zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Mô phỏng theo mặt bằng bài toán thấm qua đê đất đồng chất có giếng giảm áp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

13
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bì viết Mô phỏng theo mặt bằng bài toán thấm qua đê đất đồng chất có giếng giảm áp cung cấp một công cụ tính toán hữu ích mô phỏng bài toán tính thấm qua đê có giếng giảm áp với chi phí tính toán nhỏ hơn nhiều so với bài toán tính theo mô hình ba chiều.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Mô phỏng theo mặt bằng bài toán thấm qua đê đất đồng chất có giếng giảm áp

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 MÔ PHỎNG THEO MẶT BẰNG BÀI TOÁN THẤM QUA ĐÊ ĐẤT ĐỒNG CHẤT CÓ GIẾNG GIẢM ÁP Trần Thế Việt Trường Đại học Thủy lợi 1. GIỚI THIỆU khác biệt là mặt phân tích là mặt ngang. Phương pháp này coi lưới phần tử hữu hạn Giếng giảm áp là hệ thống giếng khoan có kết cấu ống lọc thường được dùng kết hợp nằm trên cạnh của nó thay vì đứng thẳng với các biện pháp kiểm soát dòng thấm khác đứng vuông góc trong một mặt phẳng thẳng như tầng phủ chống thấm thượng lưu, khoan đứng. Điều này giúp việc mô phỏng sự biến phụt, tường chống thấm,…vv để đảm bảo ổn đổi của mặt đo áp gây ra do sự hút hoặc bơm định thấm cho công trình thủy công [1]. nước trở nên khả thi. Ngoài ra, nó cũng cho Dòng thấm tập trung vào trong hệ thống phép ta định nghĩa các điều kiện biên cho nút giếng sẽ giúp làm giảm áp lực nước lỗ rỗng tại các vị trí bất kỳ, đây là ưu điểm so với việc trong thân và nền công trình, triệt tiêu các mô phỏng theo mô hình 2D truyền thống. mạch đùn sủi, giảm nguy cơ mất ổn định nền Do đó, nghiên cứu này cung cấp một công công trình [2]. cụ tính toán hữu ích mô phỏng bài toán tính Tuy vậy, thực tế quá trình mô phỏng và thấm qua đê có giếng giảm áp với chi phí tính tính toán dòng thấm dưới nền công trình có toán nhỏ hơn nhiều so với bài toán tính theo dùng giếng giảm áp vẫn còn nhiều hạn chế. mô hình ba chiều. Đây là một công cụ hiệu Việc thiết kế hệ thống giếng giảm áp hiện quả giúp các kỹ sư thiết kế tính và chọn được nay thường dùng kết quả của bài toán giải pháp sơ bộ để xác định thông số thiết kế phẳng, chưa phản ánh đúng được bản chất quan trọng là khoảng cách bố trí tối ưu giữa vấn đề, nhiều trường hợp cho kết quả có độ các giếng. tin cậy thấp. Mô hình mô phỏng theo bài 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU toán không gian lại rất phức tạp, cần nhiều loại số liệu đầu vào với thời gian tính và chi Thực tế thường yêu cầu lắp đặt một dãy phí lớn. các giếng giảm áp phía hạ lưu đê để đảm bảo Nghiên cứu này áp dụng một tính năng an toàn ổn định thấm, hoặc để hạ thấp mực mới trong modul SEEP/W [3] của bộ phần nước ngầm phía hạ lưu công trình [3]. Trong mềm Geostudio.v2019 với nhiều cải tiến so khâu thiết kế, việc xác định được khoảng với các phiên bản trước là chức năng “phân cách tối ưu giữa các giếng có ý nghĩa quan tích theo mặt bằng” – “plan view analysis” để trọng để đáp ứng các kịch bản làm việc và phân tích bài toán hạ thấp mực nước ngầm đảm bảo các tiêu chuẩn về an toàn, kinh tế sau đê đất đồng chất dùng giếng giảm áp. cho công trình. Tính năng này có thể được dùng để tính ảnh Nghiên cứu dùng module SEEP/W [3] hưởng tương đối của khoảng cách bố trí trong bộ phần mềm Geostudio để tính thấm giếng đến sự thấm và phân bố áp lực nước lỗ qua nền. SEEP/W được thiết lập trên cơ sở rỗng trong công trình ngăn nước bằng đất. của định luật Darcy cho dòng thấm bão hòa Cách phân tích theo mặt bằng cũng tương và không bão hòa: tự như mô hình hai chiều (2D). Tuy nhiên, sự v = ki 110
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 trong đó v – vận tốc thấm Darcy, k – hệ số nước thấm qua đê đã được tập trung vào hệ thấm và i – gradient thủy lực. thống giếng. Với các mục tiêu đã nêu, nghiên cứu phân Khoảng cách (KC) bố trí giếng có ảnh tích một đoạn đê đất dài 50m, trên nền đồng hưởng lớn tới lượng nước được thu giữ bởi chất dày 10m, hệ số thấm k = 1 × 10-5 m/s. hệ giếng. Bảng 1 trình bày quan hệ giữa Đê được thi công phía bên trái của mặt bằng lượng nước thấm qua mặt cắt (MC) đỉnh đê (Hình 1). Mực nước thượng lưu ổn định ở và mặt cắt ngay sau hệ thống giếng ứng với cao trình 13m. Giả thiết các giếng làm việc các khoảng cách bố trí giếng khác nhau. bình thường, việc bơm hút nước phía hạ lưu 50 được tiến hành để đảm bảo rằng mực nước 12 45 trong giếng luôn giữ ở cao trình 7m. Các 40 phương án khoảng cách giếng được phân tích 11 gồm: 5m; 10 m; 25m; 50m và khi không bố 35 trí giếng. Hình 1 thể hiện các kích thước cơ 30 10 [m] bản của mô hình tính theo mặt bằng và mô 25 hình tính theo mặt cắt ngang truyền thống. 