Ứ Ụ Ầ Ề ĐỂ Ấ Ố Ộ Ử Ự ĐỘ Ề ễn văn...

Nghiên cứu Khoa học chuyên ngành

Tập san Khoa học & Giáo dục số 3 39

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM GEO - SLOPEĐỂ TÍNH THẤM CỐNG MỘT CỬA TỰ ĐỘNG VÙNG TRIỀU

ThS. Nguyễn Văn Cổn và ctvKhoa Thủy lợi

ABSTRACT

Mekong Delta is the last part of the Mekong River, which has approximate 700 km of coastline,is asusceptible region under the climate change. This region is also the priority region in theNational Target Programme to respond to climate change.

The barrier system in coastal region of Mekong Delta was constructed under various types indecades. However, the Sea Level Rise under climate change was not mentioned in the originaldesign. Seepage stability of automatic single gate barrier is calculated under the conventionalprocedure of Vietnamese Building Code.This paper aimed at evaluating the overview of barriertypes in coastal region of Mekong Delta. GEO-SLOPE is used as a numerical method for analyzingthe problem. A correlationcomparison of conventional method and numerical method is given. Theadvantages of applying the software are also given.Keyword: Seepage stability, automatic single gate barrier, coastal region, Sea Level Rise

TÓM TẮTĐồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là phần cuối của sông Mekong, có khoảng 700 km bờ biển,

nơi dễ bị tổn thương do BĐKH. Đây cũng là vùng ưu tiên trong Chương trình mục tiêu quốc giaứng phó với biến đổi khí hậu.

Hệ thống Cống vùng triều ở ĐBSCL được xây dựng qua nhiều thời kỳ, với nhiều chủng loạikhác nhau. Tuy vậy, nước biển dâng do BĐKH chưa được đề cập trong thiết kế ban đầu. Ổn địnhthấm của cống một cửa tự động vùng triều được tính toán theo các bước quy định của Quy chuẩnXây dựng Việt Nam. Bài báo này tập trung đánh giá tổng quan các dạng cống vùng triều ở ĐBSCL.GEO-SLOPE được dùng như phương pháp số để giải bài toán này. So sánh tương quan giữaphương pháp truyền thống và phương pháp số được đưa ra. Những ưu việt khi áp dụng phần mềmnày để tính thấm cũng được đưa ra.Từ khóa: Tính ổn định thấm, cống một cửa tự động, vùng triều, nước biển dâng.

1.ĐẶT VẤN ĐỀĐồng bằng Sông Cửu Long là vùng sản

xuất nông nghiệp trọng điểm của cả nước,trong đó công tác thủy lợi đóng vai trò hết sứcto lớn, từ sau năm 1975 đã được nhà nước vànhân dân đầu tư hàng nghìn công trình thủy lợiở khu vực này. Tuy nhiên các công trình nàyđược xây dựng qua nhiều thời kỳ, việc áp dụngtiêu chuẩn thiết kế ở từng công trình rất khácnhau. Vì vậy ứng dụng mô hình số để tính ổn

định thấm phục vụ việc nâng cấp cũng như xâydựng mới các cống ở ĐBSCL là cần thiết, nhấtlà trong điều kiện biến đổi khí hậu cực đoannhư ngày nay.2. TỔNG QUAN VỀ CỐNG VÙNG TRIỀUCống hở (cống lộ thiên)

Là loại cống dùng để phục vụ cho nhu cầutưới, hoặc tiêu… có thể kết hợp cả giao thôngthủy, bộ; đây là loại cống truyền thống, đượcsử dụng khá rộng rãi.

Cõ b¶n BTCT dù øng lùc

Cöa van tù ®éngthuû lùc

Rä ®¸ bäc PVC

Hình 1: Cống hở vùng triều ở Việt Nam



Cống ngầmThường được xây dựng dưới đê, đập, đường đi, khi không có nhu cầu về giao thông thủy.

PHÍA SOÂNGPHÍA ÑOÀNG

Hình 2: Cống ngầmCống kiểu đập trụ đỡ

Đề tài KHCN cấp Nhà nước KC12-10(1992-1995) do GS.TS. Trương Đình Dụ (ViệnKhoa học Thủy lợi) chủ trì đã đề xuất cốngkiểu đập trụ đỡ, đã được ứng dụng: Cống Sông

Cui (Long An) năm 1999-2000, Cống HiềnLương (Quảng Ngãi) năm 2001-2002 và CốngThảo Long (Thừa Thiên - Huế), hệ thống đêbiển tỉnh Bến Tre...

