MỤC LỤC
PHẦN I TÍNH TOÁN ĐIỀU KIỆN BIÊN THIẾT KẾ
I.
II.
III.
Giới thiệu sơ lược về khu vực thiết kế đê biển…………………………
Đề bài……………………………………………………………….......
Tính toán………………………………………………………………..
III.1. Xác định tiêu chuẩn an toàn (TCAT) và tần suất thiết kế (Ptk) của
công trình đê biển………………………………………………….
III.2. Xác định Mực nước thiết kế (MNTK) ứng với tần suất thiết kế
theo 2 phương pháp: tổ hợp các thành phần và tra theo tiêu chuẩn
thiết kế đê biển hiện hành………………………………………….
III.3. Xác định chiều cao sóng nước sâu (H 0) theo 2 phương pháp: sử
dụng bảng tính Excel (hoặc phần mềm vẽ đường tần suất FFC) và
tra theo tiêu chuẩn…………………………………………………
III.4. Xác định các tham số sóng tại vị trí thiết kế (Sử dụng WADIBE)
PHẦN II THIẾT KẾ ĐÊ BIỂN
I.
Lựa chọn các phương án mặt cắt ngang đê và phân tích hình học để lựa
chọn mặt cắt ngang tối ưu nhất. Với phương án đã chọn, hãy tính toán
cao trình đỉnh đê theo 2 tiêu chuẩn thiết kế là sóng leo và sóng tràn.
Cho nhận xét và kết luận………………………………………………..
I.1. Lựa chọn các phương án mặt cắt ngang đê………………………..
I.2. Sơ bộ bố trí cấu tạo hình học của đê………………………………
II.
Tính toán cao trình đỉnh đê theo 2 tiêu chuẩn thiết kế là sóng leo và
sóng tràn………………………………………………………………...
II.1. Tính toán cao trình đỉnh đê theo tiêu chuẩn sóng tràn……………...
II.2. Tính toán cao trình đỉnh đê theo tiêu chuẩn sóng leo……………….
III. Tính toán kích thước và kết cấu của các bộ phận chính: đỉnh đê, mái đê
(phía biển & phía đồng)………………………………………………...
IV. Tính chiều sâu hố xói lớn nhất tại chân đê trong bão làm cơ sở cho
việc lựa chọn chân kè phù hợp………………………………………….
IV.1. Tính chiều sâu hố xói lớn nhất tại chân đê trong bão……………...
IV.2. Lưạ chọn kết cấu gia cố chân kè…………………………………..
V.
Tính toán kích thước và khối lượng vật liệu đá gia cố chân đê và thảm
đá chống xói trước chân đê……………………………………………..
V.1. Tính toán kích thước và khối lượng vật liệu đá gia cố…………….
V.2. Xác định kích thước thảm đá gia cố trước chân đê………………..
uC*
VI. Xác định giá trị vận tốc, ứng suất tiếp tới hạn (
) của vật liệu cát ở
bãi trước đê với đường kính hạt D50 cho trước…………………………
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐIỀU KIỆN BIÊN THIẾT KẾ
I. Giới thiệu sơ lược về khu vực thiết kế đê biển:
Khu vực lập dự án xây dựng tuyến đê biển tại Nghĩa Phúc, Nghĩa Hưng, Nam
Định. Xã Nghĩa Phúc nằm ở phía nam huyện Nghĩa Hưng: phía bắc giáp xã
Nghĩa Thắng, phía đông giáp thị trấn Thịnh Long (huyện Hải Hậu) lấy ranh giới
tự nhiên là sông Ninh Cơ, phía nam giáp Vịnh Bắc Bộ và vườn quốc gia Xuân
Thủy, phía tây giáp thị trấn Rạng Đông và các xã Nghĩa Lợi, Nghĩa Thắng
(huyện Nghĩa Hưng). Địa hình tương đối bằng phẳng Nghĩa Phúc cùng 5 xã, thị
trấn của huyện Nghĩa Hưng được UNESCO đưa vào danh sách các địa danh
thuộc khu dự trữ sinh quyển châu thổ sông Hồng.
