bài giảng đập phá sóng phần 2

Ưu điểm• Tận dụng được vật liệu địa phương • Tiêu hao năng lượng sóng tốt sóng phản xạ ít Tiêu hao năng lượng sóng tốt, sóng phản xạ ít • Ổn định tổng thể tốt, linh động với biến dạng nề

Trang 1

Đập phá sóng mái nghiêng

Coastal & Marine Engineering

Trang 3

1-Điều kiện áp dụng

 Địa chất nền không cần tốt lắm, phù hợp với hầu hết

 Địa chất nền không cần tốt lắm, phù hợp với hầu hết các loại đất nền

 Độ sâu không quá 20m

 Khi đá có sẵn (đ.k vật liệu xây dựng)

Trang 4

Ưu điểm

• Tận dụng được vật liệu địa phương

• Tiêu hao năng lượng sóng tốt sóng phản xạ ít Tiêu hao năng lượng sóng tốt, sóng phản xạ ít

• Ổn định tổng thể tốt, linh động với biến dạng nền

• Có thể chịu tràn cao (đỉnh thấp hơn)

• Công nghệ thi công đơn giản, có thể kết hợp hiện đại

và thủ công (landborn & waterborn)

• Dễ bảo dưỡng, sửa chữa

Trang 5

Nhược điểm

 Tốn nhiều vật liệu

 Tàu thuyền không neo đậu được

 Chiếm diện tích, giảm bề rộng hữu ích gần cửa cảng

 Khi làm đường giao thông trên đỉnh phải dùng các khối bê tông

 Tốc độ thi công chậm so với tường đứng ở cùng độ sâu

Trang 6

Mũ BT

2-Cấu tạo mặt cắt ngang

Lớp phủ ngoài (Armour layer)

Mũ BT (Crown/Cap)

Coastal & Marine Engineering Lớp giữa (Under layer) Lõi Đập

Chân Đập Coastal & Marine Engineering p g ( y ) ập

(core) ập

(toe)

Trang 7

Trang 8

2-Cấu tạo mặt cắt ngang

mũ

Cấu tạo nhiều lớp

mũ đỉnh lớp phủ (áo) lớp giữa/đệm 1

lớp giữa/đệm 2 lõi Đập

lớp giữa/đệm 2 chân (lăng trụ)

lớp lót nền

Trang 9

3-Khối phủ nhân tạo

Trang 10

Trang 11

Thanh mảnh Khối rỗng (nhiều lỗ)

Trang 14

DOLOSSE (1963) ( )

C: Chiều dài cạnh

Cạnh Bằng

Thể tích V = 0 16C 3 Thể tích V = 0.16C

Đứng

Trang 15

SOGREAH - ACCROPODE  (1981)

a/H = 0.370 b/H = 0 222 c/H = 0.093 d/H = 0.555

Trang 17

Tetrapod Cảng cá Ngọc Hải-Hải Phòng

7/2005

Trang 19

Delta Marine X-block

Trang 20

4 - Ổn định của lớp phủ

Trang 21

Các tham số chi phối

Tham số thủy hải văn (trạng thái biển) y ( ạ g ) Tham số kết cấu công trình

Trang 22

Tham số trạng thái biển



Trang 23

Tham số kết cấu công trình (1)

1 Tỷ trọng riêng tương đối của đá (vật liệu)

s

50

s n

H N

Trang 24

Trang 26

Đều cạnh Thon dài

Đều cạnh

Hơi tròn Góc cạnh

Trang 27

Kích thước đá tiêu chuẩn

Khối lượng (W) Đường kính D

Trang 28

5 Mực độ thấm/ thoát nước của mái Đập P: 0.1~0.6

Coastal & Marine Engineering Không lọc,

không lõi Đập

Trang 29

S ~ Số viên đá/cấu kiện / ệ

bị di dời ra khỏi mặt cắt

khỏi mặt cắt

Khoảng cách (m)

