BÀI TẬP CHƯƠNG 5 – NƯỚC TRONG ĐẤT 1. Cho mô hình như hình vẽ. Mực nước trong các ống đo thể hiện trong hình khi dòng chảy đạt trạng thái ổn định. Hãy xác định: a. Cột áp thế năng, áp năng, vận tốc và cột áp tổng tại A và B b. Tổn thất cột áp giữa A và B (Đáp số: 0.74 m) c. Gradient thủy lực giữa A và B (Đáp số: 0.0037) 2. Xylanh có vạch chia hứng nước ở trong hình hứng được 892 ml nước trong thời gian 112 giây. Cho biết: Đường kính mẫu đất: 18 cm Cao độ của mực nước trong piezometer trên cùng là 181 cm Cao độ của mực nước trong piezometer dưới cùng là 116.6 cm Đầu của 2 piezometer kế nhau gắn vào mẫu đất cách nhau một đoạn là 16.7 cm Hãy xác định hệ số thấm k của đất. (Đáp số: 0.2 cms) 3. Một lớp đất cát pha bụi cắt vào một phía của bồn chứa như trong hình. Lớp đất này có hệ số thấm là 0.04 cms và trải rộng 1000 m theo chiều dài của bồn chứa. Một giếng quan trắc được lắp vào lớp đất này và mực nước đo được như trong hình. Hãy tính lưu lượng nước rò rỉ từ bồn chứa ra ngoài qua lớp đất này. (Đáp số: 30,000 m3mon) 4. Nước vận động trong đất từ điểm A đến điểm B có gradient thủy lực là 0.002. Hệ số thấm của đất là 9105 ms. Cho hệ số rỗng là 0.85. Hãy tính vận tốc thực của nước trong đất. (Đáp số: 0.00152 mhr) 5. Cho lưới thấm của dòng chảy quanh một hàng sheet pile trong lớp đất thấm như hình sau đây. Cho hệ số thấm theo các phương là như nhau kx = kz = k = 4.2103 cms. Hãy xác định: a. Mực nước dâng lên trong ống nếu đặt ống đo áp piezometer tại a, b, c và d b. Lưu lượng nước thấm qua ống dòng II trên một đơn vị chiều dài Bài 5 Bài 6 6. Cho H1 = 6 m, D = 3 m; H2 = 1.5 m, D1 = 6 m. Hãy vẽ lưới thấm và tính lượng nước rò rỉ trên một đơn vị chiều dài của sheet pile. 7. Trong mô hình thí nghiệm cột nước không đổi: L = 30 cm, diện tích mặt cắt ngang mẫu A = 177 cm2, h = 50 cm, thể tích nước thu được trong 5 phút = 350 cm3. Hãy xác định hệ số thấm k (cms) Bài 7 Bài 8 8. Hãy tính lưu lượng trên 1 m chiều dài (m3sm) chảy qua mặt phẳng vuông góc với hướng dòng chảy qua một lớp đất thấm nước. Cho biết H = 8 m, H1 = 3 m, h = 4 m, L = 50 m, = 8o, và k = 0,08 cms. 9. Người ta xây bồn để lắp đặt máy bơm dưới đất như trong hình vẽ. Trong quá trình xây dựng, người ta tiến hành hạ mực nước ngầm nhưng sau khi xây xong thì nước khôi phục trở về mực nước ngầm tự nhiên với mực nước cao nhất được thể hiện trong hình. Bồn được xây bằng bê tông cốt thép có khả năng chống thấm rất tốt để nước không thấm vào. Bồn và đất phía trên nó có khối lượng là 30,000 kg (không kể đáy bể ngầm). Trọng lượng của bồn và đất bên trên nó phải đủ để chống lại lực đẩy nổi tác động lên đáy bồn, với hệ số an toàn nhỏ nhất là 1.5 (nghĩa là trọng lượng bồn + đất phải ít nhất bằng 1.5 lần tổng lực đẩy nổi). Hãy viết công thức tính lực đẩy nổi và xác định bề dày đáy bồn t. Bỏ qua trọng lượng máy bơm và lực ma sát giữa bồn với đất xung quanh. Cho biết bê tông = 2,400 kgm3. (Đáp số: 200 mm)
