Thủy công - Chương 4 docx

* Phân loại theo vật liệu chính dùng để xây dựng đập: - Nhóm đập vật liệu địa phương VLĐP: được xây dựng bằng các loại vật liệu như đất, đá có sẵn tại vùng xây dựng: đập đất, đập đá đổ,

Chương 4

4.1 GIỚI THIỆU

* CT dâng nước (đập dâng) có nhiệm vụ ngăn sông để tạo nên một cột nước thường xuyên trước đập.

* Phân loại theo vật liệu chính dùng để xây dựng đập:

- Nhóm đập vật liệu địa phương (VLĐP): được xây dựng bằng các loại vật liệu như đất, đá có sẵn tại vùng xây dựng:

đập đất, đập đá đổ, đập đất đá hỗn hợp

- Nhóm đập bê tông (BT): được xây dựng bằng BT hoặc BT cốt thép:

đập BT trọng lực, đập vòm, đập liên vòm, đập bản tựa

* Việc chọn loại đập nào thích hợp nhất đối với một vị trí cho sẵn

= f(địa hình, địa chất, vật liệu xây dựng, khả năng thi công, )

* Thống kê của Ủy ban quốc tế về các đập lớn ( International

Committee of Large Dams, ICOLD):

x Trên thế giới có # 36000 đập lớn

x Đập VLĐP chiếm # 30000 cái (# 83 %) o ưu thế của các loại

đập VLĐP (dễ thích ứng với phần lớn các vị trí xây dựng và thường có giá thành hạ hơn) so với các loại đập BT.

Theo tiêu chuẩn của ICOLD, một đập được gọi là lớn khi có chiều cao vượt quá 15 m, hay, trong trường hợp của đập cao từ 10 m

y 15 m thì DT hồ > 106 m3 hay Q lũ > 2000 m3/s,

CÔNG TRÌNH DÂNG NƯỚC

Bảng 4.1 Số lượng các đập lớn trên thế giới (ICOLD, 1988)

TE ER

30000 82,9

Đập BT trọng lực

vòm bản tựa liên vòm

PG VA CB MV

4000 1500 360 140

11,3 4,4 1,0 0,4

Bảng 4.2 Các đập cao nhất (1996)

thành

Chiều cao (m)

TE/ER TE PG VA TE/ER TE/ER

Đang TC 1980 1962 1980 1997 1980

335 300 285 272 261 261

Có 27 đập cao hơn 200 m

Bảng 4.3 Các đập có thể tích lớn nhất (1996)

cao (m)

Năm h.

thành

T.tích (106m3)

TE/ER TE TE

TE/ER/PG

TE/ER

143 76 49 106 184

1976 1937 1990 1984 1990

105,9 96,1 93,0 85,2 84,5

Có 19 đập có thể tích > 50.106m3

Bảng 4.4 Các đập có dung tích hồ lớn nhất (1996)

cao (m)

Năm

h thành

D.tích (109m3)

PG TE/PG VA TE/PG TE/ER TE/ER

31 37 128 125 111 134

1954 1955 1959 1964 1970 1965

2700

182,0 180.6 169,3 168,9 153,0

Có 20 hồ chứa có DT > 50.109m3

PHẦN I ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG

4.2 ĐẶC ĐIỂM CHUNG

x Đất và đá là những VLĐP dùng để xây dựng đập.

x Đất - không dính (cuội, sỏi, cát) - đất dính (sét, á sét, á cát) Đá - liền khối - nứt nẻ - bị vỡ vụn tự nhiên

x Yêu cầu khi thiết kế, thi công, sử dụng đập VLĐP :

- Về thủy lực:

không cho phép nước chảy tràn qua đỉnh đập.

không nên cho dòng chảy có V lớn chảy dọc theo mái TL không nên cho dòng nước xói vào mái HL (đập đất)

- Về thấm:

Không cho phép XN trong thân và nền đập.

Q thấm qua đập và nền < Q thấm cho phép (khi điều tiết hồ) Không có hiện tượng thấm tập trung ở chỗ tiếp giáp giữa đập với nền, bờ và các CT bê tông như CT tháo lũ, CT lấy nước.

- Về ổn định: mái TL và HL đập phải bảo đảm ổn định trong mọi trường hợp.