Mặt khác, do nằm trong vùng vịnh Bắc Bộ nên hàng năm trên địa bàn thường
chịu ảnh hưởng của bão hoặc áp thấp nhiệt đới, bình quân từ 4 – 6 cơn/năm
(khoảng từ tháng 7 đến tháng 10). Thuỷ triều tại vùng biển Nam Định thuộc loại
nhật triều, biên độ triều trung bình từ 1.6 – 1.7 m; lớn nhất là 3.31 m và nhỏ nhất
là 0/11 m, dòng chảy ven bờ thay đổi theo mùa.
Kinh tế chủ yếu là nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, làm muối…
Theo bình đồ khu vực thiết kế, chân đê phía đồng sẽ là đầm nuôi tôm, khu nuôi
trồng thủy sản và bãi đá dự trữ, có một trạm tín hiệu cửa Lạch Giang.
II. Đề bài:
Nhóm tư vấn thiết kế 55B tiến hành lập dự án xây dựng một tuyến đê biển tại
tỉnh A nhằm bảo vệ vùng đất sản xuất nông nghiệp phía sau đê.
Các số liệu cho trước:
+ Dân số (người) 9,000
+ Diện tích (ha)
4,000
+ Đường kính hạt cát (µm) 300
III. Tính toán:
3.1 Xác định tiêu chuẩn an toàn (TCAT) và tần suất thiết kế (Ptk) của công
trình đê biển.
Từ số đã cho ban đầu về dân số và diện tích cần bảo vệ sau đê ta tra tiêu chuẩn
thiết kế đê biển được:
2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
Ứng với số dân 9,000 (người) và diện tích bảo vệ là 4,000(ha) ta tra được tiêu
1
chuẩn an toàn: TCAT = 10, dựa theo công thức: Pct% = TCAT ×100% ta xác
1
định được tần xuất thiết kế Pct% = 10 ×100% = 10%
3.2 Xác định Mực nước thiết kế (MNTK) ứng với tần suất thiết kế theo 2
phương pháp: tổ hợp các thành phần và tra theo tiêu chuẩn thiết kế đê biển
hiện hành
- Phương pháp 1: Tính mực nước thiết kế dựa theo tổ hợp các thành phần
để tính toán:
Từ công thức xác định mực nước: MNTK = MNTB + Atr,max + HndP%
+ Xác định MNTB như sau: Z0,lục địa = Z0,hải đồ - 1.9m
Do tại khu vực thiết kế không có trạm đo sóng nên ta lấy trạm đo gần nhất là
trạm Lạch Trường (19053, 105056) có mực MNTB là 1.84m. Vậy ta xác định
được MNTB của vùng thiết kế là:
Z0,lục địa = Z0,hải đồ - 1.9m = 1.84 – 1.9 = - 0.06m
+ Xác định biên độ triều lớn nhất: Atr,max = Ztr,max – MNTB
Ta lấy trạm đo Lạch Trường để tính toán nên ta tra được mực nước triều cực đại
theo dự báo chu kỳ 19 năm là 3.41m. Từ kết quả MNTB ta xác định được biên
độ triều lớn nhất:
Atr,max = Ztr,max – MNTB = 3.41 – (- 0.06) = 3.47m
+ Chiều cao nước dâng: Hnd phụ thuộc vào tần xuất thiết kế Pct% xác định dựa
theo vùng trên bản đồ dưới đây:
3
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
Hình 1: Nước dâng lớn nhất đã và có thể xảy ra tại vùng bờ biển bắc vũ tuyến 16
(Nguồn: Phân viện cơ học biển – Viện cơ học)
Từ bản đồ ta xác định được tọa độ vùng thiết kế nằm từ 200N
210N tra
bảng ta được chiều cao nước dâng theo tần suất của đoạn bờ Cửa Ông –
Cửa Đáy ta thu được bảng tính toán chiều cao nước dâng dưới đây:
4
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
Bảng tính toán chiều cao nước dâng
