bài giảng ảnh hưởng của mạch động tới công trình thủy lợi

Hai loại mạch động tác động vào công trình:.. Mạch động lớn: Biên độ lớn, tần số thấp, gây rung động.. Mạch động nhỏ: Biên độ nhỏ, tần số cao, xói bề mặt công trình... Mạch động điểm: áp

GS.TS NguyÔn V¨n M¹o

Ptc= Pt + Pđ + P’

áp lực mạch động (P’)

Hai loại mạch động tác động vào công trình:

Mạch động lớn: Biên độ lớn, tần số thấp, gây rung động.

Mạch động nhỏ: Biên độ nhỏ, tần số cao, xói bề mặt công trình.

Kết quả đo áp lực mạch động

ở nước nhảy

(a)

(b)

(a) ở mặt cắt co hẹp (b) ở giữa nước nhảy

Mạch động điểm: áp lực mạch động tác dụng lên công trình trên một phạm vi hẹp.

Mạch động diện: áp lực mạch động tác dụng lên công trình trên một phạm vi rộng.

áp lực mạch động diện bình quân bằng

1/5 ~ 1/10 áp lực mạch động điểm.

ảnh hưởng mạch động tới công trình

Tăng tải trọng tức thời

Gây rung động công trình

ảnh hưởng đến hiện tượng xói lòng dẫn

Đường ống áp lực Tcb = 12~13Hz

Thúc đẩy chân không, khí thực

Xói nền công trình, lòng dẫn là đất…

Biên độ trung bình: 2A = A + − A

max

Công trình thủy lợi:

( )2A 0,5 0,75

A

max max = ữ

Biên độ max:

Thùc nghiÖm:

( )

g

V

A max

2

- §Ëp M·n Ch©u-Trung Quèc:

T¹i mòi h¾t α = 0,058 ~ 0,100 §o¹n nèi tiÕp α = 0,027 ~ 0,108 S©n tiªu n¨ng α = 0,108 ~ 0,160 C¸c ®o¹n kh¸c α = 0,027

- §­êng èng ¸p lùc: α = 0,200

Đáy bể tiêu năng nước nhảy ngập:

( )max r k h k

X

h F

,

4 3

2 6 1











=

Đầu nước nhảy:

(2A max) = 0,44(H o − h c)

- Tính toán công trình tháo nước của Nga:

áp lực mạch động bản đáy buồng van và sau cửa van

(a) Cường độ mạch động bình quân

(b) Các giá trị cực đại

Tần số áp lực mạch động:

Đập tràn: f=20Hz ~ 30Hz

Đường ống áp lực: f=1~2Hz đến 20~30Hz

Bể tiêu năng: f <= (3~10)Hz

Nhận xét: f phụ thuộc vào thể loại công trình và

mức độ xiết của dòng chảy

Ví dụ về nghiên cứu rung động của đập

1 Không xét đến tính chất nén đư

ợc của nước

2 Xét đến sóng bề mặt

3 Xét đến khả

năng nén được của nước

H,m

ω/(2π),s -1

3 1

2

Một số ví dụ về bàI toán động trong

công trình thủy

Nghiên cứu xói lòng dẫn

Phân tích động kết cấu

Nghiên cứu xói lòng dẫn

Hiện tượng xói xảy ra khi: τđ >τgh

( s )gd (1 n)tg 0,35

ρ

− ρ τ

Hiện tượng xói ngừng khi:

( , ~ , )(ρs − ρ)gdtb

<

τ 0 15 0 16

ứng suất tiếp mạch động trên đáy dòng chảy đều

Dòng chảy đều: τ = (0,25~0,35)τo

Giá trị tức thời: τ ≅ 2τo

Tiêu chuẩn không xói dòng chảy đều:

o = , ữ , ρ − ρ gd

Kết cấu

Sơ đồ, các giả thiết, các điều kiện biên

Xác định các tải trọng động khi

chế độ dòng chảy xác định Xác định các đặc trưng dao động, chu kỳ, hàm phân bố

Xác định các đặc trưng P/l động Xác định sự làm việc sau cùng chế độ đ cho ã Cần thiết thay đổi k/t, chế độ Đánh giá khả năng an toàn

Kết luận

* áp lực mạch động là loại tải trọng đặc biệt

* Đóng vai trò quan trọng khi tính rung động kết cấu công trình, hiện tượng xói bề mặt, xói nền công trình, vận hành cửa van…