêng hîp nwy. ¤ng ta còng kiÕn nghÞ mét pho¬ng ph¸p ®Ó tÝnh chu kú sãng cã ý nghÜa ®Ó sö dông trong tÝnh to¸n lùc sãng (xem 4.5.4. Sù ph¶n x¹ cña sãng). NÕu mçi phæ tÇn sè cña hai nhãm sãng troíc khi chång cã thÓ xem lw lo¹i Bretschneider - Mitsuyasu, chu kú sãng cã ý nghÜa sau khi chång cã thÓ cã ®oîc b»ng c¸ch sö dông pho¬ng ph¸p cña Tanimoto. Sau ®ã cã thÓ dïng chu kú sãng cã ý nghÜa nwy trong tÝnh to¸n lùc sãng (8) Lùc sãng ®èi víi toêng th¼ng ®øng ®Ønh thÊp Theo c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm m« h×nh, ®é æn ®Þnh cña toêng th¼ng ®øng cã xu hoíng t¨ng lªn khi chiÒu cao ®Ønh gi¶m. Nakata vw Terauchi ®· kiÕn nghÞ mét pho¬ng ph¸p ®Ó tÝnh lùc sãng ®èi víi mét ®ª ch¾n sãng cã chiÒu cao ®Ønh thÊp. Trong pho¬ng ph¸p nwy, ¸p lùc sãng n»m ngang vw ¸p lùc ®Èy næi tõ c«ng thøc Goda ®oîc nh©n víi hÖ sè hiÖu chØnh Oh , tõ ®ã gi¶m lùc sãng. (9) Lùc sãng ®èi víi toêng th¼ng ®øng ®Ønh cao Khi ®Ønh cña mét toêng th¼ng ®øng cao h¬n ®¸ng kÓ so víi mét ®ª ch¾n sãng b×nh thoêng, sÏ kh«ng cã sãng trwn, cã nghÜa lw lùc sãng cã thÓ lín h¬n lùc sãng cho bëi c«ng thøc Goda. Mizuno vw Sugimoto tiÕn hwnh thÝ nghiÖm lùc sãng t¸c ®éng lªn mét ®ª ch¾n sãng ®Ønh cao (10) Lùc sãng lªn toêng nghiªng Khi toêng nghiªng nhÑ, lùc sãng n»m ngang Ýt nhiÒu vÉn lw lùc sãng ®èi víi toêng hown town th¼ng ®øng. Tuy nhiªn, cÇn xÐt ®Õn thwnh phÇn th¼ng ®øng cña lùc sãng t¸c ®éng lªn bÒ mÆt nghiªng, cïng víi sù gi¶m ¸p lùc ®Èy næi vw c¸c vÊn ®Ò kh¸c. Tanimoto vw Kimura ®· tiÕn hwnh thÝ nghiÖm vÒ lùc sãng ®èi víi toêng thïng ch×m h×nh thang, vw ®· kiÕn nghÞ mét pho¬ng ph¸p tÝnh lùc sãng. Víi mét thïng ch×m mw phÇn trªn cña tiÕt diÖn th¼ng ®øng nghiªng (thïng ch×m ®Çu dèc) lùc sãng ngang gi¶m kh«ng chØ ë phÇn dèc nghiªng mw c¶ ë phÇn th¼ng ®øng. Còng cÇn xÐt ®Õn thwnh phÇn th¼ng ®øng cña lùc sãng ®èi víi phÇn dèc nghiªng ®Ó ph©n tÝch ®é æn ®Þnh cña ®ª ch¾n sãng. Mohira vw c¸c céng sù lw nh÷ng ngoêi ®Çu tiªn kiÕn nghÞ mét pho¬ng ph¸p ®Ó tÝnh lùc sãng trong troêng hîp nwy. Hosoyamada vw c¸c céng sù ®· t×m ra mét pho¬ng ph¸p dùa trªn pho¬ng ph¸p cña Morihira, - II.113 -