TÍNH TOÁN CHIỀU CAO NƯỚC DÂNG (Hnd,P%)
Hnd, khoảng (m)
n
ntích lũy
Ptích lũy (%)
Hnd, tính toán (m)
> 2.5
0
0
0.00
2.5
2.0 - 2.5
3
3
2.97
2.0
1.5 - 2.0
8
11
10.89
1.5
1.0 - 1.5
17
28
27.72
1.0
0.5 - 1.0
38
66
65.35
0.5
0 - 0.5
35
101
100
0
TỔNG
101
ĐƯỜNG PHÂN BỐ TẦN SUẤT CHIỀU CAO NƯỚC DÂNG
2.5
Hnd (m)
2.0
1.5
1.0
0.5
0 .0
1
10
100
P (%)
Hình 1: Đường phân bố chiều cao nước dâng trong hệ tọa độ bán logarit
Hình 2: Đường phân bố chiều cao nước dâng quy đổi từ hệ tọa độ bán logarit
sang hệ tọa độ mũ
5
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
Với tần xuất là 10% ta tra đồ thị được chiều cao nước dâng là 1.556m
Vậy MNTK = MNTB + Atr,max + HndP% = - 0.06 + 3.47 + 1.556 = 4.966m
- Phương pháp 2: Tính mực nước thiết kế dựa trên tra tiêu chuẩn thiết kế
đê biển hiện hành như sau:
Được xác định dựa theo công thức: Ztk,p = ZTB + (Atr + Hnd)p
ZTB là mực nước biển trung bình tại khu vực dự án
Hnd chiều cao nước dâng do bão
Atr biên độ triều thiên văn trên mực nước biển trung bình
(Atr + Hnd)p là tổ hợp mực nước triều thiên văn và chiều cao nước dâng do bão
tương ứng với tần suất thiết kế P%.
Theo ở trên ta có MNTB của vùng dự án là: Z0,lục địa = Z0,hải đồ - 1.9m
Z0,lục địa = Z0,hải đồ - 1.9m = 1.84 – 1.9 = - 0.06 m
Tổ hợp mực nước triều thiên văn và chiều cao nước dâng do bão (Atr + Hnd)p: ta
tra đồ thị đường tần suất mực nước tổng hợp tại điểm MC16 (106°12', 19°59')
Nghĩa Phúc, Nghĩa Hưng, Nam Định
Hình 3: Đường tần suất mực nước tổng hợp tại điểm MC16
Với tần xuất thiết kế là 10% ta tra được (Atr + Hnd)p = 198.9cm
Vậy mực nước thiết kế: Ztk,p = ZTB + (Atr + Hnd)p = - 0.06 + 1.989 =
1.929m.
Dùng kết quả này để tính cho các câu sau
3.3. Xác định chiều cao sóng nước sâu (H0) theo 2 phương pháp: sử dụng
bảng tính Excel (hoặc phần mềm vẽ đường tần suất FFC) và tra theo tiêu
chuẩn
6
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
- Phương pháp 1: Sử dụng chuỗi số liệu sóng cực trị nhiều năm năm ta
tính toán chiều cao sóng nước sâu bằng việc sử dụng phần mềm FFC
2008 (Tác giả-Nghiêm Tiến Lam-Khoa kỹ thuật biển-Đại học Thủy Lợi)
+ Từ số liệu chuỗi sóng cực trị đã cho:
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Năm
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
Hs
3.51
4.18
2.24
6.90
2.30
3.41
6.16
4.54
3.45
3.88
2.72
2.98
7.99
3.48
2.32
5.12
2.71
2.55
2.63
4.44
3.93
3.41
TT
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
Năm
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Hs
2.32
3.80
3.60
5.81
3.83
4.02
4.81
4.18
2.97
2.66
4.33
5.07
2.50
4.05
4.47
3.93
2.55
2.68
2.26
4.82
3.55
4.03
Ta dựa vào phần mềm FFC theo chuỗi trên và chạy phần mềm ta được file kết
quả dưới đây:
7
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
Hình 4: Đường tần suất sóng cực trị
+ Kết quả phần mềm FFC
Bảng 1: Sóng cực trị
chiều cao sóng