- Về biến dạng: sự biến dạng của từng bộ phận riêng lẻ và tổng thể của đập không được phá hoại sự làm việc bình thường của đập.

x Ưu điểm của đập VLĐP:

- Xây dựng được trong mọi điều kiện địa hình và khí hậu.

- Yêu cầu về nền không cao, nhất là đối với đập đất.

- Có khả năng cơ giới hóa hoàn toàn quá trình thi công.

- Tận dụng được các loại VL tại chỗ o giảm giá thành CT.

- Quản lý và sửa chữa tương đối đơn giản.

A ĐẬP ĐẤT

4.3 PHÂN LOẠI ĐẬP ĐẤT

x Theo phương pháp thi công:

- Phương pháp đầm nén (rải đất thành từng lớp rồi dùng các thiết bị cơ giới để đầm nén cho đến khi đất đạt được dung trọng và độ ẩm thiết kế).

- Phương pháp thủy lực (bồi đắp đất nhờ sử dụng thiết bị cơ giới thủy lực: đất từ mỏ vật liệu được chuyển tới đập dưới dạng bùn).

4.3.1 Đập trên nền không thấm

x Theo kết cấu mặt cắt ngang của đập:

- Đập đồng chất : được xây dựng bằng một loại đất có tính chống thấm tốt

- Đập không đồng chất : được xây dựng bằng nhiều loại đất có tính thấm khác nhau (các loại đất có tính chống thấm tốt ở phía thượng lưu hoặc ở chính giữa)

- Đập có bộ phận chống thấm (BPCT):

BPCT có thể làm bằng các loại đất chống thấm tốt như sét,

á sét, hoặc bằng vật liệu cứng như bê tông cốt thép,

BPCT đặt nghiêng theo mái TL đập (tường nghiêng, TN) hoặc ở giữa thân đập (lõi giữa, LG).

a) Đập đồng chất b) Đập không đồng chất

c) Đập có TN bằng đất d) Đập có TN không phải bằng đất đ) Đập có LG bằng đất e) Đập có LG không phải bằng đất

1 mái TL 2 gia cố mái TL 3 đỉnh đập 4 mái HL

5 thân đập 6 BP thoát nước 7 đáy đập 8 vùng chuyển tiếp

9 khối trung tâm 10 lớp bảo vệ 11 TN 12 khối nêm TL

13 LG 14 khối nêm HL 15 LG

4.3.2 Đập trên nền thấm nước

x Ngoài phần thân đập , phải có thêm BPCT cho nền:

- Tường răng (hoặc chân khay ):

dùng trong tr.hợp nền đất có chiều sâu không lớn lắm

có thể cắm xuống tận nền không thấm hoặc lơ lửng

cũng có thể nối tiếp với TN hoặc LG của thân đập.

- Màng chống thấm :

dùng trong tr.hợp nền đá nứt nẻ.

có thể làm bằng cách phụt vữa XM, XM-sét, bitum, sét

có thể cắm xuống tận nền không thấm hoặc lơ lửng

- Sân trước :

dùng trong tr.hợp chiều sâu nền lớn hoặc vô hạn.

có thể nối với TN, với LG hoặc với thân đập đồng chất.

1 sân trước 2 tường răng (chân khay)

3 màng phun vật liệu chống thấm 4 màn phun lơ lửng

5 màn chống thấm xuyên qua nền thấm nước

4.4 NỀN ĐẬP

* Đập đất không có yêu cầu cao về nền

* Nền đá tốt: thích hợp nhất cho việc xây dựng mọi loại đập.

* Một số trường hợp đặc biệt của nền:

x Nền đá bị nứt nẻ: cần xử lý bằng màng chống thấm.

x Nền đá vôi: chú ý hiện tượng xâm thực.

x Nền đất bùn hoặc đất sét ẩm: chú ý áp lực khe rỗng

x Nền có chứa chất hữu cơ:

- cần bóc bỏ toàn bộ (nếu lớp hữu cơ không dày)

- cần xử lý chống thấm (nếu lớp hữu cơ dày).

4.5 VẬT LIỆU ĐẮP ĐẬP

* Có thể sử dụng mọi loại đất để đắp thân đập đất, trừ hai loại sau đây:

x Đất có chứa muối clorua hay sulfat clorua trên 5%, muối sulfat trên 2% theo khối lượng (vì có khả năng hòa tan trong nước).

x Đất có chứa chất hữu cơ chưa phân giải với hàm lượng trên 5% hoặc phân giải hoàn toàn với hàm lượng trên 8% theo khối lượng.