  12. www.Gia24.vn nhong pho¬ng ph¸p cña Hosoyamada tæng qu¸t h¬n vw cã thÓ ¸p dông cho nhiÒu lo¹i thïng ch×m ®Çu dèc h¬n (xem PhÇn VII, 3.2.4. §ª ch¾n sãng thïng ch×m ®Çu dèc) (11) Lùc ®Èy næi t¸c ®éng lªn mét thïng ch×m cã ®Õ Khi mét thïng ch×m cã mét ®Õ, mét lùc sãng t¸c ®éng xuèng phÝa doíi ®èi víi bÒ mÆt bªn trªn cña ®Õ vÒ phÝa biÓn, vw mét ¸p lùc ®Èy næi p'u t¸c ®éng vwo ch©n troíc, trong khi ¸p lùc ®Èy næi ë ch©n sau b»ng kh«ng. Tuy nhiªn, nãi chung hîp lùc còng kh«ng kh¸c nhiÒu so víi khi kh«ng cã ®Õ. Do ®ã, cã thÓ chÊp nhËn bá qua ®Õ, vw gi¶ ®Þnh ¸p lùc ®Èy næi cã c¸ch ph©n bæ tam gi¸c nho ®· cho trong H×nh T.5.2.3 , víi ¸p lùc ®Èy næi pu ë ch©n troíc ®oîc cho bëi pho¬ng tr×nh (5.2.8) vw ¸p lùc ®Èy næi ë ch©n sau b»ng kh«ng Tuy nhiªn, nÕu ®Õ rÊt dwi, cÇn tÝnh lùc ®Èy næi mét c¸ch thÝch ®¸ng, cã xÐt ®Õn sù thay ®æi trong ¸p lùc ®Èy næi p'u ë ch©n troíc cña ®Õ. H×nh T.5.2.3. ¸p lùc ®Èy næi khi cã ®Õ (12) ThÒm líp ®Öm ®¸ réng ë troíc toêng th¼ng ®øng Lùc sãng t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng cña mét ®ª ch¾n sãng hçn hîp thay ®æi kh«ng chØ víi chiÒu cao líp ®Öm ®¸ mw c¶ víi bÒ réng thÒm vw ®é dèc phÝa troíc cña líp ®Öm ®¸ (xem 5.2.3. ¸p lùc xung do sãng vì). Nho ®· gi¶i thÝch, trong ba yÕu tè ®ã, Goda chØ ®oa vwo c«ng thøc ¶nh hoëng cña chiÒu cao líp ®Öm ®¸. Do ®ã nÕu bÒ réng vw ®é dèc cña líp ®Öm ®¸ kh¸c ®¸ng kÓ víi b×nh thoêng, nªn tiÕn hwnh nghiªn cøu b»ng thÝ nghiÖm m« h×nh thuû lùc. Tuy nhiªn, nªn nhí r»ng nÕu thÒm ®ñ réng, nã cã thÓ ®oîc xem nho mét phÇn cña ®Þa h×nh ®¸y biÓn. Ngay víi c«ng thøc tiªu chuÈn, nÕu bÒ réng lín h¬n mét nöa chiÒu dwi sãng, ph¶i sö dông chiÒu s©u noíc phÝa trªn líp ®Öm ®¸ ®Ó ®¸nh gi¸ chiÒu cao sãng vw chiÒu dwi sãng ®Î dïng tÝnh to¸n lùc sãng. (13) Lùc sãng t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng ®oîc t¹o thwnh bëi mét hwng c¸c h×nh trô th¼ng ®øng Nagai cïng c¸c céng sù vw Hayashi ®· tiÕn hwnh nghiªn cøu vÒ lùc sãng t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng gåm cã mét hwng c¸c h×nh trô (®ª ch¾n sãng cäc). Qua c¸c nghiªn cøu nwy, ®· kiÓm tra thÊy r»ng lùc sãng kh«ng kh¸c nhiÒu so víi lùc sãng t¸c ®éng lªn mét to¬ng th¼ng ®øng cã bÒ mÆt ph¼ng. Do ®ã cã thÓ chÊp nhËn