chương 1. Phin lớn đập trong ác hỗ chứa khu vực Nam Trung Bộ là các dip dt, và xu hướng này phát triển ngày càng nhanh vẻ số lượng. “rong quá tình sử dụng, hầu hết các đập đều đã phát huy hiệu quả. Nhưng, ‘qua quá trình khai tha ddo nhiều nguyên nhân khác nhau hoặc đổi khi do tổng hop các nguyên nhân đã có một số công trình xảy ra sự cổ, đặc biệt là sự cổ v thấm.
“Thực tế cho thấy thắm đỗ ra mái hạ lưu ở vị tí cao hơn so vớ tính toán mà một trong những nguyên nhân là do thắm dj hướng, cụ thể là hệ số thấm theo phương ngang (K,) lớn hơn nhiều lẫn so với hệ số thắm theo phương đứng (K,) Luận văn sẽ tập trung nghiên cửu vấn dé này cho một số đập cụ thể ở tỉnh Binh Định. Tain văn thạc sĩ "Chuyên ngành: Xây đựng công trình thủy 20, Chương2 NGHIÊN CỨU LÝ THUYET VE THÁM QUA DAP DAT. Lý thuyết thấm Lý thuy + về sự vận động của chất lòng (nước, dẫu mỏ. trong đất, đá nứt nẻ hoặc môi trường xếp nói chung, gợi là lý huyết về thắm.
Việc nghiên cửu vận động của chất lông rong môi trường đt, đá có ý nghĩa quan tong trong thực t, Đặc bit trong công tình thủy lợi lý thuyết về thắm có vai trò quan trọng như cần xác định sấc đặc trưng của thắm qua đập dit, qua để quai thì công hỗ móng, thắm vào hỗ móng, thim dưới đáy công tình bé tổng, thắm vòng qua vai đập. thắm vòng quanh ba. Trong thiết kế công tinh thủy lợi phải tính toán xác định các đặc trưng của đồng thắm như áp lực thắm, lưu lượng thắm, Gradienf. cũng cổ nga là giải quyết toán thắm, khi đó mới đủ điều kiện để đánh giá én định và độ bin của công Đà trình.
Nguyên nhân gây thắm. Đất là đối tượng hỗn hợp nhiều pha = Pha ấn là các hạt cốt đất - Pha lông là nước. ~ Pha không khí trong lỗ rỗng giữa các hat cốt đất. Nước trong đất có thé ở những trang thái khác nhau: nước ở thé hơi, nước ở thể bám chặt nước ở thé màng mỏng, nước mao dẫn, nước rọng lực Không khí rong lỗ ring của đất ngoài tương tác với nước ở dạng hơi, không khí còn hòa tan ở trong nước, khoảng 2% thể tích nước [13].
‘Theo tính chất bão hòa nước, môi trường đất thấm nước chia làm hai loại: dat bão hòa nước và đất không bão hòa nước. ‘Bit bão hòa là môi trường chi bao gồm hai pha là cốt đất và nước chứa diy trong các lỗ rỗng. Bit không bão hòa là hỗn hợp nhiều pha. Ngoài ba pha: cốt dit, Tain văn thạc sĩ "Chuyên ngành: Xây đựng công trình thủy 2 nước, không khí thi mặt phân cách khí nước nơi diỄn ra sức căng mặt ngoài, còn được xem là một pha độc lập thứ tư [12] Nguyên nhân gây thắm trong đất bão hòa nước là do thé chuyển động của «dong thắm hay chính là gradient cột nước thủy lực.
Nguyên nhân gây thắm tong đất không bão hòa ngoài tác nhân chính là gradient nước thủy lục (bao gdm gradient ấp lực và gradient cao tinh) còn do sradient độ ẩm, gradient đính [12] độ hút đính là U,-U, trong đó U, chính là áp. lực khí lỗ ng, U, là áp lực nước lỗ rỗng. “Thể chuyển động của dong nước thắm “Tổng năng lượng tại điểm A có thể biểu thị theo năng lượng trên trọng lượng. «don vị được gọi là vị thể hay cột nước thủy lực: @-) hạ: Cột nước thủy lực hay cột nước tổng y: Cột nước trọng lực Cot nước áp lực Pos Cét nước tốc độ trong đất không đáng kế so với cột nước trong và áp lực.