* Chú ý vì đất sét nặng khó thi công nên ít được dùng để đắp thân đập và các BPCT.

4.6 CHỌN LOẠI ĐẬP

* Chọn loại đập = f ( địa chất nền đập,

khí hậu ở vùng xây dựng, lượng và chất các loại đất tại chỗ, yêu cầu về hạn chế tổn thất nước do thấm

qua thân và nền đập,

* So sánh kinh tế - kỹ thuật một số phương án đập o chọn loại đập

thích hợp nhất.

* Một số nguyên tắc mang tính tham khảo:

x Nền biến dạng nhiều:

- chọn loại đập đồng chất hoặc đập có LG

- tránh dùng loại có TN không phải là đất

(vì dễ gây mất ổn định về trượt của TN)

x Khi vùng xây dựng mưa nhiều và thời gian mưa kéo dài:

- nên dùng các loại đất ít dính

x Khi vùng xây dựng có nhiều loại đất đá

& đập cao vừa và cao (20 m y 100 m):

- chọn loại đập không đồng chất

(để được mặt cắt đập nhỏ hơn so với loại đập đồng chất)

x So sánh LG và TN bằng đất:

LG

ổn định tốt hơn TN

khối lượng ít hơn

có thể lợi dụng được đê quai

thi công làm thân đập sau này

thi công chậm hơn vì nằm giữa thân đập

chống thấm kém hơn rất khó sửa chữa khi bị hư

x Chọn loại đất và đập (tham khảo):

-x -x -x -x -> Đất o thấm Đất thấm ít Đất thấm trbình Đất thấm nhiều

Đập đồng chất Đập có BPCT

-BPCT Đập không đồng chất

4.7 THIẾT KẾ SƠ BỘ MẶT CẮT NGANG CỦA ĐẬP

4.7.1 Nội dung thiết kế

* Mặt cắt ngang của đập có dạng hình thang.

* Thiết kế mặt cắt ngang của đập là xác định các yếu tố:

- Đỉnh đập (cao trình, chiều rộng)

- Mái dốc TL, HL đập (hệ số mái, cơ đập, hình thức gia cố &ø bảo vệ mái)

- BPCT (nếu có)

- BPTN (bộ phận thoát nước)

4.7.2 Đỉnh đập

a Cao trình đỉnh đập ’đđ

* Độ vượt cao d: d = h sl + 'h + a

x h sl : chiều cao sóng leo

(do đỉnh sóng leo lên mái dốc một đoạn rồi mới rút xuống)

Theo quy phạm Liên xô (cũ) CH 92-60:

3 1

2

so so sl

sl

so

k h h

O

- k sl : hệ số, f(hình thức gia cố mái dốc)

- h so , Oso : chiều cao , chiều dài sóng trong khu nước sâu,

f(cấp CT, TS gió)

- Bê tông

- Đá lát

- Đá đổ viên dạng tròn

viên có góc cạnh

- Đá khối lớn

0,90 0,75 y 0,80

0,60 y 0,65

0,55 0,50

TS gió tính toán theo cấp đập Điều kiện làm việc

của hồ I - II III - IV V

MNLKT Không tính sóng leo do gió

x 'h : chiều cao nước dềnh do gió

2 10

g

.cos3

- k d : hệ số, = 6.10-3 y 12.10-3

- Dg : góc giữa trục hồ và hướng gió

x a : chiều cao an toàn, f(mực nước trong hồ, cấp CT):

a (m) theo cấp đập Điều kiện làm việc của hồ

* Để hạ thấp ’đđ (o giảm khối lượng đắp đập, nhất là đối với

các đập cao vừa và cao), có thể làm tường chắn sóng (TCS) bằng

BT, BT cốt thép hoặc đá xây ởmép TL của đỉnh đập.

