Bài giảng Địa chất công trình - Chương 3: Vận động kiến tạo (Phần 2)

Nội dung text: Bài giảng Địa chất công trình - Chương 3: Vận động kiến tạo (Phần 2)

1. III. TÍNH TOÁN CHO CÁC DÒNG THẤM NDĐ CÁC BÀI TOÁN CỤ THỂ
2. 1. Nước không áp, đáy cách nước nằm ngang, dòng thấm ổn định 1 h x 2 h1 hx h2 0 x x x2 x1 l1-x l1-2
3. 1. Nước không áp, đáy cách nước nằm ngang, dòng thấm ổn định  Tại tiết diện bất kỳ F = H.B Q = k.B.hx.I I=-dh/dx q = -khxdh/dx q.dx = -k.hx.dh
4. 1. Nước không áp, đáy cách nước nằm ngang, dòng thấm ổn định  Tích phân từ mặt cắt 1 đến mặt cắt 2 x2 h2 q.dx k.h .dh x x1 h1 x2 h2 q dx k h .dh Q, K: hằng x số x1 h1 1 q x x k. h2 h2 2 1 2 2 1 h2 h2 Q/B=q q k 1 2 2l1 2
5. 1. Nước không áp, đáy cách nước nằm ngang, dòng thấm ổn định  Lưu lượng đơn vị từ mặt2 cắt2 1 đến mặt cắt 2 h1 h2 q1-2 k 2l1 2  Lưu lượng đơn vị từ mặt cắt 1 đến mặt cắt x 2 2 h1 hx q1-x k 2l1-x  Dòng thấm ổn định q1-2 q1-x
6. 1. Nước không áp, đáy cách nước nằm ngang, dòng thấm ổn định  Dòng thấm ổn định 2 2 2 2 h1 h 2 h1 h x q1-2 q1 x k k 2l1 2 2l1-x 2 2 2 2 h1 h2 hx h1 l1 x l1 2 2 2 2 h1 h 2 h x h1 l1 x l1 2 phương trình đường cong mực nước dưới đất cho dòng ngầm có đáy cách nước nằm ngang
7. I.2 Nước ngầm, môi trường đồng nhất, đáy cách nước nằm nghiêng, dòng thấm ổn định 1 H x 2 h1 H1 h y h2 H2 0 x x x2 x1 l1-x l1-2
8. I.2 Nước ngầm, môi trường đồng nhất, đáy cách nước nằm nghiêng, dòng thấm ổn định  Tính lưu lượng dH Q KBhtb dx qdx KhtbdH  Tích phân 2 vế từ mặt cắt 1 đến mặt cắt 2 x2 H2 qdx Kh dH tb x1 H1 x2 H2 q dx Kh dH tb x1 H1
9. I.2 Nước ngầm, môi trường đồng nhất, đáy cách nước nằm nghiêng, dòng thấm ổn định  Giải phương trình tích phân q x2 x1 - Khtb H2 H1 H2 H1 q - Khtb l1 2 h h H H q K 1 2 1 2 2l1 2
10. I.2 Nước ngầm, môi trường đồng nhất, đáy cách nước nằm nghiêng, dòng thấm ổn định  Lưu lượng đơn vị từ mặt cắt 1 đến mặt cắt 2 h1 h2 H1 H2 q1-2 K 2l1 2  Lưu lượng đơn vị từ mặt cắt 1 đến mặt cắt x h1 hx H1 Hx q1-x K 2l1 x  Dòng thấm ổn định q1-2=q1-x h h H H h h H H K 1 2 1 2 K 1 x 1 x 2l1 2 2l1 x Từ h1, h2, độ nghiêng đáy cách nước, tính được Hx
11. I.3 Nước có áp, môi trường đồng nhất, đáy cách nước nằm ngang, dòng thấm ổn định 1 H x 2 H1 Hx H2 m 0 x x x 2 x 1 l1-x l1-2
12. I.3 Nước có áp, môi trường đồng nhất, đáy cách nước nằm ngang, dòng thấm ổn định  Tính lưu lượng Q = K.B.m.J (theo Darcy) dH Q K.m.B. dx q.dx K.m.dH  Tích phân 2 vế từ mặt cắt 1 đến mặt cắt 2 x2 H2 q.dx K.m.dH x1 H1
13. I.3 Nước có áp, môi trường đồng nhất, đáy cách nước nằm ngang, dòng thấm ổn định x2 H2 q, K, m, B: hằng số q dx K.m dH x1 H1 q x2 x1 K.m H2 H1 K.m H H q 1 2 l1 2
14. I.3 Nước có áp, môi trường đồng nhất, đáy cách nước nằm ngang, dòng thấm ổn định  Lưu lượng đơn vị từ mặt cắt 1 đến mặt cắt x H1 Hx q1-x K.m l1 x  Dòng thấm ổn định q1-2=q1-x H H H H K.m 1 2 K.m 1 x l1 2 l1 x Hx H1 H1 H2 l1 x l1 2 Từ H1, H2, x, tính được Hx
15. II. Môi trường thấm không đồng nhất  Đối với nước ngầm  Khi dòng thấm song song với mặt phân lớp  Khi dòng thấm vuông góc với mặt phân lớp
16. III. Một số bài toán ứng dụng  Dòng thấm vào kênh  Sự dâng cao mực nước ngầm ổn định  Dòng thấm qua khu đất giữa 2 sông khi có nước mưa cung cấp thường xuyên