Đặc trưng thống kê
Độ dài chuỗi
Giá trị nhỏ nhất
Giá trị lớn nhất
Giá trị trung bình
Hệ số phân tán CV
Hệ số thiên lệch CS
Giá trị
44
2.24
7.99
3.8
0.33
1.21
Đơn vị
m
m
m
Bảng 2: Tần suất và chiều cao sóng
Thứ tự
Thời gian
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
Chiều cao sóng Hs
(m)
3.51
4.18
2.24
6.90
2.30
3.41
6.16
4.54
3.45
3.88
2.72
2.98
7.99
3.48
8
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
Tần suất P
(%)
55.56
28.89
97.78
4.44
93.33
64.44
6.67
20.00
60.00
44.44
71.11
66.67
2.22
57.78
Thứ
hạng
25
13
44
2
42
29
3
9
27
20
32
30
1
26
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2.32
5.12
2.71
2.55
2.63
4.44
3.93
3.41
2.32
3.80
3.60
5.81
3.83
4.02
4.81
4.18
2.97
2.66
4.33
5.07
2.50
4.05
4.47
3.93
2.55
2.68
2.26
4.82
3.55
4.03
88.89
11.11
73.33
82.22
80.00
24.44
40.00
62.22
91.11
48.89
51.11
8.89
46.67
37.78
17.78
31.11
68.89
77.78
26.67
13.33
86.67
33.33
22.22
42.22
84.44
75.56
95.56
15.56
53.33
35.56
40
5
33
37
36
11
18
28
41
22
23
4
21
17
8
14
31
35
12
6
39
15
10
19
38
34
43
7
24
16
Bảng 3: Phân bố Weibull
Đường lý lthuyết
Đặc trưng thống kê
Giá trị trung bình
Giá trị
3.8
0.33
1.21
Hệ số phân tán CV
Hệ số thiên lệch CS
Đơn vị
m
Bảng 4: Tần suất và chiều cao sóng
Thứ tự
1
2
3
Tần suất P
(%)
0.01
0.10
0.20
9
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
Hs (m)
12.04
9.92
9.27
Thời gian lặp lại
(năm)
10000
1000
500
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
0.33
0.50
1.00
1.50
2.00
3.00
5.00
10.00
20.00
25.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
75.00
80.00
85.00
90.00
95.00
97.00
99.00
99.90
99.99
8.81
8.41
7.76
7.37
7.09
6.69
6.18
5.47
4.71
4.45
4.23
3.86
3.56
3.28
3.01
2.88
2.74
2.60
2.43
2.23
2.12
1.96
1.79
1.73
303.03
200
100
66.667
50
33.333
20
10
5
4
3.333
2.5
2
1.667
1.429
1.333
1.25
1.176
1.111
1.053
1.031
1.01
1.001
1
Với Ptk = 10% tra được H0 = 5.47 m (Phần mềm FFC)
- Phương pháp 2: Tra theo tiêu chuẩn thiết kế đê biển tại phụ lục B ta xác
định được chiều cao sóng H0.
-
Hình 5: Sơ đồ 5 vùng tính sóng ven bờ, tại mỗi vùng sẽ tiến hành xác định
các tham số sóng vùng nước sâu
Từ tần suất thiết kế là 10% ta tra được H0 = 8.43m do vùng nghiên cứu thuộc
vùng 2 từ Hải Phòng đến Ninh Bình.
Ta thấy giá trị H0 giữa hai phương pháp có sự chênh lệch khá nhiều do
vùng trên bản đồ rất rộng mà sóng thì không giống nhau ở tất cả các điểm
nên có sự chênh lệch lớn.
+ Xác định các tham số sóng nước sâu (Tp, L0, S0p )
Theo kinh nghiệm, có thể xác định chu kỳ sóng dựa vào tương quan cho vùng
biển 40 (Bắc Bộ và Trung Bộ), (thống kê cho T < 9 s, H < 22.6 m, hệ số tương
quan R = 0.975) (Nguyễn Xuân Hùng, 1999)
Tm= 5.146 x H00.158
Ta lấy giá trị chiều cao sóng tính được ở phương pháp sử dụng phần mềm FFC
để tính toán vì nó có sụ chuẩn xác hơn theo phương pháp tra tiêu chuẩn.