’ đỉnh TCS = ’ đỉnh đập không có TCS

’ đỉnh đập có TCS = MNLKT + (t 0,3 m)

b Chiều rộng đỉnh đập

* Chiều rộng đỉnh đập b đ được xác định theo các điều kiện:

x thi công (kích thước + lưu thông của máy móc, công cụ xây dựng)

x quản lý (dùng đỉnh đập làm đường giao thông)

b đ t 3 m đ/v đập thấp (chiều cao đập d 20 m)

t 5 m đ/v đập cao vừa trở lên

* Bề mặt đỉnh đập cần được gia cố bằng một lớp phủ (đá dăm, đá lát, nhựa đường hay bê tông nhựa đường, ) tùy yêu cầu sử dụng.

4.7.3 Mái dốc và cơ đập

a Mái dốc

* Đập đất có hai mái dốc TL và HL.

* Mái TL thoải hơn mái HL

(vì đất phía mái TL chịu tác dụng của dòng thấm nên góc ma sát trong của đất giảm so với đất phía mái HL).

* Hệ số mái dốc m ( m 1 cho mái TL, m 2 cho mái HL)

= cotg E

= chiều dài/chiều cao

f(đất đắp đập, chiều cao đập)

Đất có tính ma sát càng bé, đập càng caoo m càng lớn

* Nhằm giảm khối lượng và tăng ổn định đập:

- có thể thay đổi m trên từng đoạn cao 10 m y 15 m

- càng xuống thấp m càng lớn, với 'm = 0,50 cho mái TL

= 0,25 cho mái HL

Thay đổi hệ số mái dốc đập

E

b Cơ đập

* Cơ đập: đoạn nằm ngang trên mái dốc, được thiết kế do yêu cầu:

- thi công (máy móc đi lại và làm việc)

- kiểm tra sửa chữa mái trong thời gian khai thác

- thu thoát nước mưa để tránh xói lở

- giao thông (đối với mái HL)

- tăng ổn định đập

* Thường cơ đập được bố trí ở chỗ thay đổi m (nếu có):

* Đối với các đập cao, thường xây dựng cơ đập ở cuối phần gia cố chính (nằm trong vùng chịu tác động lớn nhất của sóng).

* Chiều rộng cơ đập t 3 m đối với các đập thi công bằng cơ giới.

c Gia cố mái TL

* Mái TL đập cần được gia cố để chống lại áp lực sóng nhằm bảo vệ khối đất thân đập:

x Phần gia cố chính: thường có giới hạn trên là đỉnh đập và giới hạn dưới nằm dưới MNCcủa hồ một chiều sâu h gcc = 2h 1%

(h 1% : chiều cao sóng ứng với TS 1% và ứng với MNC)

- Trong tính toán sơ bộ, có thể lấy h gcc = (1,5 y 2)h s

- Cuối phần gia cố chính thường làm các gối tựa bằng đá hoặc bê tông để giữ cho lớp gia cố không bị trượt.

x Phần gia cố nhẹ: nằm dưới phần gia cố chính, có giới hạn dưới được xác định theo chiều sâu h gcn tại đó tác dụng của sóng không còn đủ khả năng làm các hạt đất dịch chuyển.

- Trong tính toán sơ bộ, có thể lấy h gcn = 1,05(0,58 + 1/m 1 ) h s

* Mái TL có thể được gia cố bằng:

x đá (đá đổ, đá xếp, đá lát)

x bê tông cốt thép

- các tấm lắp ghép có kích thước 1 x 1 m2 y 2 x 2 m2

- các tấmđúc tại chỗ có kích thước 5 x 5 m2, 10 x 10m2, )

x bê tông nhựa đường,

Chiều dày lớp gia cố do tính toán quyết định.

* Tầng đệm ngay dưới lớp gia cố:

x nhằm bảo đảm tốt sự nối tiếp giữa lớp GC với đất thân đập

x đóng vai trò tầng lọc ngược nhằm đề phòng hiện tượng xói ngầm khi có dòng thấm đi ngược từ thân đập ra mái dốc TL.

Tầng đệm:

- thường làm bằng vật liệu thoát nước tốt như cát, sỏi, cuội

- có thể gồm một lớp hay nhiều lớp, do tính toán xác định.

d Gia cố mái HL

* Mái HL cần được gia cố để đề phòng tác hại của gió, mưa và động vật đào hang (trừ trường hợp mái HL đã làm bằng các loại vật liệu hạt lớn như cuội, sỏi, )

* Có thể gia cố mái HL bằng cách:

x rải một lớp đá dăm hoặc cuội sỏi dày khoảng 0,2 m

hay x phủ một lớp đất màu dày khoảng 0,2 m rồi trồng cỏ lên trên

(thường dùng cho các đập cao dưới 20 m)

* Đối với các đập cao vừa trở lên, thường làm thêm các rãnh thoát nước mưa trên mái HL.