Hình 3: Cống kiểu đập trụ đỡ (Cống đập Thảo Long)Cống kiểu đập xà lan

Viện khoa học Thuỷ lợi đã đề xuất một sốdạng công trình ngăn sông kiểu mới trong đócó dạng đập xà lan, theo nguyên lý dùng các

loại xà lan đưa đến vị trí làm đập để đánh chìm,trên xà lan có lắp sẵn cửa van để điều tiết nước.Loại này rất thích hợp với vùng ven biểnĐBSCL.

Cống Phước Long (Bạc Liêu) Cống Minh Hà (Cà Mau)

Hình 4: Cống đập xà lan ở ĐBSCLCống lắp ghép BTCT dự ứng lực

Để giảm giá thành xây dựng công trình,nhằm khắc phục một số tồn tại của cống trụ đỡ,cống kiểu đập xà lan, Viện KHTL Miền Namđược Bộ NN & PTNT giao cho thực hiện đề tài“Nghiên cứu công nghệ Thiết kế và Thi công

kết cấu cống lắp ghép ở Đồng bằng sông CửuLong”, do Ths. Phan Thanh Hùng làm chủnhiệm. Kết quả của đề tài đã xây dựng thửnghiệm thành công cống ngăn mặn ở HậuGiang, Bạc Liêu, Tiền Giang.

Mô hình Cống lắp ghép Cống Sáu Kim (Tiền Giang)Hình 5: Kết cấu cống lắp ghép cừ bản dự ứng lực, cửa van tự động Clape



1.Chọn cống điển hình để tính thấm Tên Cống: Cống Rạch Dinh – Cà Mau; là Cống hở bê tông cốt thép (BTCT) toàn khối dạng mộtcửa tự động.Hình thức: Cống hoạt động 2 chiều, tiêu thoát nước từđồng ra sông và lấy nước từ sông vào đồng kết hợp giaothông thủy, bộ.Nhiệm vụ cống: Ngăn mặn, giữ ngọt, tiêu úng, xổphèn, điều tiết nước cho một phần diện tích cho 14.903ha (tiểu vùng I - Bắc Cà Mau), trong đó lưu vực trựctiếp phục vụ của cống Rạch Dinh khoảng 2.000 ha.

Hình 6: Mô hình cống điển hình (cống 1 cửa tự động kết hợp cầu Giao thông)2.Xác định cấp công trình

Cấp theo năng lực phục vụ: Cống RạchDinh là công trình đầu mối ngăn mặn, giữngọt , tiêu úng, xổ phèn và điều tiết nước nhằmổn định sản xuất cho 200 ha. Do đó, cấp thiếtkế của công trình là cấp III (theo bảng 1QCVN 04 - 05: 2012/BNNPTNT).

Cấp theo đặc tính kỹ thuật của công trình:đối với công trình thủy chịu áp lực nước cóchiều cao > 4 ÷ 8 m, đặt trên nền yếu (loại C)cấp công trình là cấp IV, cấp toàn công trình làcấp III.3.Các chỉ tiêu thiết kế chính- Mức đảm bảo thiết kế của công trình thủy lợi(theo bảng 3 QCVN 04 - 05: 2012/BNNPTNT).+ Mức đảm bảo tưới ruộng: 80%.+ Mức đảm bảo tiêu cho nông nghiệp: 90%.- Lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế vàkiểm tra công trình thủy cấp III có tần suấtthiết kế: P = 1,5 %.

- Lưu lượng, mực nước thấp nhất để tính ổnđịnh, kết cấu công trình, nền móng cho côngtrình trên sông cấp III là: 95%.- Tần suất mưa tính toán: P = 75%.- Các hệ số:

+ Hệ số vượt tải: n = 1,00.+ Hệ số tin cậy: Kn = 1,15.+ Hệ số điều kiện làm việc: m = 1,00.+ Các hệ số lệch tải sau:

- Trọng lượng bản thân công trình: n = 1,05- Áp lực thẳng đứng do trọng lượng đất gây ra:n = 1,10- Áp lực bên của đất: n = 1,20- Áp lực nước thủy tĩnh: n = 1,10- Áp lực sóng, áp lực thấm ngược: n = 1,00- Tải trọng đứng, ngang, tải trọng thiết bị cốđịnh: n = 1,20- Tải trọng do gió: n = 1,30- Tải trọng do tàu thuyền: n = 1,20- Tác động của nhiệt độ và độ ẩm: n = 1,104.Tài liệu địa chất tổng hợp