17. III.1. Dòng ngầm thấm vào kênh  Kênh đào hoàn chỉnh: Đáy kênh đào tới đáy cách nuớc  Kênh đào không hoàn chỉnh: Đáy kênh đào không tới đáy cách nước
18. III.1.a Dòng ngầm thấm vào kênh hoàn chỉnh  Sơ đồ 1 2 H H1 R dH Q 2.K.B  Lưu lượng từ 2 phía vào kênh dx
19. III.1.a Dòng ngầm thấm vào kênh hoàn chỉnh  Tính lưu lượng từ một phía vào kênh dh Q1 K.h.B. dx q1.dx K.h.dh  Tích phân 2 vế từ mặt cắt 1 đến mặt cắt 2 x2 H1 q .dx K.h.dh 1 x1 H
20. III.1.a Dòng ngầm thấm vào kênh hoàn chỉnh x2 H1 Q, K, m, B: hằng số q dx K h.dh 1 x1 H 1 q x x K H2 H2 1 2 1 2 1 K H2 H2 q 1 1 2R
21. III.1.a Dòng ngầm thấm vào kênh hoàn chỉnh  Lưu lượng và lưu lượng đơn vị từ hai phía vào kênh K H2 H2 q 1 R  Lưu lượng thấm vào một đoạn kênh có chiều dài L K.L H2 H2 Q 1 R
22. III.1.b Dòng ngầm thấm vào kênh không hoàn chỉnh 1 2 S H o d ho R  Dòng thấm vào kênh chỉ có tác động đến độ sâu Ho  Thực nghiệm: Ho = 1.3(S+d)
23. III.1.b Dòng ngầm thấm vào kênh không hoàn chỉnh  Lưu lượng từ một phía vào kênh dh Q1 K.h.B. dx Q1.dx K.h.B.dh  Tích phân 2 vế từ mặt cắt 1 đến mặt cắt 2 x2 ho Q .dx K.h.B.dh 1 x1 Ho
24. III.1.b Dòng ngầm thấm vào kênh không hoàn chỉnh x2 ho Q, K, m, B: hằng số Q dx K.B h.dh 1 x1 Ho 1 Q x x K.B h2 H2 2 1 2 o o 2 2 2 2 K.B H o ho H h Q q K. o o 2R 2R  Lưu lượng thấm vào một đoạn kênh có chiều dài L 2 2 K.L HO h Q o R
25. III.2 Sự dâng cao mực nước ngầm ổn định z1 ? z s h1 hs l2 l1  Khi xây dựng công trình dâng nước, khi nước sông dâng vào mùa lũ nước ngầm dâng theo  Bài toán: xác định mức nước ngầm thay đổi
26. III.2 Sự dâng cao mực nước ngầm ổn định  Theo PT Duypuy, khi2 nước2 sông chưa dâng h1 hs q1 K 2l1  Khi nước sông dâng zs 2 2 h1 z1 hs zs q2 K 2l2  Lưu lượng không đổi q1=q2 h2 h2 h z 2 h z 2 K 1 s K 1 1 s s 2l1 2l2
27. III.2 Sự dâng cao mực nước ngầm ổn định  Biến đổi, xác định được z h2 h2 h z 2 1 h z 2 1 s 1 1 s s l1 l2 l2 2 2 z1 h1 hs hs zs h1 l1  Công thức đơn giản tính z1 cho trường hợp vách sông dốc đứng 2 2 z1 h1 hs hs zs h1
28. III.3 Dòng thấm trong khu đất giữa 2 sông w h hx h 1 h2 x x l  Đáy cách nước nằm ngang, lượng nước mưa ngấm xuống không đổi, phân bố đều, cường độ thấm w
29. III.3 Dòng thấm trong khu đất giữa 2 sông  Theo PT Duypuy, tại mặt cắt x dh q K.h x x dx  Theo hình vẽ, tại mặt cắt x qx q1 w.x dh K.h q w.x x dx 1
30. III.3 Dòng thấm trong khu đất giữa 2 sông  Biến đổi, tích phân hai vế từ mặt cắt 1 đến mặt cắt x K.hx.dh q1 w.x dx hx x K.h .dh q w.x dx x 1 h1 0 hx x x K. h .dh q dx w x.dx x 1 h1 0 0 h2 h2 x2 K. 1 x q .x w (*) 2 1 2
31. III.3 Dòng thấm trong khu đất giữa 2 sông  Tương tự, tích phân hai vế từ mặt cắt 1 đến mặt cắt 2 2 2 2 h h l K. 1 2 q .l w 2 1 2 h2 h2 w.l q K. 1 2 ( ) 1 2.l 2 2 2 h1 h2 l ( ) qx K. w x 2.l 2 Khi không mưa: w=0 thì qx tính theo phương trình Duypuy
32. III.3 Dòng thấm trong khu đất giữa 2 sông  Thay ( ) vào (*), ta có 2 2 2 2 2 h1 hx h1 h2 w.l w.x K. K - .x 2 2l 2 2 h2 h2 w w h2 h2 1 2 x l.x .x2 1 x l K K x w h h2 h2 h2 l x x x 1 1 2 l K
33. III.3 Dòng thấm trong khu đất giữa 2 sông  Tại đỉnh phân thủy: qx = 0, hx=hmax , x =a 2 2 2 2 h1 h2 l l K h1 h2 qx K. w a 0 a 2.l 2 2 2.wl  Mực nước hai sông bằng nhau: h1=h2 a = l/2 (đỉnh phân thủy nằm chính giữa 2 sông)  h1 > h2 a l/2  a ≤ 0 nước thấm từ sông A sang sông B  Chiều cao mực nước tại đỉnh phân thủy: hmax a w h h2 h2 h2 l a a max 1 1 2 l K