Các rãnh có thể làm bằng đá xây hay bê tông, bố trí chéo nhau và xiên góc 45 o

Gia cố mái HL

4.7.4 BPCT

* BPCT trong đập có tác dụng:

x hạ thấp ĐBH trong thân đậpo tăng ổn định mái HL

x giảm J thấm ongừa XN + giảm Q thấm qua đập + nền.

* BPCT: - TN, LG cho thân đập

- CK, BC, MCT, ST cho nền đập

* Vật liệu làm BPCT:

x đất(á sét, á cát, sét) có K t 50 (K của đất thân đập và nền)

x VL O thấm (BT, BTCT, chất dẻo, bi tum, ): ít dùng

* TN và LG bằng đất:

x chiều dày tăng dần từ đỉnh xuống đáy

f(cột nước thấm H, điều kiện thi công)

x chọn sơ bộ chiều dày ở đỉnh t 1 m

chiều dày ở đáy t H/10

kiểm tra lại các kích thước này khi tính thấm.

x đỉnh TN, LG = MNLTK + ( t 0,3 m) đ/v đập thấp

+ ( t 0,5 m) đ/v đập cao vừa trở lên

* ST bằng đất:

x chiều dài = f(yêu cầu chống thấm),chọn sơ bộ # 3H

x chiều dày t 0,5 m, = f(J thấm qua ST)

ST và TN cần được phủ một lớp bảo vệ bằng cát sỏi dày t 1 m để chống xói lở hoặc nứt nẻ.

* CK thích hợp với nền không sâu lắm, thường d 5 y 10 m.

* Nối tiếp tốt giữa BPCT:

x Với thân đập: làm các lớp chuyển tiếp

(theo nguyên tắc tầng lọc ngược)

ở hai phía TL,HL của BPCT (khi thân đập là đất hạt thô như cát, sỏi, cuội)

x Với nền đập:

- cắm vàonền đất O thấm một đoạn t 0,5 m

- liên kết với nền đábằng các gối bê tông

4.7.5 BPTN

* Nhiệm vụ:

x không cho dòng thấm thoát ra trên mái HL đập

x hạ thấp ĐBH để tăng ổn định mái HL

x chủ động tập trung nước thấm qua thân và nền đập xuống HL

x ngăn ngừa các biến dạng do thấm gây ra (XN, đùn đất).

* Phân loại:

ĐBH

HCN SÔNG HINH (PHÚ YÊN)

Thi công đập đất đồng chất

Thi công đỉnh đập + TCS (đá xây)

Thi công tầng đệm + lớp gia cố mái TL (đá lát)

Tầng đệm + lớp gia cố mái TL (đá lát)

Mái TL + TCS

Mái TL + TCS

Bậc thang lên xuống trên mái TL + Thước đo mực nước hồ

Toàn cảnh thi công mái HL đập

Phần mái HL (trồng cỏ) + BPTN (kiểu bề mặt)

ĐẬP ĐẤT (PHỤ) - HCN HÀM THUẬN

ĐẬP ĐẤT – HCN ĐƠN DƯƠNG

ĐẬP ĐẤT – HCN TRỊ AN

Tường chắn sóng

THI CÔNG LÕI GIỮA + CÁC LỚP CHUYỂN TIẾP

ĐẬP ĐÁ ĐỔ CÓ LG – HCN HÀM THUẬN

4.9 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CỦA ĐẬP ĐẤT

4.9.1 Các hình thức mất ổn định của đập đất

x ĐĐ có thể bị mất ở định do trượt mái TL và HL.

x Đ/v đập có TN, còn có khả năng trượt TN + lớp bảo vệ của nó.

x ĐĐ không thể bị trượt ngang vì có khối lượng lớn.