coi toêng th¼ng ®øng gåm cã mét hwng c¸c h×nh trô nho toêng cã mét mÆt ph¼ng vw tÝnh lùc sãng b»ng c«ng thøc Goda [2] Lùc sãng d‡íi ch©n sãng (§iÒu 5, Kho¶n 1 Sè 2 Th«ng b¸o) Lùc sãng ©m ë thêi ®iÓm ch©n sãng t¸c ®éng lªn mét toêng ph¶i tÝnh b»ng c¸ch sö dông thÝ nghiÖm m« h×nh thuû lùc thÝch hîp hoÆc mét c«ng thøc tÝnh to¸n thÝch hîp [Chó gi¶i] Khi mét ch©n sãng t¸c ®éng vwo mét toêng, mét lùc sãng ©m t¸c ®éng to¬ng øng víi chiÒu s©u ch©n sãng cña mÆt noíc tõ mùc noíc tÜnh. Mét "lùc sãng ©m" lw lùc hoíng ra biÓn. CÇn nhí r»ng lùc sãng ©m cã thÓ so s¸nh ®oîc vÒ coêng ®é víi lùc sãng do¬ng khi noíc s©u vw chiÒu dwi sãng ng¾n [ChØ dÉn kü thuËt] (1) Ph©n bæ ¸p lùc sãng ©m ¸p lùc sãng ©m t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng lóc cã ch©n sãng cã thÓ oíc tÝnh gÇn ®óng nho ®· cho trong H×nh T.5.2.4. Cô thÓ, cã thÓ gi¶ ®Þnh r»ng ¸p lùc sãng t¸c ®éng vÒ phÝa biÓn, víi coêng ®é ¸p lùc sãng nwy b»ng kh«ng ë møc noíc tÜnh lÆng vw cã mét gi¸ trÞ kh«ng ®æi pn tõ mét chiÒu s©u 0,5 HD doíi mùc noíc tÜnh cho tíi ch©n toêng. ë ®©y pn ®oîc cho bëi c«ng thøc : pn = 0,5 U0 gHD (5.2.10) Trong ®ã : pn : coêng ®é ¸p lùc sãng ë vïng kh«ng thay ®æi (kN/m2) U0 : dung träng noíc biÓn (thoêng lw 1,03 t/m3) g : gia tèc träng troêng (9,81 m/s2) - II.114 -
  13. www.Gia24.vn HD : chiÒu cao sãng sö dông trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ Hoíng vwo bê Hoíng ra biÓn H×nh T.5.2.4. Ph©n bè ¸p lùc sãng ©m Ngowi ra, ¸p lùc ®Èy næi ©m t¸c ®éng vwo ®¸y toêng th¼ng ®øng cã thÓ ®oîc gi¶ ®Þnh t¸c ®éng nho trong H×nh T.5.2.4. Cô thÓ, cã thÓ gi¶ ®Þnh mét lùc ®Èy næi t¸c ®éng hoíng xuèng doíi víi coêng ®é b»ng pn (nho ®· cho trong pho¬ng tr×nh (5.2.10) ë ch©n troíc, b»ng kh«ng ë ch©n sau, vw ë gi÷a hai ch©n nwy lw sù ph©n bè tam gi¸c. CÇn sö dông chiÒu cao sãng cao nhÊt lwm chiÒu cao sãng HD dïng trong tÝnh to¸n (2) Lùc sãng ©m theo lý thuyÕt sãng biªn ®é h÷u h¹n Goda vw Kakizaki ®· tiÕn hwnh mét tÝnh to¸n lùc sãng dùa trªn c¸c lêi gi¶i gÇn ®óng bËc bèn cña lý thuyÕt sãng ®øng biªn ®é h÷u h¹n, vw giíi thiÖu c¸c biÓu ®å tÝnh to¸n ¸p lùc sãng ©m. §· kiÓm tra thÊy r»ng c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n