Trang 30

Mức độ hư hỏng tương đối S

• Bắt đầu (giới hạn) hư hỏng Bắt đầu (giới hạn) hư hỏng : 0 – 0.5 số cấu kiện bị dịch : 0 0.5 số cấu kiện bị dịch

chuyển trong phạm vi giữa mái trên đến độ sâu - 1.0Hs từ MNT

Trang 31

7 Độ rỗng của lớp ộ g p n v v

1 ( / )

n    

 b - khối lượng riêng của lớp đắp = f(thi công, cấp phối)

 r - khối lượng riêng của đá, cấu kiện

8 Bề dày lớp t và số cấu kiện N cần thiết

t n k D 50

2 50

n - Số viên (số lớp) cấu kiện

A Coastal & Marine Engineering- Diện tích cần bao phủ (mặt bằng)

K t - Hệ số lớp, phụ thuộc loại CK và pp thi công

Trang 32

Công thức thực nghiệm tính toán

ổổn định lớp phủ mái Đập

L i khối hủ l i đá l i CKBT

• Loại khối phủ: loại đá, loại CKBT

• Điều kiện sóng (nước sâu, nước nông)

* Kết cấu bên trên đỉnh Đập (tường lan can, hắt sóng)

Trang 33

= D

Giả thiết gốc:

- Cho đá đổ 02 lớp

- Sóng điều hòa

- Lõi Đập thấm, không tràn Lõi Đập thấm, không tràn

Trang 34

Ưu điểm: đơn giản, dễ sử dụng (K D )

Trang 35

Giá trị K D cho một số loại lớp phủ

SPM, 1977 H = H s

Số lớp

Thân Đập Đầu Đập Loại cấu kiện Số lớp Sóng vỡ Ko vỡ Sóng vỡ Ko vỡ

Đá mỏ góc cạnh

Sóng vỡ: Sóng trong đ.k bị hạn chế độ sâuCoastal & Marine Engineering

Sóng vỡ: Sóng trong đ.k bị hạn chế độ sâu

** không nên dùng * giá trị có thay đổi theo độ dốc mái

Trang 36

Giá trị K D cho một số loại lớp phủ

Trang 37

Van der Meer formulae a de ee o u ae

H

) , ,

,

f D

H

m n

Trang 39

Van der Meer – Điều kiện ÔĐ cấu kiện ệ ệ

bê tông

) (

s

s N N

Trang 40

Mức độ hư hỏng N od

Số cấu kiện dịch chuyển trong dải có chiều rộng bằng 01 x Dn

cubes 15 tấn; D n = 1.84 m; chiều dài đập 100 m

Trang 41

Khối lập phương 02 lớp, không sóng tràn

Van der Meer (1988)

• Sóng ngẫu nhiên không bị hạn chế độ sâu

• Khối lập phương 02 lớp trên mái dốc 1:1,5

• Số Iribarren 3 <  m < 6

Trang 42

• Sóng ngẫu nhiên không bị hạn chế độ sâu

• Khối Tetrapod 02 lớp trên mái dốc 1:1,5

Trang 43

Accropode 01 lớp (Van der Meer)

Van der Meer (1988)

3,7

4 1

s s

H N

• Sóng ngẫu nhiên, không vỡ g g , g

• Khối Accropode 01 lớp trên mái dốc 1:1,33 thi công theo quy trình của SOGREAH

theo quy trình của SOGREAH

Trang 44

Accropode 01 lớp (Burcharth)

Trang 45

So sánh ÔĐ CK bê tông

Accropode Core-Loc Tetrapod Cube Cube

concrete per m 2 on slope 0,182H s 0,148H s 0,350H s 0,370H s 0,236H s

relative volume of concrete 100% 81% 208% 220% 140%

Trang 46

Ổn định đầu Đập

A - A

Khu vực xung yếu

Trang 47

* Thay đổi cấu tạo hình học đầu Đập ay đổ cấu tạo ọc đầu ập

Trang 48

Tăng bán kính

Mở rộng đầu Đập

g đầu Đập

Hướng sóng tới biến động

trong khoảng hẹp Hướng sóng tới biến động trong khoảng rộng

Trang 49

Ổn định khối phủ chân Đập (Gerding, 1995)

Trang 50

Ổn định khối phủ chân Đập (Tanimoto, 1982)