4.9.2 Các phương pháp nghiên cứu

x PP phần tử hữu hạn là PP tính số

h Cơ sở:

- rời rạc hóa MT nghiên cứu thành một số các phần tử

- thiết lập một hệ PT đại số tuyến tính nhờ dùng các quan hệ giữa biến dạng, chuyển vị và ứng suất + một trong các PP cực tiểu phiếm hàm (như PP Galerkin)

- giải hệ PT đại số để xác định các chuyển vị nút, biến dạng và ứng suất tại các điểm rời rạc hóa của MT.

x PP cân bằng giới hạn là PP cổ điển nhất

h Cơ sở:

- Các giả thiết về hình dạng và vị trí của các mặt trượt có khả năng xảy ra trên mái dốc.

- Các thông số về sức kháng cắt của đất đắp đập và đất nền.

- Sự áp dụng các quy tắc tĩnh học (cân bằng lực, cân bằng moment) để diễn tả sự cân bằng của khối đất dọc theo mặt trượt giả thiết.

h Nhiều mô hình tính của Fellenius, Bishop, Spencer, Janbu, Terzaghi, Tsugaev,

h Các mô hình này khác nhau chủ yếu do:

- các giả thiết đối với hình dạng mặt trượt (dạng trụ tròn, dạng đường cong logarith, dạng gãy khúc, )

- việc áp dụng quy tắc tĩnh học (thỏa mãn cả hai điều kiện cân bằng lực và moment hay chỉ một).

4.9.3 Phân tích ổn định mái dốc ĐĐ

x Bài toán phẳng (chỉ xét trên một đơn vị chiều dài đập)

x Các ngoại lực (trọng lượng bản thân cột đất, áp lực thấm, áp lực khe rỗng, ) làm phát sinh dưới đáy cột đất một phản lực gồm hai thành phần:

- F t,i A đoạn cung trượt AB (được xem là đoạn thẳng có chiều

lực hông này nhằm đơn giản hóa bài toán.

Giả thiết đơn giản và phổ biến nhất là T i = T i+1 = 0, E i = E i+1

x Sự ổn định của mái đập được diễn tả bằng hệ số an toàn K at :

T ct,i : lực chống trượt, T t,i : lực gây trượt

4.9.4 Tính ổn định mái dốc theo PP áp lực trọng lượng của Tsugaev

x Phần đất phía trên cung trượt (tâm O, bán kính R) được chia thành N cột thẳng đứng: - chiều rộng mỗi cột b i (i = 1-N)

- các cột được đánh số như trên hình

x Trong PP Tsugaev, lực thấm được xem như một lực trọng lượng Trọng lượng bản thân của cột đất thứ i:

j j

= i( j i)

h j : chiều cao phần đất thứ j trong cột đất thứ i

J j: dung trọng của phần đất thứ j đang xét:

Phần đất trên ĐBH: J j Jd (dung trọng của đất đầm nén) Phần đất dưới ĐBH nhưng trên mực nước HL:

J j Jbh Jk  nJn (dung trọng của đất bão hòa)

Phần đất dưới mực nước HL:

Jj Jdn Jk  1 n Jn (dung trọng của đất đẩy nổi)

x Trong trường hợp thân đập được đắp bằng đất sét thì ngoài các lực trên, còn có thêm áp lực khe rỗng P i (áp lực thừa của nước nằm trong các lỗ rỗng của đất, xuất hiện khi nước từ từ thoát ra ngoài khi đất bị nén chặt) :

P i J Dn kr hb i cosDi (theo Nitriporovits)

Dkr = 0,3 y 0,4: hệ số áp lực khe rỗng

h: cột nước đo áp tại đoạn cung trượt đang xét.

P i tác dụng A với đoạn cung trượt thứ i tại trung điểm I.

x Các lực tác dụng lên điểm I:

i > 0 khi các cột đất ở bên trái đường thẳng đứng qua O

i < 0 khi ngược lại

x Quá trình và kết quả tính toán thường được trình bày dưới

4.9.5 Xác định cung trượt nguy hiểm nhất và K at min

x Xác định cung trượt nguy hiểm nhất và K at min để bảo đảm mái dốc cho sẵn luôn ổn định trong mọi trường hợp.

x Kinh nghiệm tính toán tìm cung trượt nguy hiểm nhất:

* Xác định phạm vi của tâm cung trượt nguy hiểm nhất:

- Lấy điểm M 1 cách đỉnh đập một đoạn 2H (H là chiều cao đập) và cách điểm chân đập B một đoạn 4,5H về phía TL.