Do vậy (2-1) có thể viết thành: ớ yay 22) k Pus Nai sẽ thắm từ nơi có tổng cột nước cao đến nơi có ng cột nước thấp hơn, bắt kể áp lực nước lỗ rỗng là âm hay là đương. Tain văn thạc sĩ "Chuyên ngành: Xây đựng công trình thủy 2 2. Các loại đồng thấm. Dong thắm ổn định Dang thắm được coi là én định khi các đặc trưng của dòng thắm như lưu lượng q, lưu tốc v, áp suất thủy động p.
không phụ thuộc thời gian mài chỉ phụ thuộc vào các tọa độ không gian. Các đường dòng cũng không đổi theo thời sian và trùng với đường quỹ đạo chuyển động của chất điểm 3. Dòng thẩm không ổn định Đồng thấm được coi là không ổn định khi các yêu tổ đặc trưng của đồng thắm không những phụ thuộc vào tọa độ Không gian mà còn phụ thuộc vào thời gian. Khi dòng thắm chuyển động khôngén định, ở mỗi điểm trong đồng tơ tốc độ thay đổi theo thời gian, nên các đường dòng cũng thay đổi theo thời gian “Các đường đồng này cho biết hướng và tri số của tốc độ ở những did khác nhau.
trên nó tại một thời điểm cho trước (4). Còn quỹ đạo van động của chit điểm là đường cong di chuyển của chất điểm ở những thời điểm khác nhau (t,, t;). Do đó khi chuyển động không én định đường đồng không tring với đường quỹ dạo [3] 3. Dòng thẩm chảy ting Lý thuyết về thắm cũng ding hệ số Raynols như trong thủy lực để xác định trang thái chảy.
Khi tị số Raynols nhỏ hơn tri số Raynols giới hạn thì din ra trang thái chảy ting. Lúc đó dòngt lắm tuân theo định luật Ducxy “lưu tốc thắm tỷ lệ bậc nhất với gradient thủy lực”. Theo Pavloxki thi: LÔ ức =1. 075u3023 7 Mỗi nhà khoa học theo kinh nghiệm của mình đưa ra một sổ công thức để xác định hệ số Raynols nên giá tị Ray cũng khác nhau “rong thực tẾ, đồng thẳm chủy ting xây ra ở mỗi trường đất sét, & xé, đất sát, cất hat mịn (đ<Imm), đối vớ điễu kiện cốt đắt không dịch chuyển.
Tain văn thạc sĩ "Chuyên ngành: Xây đựng công trình thủy 23 2. Đồng thắm chiy rồi Khi nước vận động trong các lỗ rỗng và khe nứt lớn của đá thì có dạng chảy rối, tức là không tuân theo định luật thắm đường thẳng (định luật Dacxy) mà nó tuân theo những định luật khác — định luật thắm phi tuyến. Loại dòng thắm này xảy ra trong môi trường đất rời hồn lớn, môi trường cuội s6i, đ hộc, đá dăm và mỗi trường đá nút nề.25, Dang thắm Không áp “Thắm qua để, qua thân đập đắt, qua bờ kênh, thắm vòng quanh bờ các công trình thủy lợi. là các dong thắm không áp.
Nghĩa là khi biên phía trên cị miễn thắm la mặt bão hòa hoặc mặt đắt thi ding thắm không bị giới hạn và là đồng thắm không áp. Giao tuyến của mặt phẳng thẳng đứng với mặt bão hòa tạo nên đường bio hòa. Trên mặt bão hòa áp lực nước thắm bằng áp lực khí trời áp suất trên mặt bão hòa bằng áp suất khí quyển). thuật ngữ không áp được hiễu theo nghĩa không có áp lực du.
Trong trường hợp dong thắm ôn định thi dong bão hòa chính là đường. đồng đầu tiên. Dang thắm có áp “Thắm qua đáy công tình thủy lợi, qua ting cát dưới dé thông nước trực tiếp với sông thuộc loại các dòng thắm có áp. Nghĩa là khi biên trên của dòng thắm bị chan bởi đáy các công tinh, ng phủ không thắm nước hoặc thắm nước dòng thắm bị giới hạn là dòng thắm có áp.