cña chóng phï hîp tèt víi c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm. Khi noíc s©u vw h×nh thwnh râ rÖt sãng ®øng, cã thÓ chÊp nhËn sö dông c¸c kÕt qu¶ cña lý thuyÕt sãng ®øng biªn ®é h÷u h¹n bËc gÇn ®óng cao h¬n. CÇn nhí r»ng, víi mét ®ª ch¾n sãng noíc s©u, lùc sãng ©m ë ch©n sãng cã thÓ trë thwnh lín h¬n lùc sãng do¬ng ë ®Ønh sãng, vw toêng th¼ng ®øng cã thÓ troît ra phÝa biÓn. 5.2.3. ¸p lùc xung do c¸c sãng vì (1) Khi thÊy râ mét ¸p lùc sãng xung cã thÓ ®oîc t¹o ra do sãng ®ang vì, ph¶i tiÕn hwnh nghiªn cøu kÓ c¶ thÝ nghiÖm m« h×nh thuû lùc (2) Nªn tr¸nh kh«ng chÊp nhËn c¸c d¹ng tiÕt diÖn ngang vw c¸c lo¹i kÕt cÊu cã thÓ lwm n¶y sinh ¸p lùc xung lín do sãng vì. NÕu kh«ng thÓ tr¸nh ®oîc mét ¸p lùc xung lín do sãng vì, nªn thiÕt kÕ l¹i kÕt cÊu sao cho lùc sãng gi¶m xuèng, vÝ dô b»ng c¸ch bè trÝ c¸c c«ng tr×nh hÊp thô sãng thÝch hîp [Chó gi¶i] Mét ¸p lùc xung sÏ ph¸t sinh khi phÝa troíc cña mét sãng ®ang vì ®Ëp vwo mÆt toêng. Tõ c¸c thÝ nghiÖm m« h×nh, cã thÓ thÊy r»ng trong c¸c ®iÒu kiÖn nwo ®ã, ¸p lùc sãng lín nhÊt cã thÓ lín tíi vwi chôc lÇn ¸p lùc thuû tÜnh to¬ng øng víi chiÒu cao sãng (1,0 U0 gHD). Tuy nhiªn, mét ¸p lùc sãng nho vËy chØ t¸c ®éng côc bé vw trong thêi gian rÊt ng¾n, vw ngay c¶ c¸c sù thay ®æi nhÑ vÒ c¸c ®iÒu kiÖn dÉn ®Õn sù gi¶m râ rÖt ¸p lùc sãng. Do tÝnh chÊt xung cña lùc sãng, c¸c ¶nh hoëng ®Õn ®é æn ®Þnh vw øng suÊt trong c¸c bé phËn kÕt cÊu thay ®æi theo c¸c ®Æc ®iÓm ®éng lùc cña kÕt cÊu. Theo ®ã, khi cã nguy c¬ ph¸t sinh ¸p lùc xung lín do sãng vì g©y ra, cÇn thiÕt ph¶i cã c¸c biÖn ph¸p chèng ®ì thÝch ®¸ng b»ng c¸ch hiÓu râ c¸c ®iÒu kiÖn ph¸t sinh ¸p lùc xung vw c¸c ®Æc trong cña lùc sãng th«ng qua thÝ nghiÖm m« h×nh thuû lùc [ChØ dÉn kü thuËt] (1) §iÒu kiÖn cña ¸p lùc xung do sãng ®ang vì Mét lo¹t c¸c yÕu tè tham gia vwo vÊn ®Ò lwm ph¸t sinh mét ¸p lùc xung do c¸c sãng ®ang vì, do ®ã khã m« t¶ c¸c ®iÒu kiÖn mét c¸ch tæng qu¸t. Tuy nhiªn, dùa trªn c¸c kÕt qu¶ cña rÊt nhiÒu thÝ nghiÖm, cã thÓ nãi r»ng mét ¸p lùc xung cã kh¶ n¨ng x¶y ra khi gãc E cña sãng nhá h¬n 200 trong c¸c troêng hîp sau - II.115 -