- Vẽ hai nửa đường thẳng Aa và Bb hợp với mái dốc AB những góc E1 và E2 cho trong bảng.

- Aa và Bb cắt nhau tại M 2 Nối M 1 và M 2 rồi kéo dài đến M.

- Qua trung điểm F của AB, vẽ một đường thẳng đứng và một đường thẳng tạo với AB góc 85o.

- Dùng F làm tâm, vẽ hai cung tròn có bán kính R 1 và R 2 được xác định theo bảng trên, chúng tạo với hai đường thẳng vừa vẽ một phần hình vành khăn Trong trường hợp tổng quát, vị trí tâm cung trượt nguy hiểm nhất sẽ nằm trong phần hình vành khăn này.

- Đường M 1 M 2 cắt các biên của hình vành khăn tại C và D.

* Xác định cung trượt nguy hiểm nhất:

- Lấy ba hoặc bốn điểm O 1 , O 2 , O 3 , trên đoạn CD.

- Từ mỗi tâm O i , vẽ cung trượt tròn bán kính O i B và tìm K at,i ứng với cung trượt đó, rồi biểu thị trên hình vẽ thành đường cong quan hệ giữa K at,i và vị trí tâm O i

- Qua điểm có K at nhỏ nhất (trên hình vẽ là điểm O 4 ), vẽ đường thẳng C 1 D 1 thẳng góc với CD Trên đường thẳng mới này, cũng tiến hành làm như đối với đường thẳng CD và xác định được điểm ứng với K at nhỏ nhất (trên hình vẽ là điểm O 7 ).

i Trong đa số các trường hợp, O 7 chính là tâm cung trượt nguy hiểm nhất cần tìm và trị số K at tương ứng là K at min của các cung trượt

đi qua điểm B.

* Nếu tiếp tục lấy các điểm B 1 , B 2 , cách xa chân mái HL B rồi tiến hành tính toán như đã làm với điểm B, sẽ nhận được các tâm cung trượt nguy hiểm nhất cũng như các K at min tương ứng, nhưng trong nhiều trường hợp, các giá trị này thay đổi không đáng kể so với điểm B Vì vậy trong thực tế, chỉ cần tính với điểm B là đủ.

* Các điểm B 1 , B 2 , cũng có thể lấy nằm trên mái dốc.

4.9.6 Các trường hợp tính toán

* Đối với mái HL:

Tổ hợp TT Thượng lưu Hạ lưu Ghi chú

(< 0,2H)

BPTN làm việc bình thường

Q xả max

BPTN bị hư

* Đối với mái TL:

Tổ hợp TT Thượng lưu Hạ lưu Ghi chú

MNC

MN tương ứng (< 0,2H)

BPTN làm việc bình thường

4.9.7 Hệ số an toàn ổn định cho phép > Kat@

* Điều kiện: Kat,min t > Kat@

* Giá trị của > Kat@ = f(cấp CT, tổ hợp tải trọng):

* Các giá trị K at,min tính được theo tổ hợp tải trọng cơ bản không

được vượt quá 15 % các giá trị trong bảng trên.

* Đ/v các đập cao (50 y 100 m) và rất cao (> 100 m): K at,min

không được > 20 % các giá trị trong bảng trên.

Cấp CT Tổ hợp TT

4.9.8 Tính toán ổn định TN và lớp bảo vệ TN

a Lớp bảo vệ TN

- Trọng lượng G 1 của khối vật liệu CC 1 BD được phân thành hai thành phần:

Lực tiếp tuyến T1 G1sin D1 có khả năng gây trượt cho khối vật liệu dọc theo mặt CD

Lực pháp tuyến N1 G1cos D1 gây ra lực ma sát

4. 9.8 Tính tốn ổn định TN lớp bảo vệ TN

a Lớp bảo vệ TN

- Trọng lượng G 1... class="text_page_counter">Trang 38

- Aa Bb cắt M 2 Nối M 1 M 2 kéo dài đến M.

- Qua trung điểm F AB, vẽ đường thẳng đứng... trượt nguy hiểm nhất:

- Lấy điểm M 1 cách đỉnh đập đoạn 2H (H chiều cao đập) cách điểm chân đập B đoạn 4, 5H phía TL.

- Vẽ hai nửa đường thẳng Aa Bb hợp với