10
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
H0
Ta có
= 5.47 m => Tm = 5.146*H0.158 = 5.146*(5.47)0.158 = 6.73 (s)
Chu kỳ sóng nước sâu: Tp = 1.2*Tm = 1.2*6.73 = 8.076 (s)
Chiều dài sóng nước sâu: L0 =
Độ dốc sóng nước sâu: S0p =
g
2π
Ho
Lo
= 1.56*
= 1.56*(8.076)2= 101.75 (m)
5.47
= 101.75 = 0.0537 = 5.37 %
Chiều cao sóng quân phương: Hrms =
Ho
√2
=
5,47
√2
= 3.87 m
3.4 Xác định các tham số sóng tại vị trí thiết kế (Sử dụng WADIBE)
- Từ chiều dài sóng nước sâu L0 ta tính được vị trí thiết kế công trình tại vị
trí
Lo
4
=
101.75
4
= 25.4375m
3.4.1. Xác định vị trí thiết kế và các tham số thiết kế tại mặt cắt (1-1).
11
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
Các tham số đầu vào cho mô hình gồm :
+ MNTK = 1.929m
+ Mặt cắt ngang địa hình đáy
Mặt cắt (1-1)
TT
Khoảng cách thực (m)
Khỏang cách CD (m)
1
0
0
5.08
2
20
20
0.56
3
8.975
28.98
0.1
4
9.0335
38.01
-0.8
5
21.2003
59.21
-0.88
6
17.1304
76.34
-0.43
7
13.994
90.33
-0.99
8
11.9721
102.31
-1.42
9
6.4985
108.8
-1.5
10
10.5268
119.33
-1.8
11
10.026
129.36
-2.2
12
10.026
139.38
-2.7
13
11.4238
150.81
-3.3
14
11.43
162.24
-3.9
15
11.43
173.67
-4.5
+ Góc sóng tới tại biên nước sâu (φ0): 0°
+ Các tham số sóng nước sâu : Hrms, L0, S0p, Tp, α0
Hrms, (m)
L0 (m)
S0p
Tp (s)
3.87
cao độ Z(m)
101.75
0.0537
12
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
8.076
αp (0)
0
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
Hình 2:Nhập số liệu đầu vào chung cho cả 3 mặt cắt
Hình 3: Kết quả tính toán phân bố chiều cao sóng ngang bờ mặt cắt (1-1)
WADIBE
Hình 4: Độ sâu nước thiết kế, Zđáy tại mặt cắt (1-1)
Hình 5: Kết quả tính toán phân bố chiều dài sóng ngang bờ mặt cắt (1-1)
WADIBE
13
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
Bảng trích kết quả đầu ra của chiều cao sóng ngang bờ mặt cắt (1-1)
X
Zđ
13.94248
15.943
17.94353
19.94405
21.94458
23.9451
25.94562
27.94615
29.94667
1.929
1.476881
1.024763
0.572644
0.460389
0.357912
0.255436
0.152959
0.003654
MNTK
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
Hrms
0.718075
1.43615
1.380344
1.314371
1.349915
1.38348
1.412651
1.439953
1.450195
Hs
ds
1.015512
2.031023
1.952102
1.858801
1.909069
1.956536
1.99779
2.036402
2.050886
0
0.452118524
0.904237047
1.356355571
1.468610779
1.571087532
1.673564285
1.776041038
1.925346186
Bảng trích kết quả chiều dài sóng mặt cắt 1-1
X
Zđ
13.94248
15.943
17.94353
19.94405
21.94458
23.9451
25.94562
27.94615
29.94667
MNTK
1.929
1.476881
1.024763
0.572644
0.460389
0.357912
0.255436
0.152959
0.003654
L
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
15.13141
23.13141
28.73141
33.03141
33.93141
34.83141
35.63141
36.43141
37.63141
Từ kết quả tính toán của phần mềm WADIBE ta tính các tham số sau:
Dựa vào kết quả file chiều cao sóng ngang bờ ta tra được Hrms= 1.43 (m) tại
Zđáy= - 0.345 (m)
Độ sâu nước thiết kế: ds = MNTK – Zđáy = 1.929 – (- 0.345) = 2.274 (m)
Chiều cao sóng thiết kế: Hs = √ 2 Hrms= √ 2 x 1.43= 2.02 (m)
Dựa vào kết quả file chiều dài L ta tra được Ls = 37.23 (m)