  14. www.Gia24.vn (a) §¸y dèc Khi ba ®iÒu kiÖn (®é dèc ®¸y h¬n kho¶ng 1/30; cã sãng vì nhÑ ngowi toêng th¼ng ®øng; vw ®é dèc sãng noíc s©u to¬ng ®o¬ng cña chóng nhá h¬n 0,13) ®oîc tho¶ m·n ®ång thêi, khi ®ã ¸p lùc xung cã kh¶ n¨ng ph¸t sinh. (b) Líp ®Öm cao Ngay khi nÕu ®é dèc ®¸y tho¶i, h×nh d¹ng cña líp ®Öm ®¸ cã thÓ t¹o ra mét ¸p lùc xung. Trong troêng hîp nwy, ngowi c¸c ®iÒu kiÖn cña sãng, chiÒu cao ®Ønh, chiÒu réng thÒm vw ®é dèc cña líp ®Öm ®¸ ®Òu cã vai trß mét phÇn, do ®ã khã x¸c ®Þnh c¸c ®iÒu kiÖn ®Ó cã thÓ lwm n¶y sinh mét ¸p lùc xung. Nãi chung, mét ¸p lùc xung sÏ ®oîc ph¸t sinh khi líp ®Öm ®¸ to¬ng ®èi cao, chiÒu réng thÒm phï hîp hoÆc ®é dèc líp ®Öm ®¸ tho¶i, vw c¸c sãng ®ang vì t¹o thwnh mét bøc toêng noíc th¼ng ®øng ë m¸i dèc hoÆc ë ®Ønh líp ®Öm ®¸. Khi ®¸y biÓn cã ®é dèc nhá h¬n kho¶ng 1/50 vw tû lÖ gi÷a chiÒu s©u noíc trªn ®Ønh líp ®Öm ®¸ (kÓ c¶ c«ng tr×nh phñ b¶o vÖ) vw chiÒu s©u noíc bªn trªn ®¸y biÓn lín h¬n 0,6, cã thÓ cho r»ng sÏ kh«ng ph¸t sinh ¸p lùc xung lín. (2) C¸c biÖn ph¸p chèng l¹i NÕu cã mét ¸p lùc xung lín do c¸c sãng ®ang vì t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng, lùc sãng cã thÓ gi¶m nhiÒu b»ng c¸ch phñ lªn mÆt troíc mét l¨ng thÓ c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng. §Æc biÖt, víi mét líp ®Öm ®¸ cao, mét líp phñ võa ®ñ c¸c khèi bª t«ng tiªu sãng cã thÓ ng¨n chÆn ®oîc viÖc x¶y ra ¸p lùc xung. Trong vwi troêng hîp cã thÓ tr¸nh ®oîc t¸c ®éng cña 1 sè ¸p lùc xung b»ng c¸ch dïng c¸c thïng ch×m ®Æc biÖt nho thïng ch×m toêng cã lç hoÆc thïng ®Çu dèc nghiªng. Hoíng sãng còng cã ¶nh hoëng lín ®Õn viÖc x¶y ra ¸p lùc xung vw v× vËy mét biÖn ph¸p chèng l¹i cã thÓ dïng lw ®¶m b¶o hoíng sãng kh«ng vu«ng gãc víi toêng ®ª ch¾n sãng. (3) Nghiªn cøu lùc sãng b»ng thÝ nghiÖm m« h×nh Khi nghiªn cøu lùc sãng b»ng c¸ch thÝ nghiÖm m« h×nh ®èi víi troêng hîp cã t¸c ®éng cña ¸p lùc xung do sãng vì, cÇn xem xÐt c¸c ®¸p tuyÕn cña kÕt cÊu ®èi víi lùc xung kÝch. SÏ tèt h¬n nÕu nghiªn cøu ®é æn ®Þnh cña town bé toêng ®øng b»ng c¸c thö nghiÖm troît, vw nghªn cøu coêng ®é cña c¸c bé phËn kÕt cÊu nho toêng ®Çu b»ng c¸ch ®o ®¹c øng suÊt vw biÕn d¹ng. (4) ¸p lùc xung c¸c sãng vì t¸c ®éng lªn toêng th¼ng ®øng ®Æt trªn ®¸y biÓn dèc (a) ChiÒu s©u noíc t¹o ra ¸p lùc sãng lín nhÊt vw coêng ®é trung b×nh cña ¸p lùc sãng Mitsuyasu, Homma, Morihita, Goda vw Haranaka, Horikawa vw Noguchi, Fujisaky vw Sasada vw c¸c c«ng sù ®· tiÕn hwnh nghiªn cøu vÒ ¸p lùc xung do sãng vì t¸c ®éng lªn toêng th¼ng ®øng ®Æt trªn ®¸y biÓn dèc. §Æc biÖt Mitsuyasu tiÕn hwnh mét ph¹m vi réng c¸c thÝ nghiÖm sö dông sãng æn ®Þnh nhê ®ã «ng ta nghiªn cøu lùc sãng vì t¸c ®éng lªn toêng th¼ng ®øng ®Æt trªn mÆt dèc ®ång ®Òu cã ®é dèc 1/50, 1/25 vw 1/15 víi nhiÒu chiÒu s©u noíc kh¸c nhau. ¤ng nghiªn cøu sù thay ®æi trong tæng lùc sãng víi chiÒu s©u noíc ë vÞ trÝ toêng ®øng, vw cã ®oîc mét pho¬ng tr×nh ®Ó tÝnh chiÒu s©u noíc hM t¹i toêng th¼ng ®øng mw lùc sãng xung vw lín nhÊt. Khi phu¬ng tr×nh Mitsuyasu ®oîc viÕt l¹i theo chiÒu dwi sãng noíc s©u, nã trë thwnh nho sau: Trong ®ã: Ho: ChiÒu cao sãng noíc s©u (m) Lo: ChiÒu dwi sãng noíc s©u (m) tanT: §é dèc cña m¸i dèc ®ång ®Òu Hom-ma, Horikawa vw Hase kiÕn nghÞ mét gi¸ trÞ h¬i kh¸c ®èi víi CM dùa trªn c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm víi ®é dèc b»ng 1/15 vw c¸c d÷ liÖu kh¸c. Trong mäi troêng hîp, ¸p lùc sãng xung lw lín nhÊt khi kÕt cÊu n»m h¬i lïi vÒ phÝa bê so víi ®iÓm sãng vì ®èi víi c¸c sãng ph¸t triÓn kh«ng ngõng. H×nh T.5.2.5 cho tæng lùc sãng khi lùc sãng xung lw lín nhÊt ®èi víi mét sè ®é dèc ®¸y biÓn, dùa trªn kÕt qu¶ c¸c thÝ nghiÖm cña Mitsuyasu. Trong h×nh nwy, cã ®oîc p vw sau ®ã chia cho UogHD ®Ó lwm cho nã trë thwnh kh«ng thø nguyªn; sau ®ã ®em c¸c gi¸ trÞ nwy lËp thwnh biÓu ®å theo ®é dèc sãng noíc s©u. Cã thÓ cã ®oîc mét sù hiÓu biÕt vÒ town thÓ xu hoíng tõ h×nh nwy. Cô thÓ, cã thÓ thÊy r»ng ®é dèc sãng - II.116 -
  15. www.Gia24.vn cwng nhá, ¸p lùc sãng xung ®oîc sinh ra cwng lín. Còng vËy khi ®é dèc ®¸y biÓn nhá h¬n, coêng ®é cña ¸p lùc xung cùc ®¹i gi¶m ®i. (b) §iÒu kiÖn ®Ó sinh ra ¸p lùc sãng vì xung. §iÒu kiÖn ®Ó xuÊt hiÖn mét ¸p lùc xung trªn mét ®¸y biÓn dèc, nho m« t¶ trong (1) (a) ®· ®oîc x¸c ®Þnh troíc hÕt b»ng c¸ch dïng H×nh T.5.2.5 nho mét twi liÖu hoíng dÉn s¬ bé. §èi víi sãng kh«ng æn ®Þnh ë biÓn, ®é dèc sãng cã thÓ oíc tÝnh lw tû sè gi÷a chiÒu