Sổ tay kỹ thuật thủy lợi: Phần 2 - Tập 1 - Mục B - Chương 4: Thấm qua đập đất đá.[09/10/09]

Chương 4

THẤM QUA ĐẬP ĐẤT ĐÁ

Biên soạn: GS. TSKH. Trịnh Trọng Hàn

4.1 TỔNG QUÁT

Nội dung nghiên cứu tính toán thấm qua đập đất đá là xác định các yếu tố sau:

-       Lực tác dụng cơ học của dòng thấm lên đập;

-       Vị trí mặt bão hòa hay đường bão hòa;

-       Vị trí điểm dòng thấm đi ra mái dốc hạ lưu hoặc đi vào vật thoát nước;

-       Lưu lượng thấm;

-       Độ cao mao dẫn trên mặt tự do ( mặt bão hòa) của dòng thấm;

-       Thàng phần hóa của đất và của nước thấm.

Thông qua kết quả tính toán thấm tiến hành đánh giá độ tin cậy và tính kinh tế của đập được thiết kế, từ đó có thể áp dụng các biện pháp điều chỉnh bổ sung khi cần thiết.

Các phương pháp nghiên cứu tính toán thấm bao gồm phương pháp cơ học chất lỏng, phương pháp thủy lực và phương pháp thực nghiệm.

Đặc tính của chuyển động thấm trong đập đất đá phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cấu tạo đập, cấu tạo địa chất của nền và bờ, địa hình khu vực xây dựng, đặc trưng chế độ thủy văn và địa chất thủy văn công trình.

Thấm phẳng và thầm không gian

Đối với các đập xây dựng ở sông đồng bằng thường có chiều cao nhỏ, chiều dài lớn, do đó chuyển động thấm trong phạm vi phần lớn của chiều dài đập là thấm gần như phẳng, nghĩa là dòng thấm gần vuông góc với trục dọc của đập.

Trong các đập cao xây dựng của vùng núi, hoặc trong các đập xây dựng trên các sông suối hẹp thì chuyển động của dòng thấm có tính không gian rõ rệt.

Bản thân lòng sông trong đa số trường hợp làm chức năng thoát nước thấm không gian. Riêng đoạn mặt cắt qua khu vực lòng sông ngập nước ở hạ lưu, các dòng thấm có phương vuông góc với trục đập ( mặt cắt A-A trên hình 4-1a) và chuyển động thấm xem là phẳng.

Tại hai vai đập, ở phạm vi bãi bồi và sườn dốc của hai bên bờ, các đường dòng thấm có dạng cong và kéo dài trên bình diện (các mặt cắt B-B và C-C, hình 4-1a).

Trong thực tế, việc giải bài toán thấm không gian thuần túy rất phức tạp, cho nên ít được thực hiện mà thường sử dụng phương pháp đánh giá qua lời giải của một số bài toán thấm phẳng và thấm vòng. Tuy nhiên, để những lời giải các bài toán thấm phẳng riêng lẻ phản ánh được quán trình thấm chung có tính không gian, cần lấy mặt cắt tính toán đi theo các đường dòng của thấm bình diện. Trên hình 4-1 giới thiệu mặt bằng và các mặt cắt được lựa chọn để xét theo bài toán phẳng áp dụng cho đập đất đồng chất bằng cát trên nền không thấm.