bài tập đê chắn sóng

b Trọng lượng khối phủ... Xác định giá trị phản áp lực của tấm gia cố.

Bài 1: xác định nước dâng do gió biết: vt=35m/s , địa hình B, d=40m,

30

α = o

+ chuyển tốc độ gió sang điều kiện mặt nước:

0,675 0,675 0,804

35

f

t

k

v

Địa hình B + Vt=35 => Kt=1,22

w f .t t 0,804.1, 22.35 34,331 /

+) Đà gió:

5 11

w

10 5.10 145640,97

34,331

vi

v

v

−

+) Chiều cao nước dâng:

2

w w

( 0,5 )

set

v L

Có vw=34,331 m/s => nội suy bảng 2.5 ta được:

Kw=3,39.10-6 ;

w

w

w

0

3 cos os30=

2 34,331 / s

L 145640,97 ( )

b

h

c

m

α

∆ =

=

=

=

6 34,331.145640,97 3

9,81 40 0,5 2

set

set

h

h

−

Giải phương trình bậc hai tìm được

( )

( )

1,264 81,264

m tm

( )

1, 264

set

Bài 2: Xác định tham số sóng khởi điểm biết : t=21600 s, vw=30m/s , d=35 m, i%=2% +) Theo thời gian gió thổi:

w

.d 9,81.35

0,382 30

g

w

9,81.21600

7063, 2 30

gt

Tra đồ thị 2.1 ta có:

1

2 1

2

w

9,81

d

g h

h

m

1 w

2, 45.30

9,81

gT

Theo đà gió:

( )

5 11 vis

w

10 5.10 166666,67

30

v

v

−

w

w

9,81.166666,67

1816,67 30

d 9,81.35

0,382 30

gT

v

g

v

Tra đồ thị 2.1 ta có

( ) ( )

2 2

2 2

w

w

9,81

2, 6.30

9,81

gh

v

gT

v

Chọn giá trị nhỏ hơn

( ) ( )

{ 3,486 7,492

d

=

=

Chiều dài sóng khởi điểm

( )λ :

( )

2

9,81.7, 492

87,64

gT

m

λ

- Xác định chiều cao sóng h2%, theo đồ thị 2.2 + Theo độ sâu: k2%=2,1

Mà h2% = k2% hd=2,1.3,486=7,32 (m)

+ theo đà gió: k2%= 2,2

 h2%= k2% hd= 2,2.3,486= 7,669 (m)

Chọn giá trị nhỏ hơn h2%=7,32 m

- Độ cao vượt sóng : c

η

2

35

0, 4 87,64

7,32

0, 01 9,81.7, 492

d

i

d

h

gT

=> tra đồ thị 2.3 =>η =c 0,565.7,32 4,136= ( )m

+) chiều cao sóng leo : theo tiêu chuẩn TC 222-95

run r p sp run

k = k k k k h

Tra đồ thị 2.2

Bài 4: Xác định độ sau sóng đổ lần đầu- lần cuối:

Biết: dcr=8,5m , i0=0,2 ; T=7,8 s; i%=2% ; λ =90m

1) Vị trí sóng đổ lần đầu:

( )

r

9,81.7,8

94,99

8,5

0,089 94,99

d

c

d

gT

m d

λ

λ

Tra đồ thị 2.5 =>

( )

2 ur1%

ur1%

2 0,013 0,013.9,81.7,8 7,76

s

s

h

+) chiều cao sóng đổ tại 2%:

Tra bảng 2.11 với i%=2% =>ki=0,96

2) xác định độ sâu sóng đổ lần cuối:

0,02

8,5

c

i

=

=

=> ku =0,56 ; n=3 ( Tra bảng 2.8)



( )

1

0,56 ; 3,14 d 0,314.8,5 2,669

n

cr u u cr

−

−

Bài 8; Xác định độ vượt cao của sóng đứng lên tường đứng biết: h= 4m , λ =70m

, d= 7,34m

2

s t- d.cos t

2

k h

Trong đó:

d 1,73

70 35

λ

- TH1: coswt=1

2

2 max

.4 4.1 1,73.1 5, 24

35.2

π

- TH2: 0<cos t<1ω

Có

70

70

co

d h

λ ω

λ

7,34

0,1 0, 2 70

d

λ = = <

=>Lấy giá trị coswt=-1

( )

2

2 x

.4 4.( 1) 1,73.( 1) 2,76

35.2

- TH3 :

( )

s t= 1

( )

x 2, 76

η η

Bài 9: Xác định độ vượt cao của sóng và áp lực sóng ở độ sâu z=3m lên tường đứng theo 3

TH biết : λ =75m

, h=4,5m ; d f =7m; d b =9m; b br =7m;