3.4.2. Xác định vị trí thiết kế và các tham số thiết kế tại mặt cắt (2-2).
Tham số đầu vào:
+ MNTK = 1.929m
+ Mặt cắt ngang địa hình đáy (trích một phần số liệu)
mặt cắt 2-2
Khoảng cách thực (m)
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
khỏang cách CD (m)
0
20
37.741
9.7881
9.9705
14.3252
13.0455
8.0865
8.065
14
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
cao độ Z(m)
0
20
57.74
67.53
57.50
71.82
84.87
92.96
101.02
5.04
0.56
-2.13
-2.43
-2.43
-2.96
-2.98
-2.91
-3.08
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
10
11
12
13
10.5233
10.9589
10.033
10.0042
111.55
122.50
132.54
142.54
+ Góc sóng tới tại biên nước sâu (φ0) : 0°
+ Các tham số sóng nước sâu : Hrms, L0, S0p, Tp, α0
Hrms, (m)
L0 (m)
S0p
Tp (s)
3.87
101.75
0.0537
-3.38
-3.78
-4.38
-4.98
αp (0)
8.076
0
Sau khi đưa các thông số vào WADIBE ta đưojc kết quả mặt cắt (2-2) :
Hình 8: Kết quả tính toán phân bố chiều cao sóng Hrms ngang bờ của mặt cắt
(2-2)
Bảng trích kết quả đầu ra của chiều cao sóng ngang bờ mặt cắt (1-1)
X
Zđ
MNTK
Hrms
Hs
ds
13.88839
1.929
1.929
1.337083
1.89092
0
15.89362
1.479828
1.929
1.469859
2.078695
0.449
17.89886
1.030656
1.929
1.495471
2.114916
0.898
19.90409
0.581485
1.929
1.495822
2.115412
1.348
21.90932
0.423909
1.929
1.564518
2.212562
1.505
23.91455
0.280982
1.929
1.635957
2.313593
1.648
25.91978
0.138055
1.929
1.705199
2.411515
1.791
27.92501
-0.00487
1.929
1.771894
2.505837
1.934
29.93024
-0.1478
1.929
1.83572
2.5961
2.077
Bảng trích kết quả chiều dài sóng mặt cắt 2-2
X
Zđ
13.88839
15.89362
MNTK
1.929
1.479828
15
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
L
1.929
1.929
13.93141
22.43141
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
17.89886
19.90409
21.90932
23.91455
25.91978
27.92501
29.93024
1.030656
0.581485
0.423909
0.280982
0.138055
-0.00487
-0.1478
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
28.13141
32.33141
33.53141
34.53141
35.53141
36.53141
37.53141
Từ kết quả tính toán của phần mềm WADIBE ta tính các tham số sau:
Với vị trí thiết kế là L0/4 = 25.4375m, tra file kết quả chiều cao sóng ngang bờ
của WADIBE ta được Hrms = 1.94m, cao độ đáy Zđ = - 0.398m
Độ sâu nước thiết kế: ds = MNTK – Zđáy = 1.929 – (- 0.398) = 1.531 (m)
Chiều cao sóng thiết kế: Hs = √ 2 Hrms= √ 2 x 1.94= 2.75 (m)
Dựa vào kết quả file chiều dài L ta tra được Ls = 39.21 (m)