3 1/ 3

B t – Bề rộng cơ tại chân

L’ Chiều dài sóng tại độ sâu h

L’ – Chiều dài sóng tại độ sâu h t

Trang 51

5 Thiết kế các đặc trưng hình học mặt cắt ngang Đập

Trang 52

Thành phần mặt cắt ngang

Trang 53

• Kích thước đá/cấu kiện cho các lớp dưới

Phạm vi bảo vệ của khối phủ

• Phạm vi bảo vệ của khối phủ

Trang 54

1 Với Đập không có tường đỉnh

* Van der Meer (1998) ( )

Lưu ý: giá trị hệ số chiết giảm sóng tràn cho mái cấu kiện BT dị hình (  )

kiện BT dị hình (  r )

* Owen (1980, 1982)

Trang 55

Sóng tràn qua Đập mái nghiêng đá đổ g q ập g g

Van der Meer (1998)

(Tương tự như Đê biển cho sóng không vỡ)

Trang 56

Sóng tràn qua Đập không tường đỉnh, Owen (1980, 1982)

Mái Đập Loại mái Đập Chiết giảm  r Mái Đập Loại mái Đập Chiết giảm  r

Mái nhẵn 1.0

Đá 01 lớp, nền không thấm 0.8 Mái sỏi, rọ đá 0.7

Đa đổ 02 lớp 0.5 – 0.6

Trang 57

Với Đập có tường đỉnh Bradbury (1988)

03 viên

Lớp phủ đá

Lớp

hủ đá

03 viên đá

phủ đá phủ đá

Dạng A

Dạng B

s 0m – độ dốc sóng nước sâu theo T m (=0.75 ~ 0.85T p )

Coastal & Marine Engineeringạ g

Trang 59

tràn nhiều

Trang 60

Sóng truyền qua Đập mái nghiêng

Hệ số truyền K : K = H / H (<1 0)

Hệ số truyền K t : K t = H t / H i (<1.0)

• Điều kiện lặng sóng của bể cảng

Phụ thuộc:

• Cao trình đỉnh Đập (sóng tràn)

• Độ rỗng/thấm của Đập (truyền xuyên qua Đập)

Trang 61

Sóng truyền Van der Meer (1990 )

Độ cao tương đối đỉnh Đập

Rc/Hs

Trang 62

Sóng truyền d Angremond et al (1996)

a =  0.40; mái Đập không thấm thay 0.64 bằng 0.80

Trang 64

Tường đỉnh trên Đập (1)

04 mục đích: Nâng cao đỉnh Đập, Giao thông, Gia

cường đỉnh, Giảm ảnh hưởng của sóng tràn với mái trong

Trang 65

• Bề rộng cơ ngoài khối phủ: ít nhất là 01 cấu kiện

Trang 66

Tường đỉnh trên Đập (3)

• Lắp đặt tường sau khi Đập đã đạt độ lún ổn định

• Phân chia khe lún dọc Đập hoặc thay đổi dạng kết cấu tường để đảm bảo linh động với biến dạng nền

• Tường lan can cao có thể giảm sóng tràn (giảm chiều cao Đập) nhưng tạo sóng phản xạ lớn, gây mất ổn định khối phủ ngoài

Trang 67

Áp lực sóng lên tường đỉnh

Trang 69

Tổng áp lực sóng Jensen (1984) và Bradbury (1988)

F l đ ị (N/ dài ờ ) ới ấ đả bả 0 1%

F h,0,1% : lực ngang đơn vị (N/m dài tường) với suất đảm bảo 0,1%

ρ w : khối lượng riêng của nước

h : độ sâu nước dưới chân tường

h s : độ sâu nước dưới chân tường

A c : không tĩnh tính đến đỉnh của lớp phủ/tường

Trang 72

Pedersen (1996)

Khi y > 0

Khi y 

0

Khi y  0

Trang 73

Pedersen (1996)

F h, 0,1% : tải trọng đơn vị với suất bảo đảm 0,1%;

M 0,1% : mômen lật đơn vị với suất bảo đảm 0,1%;

p b ,0,1% : áp lực đẩy ngược đơn vị suất bảo đảm 0,1%;

L om : chiều dài sóng với T m

B : bề rộng thềm khối tiêu sóng trước tường

P m = ρ m g ( R u, 0,1% - A c )

R u ,0,1% , , : chiều cao sóng leo với suất bảo đảm 0,1%;

 : góc nghiêng mái Đập

A c : khoảng cách từ mực nước MWL và đỉnh của khối tiêu sóng;

A = min ( A 2 /A 1 ; 1), với A 1 , A 2 là các diện tích như trên hình vẽ

h’ : chiều cao của tường được bảo vệ bởi khối tiêu sóng;

f c : chiều cao tường không được bảo vệ.