Có :

r

7 0,78 9 7 0,093 75

f

b

b

d

d

b

λ

= =

= =







Tra đồ thị 3.13 => kbr=0,64

r 7 0,64 9 7 8, 28

f b b f

Có

2

2

s t- d.cos t

2

k h

Với

; 4,5 75

λ

- TH1 cos t=1ω

2 max

2 4,5 2

- TH2 cos t=-1ω

2

2 4,5 2 4,5.( 1) 8, 28 ( 1) 3,087

75.2 75

- TH3 0<cos t<1ω

75

8 8 8,28

75 8,28

0,11 0,2 75

co

d h d

λ ω

λ λ

= = <











 Lấy cos t=-1ω

( )

x 3,087

η η

Bài 10: Tải trọng sóng nhiễu xạ tác dụng lên tường đứng và

max

b

v

khi đỉnh sóng trùng với điểm giữa của công trình , biết: l=25m ;

70 m

λ =

;

2

dif

; d=7,34; d f =6m; d b =8m

+) Có

25

0,36 70

l

Tra bảng 3.5 => kl=0,814

Với

75 35

λ

•

dif dif ma

P1=0

• z2=0

2 2

2

.h

0,814.1.9,81 .7,34 7,36

2 35 8 35

dif dif l

cth

ρ

•

3

z =d f =6m

2 3

2

.h

2 ( d) 4s 2 d

35

2 7,34 4 2 .7,34

dif dif l

ρ

π

- Vận tốc đấy cực đại

1 x

2 4

sl

b ma

b

v

g

π

λ

=

Trong đó

h

λ = sau đó tra bảng 3.6 ra ksl thay vào công thức trên…

Bài 11: xác định tải trọng sóng lên tường đứng theo công thức GODA biết : h c =2m;

30

β = o

• Ta có

+)

2

1

4 0,6 0,5

sinh 4

s s

h L h L

π α

π

  0,6 0,5 sinh 4 8 /104 8 /10( ) 0,6

π π

+)

s '

2

''

2

s

10 5 5

0,17

2d 2.5

2 5

de ign b

b

de ign

h

h

α

α

 

( ' '')

min α α; α 0,17

1

cos 2 /

c

α

π

−

  1 8 28 1 cosh(2 8 /101π ) 0, 26

−

*

1 s

0, 75 1 cos h de ign 0, 75 1 cos30 1.5 7 m

2

2

0,5 1 s s

0,5 1 s30 1.0,6 1.0,17 s 30 1,025.9,81.5 34,125

de ign

β

Vì

( )

*

2

1 1 34,125 24,375

7

c c

h

η

η

= > =

( )

( )

3 3 1

1 3 3 des

0, 26.34,125 8,873

3 0,5 1 0,6.1.0, 26.1,025.9,81.5 7,32

2

T

α

β α λ α ρ

Bài 13 : Xác định khối lượng phủ Tetrapod ( sóng không vỗ, sóng không đô) biết:

m=2; h s =4m;

3

2, 4 /

ρ =

;

3

w 1,026T m/

ρ =

; số lớp phủ bằng 2, xếp tự do

1, Số lượng khối phủ tetrapod theo công thức hudson:

3

3,99 /

2, 4

1

1,026

s s s d

h

ρ ρ ρ

Trong đó : kd=8 ( tra bảng 4.10)

2, chiều dày lớp phủ

Có : n=2; k∆ =1,04(trabang4.10 ; W 3,99 ; W) = α =ρs =2, 4 /t m3

Áp dụng công thức 4.32

α

∆

3)đường kính lớp lót- chiều dày lớp lót:

13,32

2, 4

2, 4 1 2 1 cot

1,026

s s D

H M

k

ρ

ρ

CT 4-8

Mà

( ) ( )

3

50

50

13,32

5,55

2, 4 1,77

s n

n

s n

M

ρ ρ

=

Bài 14: xác định khối lượng khối phủ Tetrapod cho đê mái nghiêng, sóng vỗ đầu đê;

m=3m ; hs=5;

2, 4 / ; 1,026( / )

số lớp phủ mái nghiêng bằng 2, xếp

tự do

1) Khối lượng phủ:

Có : m=3; sóng vỗ đầu đê, n=2, phủ tetrapod => kd=3,5 ( Tra bảng 4.10)

3

11,896 /

2, 4 3,5 1 3

1

1,026

s s s d

h

ρ ρ ρ

2) Chiều dày lớp phủ:

Có :

3

2 W 11,896 1,04 W 2, 4 / m

n

Áp dụng công thức:

α

∆

3) Đường kính ( k D tra bảng 4.5)

( )