Bảng 1: Chỉ tiêu cơ lý chính của đất nền cống Rạch DinhLớp đất

TT Thông số Đơn vị Ký hiệu Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3

1 Chiều dày m 12,2÷12,3 9,9÷10,0 5,0

2 Dung trọng tự nhiên kN/m3 γντ 15,4 19,3 20,73 Độ bão hòa % G 97,6 97,8 984 Góc ma sát trong Độ ϕ 4001 18025 25057

5 Lực dính kết kN/m2 C 7,0 19,0 9,06 Hệ số thấm m/s K 7,59E-08 7,57E-08 8,10E-067 Độ rỗng % n 66,2 44,6 35,28 Thành phần hạt

8.1 Sạn %8.2 Cát % 13,7 53,4 82,38.3 Bụi % 39,1 24,4 13,08.4 Sét % 47,2 22,2 4,7



Bảng 2: Đặc trưng cơ lý đất bùn sét ở Cà MauCà Mau

TT

Bùn sétAmbQIV

1 7.5 - 32

2 733 -4 15

5 306 467 98 66.29 1.6310

0.98

11

2.68

12

1.73

13

100

14

61.23

15

36.89

16

24.34

17

1.2

18

5

19

0.07

20

0.14

21

13

22

0

Hình 1-1: COÄT ÑÒA TAÀNG TOÅNG HÔÏP KHU VÖÏC ÑOÀNG BAÈNG SOÂNG CÖÛU LONG(THEO SOÁ LIEÄU CAÙC VAÁN ÑEÀ ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH KHU VÖÏC ÑBSCL - PHAÂN HOÄI KHÑCCT 1984)

THO

ÁNG

BA

ÄC KYÙ HIEÄUÑÒA CHAÁT

COÄT ÑÒATAÀNG

TÆ LEÄ: 1/200

BEÀ DAØY(meùt)

MOÂ TAÛ TOÙM TAÉTTHAØNH PHAÀN THAÏCH HOÏC

COÅ SINH

NIEÂNÑAÏI

THEOC14

HO

LOX

EN

treân

HO

LOX

EN

11

1

1

2

2

2

44

4

4

3

33

3

6

2

a,am

Q3

3 IV

alQ

34 IV

bmQ

33 IV

ambQ 3IV

90-200

0.50-5.0

> 2 > 20.

2-0.

5Seùt maøu xaùm, treân maët coùmaøu vaøng xaùm (bòFERALIC hoaù) ñoâi choã coùseùt naâu xaùm (gaàn soâng lôùn)

Buøn seùt xaùm ñen xen caùclôùp caùt buïi xaùm tro chöùasoø heán vuõng vònh (chöaxaùc ñònh)

Buøn seùt, than buøn (phaàntreân) chöùa maûnh vuïn thöïcvaät RHZOPHORAMELALENCA,LENCADENÑON . . .

Buøn seùt höõu cô

6

6

2

Seùt xaùm xanh, xaùm vaøng

Buøn seùt maøu xaùm, xaùm traéng,naâu, vaøng xaùm, thænh thoaûngxen caùc oå, thôù caùt mòn. Phaàndöôùi taàng gaëp caùt mòn maøuvaøng baån, laãn ít soûi ong. Giöõataàng coù caùt mòn maøu xaùm.Trong caùt, seùt gaëp soø heánvuõng vònh (chöa xaùc ñònh)

Caùt maøu vaøng, xaùm tro, chöùasoûi nhoû keát voùn saét. Coù nôigaëp soø heán

Seùt, seùt pha maøu loang loã (vaøngtím, ñoû traéng) ñoâi choã bò ñaù onghoaù. Döôùi seùt laø caùt laãn soûi saïn

HO

LOX

EN

döôùi

PLE

ITO

XE

N

ambQ 2IV

m, mabQ 2IV

a, ambQ 1-2IV

amPQIV

10-46

0.5-12

4500

8000

11000

HO

LOX

EN

giöõa

Nguồn: Các vấn đề Địa chất công trình khu vực ĐBSCL – Phân hộiKHĐCCT

Nguồn: NguyễnVăn Thơ (1979).Tập san Thủy lợi.