20 9 15 8 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 (a) 50 45 40 11 35 30 10 [m] 25 20 9 15 8 10 Hình 1. Mô hình phân tích 5 12 theo mặt bằng dùng SEEP/W 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 3. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN (b) Kết quả tính phân bố tổng cột nước thấm Hình 2. Phân bố tổng cột nước thấm khi a) khi chưa có giếng và khi các giếng cách nhau chưa có giếng và b) giếng cách nhau 5m 5m được thể hiện trong Hình 2a và 2b. Sự phân bố đều của các đường đồng mức trên Có thể thấy: tổng giá trị của hai mặt cắt Hình 2a thể hiện giá trị gradient thấm là hằng lưu lượng trong các trường hợp đều là 120 số trong toàn miền. Ngược lại, trên Hình 2b, m3/ngày. Sự chênh lệch về giá trị giữa hai không có đường tổng cột nước thấm nào phía mặt cắt chính là lượng nước bị thu giữ bởi hệ sau hệ thống giếng tức là không có dòng thống giếng. Do đó, mật độ bố trí giếng càng thấm trong vùng này. Điều này là do toàn bộ dày, lưu lượng nước thấm qua đê sẽ càng lớn. 111
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 Ảnh hưởng của mật độ giếng (KC giếng) đặc biệt khi đất nền có nhiều lớp hoặc mặt cắt tới sự phân bố lại giá trị áp lực nước lỗ rỗng địa chất phức tạp, mô hình phân tích theo mặt dọc theo mặt cắt ngang có tung độ Y = 25m bằng cho kết quả với độ tin cậy thấp. được thể hiện trong Hình 3. Mô hình tính trong nghiên cứu này và các Bảng 1. Lượng nước thấm qua MC đỉnh đê nghiên cứu trước đây chỉ giả thiết nền đất đồng và MC sau hệ thống giếng ứng với các nhất và có chiều dày không đổi. Tuy nhiên, bản phương án khoảng cách giếng khác nhau mới nhất hiện nay cho phép người dùng có thể mô phỏng được tương đối chính xác chiều dày Khoảng Nước thấm qua Nước thấm qua của nền thấm nước thông qua việc định nghĩa cách MC đỉnh đê MC sau giếng một hàm số thể hiện sự thay đổi chiều dày nền giếng (m) (m3/ngày) (m3/ngày) đất theo không gian giúp làm tăng độ tin cậy và 0 60,00 60,00 chính xác của kết quả tính. 50 76,23 43,77 Một nhược điểm nữa của nghiên cứu là 25 88,18 31,82 chưa xét được ảnh hưởng của yếu tố đường kính giếng tới kết quả tính. Đây cũng là hướng 10 104,96 15,04 mở cho các nghiên cứu trong tương lai. 5 113,44 6,56 Kết quả của nghiên cứu này có thể được mở rộng để xác định khoảng cách bố trí tối ưu giữa các giếng bằng cách tính thử dần rồi căn cứ vào mục tiêu và yêu cầu cụ thể của công trình để lựa chọn phương án. 5. KẾT LUẬN Mô hình phân tích bài toán thấm qua đê khi xử lý bằng giếng giảm áp theo mặt bằng trong SEEP/W cho kết quả sơ bộ với độ chính xác có thể chấp nhận được trong giai đoạn thiết kế cơ sở. Kết quả bài toán rất hữu ích trong việc đánh giá ảnh hưởng của mật độ giếng giảm áp đến dòng thấm trong nền đê, đập đất cũng như ảnh hưởng của giếng giảm áp đến sự phân bố áp Hình 3. Phân bố cột nước áp dọc theo MC lực nước lỗ rỗng trong thân công trình. Cần có Y = 25m ứng với các KC giếng khác nhau chú ý rằng, mặc dù khắc phục được nhược điểm của các mô hình 2D truyền thống, mô Có thể thấy, sự có mặt của giếng giảm áp hình phân tích thấm theo mặt bằng không hoàn góp phần làm giảm đáng kể giá trị cột nước toàn là bài toán ba chiều. thấm trong nền. Mật độ giếng càng dày thì hiệu quả hạ thấp cột nước áp càng lớn. 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO 4. THẢO LUẬN [1] TCVN 9157 : 2012 – Công trình thủy lợi – Giếng giảm áp – Yêu cầu thi công và kiểm tra Theo một số nghiên cứu, kết quả tính theo nghiệm thu, Tổng cục đo lường chất lượng. mô hình mặt bằng và mô hình 3D cho thấy sự [2] TCVN 8413:2010 – Công trình thủy lợi – Vận khác biệt là nhỏ khi môi trường có dòng thấm hành và bảo dưỡng hệ thống giếng giảm áp chủ yếu theo phương ngang và các điều kiện cho đê, Tổng Cục Đo lường chất lượng. biên có tính tương đồng. Ở những vị trí có sự [3] Geoslope International Ltd. (2019). Seep/W xuất hiện của dòng thấm đứng, các điều kiện user’s guide for finite element analyses. biên có sự khác biệt nhiều, kết quả sẽ có sự Calgary, Alberta, Canada. sai khác đáng kể. Trong những trường hợp 112

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2418 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.