3.4.3. Xác định vị trí thiết kế và các tham số thiết kế tại mặt cắt (3-3).
Tham số đầu vào:
+ MNTK = 1.929m
+ Mặt cắt ngang địa hình đáy (trích một phần số liệu)
mặt cắt 3-3
Khoảng cách thực (m)
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Khỏang cách CD (m)
0
12.1593
10.2558
9.0336
4.1115
2.3078
6.6871
10.9299
10.0408
9.996
10.0945
10.0839
9.7558
0
12.16
22.42
31.45
35.56
37.87
44.56
55.49
65.53
75.52
85.62
95.70
105.46
+ Góc sóng tới tại biên nước sâu (φ0): 0°
+ Các tham số sóng nước sâu : Hrms, L0, S0p, Tp, α0
Hrms, (m)
L0 (m)
S0p
Tp (s)
3.87
101.75
0.0537
cao độ Z(m)
8.076
5.26
2.18
-0.43
-0.89
-1.56
-1.86
-1.99
-2.69
-3.19
-4.19
-5.19
-5.79
-5.99
αp (0)
0
Sau khi đưa các thông số vào WADIBE ta được kết quả mặt cắt (3-3) :
16
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
Hình 8: Kết quả tính toán phân bố chiều cao sóng Hrms ngang bờ của mặt cắt
(3-3)
Bảng trích kết quả chiều cao sóng ngang bờ mặt cắt 3-3
X
Zđ
13.14669
15.14594
17.14518
19.14443
21.14368
23.14293
25.14217
27.14142
29.14067
MNTK
1.929
1.42042
0.911839
0.403259
-0.10532
-0.46683
-0.56867
-0.67052
-0.77236
Hrms
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
Hs
0.922358
1.844716
1.969898
2.006121
2.012532
2.03917
2.124276
2.214576
2.307079
ds
1.304411
2.608822
2.785857
2.837084
2.84615
2.883821
3.00418
3.131884
3.262702
0
0.50858
1.017161
1.525741
2.034322
2.395827
2.497671
2.599515
2.70136
Bảng trích kết quả chiều dài sóng mặt cắt 3-3
X
Zđ
13.14669
15.14594
17.14518
19.14443
21.14368
23.14293
25.14217
27.14142
29.14067
MNTK
1.929
1.42042
0.911839
0.403259
-0.10532
-0.46683
-0.56867
-0.67052
-0.77236
L
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
1.929
13.93141
19.33141
26.93141
32.43141
36.73141
39.33141
39.83141
40.33141
40.93141
Từ kết quả tính toán của phần mềm WADIBE ta tính các tham số sau:
Với vị trí thiết kế là L0/4 = 25.4375m, tra file kết quả chiều cao sóng ngang bờ
của WADIBE ta được Hrms = 2.449m, cao độ đáy Zđ = - 1.206m
Độ sâu nước thiết kế: ds = MNTK – Zđáy = 1.929 – (-1.206) = 3.135 (m)
Chiều cao sóng thiết kế: Hs = √ 2 Hrms= √ 2 x 2.449= 3.46(m)
17
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
Dựa vào kết quả file chiều dài L ta tra được Ls = 48.406 (m)
Từ kết quả trích xuất chạy WADIBE của 3 mặt cắt, ta thấy mặt cắt (3-3) cho
kết quả Hs cao nhất nên sẽ chọn kết quả Hs = 3.46 m ở mặt cắt (3-3) làm giá trị
chiều cao sóng thiết kế cho công trình.
3.4.4. Tính toán các tham số sóng tại vị trí thiết kế.
Tp
8.076
1.1
1.1
Tm -1,0=
=
= 7.34(s)
Lm 1.56 Tm 2 1.56 6.732 70.65(m)
Lm 1,0 1.56 Tm21,0 1.56 7.342 84.05(m)
Hs
Lm1,0
3.46
84.05
Sm-1,0 =
=
= 0.041
Tổng hợp các kết quả ở trên, ta có bảng kết quả tính toán các tham số sóng sau:
Bảng 5: Bảng kết quả tính toán các tham số sóng
Tham số sóng nước sâu
H0 = 5.47m
T p= 8.076s
L0 = 101.75m
s0,p = 0.0537
α 0
tham số sóng thiết kế
Hs = 3.46m
Tm = 6.73s
Ls = 48.406m
Lm = 70.65m
ds = 3.135m
Tm-1,0 = 7.34s
β 00
Lm-1,0 = 84.05m
00
sm-1,0 = 0.041
Bảng tổng hợp kết quả tính toán điều kiện biên thiết kế.
Bảng 1: Bảng tổng hợp kết quả tính toán
Biên nước sâu
H0
5.47 m
L0
101.75 m
Tp
8,076 s
so,p
0,0537
Biên thiết kế
Tm-1,0 7.34 s
Tm
6.73 s
Lm-1,0 84.05 m
Lm
70.65 m
β
Hs
ds
Ls
Ptk = 10%
MNTK = +1.929 m
18
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
00
3.46 m
3.135 m
48.406 m
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
PHẦN II - THIẾT KẾ ĐÊ BIỂN
I. Lựa chọn các phương án mặt cắt ngang đê và phân tích hình học để lựa
chọn mặt cắt ngang tối ưu nhất. Với phương án đã chọn, hãy tính toán cao
trình đỉnh đê theo 2 tiêu chuẩn thiết kế là sóng leo và sóng tràn. Cho nhận
xét và kết luận.