Trang 74

M FH - mômen lật do lực ngang của sóng

Trang 75

KÍCH THƯỚC ĐÁ/CẤU KIỆN Ở LỚP DƯỚI

* Vị trí có thay đổi về kích thước đá/cấu kiệnCoastal & Marine Engineeringị y / ệ

Lưu ý: sai số hình học ~ kích thước viên cấu kiện/đá

Trang 76

Lớp giữa/đệm 1

W

Cần dùng tối thiểu 02 lớp đá (n = 2) với khối lượng:

Cần dùng tối thiểu 02 lớp đá (n 2) với khối lượng:

• Bằng W/10 nếu lớp phủ là đá hoặc là khối bê tông có

K ≤ 12 0 (Tetrapod Akmon Cube )

Trang 77

Cơ chân, lớp giữa 2, lõi Đập

Cơ chân: dùng cỡ đá của lớp đệm 1 hoặc tính toán

kích thước tùy theo độ sâu bố trí cơ

Lớp giữa/đệm 2 (nếu có): Cần dùng tối thiểu 02 lớp

đá (n = 2) với khối lượng bằng W/200

Lõi Đập: ập dùng đá có cấp phối rộng đến rất rộng có g p p ộ g ộ g khối lượng W/4000

Lớp Khối lượng Tỷ lệ đường kính

Trang 78

Mặt cắt lý tưởng (04 lớp)

Phía biển Bề rộng đỉnh Đập B Phía cảng

Cao trình đỉnh Đập Mực nước TK

Mực nước thấp nhất SWL

Trang 79

5.4 PHẠM VI BẢO VỆ CỦA KHỐI PHỦ

Lớp phủ chính

Nước nông, độ sâu

h < 1.5Hs h <1.5 H S Cơ chân

Lớ hủ hí h Lớp phủ chính

h >1.5 H S

Trang 80

Chân Đập ở nước sâu

đá lõi Đập lớp lọc

đá lõi Đập

Chân Đập ở nước nông - rãnh đào

lớp lọc rãnh đào

Trang 81

Chân Đập ở nước nông - rãnh đào + vải ĐKT

ã h đà

vải ĐKT rãnh đào

* Lớp lọc/vải ĐKT phải trải dài qua chân Đập

 * Lớp lọc/vải ĐKT phải trải dài qua chân Đập

* Chiều dài chống xói trước chân Đập 10 ~ 15 m

Trang 82

Bảng VI-5-50 CEM Khối lượng và kích cỡ đá tiêu chuẩn

Trang 83

6 Cơ chế phá hỏng của Đập

6- Cơ chế phá hỏng của Đập mái nghiêng g g

Trang 84

Cơ chế phá hỏng của Đập mái nghiêng

sóng tràn mất ổn định khối phủ

(thủ lự kết ấ ) mất ổn định tường mũ (t ượt lật ẫ )

(thủy lực, kết cấu) (trượt, lật, gẫy, )

xói mái trong

trượt mái lún lõi Đập

trượt mái ngoài xói cơ chân

mất ổn định thấm

lún nền

mất ổn định lớp lọc xói chân

Trang 85

Tính toán ổn định trượt mái

tải trọng trên mặt

Trang 86

Sóng leo cao

Sóng rút sâu

Trang 87

Tải trọng xem xét

Tâm cung rượt tính toán u s - Áp lực thủy động

u p - Áp lực đẩy nổi

đường thấm cung trượt

Trang 88

• b5: Phân tích ổn định lún trượt mái nền

b5: Phân tích ổn định lún, trượt mái, nền,

• b6: Hiệu chỉnh các tham số nếu cần thiết và quay lại b2

Coastal & Marine Engineeringlại b2

Trang 89

Literature

Định dạng
Số trang	89
Dung lượng	5,85 MB