5.Tổ hợp mực nướcTrường hợp 1: Tiêu chua, xổ phèn tháng 2+ Lưu lượng tính toán: QT2 = 10,45 m³/s

+ Phía đồng: Zđ = +0,50 m+ Phía biển: Zb = +0,30 m+ Chênh lệch THL: ∆Z = 0,2m



Trường hợp 2: Tiêu mưa tháng 10+ Lưu lượng tính toán: QT10 = 12,82 m³/s+ Phía đồng: Zđ = +0,90 m+ Phía biển: Zb = -0,28 m+ Chênh lệchTHL: ∆Z = 1,18m

KẾT QUẢ TÍNH ỔN ĐỊNH THẤM1.Chọn phương pháp tính toán thấm dướiđáy công trình►Mục đích tính thấm

Tính thấm là xác định đường bão hòa thấmqua thân cống trong thời gian đóng cống nhằmtìm ra các yếu tố thủy lực trong trường thấmgồm: Cột nước áp lực H, lưu lượng thấm Q,gradient thấm J, hệ số thấm K của dòng thấm...phục vụ cho việc tính ứng suất, biến dạng củacống.

►Phương pháp tính toánChọn ra loại cống điển hình loại vừa và nhỏ

ở ĐBSCL;Tính thấm theo phương pháp giải tích

(phương pháp tỉ lệ đường thẳng của Lence, kỹsư người Mỹ công bố năm 1934);

Tính thấm theo phương pháp mô hình số(sử dụng phần mềm SEEP/W phiên bản 2004do GEO-SLOPE International, Ltd Canadaphát triển).►Trường hợp tính toán

Cống Rạch Dinh có nhiệm vụ giữ ngọt vàngăn xâm nhập mặn, nên khi tính toán thấm tatính với những tổ hợp mực nước bất lợi nhất,có chênh lệch mực nước thượng - hạ lưu là lớnnhất.

Bảng 3: Mực nước tính toán cống Rạch Dinh (m)Trường hợp ngăn mặn Trường hợp giữ ngọt

MNĐ MNB ∆Znm MNĐ MNB ∆Zgn

+0,19m +0,65m 0,46 +0,8 -0,36 1,16

2.Nội dung bài toán thấm bằng phươngpháp tỉ lệ đường thẳng►Khái quát phương pháp tỉ lệ đường thẳng

Theo Lence thì chiều dài đường viềntính toán LTT được xác định theo công thức sau:

LTT = Lđ + Ln / m (1. 1)Trong đó:

Lđ: chiều dài của các đoạn thẳng đứngvà các đoạn xiên có góc nghiêng ≥ 450

Ln: tổng chiều dài các đoạn nằm ngangvà các đoạn xiên có gócnghiêng ≤ 450

m: hệ số hiệu quả tiêu hao cột nướcthấm trên đoạn thẳng đứng so với các đoạnnằm ngang.

►Tính toán theo phương pháp tỉ lệ đườngthẳng- Xác định chiều dài đường viền thấmtính toán

Hình 7: Sơ đồ tính thấm trường hợp giữ ngọt

Từ sơ đồ bố trí ta có độ dài của các đoạn tính toán như sau:



Bảng 4: Bảng tính chiều dài đường viền thấm tính toánChiều dài các đoạn thẳng đứng:Lđ = LAB + LCD + LEF + LJK + LLM

+ LNO

Chiều dài các đoạn nằm ngang:Ln = LBC + LDE + LFG + LGH + LHI

+ LIJ + LKL + LMN

LTT = Lđ + Ln/2

Tên đoạn Đứng Ngang Xiên (α≥450) Xiên (α≤450)

AB 0.5BC 4.9CD 1.12DE 1.1EF 0.97FG 2.27GH 5.83HI 2.53IJ 4.12JK 0.96KL 1.11LM 1.12MN 4.95NO 0.5

Tổng Lđ + Xiên (α≥450)

Tổng Ln + Xiên (α≤450)LTT

5.17

26.81

18.575

Kiểm tra chiều dài đường viền thấm Điều kiện để không xói ngầm,chiều dài tính toán Ltt phải thoả mãn:

LTT ≥ C.H (1. 2)Trong đó:H: cột nước chênh lệch lớn nhất củacống.C: là hệ số phụ thuộc đất nền.Tra bảng (2-2) [3] với đất sét trungbình ta được C = 2,0.