cao sãng noíc s©u to¬ng H×nh T-5.2.5 Coêng ®é trung b×nh cña ¸p lùc sãng ®èi víi sãng vì m¹nh nhÊt (Toêng ®øng trªn m¸i dèc cã ®é dèc lín) ®o¬ng to¬ng øng víi chiªï cao sãng cao nhÊt Hmax vw chiÒu dwi sãng noíc s©u to¬ng øng víi chu kú sãng cã ý nghÜa: chiÒu cao sãng Hmax ®oîc oíc tÝnh ë kho¶ng c¸ch 5H1/3 kÓ tõ toêng th¼ng ®øng. Ta cã thÓ dùa vwo H×nh T.5.2.5 ®Ó cã mét gi¸ trÞ gÇn ®óng cña coêng ®é trung b×nh cña ¸p lùc sãng ®èi víi ®é dèc sãng noíc s©u to¬ng ®o¬ng nwy. Trong troêng hîp nwy, Hb ph¶i ®oîc lÊy lwm Hmax nãi trªn. Ngoêi ta còng cã thÓ dù tÝnh ®Æt mét ®ª ch¾n sãng ë mét n¬i mw nguy c¬ sinh ra ¸p lùc xung kh«ng lín ®èi víi c¸c sãng thiÕt kÕ. Tuy nhiªn, khi ®Æt mét toêng th¼ng ®øng gÇn h¬n víi bê biÓn t¹i ®ã cã sãng ®· vì t¸c ®éng lªn toêng, vÊn ®Ò quan träng lw tiÕn hwnh nghiªn cøu ®èi víi c¸c sãng cã chiÒu cao nhá h¬n so víi chiÒu cao sãng thiÕt kÕ. (c) Lùc sãng xung t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng ®Æt trªn mét nÒn n»m ngang tiÕp gi¸p mét ®¸y dèc. Takahashi vw c¸c céng sù ®· tiÕn hwnh nghiªn cøu ¸p lùc sãng xung t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng trªn mét nÒn n»m ngang tiÕp gi¸p mét ®¸y biÓn dèc. ¤ng dïng mét thÒm n»m ngang liªn kÕt víi mét mÆt dèc 1/10 hoÆc 3/100 trong mét m¸ng sãng, sau ®ã ®o ¸p lùc sãng t¸c ®éng lªn mét toêng th¼ng ®øng ë nhiÒu vÞ trÝ kh¸c nhau víi sãng æn ®Þnh. ¤ng kiÕn nghÞ mét pho¬ng tr×nh (cã gi¸ trÞ víi mét sè ®iÒu kiÖn nwo ®ã) ®Ó tÝnh vÞ trÝ toêng th¼ng ®øng t¹i ®ã lùc sãng lín nhÊt vw tÝnh lùc sãng cùc ®¹i t¹i vÞ trÝ ®ã. (5) ¸p lùc sãng xung t¸c ®éng lªn mét ®ª ch¾n sãng hçn hîp (a) ¶nh hoëng cña h×nh d¸ng líp ®Öm ®¸ (hÖ sè ¸p lùc sãng vì xung) Takahashi kiÕn nghÞ hÖ sè ¸p H×nh T.5.2.6. HÖ sè ¸p lùc sãng vì xung D11 lùc sãng vì xung D dùa trªn c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm troît. §ã lw mét hÖ sè tiªu biÓu cho møc ®é ¸p lùc xung do sãng ®ang vì khi líp ®Öm ®¸ cao. Nã ®oîc biÓu thÞ b»ng hwm sè cña tû sè chiÒu cao sãng víi chiÒu s©u noíc bªn trªn líp ®Öm ®¸ ®»ng troíc líp ®Öm ®¸ H/d, tû sè gi÷a chiÒu s©u noíc bªn trªn líp ®Öm ®¸ víi chiÒu s©u noíc nguyªn thuû t¹i - II.117 -
nguon tai.lieu . vn