1.1 Lựa chọn các phương án mặt cắt ngang đê
Để đê làm việc hiệu quả và giảm năng lượng sóng tối ưu nhất, lựa chọn thiết kế
cao trình cơ đê bằng cao trình mực nước kế: Zcơ đê = ZMNTK = +1.929 m.
Tường đỉnh trên đỉnh đê phía biển dạng thẳng đứng, không có mũi hất sóng, độ
cao tường đỉnh từ 0.5×Hm0 đến 3×Hm0 m hay từ 1.73m đến 10.38m lấy bằng
1.8m, rộng 0.5 m. (Hm0 Hs = 4
m0
)
Các thông số đầu vào: MNTB = -0.06m, biên độ triều thiên văn lớn nhất: 3.41m,
độ cao nước dâng ứng với tần xuất thiết kế 10% là 1.556m, chiều cao sóng có
nghĩa là 3.46 m, chu kì đỉnh sóng Tp = 8.076s, góc sóng tới 00.
Bảng 2: Chiều rộng mặt đê theo cấp công trình
Cấp đê
I
II
III
IV
V
Chiều rộng mặt đê Bđ (m)
6÷8
6
5
4
3
Đỉnh đê có bề rộng Bđ = 3 m (theo tiêu chuẩn thiết kế đê biển ứng với P tk=10%),
gia cố bằng cấu kiện bê tông mảng.
Bảng 3: Bảng tra trị số gia tăng độ cao an toàn theo tiêu chuẩn thiết kế đê biển
2012
cấp công trình
độ GTAT a (m)
I
0,6
II
0,5
III
0,4
IV
0,3
V
0,2
Theo tiêu chuẩn thiết kế đê biển 2012, độ gia tăng an toàn a cho công trình đê
biển cấp V là a = 0.2.
+ Phương án 1:
Mái phía biển: m1 = 4, m2 = 4, bề rộng mặt đê bằng 3m, loại vật liệu kè là
f
cấu kiện Tsc có
= 0.85, tường chắn cao 0.6 m
Mái phía đồng: m = 2
+ Phương án 2:
19
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
Nhóm 10
Khoa kỹ thuật biển – ĐHTL
Mái phía biển: m1 = 3, m2 = 3, bề rộng mặt đê bằng 3m, loại vật liệu kè là
f
kè là cấu kiện Tsc có
= 0.85, tường chắn cao 1m
Mái phía đồng: m = 2
+ Phương án 3:
Mái phía biển: m1 = 3, m2 = 4, bề rộng đê bằng 3m, bề rộng cơ bằng 3m
tại cao trình +1.929 m, tường đỉnh cao 0.8 m
f
Mái phía đồng: m = 3, loại vật liệu kè là cấu kiện Tsc có
= 0.85
+ Phương án 4:
Mái phía biển: m1 = 3, m2 = 4, bề rộng mặt đê bằng 3m, cơ đê bằng 5m tại
f
cao trình +1.929 m, loại vật liệu kè là cấu kiện Tsc có
= 0.85, tường
đỉnh cao 0.6 m
Mái phía đồng: m1 = 3
+ Phương án 5:
Mái phía biển: m1 = 4, m2 = 5 bề rộng mặt đê bằng 3m, loại vật liệu kè là
f
cấu kiện Tsc có
= 0.85, cơ rộng 5m tại cao trình +1.929 m, tường đỉnh
cao 1 m.
Mái phía đồng: m1 = 3
+ Phương án 6:
Mái phía biển: m1 = 3, m2 = 5, bề rộng mặt đê bằng 3m, cơ đê rộng 5m tại
f
cao trình +1.929 m, loại cấu kiện kè là Tsc có
0.6m
Mái phía đồng: m = 2
= 0.85, tường đỉnh cao
1.2 Sơ bộ bố trí cấu tạo hình học của đê
Các tham số đầu vào:
+ Mực nước biển trung bình là -0.06 m
+ Biên độ triều thiên văn lớn nhất là 3.41m
+ Độ cao nước dâng ứng với tần suất thiết kế 10% là 1.556 m
+ Độ vượt cao an toàn a = 0.2
+ Chiều cao sóng ý nghĩa Hs là 3.46 m
+ Chu kỳ đỉnh sóng Tp = 8.076 s
20
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ
- Xem thêm -
.DOCX 
37 
2325 
118 