Trường hợp ngăn mặn: Hnm = 0,46m

LTT = 18.575 > C.H= 0.92

Trường hợp giữ ngọt: Hgn = 1,16m

LTT = 18.575 > C.H= 2.32

Vậy cả hai trường hợp đều thoả mãn.

Áp lực thấmCột nước thấm tại một điểm cách mép hạ lưuđường viền thấm một đoạn tính toán xtt là:

(1. 3)Trong đó: H: cột nước thấm cũng là cột nướcchênh lệch lớn nhất của cống.

Theo sơ đồ tính thấm thì áp lực thấm đẩyngược lên bản đáy cống là:

Trong đó:

: trọng lượng riêng củanước.

hi, hi+1: cột nước thấm tại điểm i vài+1.

L2i: khoảng cách giữa 2 điểm i và i+1.

Áp lực đẩy nổi lên tấm đáy

(1. 4)Trong đó:

hh : Chiều cao cột nước ở hạ lưu;t: Chiều dày bản đáy ;L: Chiều dài đoạn tính toán.

Xem bản đáy cống trường hợp này là phẳng có chiều dày không đổi là t = 0,75m.



Bảng 5: Kết quả tính toán ổn định thấm theo phương pháp Lence

∑Lđ ∑Ln hx L2i hh+t Wth Wl ∑Lđ ∑Ln hx L2i hh+t Wth Wl

(m) (m) (m) (m) (m)(kN/m

)(kN/m) (m) (m) (m) (m) (m) (kN/m) (kN/m)

1 1.62 5.5 4.37 0.11 - 3.56 2 1.62 5.46 4.35 0.27 - 3.09 - -E 1.62 6 4.62 0.11 0.5 3.56 0.55 17.46 K 1.62 6.06 4.65 0.29 0.6 3.09 1.65 18.19F 2.59 6 5.59 0.14 0.97 3.56 1.20 33.88 J 2.58 6.06 5.61 0.35 0.96 3.09 3.02 29.10G 2.59 8.27 6.725 0.17 2.27 3.56 3.40 79.28 I 2.58 10.18 7.67 0.48 4.12 3.09 16.76 124.89H 2.59 14.1 9.64 0.24 5.83 3.56 11.59 203.60 H 2.58 12.71 8.935 0.56 2.53 3.09 12.87 76.69I 2.59 16.03 10.605 0.26 2.53 3.56 6.22 88.36 G 2.58 18.54 11.85 0.74 5.83 3.09 37.12 176.72J 2.59 20.75 12.965 0.32 4.12 3.56 11.80 143.89 F 2.58 20.81 12.985 0.81 2.27 3.09 17.27 68.81K 3.55 20.75 13.925 0.34 0.96 3.56 3.14 33.53 E 3.55 20.81 13.955 0.87 0.97 3.09 8.00 29.402 3.55 21.35 14.225 0.35 0.6 3.56 2.05 20.95 1 3.55 21.31 14.205 0.89 0.5 3.09 4.31 15.16

39.94 620.94 101.00 538.96

Trường hợp ngăn mặn với Hnm= 0,46m Trường hợp giữ ngọt với Hgn= 1,16m

Điểm X (m)

Tổng

Điểm X (m)

TổngGradient thấm và lưu tốc bình quân: Hệ số thấm của đất nền (lớp 2): K= 7,36*10-9 m/s

Bảng 6: Tính Gradient thấm và lưu tốc bình quân7.36

18.575

Công thức Kết quả Công thức Kết quảTrường hợp ngăn mặn: Hnm = 0.46 m Trường hợp giữ ngọt: Hgn = 1.16 m

Trên đoạn viền thẳng đứng: Trên đoạn viền thẳng đứng:

Jdnm 0.02 Jd

gn 0.06

Vdnm 0.18 E-9 (m/s ) Vd

gn 0.46 E-9 (m/s )

Trên đoạn viền nằm ngang: Trên đoạn viền nằm ngang:

Jnnm 0.01 Jn

gn 0.03

Vnnm 0.09 E-9 (m/s ) Vn

gn 0.23 E-9 (m/s )

LTT

Hệ số thấm của đất nền (lớp 2): K= 7,36*10 -9 m/s

TT

nmnmđ L

HJ =

n mđ

n mđ JKV .=

m

JJ

nmđnm

n =

n mn

n mn JKV .=

T T

g ng nđ L

HJ =

g nđ

g nđ JKV .=

m

JJ

g nđg n

n =

g nn

g nn JKV .=

Lưu lượng thấm đơn vịBảng 7: Tính lưu lượng thấm đơn vị

Lưu lượng thấm đơn vị được tính theo côngthức sau:

(1. 5)

Với T: Chiều dày tầng thấm dưới bản đáy cống.Xác định tầng không thấm: Do chiềudày của tầng thấm rất lớn nên ta chỉ xétđến dòng thấm trong phạm vi “tầngthấm mạnh”. Chiều dày giới hạn củatầng thấm Ttt phụ thuộc vào trị số hìnhchiếu ngang L0 và hình chiếu đứng S0

của đường viền thấm.