13,879

2, 4

1 cot

1,026

s s D

H

k

ρ

ρ

Mà

3

50 s n50

13,879

2, 4

s

M

ρ

Bài 16: Xác định đường kính khối phủ chân khay đê mái nghiêng biết: h b =5m; h s =7m;

H=4m;

1,026 T m/ s 2, 4 T m/

Có

5

0,71

7

b

s

h

Tra đồ thị 4.39 có

3 42 3 42 3, 476

Mà

50 50

50

4

0,86

2, 4

1 3, 476

1,026

D

(m)

Bài 17 : Xác định tải trọng sóng tác dụng lên đê hỗn hợp tại vị trí ngoài vùng sóng đổ, biết:

h c =2m, d=5m, H design =4m ; h s = 8m; h w =8m; B m =6m; L=10m; h=6m;

20

β = o

h b =11m.

Áp dụng công thức 3.49:

Có

8

s

1 3

2

1, 2 0,67( ) 1, 2 0, 67.0,5 0,865

0

de ign s

H h

λ λ

λ

=

*

1 0,75 1 cos

0,75 1 cos 20 0,865.4 5,034

design

H

1 0,5 1 s 1 1 2. s2 de igns

P = +co β λ α λ α+ co β ρ g h

Trong đó:

1

8

4

4

10

8 sinh 4 sinh 4

10

s s

h L h L

π π

α

π π

s '

2

''

2

s

11 5 4

0,116

2d 2.5

2,5 4

de ign b

b

de ign

h

h

α

α

 

( ' '')

min α α; α 0,116

Thay giá trị trên vào công thức ta có :

( ) ( )

2

2

0,5 1 s s

0,5 1 s20 0,865.0,6 0.0,116 s 20 1,026.9,81.4 20, 265

de ign

β

Vì

*

2

5,034

c c

h

η

η

3 3 1

Trong đó :

w

3

sh 2 / 8 sh 2 8 /10

c

α

Thay vào ta có p3=0,26.20,265=5,267 (T)

1 3 3 des

0,5 1 s20 0,6.0,865.0, 26.1,026.9,81.4 5, 268

β α λ α ρ

Bài18 : xác định khối lượng chiều dày khối phủ biết:hs=4m; m=2,5;

2, 4 1, 026

s

a) Chiều dày: w

D=k k k h t l s /∆

Trong đó : kw=1,14

0,78

0,67 0,984 0, 27

h

t

m l

k

k

các giá trị kh, km, kl tra bảng 6.5, 6.6, 6.7

2, 4 1,026

1,34 1,02

s

ρ ρ

ρ

1,14.0,67.0, 27.4

0,6156 ( ) 1,34

b) Trọng lượng khối phủ

.h 0,007.2, 4.4

0,179 cot 1,34 2,5

u s s

k

α

∆

Bài 19: xác định tải trọng lên kè ốp bờ biết: λ =70m

; h=4m;

30 1,026

ϕ = o ρ =

Áp dụng công thức

d s f rel

Trong đó:

0,85 4,8 0,028 1,15 0,85 4,8 3 0,028 1,15 1,06

s

kf xác định theo bảng 6.9 , nội suy ta được kf=1,225

krel=1,7 tra bảng 6.10

thay vào công thức trên ta được P d =1,06.1, 225.1,7.9,81.1,026.4 88,87= ( )T

cao độ z2 được xác định theo công thức

1

ϕ

Trong đó :

( )

2 2

0, 47 0,023 4 0, 47 0,023 4,653

4 3

ctg

ϕ

0,95 (0,84 0, 25) 4 0,95 0,84 3 0, 25 3,525

70

h

λ

Thay các giá trị trên vào công thức ta có:

2

1

z 4,653 1 23 1 4, 653 3,525 0,167

Bài 20 Xác định giá trị phản áp lực của tấm gia cố Biết λ =70m

; h=4m;

30 1,026

ϕ = o ρ =

, b f =3m; x 1 =1m: x 2 =4m.

ADCT (6-16) ; Pc=ks.kf.pc,rel.ρ.g.h (kpa)

Trong đó : +

0,85 4,8 (0,028 1,15 )

s

0,85 4,8 3 0,028 1,15

=4,653

+ kf= 1,2259(nội suy bảng 6.9)

+ pc,rel : tra đồ thị 6-19

3

0,1

70

f

b

λ = = <

lấy = 0,1

Giao của

f

b

λ

và

x

λ

là giá trị Pc,rel

Với x1=1m =>

1

x

λ

=0,01 => Pc,rel 1 = 0,221(T)

Với x2=4m=>

2

x

λ

=0,06 => Pc,rel 2= 0,24(T)

 Pc1=4,653.1,225.0,221.1,026.9,81.4=……

 Pc2=4,653.1,225.0,24.1,026.9,82.4=……