Tại các điểm khác nhau trên giới hạn, áp lực nước thắm khác nhau và lớn hơn áp lực khí trời (áp suất ở biên trên của miễn thắm lớn hơn áp suất khí quyển). thuật ngữ có áp được hiểu theo nghĩ có áp lực de 3. Dòng thắm một chẳu “Các quy luật vận động doe theo các quỹ đạo cia đồng thắm hoàn toàn giéng nhan. Ở đó trên tết diện có phương vuông góc với phương cia véc tơ tốc độ thắm, tại tắt cả các điểm không những có chia song song mà còn có độ di bằng nhau.
Ví 4 vận động của nước ngim từ kênh đến sông qua núi phân thủy hep Tain văn thạc sĩ "Chuyên ngành: Xây đựng công trình thủy 2. Đồng nhắm hai chiều Hiện tượng thắm qua thân đề, dip đất là ví dụ cổ điễn của đồng thắm hai chiều. Biển dang của đường dong chảy chủ yéu xảy ra trong mặt phẳng đớng còn mặt bằng có tính chất song phẳng. Khi nước vận động trong mỗi trường lỗ rỗng mà tắt cả các véc tơ tốc độ của chit điễm vận động song song với một mặt phẳng cho trước ta s€ có dng thắm hai chiêu Dang thắm phẳng ngang: thắm trong ting chứa nước có kích thước theo mặt cất ngang rất lớn nhưng theo chiều day (phương đứng) không lớn, biến dạng của.
đồng chủ yếu xây ra trong mặt bing. còn trên mặt thẳng đúng dòng chảy có tính chất song song. Dòng thẩm không gian (ba chiều} Khi nước dưới đất vận động trong môi trường lỗ rồng mà các đường dòng không song song với bắt kỷ mặt phẳng cho trước nào, thì vận động 46 gọi là dòng không gian - ba chiễu. Có th lập công thức đồng thắm bằng cách mỡ rộng phương trình đồng thắm ha chiều, để đưa vào chiều thứ ba, Trong thực tẾ công tình thủy sông, ding thắm trong thân đập có chiều dài đập ngắn, đồng thắm vòng quanh vai đập, dong thắm tiếp xúc tại những nơi tiếp xúc giữa đập đắt và công trình bê tông là ví dụ về dong thắm ba chiều 21.
Định luật thắm cơ bản Khi nghiên cứu thắm qua đập dat cũng như chuyển động của chat lỏng trong môi trường xốp và không biển dang nói chung. không thể nghiên cứu sự chuyển động phức tạp của nước trong các kế rỗng không có quy luật, cho nên dong thực của chất lòng len lõi tong lỗ rổng của đắt được thay bing đồng chất lồng tượng trưng chứa đầy trong toàn bộ thé tích của lỗ rồng và hạt rắn của đắc. Như vậy những đặc trưng trong bình như lưu tốc, áp lực, lưu lượng trong đồ lưu tốc trung bình mang tính chất tượng trưng cồn dp lực vàlưu lượng có giá tị thực [9] Tain văn thạc sĩ "Chuyên ngành: Xây đựng công trình thủy 25 2.1, Định luật thẳm Davey Năm 1856, nhà bác học người Pháp Henry Darcy đã tìm ra định luật cơ bản. về thắm, Định luật được phát biểu như sau: "Lưu tốc thẩm t lệ bậc nhất với gradient thủy lực” hoặc "tổn thất cột nước trong dòng thim lệ bậc nhất với lưu tốc thắm” “Công thúc biểu điễn của định luật J = 3) Dưới dạng phương trình vi phân: (24) “Trong đó: `: Lưu tốc thắm trung bình trên toàn mặt cắt (cms) K: Hệ số thấm của đất (cm/s) J: gradient thủy lực thấmJ hoặc =~ FS au 2-6) 2-6) bạ: Tổn thất cột nước: h,=AH.