Lưu lượng thấm đơn vị Kết quả

K= 7,36*10-9 m/s 7.36 E-9

19.33

L0 = 6+17+6 = 29

S0 = 1.5

14.5

Trường hợp ngăn mặn: Hnm = 0,46m 0.46 m

1.32 E-9

Jnnm 0.01

Trường hợp giữ ngọt : Hgn = 1,16m 1.16 m

3.33 E-9

Jngn 0.03

)5.1(.. TJKq n=

=0

0

S

L

== TJKq n mnn m ..

== TJKq g nng n ..

==⇒> 00

0 .5,05 LTS

Ltt



3. Nội dung bài toán thấm bằng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH)►Khái quát về phương phápPTHH

Theo phương pháp này thì miền thấm đượcchia thành những tam giác, tứ giác có kích thướcvà hình dạng khác nhau phù hợp với các biên vàtính chất của dòng thấm ở các khu vực khácnhau (khu vực nào có dòng thấm mạnh thì đượcchia nhỏ và ngược lại) và được nối với nhau tạicác nút. Tọa độ tại một điểm bên trong phần tửx, y được xác định thông qua tọa độ của cácđiểm nút:

(1. 6)

(1. 7)Trong đó:

: Hàm dạng của phần tử.

: Tọa độ các điểm nút phần tử.

►Tính toán theo phương pháp PTHH với SEEP/WSEEP/W [4] là phần mềm giao diện đồ họa, dùng để mô hình hóa chuyển động của nước và

phân bố áp lực lỗ rỗng trong môi trường đất đá theo PTHH.Các bước phân tích bài toán – DEFINE-Xác định vùng làm việc, tỷ lệ, khoảng lưới,

lưu bài toán.-Phác họa bài toán, xác định loại phân tích,

xác định kiểm tra phân tích.-Xác định hàm mật độ nước, hàm thấm.-Xác định tính chất vật liệu.-Sinh lưới phần tử.-Chọn thông số cần xem.-Xác định các điều kiện biên nút.-Xác định mặt cắt tính lưu lượng.-Xác định hệ toạ độ.-Kiểm tra số liệu.

Giải bài toán - SOLVE- Bắt đầu giải.- Kết thúc SOLVE.- Xem kết quả - CONTOUR.- Vectơ vận tốc.- Dán giá trị các đường đẳng trị.- Giá trị lưu lượng.- Hệ đường thấm.- In kết quả.- Hiển thị thông tin nút và phần

tử.- Vẽ đồ thị các kết quả.

►Các khai báo chính cho bài toánĐiều kiện biên của bài toán thấm:

+ Tại các nút thuộc nền và sân tiêu năng (phầncó lỗ thoát nước) phía đồng và phía biển, khaibáo giá trị các cột nước H tương ứng cho cáctrường hợp.

+ Tại các biên dưới nền công trình là biênkhông thấm, khai báo lưu lượng Q = 0 cho cácnút.+ Tại các biên thẳng đứng phía đồng và phíabiển; biêndưới cùng của lớp nền là biên khôngthấm ta khai báo lưu lượng qua các nút Q = 0.►Kết quả tính toán

Trường hợp ngăn mặn Trường hợp giữ ngọt

Hình 8: Kết quả tổng cột nước (Total Head)



Bảng 8: Kết quả tính thấm cống Rạch Dinh bằng SEEP/WChỉ tiêu tính toán Ký hiệu Đơn vị Giá trị Kiểm tra

Ngăn mặn

(XY- Gradient Min) Jmin 1 1,89E-05

(XY- Gradient Max) Jmax 1 0,03826

Gradient thấm cho phép [J] 1 0,45

Lưu lượng thấm Qt m3/s 1,40E-08

Thỏa mãn

Giữ ngọt

(XY- Gradient Min) Jmin 1 8,40E-04

(XY- Gradient Max) Jmax 1 0,06679

Gradient thấm cho phép [J] 1 0,45

Lưu lượng thấm Qt m3/s 3,49E-08

Thỏa mãn

Trong đó:[J]: gradient thấm cho phép, phụ thuộc vào loạiđất nền và cấp công trình. Tra bảng 2-4 Giáotrình thủy công tập 1 [3] ứng với công trìnhcấp III và đất nền là đất sét có [J] =0,45.