Trang 1BÀI TẬP CHƯƠNG 5 – NƯỚC TRONG ĐẤT
1 Cho mô hình như hình vẽ Mực nước trong các ống đo thể hiện trong hình khi dòng chảy đạt trạng thái ổn định Hãy xác định:
a Cột áp thế năng, áp năng, vận tốc và cột áp tổng tại A và B
b Tổn thất cột áp giữa A và B (Đáp số: 0.74 m)
c Gradient thủy lực giữa A và B (Đáp số: 0.0037)
2 Xylanh có vạch chia hứng nước ở trong hình hứng được 892 ml nước trong thời gian 112 giây Cho biết:
- Đường kính mẫu đất: 18 cm
- Cao độ của mực nước trong piezometer trên cùng là 181 cm
- Cao độ của mực nước trong piezometer dưới cùng là 116.6 cm
- Đầu của 2 piezometer kế nhau gắn vào mẫu đất cách nhau một đoạn là 16.7 cm
Hãy xác định hệ số thấm k của đất (Đáp số: 0.2 cm/s)
Trang 23 Một lớp đất cát pha bụi cắt vào một phía của bồn chứa như trong hình Lớp đất này có hệ số thấm là 0.04 cm/s và trải rộng 1000 m theo chiều dài của bồn chứa Một giếng quan trắc được lắp vào lớp đất này và mực nước đo được như trong hình Hãy tính lưu lượng
nước rò rỉ từ bồn chứa ra ngoài qua lớp đất này (Đáp số: 30,000
m 3 /mon)
4 Nước vận động trong đất từ điểm A đến điểm B có gradient thủy lực là 0.002 Hệ số thấm của đất là 910-5 m/s Cho hệ số rỗng là
0.85 Hãy tính vận tốc thực của nước trong đất (Đáp số: 0.00152 m/hr)
5 Cho lưới thấm của dòng chảy quanh một hàng sheet pile trong lớp đất thấm như hình sau đây Cho hệ số thấm theo các phương là như nhau kx = kz = k = 4.210-3 cm/s Hãy xác định:
a Mực nước dâng lên trong ống nếu đặt ống đo áp piezometer tại
a, b, c và d
b Lưu lượng nước thấm qua ống dòng II trên một đơn vị chiều dài
Trang 36 Cho H1 = 6 m, D = 3 m; H2 = 1.5 m, D1 = 6 m Hãy vẽ lưới thấm
và tính lượng nước rò rỉ trên một đơn vị chiều dài của sheet pile
7 Trong mô hình thí nghiệm cột nước không đổi: L = 30 cm, diện tích mặt cắt ngang mẫu A = 177 cm2, h = 50 cm, thể tích nước thu được trong 5 phút = 350 cm3 Hãy xác định hệ số thấm k (cm/s)
8 Hãy tính lưu lượng trên 1 m chiều dài (m3/s/m) chảy qua mặt phẳng vuông góc với hướng dòng chảy qua một lớp đất thấm nước Cho biết H = 8 m, H1 = 3 m, h = 4 m, L = 50 m, = 8o, và k
= 0,08 cm/s
9 Người ta xây bồn để lắp đặt máy bơm dưới đất như trong hình vẽ Trong quá trình xây dựng, người ta tiến hành hạ mực nước ngầm nhưng sau khi xây xong thì nước khôi phục trở về mực nước ngầm
tự nhiên với mực nước cao nhất được thể hiện trong hình Bồn được xây bằng bê tông cốt thép có khả năng chống thấm rất tốt
để nước không thấm vào Bồn và đất phía trên nó có khối lượng là 30,000 kg (không kể đáy bể ngầm) Trọng lượng của bồn và đất bên trên nó phải đủ để chống lại lực đẩy nổi tác động lên đáy bồn, với hệ số an toàn nhỏ nhất là 1.5 (nghĩa là trọng lượng bồn + đất phải ít nhất bằng 1.5 lần tổng lực đẩy nổi) Hãy viết công thức tính lực đẩy nổi và xác định bề dày đáy bồn t Bỏ qua trọng lượng máy bơm và lực ma sát giữa bồn với đất xung quanh Cho biết bê tông = 2,400 kg/m3 (Đáp số: 200 mm)