Nhận xét:Trong cả 2 trường hợp,nên cống đảm bảo an toàn không bị xói ngầm.

►Phân tích tương quan giữa 2 phươngpháp

Qua kết quả tính toán 2 phương pháp trênthấy rằng với kích thước và kết cấu công trìnhđều đảm bảo được yêu cầu về độ bền thấm.

Bảng 9: Ưu-nhược điểm của phương pháp tính thấm được sử dụngPhương

phápƯu điểm Nhược điểm

Tỉ lệ

đường

thẳng

(Lence)

- Cho kết quả đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đối với công

trình nhỏ, đường viền thấm đơn giản, tầng thấm mỏng.

- Thường dùng để kiểm tra sơ bộ chiều dài đường viền

thấm trước khi tính toán đối với các công trình lớn.

- Thời gian tính toán lâu đối

với các công trình có đường

viền thấm phức tạp, tầng

thấm dày.

Moudule

SEEP/W

Phần mềm

GEO-

SLOPE

- Giao diện thân thiện với người dùng, tốc độ nhanh,

khả năng thực thi lớn.

- Khả năng phân tích và giải bài toán đa dạng: dòng

thấm có áp, không áp; ngấm do mưa; áp lực lỗ rỗng dư;

thấm ổn định, không ổn định.

- Kết hợp với các module khác trong bộ phần mềm

GEO-SLOPE để phân tích và giải các bài toán phức tạp

(ổn định mái dốc, lan truyền ô nhiễm trong đất đá, phân

tích cố kết).

- Độ tin cậy của kết quả bài

toán phụ thuộc vào sự chính

xác của mô hình hóa bài

toánvà các điều kiện được

khai báo rõ ràng, đầy đủ.



Nhận xét:Thông qua 2 cách tính thấm cho cống Rạch

Dinh theo phương pháp hiện hành và dùngmodule SEEP/W của phần mềm GEO-SLOPE)cho thấy kết quả của việc tính toán ổn địnhtheo phương pháp giải tích và phương pháp sốcho kết quả không khác biệt trong các kịch bảnđơn giản. Ưu việt của SEEP/W cung cấp kếtquả nhanh, trực quan và đầy đủ các kết quả tạicác mặt cắt bất kì các lớp đất nền phía dưới đáymóng mà phương pháp giải tích không thể hiệnđược.

Ngoài ra phần mềm GEO-SLOPE là mộtcông cụ đầy tiềm năng để phân tích trạng tháiứng suất biến dạng và ổn định cho công trìnhxây dựng nói chung. Khi thiết kế công trìnhthủy lợi các Kỹ sư và cán bộ thiết kế nên ápdụng GEO-SLOPE để tính toán nhằm đáp ứngcác yêu cầu cả về kinh tế và kỹ thuật, nhất lànhững công trình xây dựng trên vùng đất yếu.

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1] Nguyễn Văn Thơ (1979). Đặc trưng cơ lý

đất nền vùng ĐBSCL. Tập san Thủy lợi.[2] Thuyết minh TKKT Đầu tư xây dựng công

trình cống Rạch Dinh, 2008, Viện Khoahọc Thủy lợi Miền Nam

[3] Ngô Trí Viềng, Nguyễn Chiến, NguyễnVăn Mạo, Nguyễn Văn Hạnh, NguyễnCảnh Thái (2005). Thủy Công – Tập 1+2.NXB Xây dựng.

[4] GEO-SLOPE(2004). SEEP/W Version 6.02UsersManual, GEO-SLOPE InternationalLtd., Calgary, Canada.

[5] Dương Văn Viện (2010). Nghiên cứu nângcấp cống vùng triều vừa và nhỏ để thíchứng với nước biển dâng do biến đổi khí hậuở Tiền Giang và Bến Tre, Đề tài cơ sở cấpBộ.

Ứ Ụ Ầ Ề ĐỂ Ấ Ố Ộ Ử Ự ĐỘ Ề ễn văn...

Documents