CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN VÀ ĐÊ CHẮN SÓNG - CHƯƠNG 2 ppsx

Chương 2. Xác định tham số sóng và mực nước http://www.ebook.edu.vn

2-1

Chương 2

XÁC ĐỊNH THAM SỐ SÓNG VÀ MỰC

NƯỚC

2.1. Các quy định chung.

Khi xác định các thông số của sóng ở phía vùng nước không được che chắn và

trong các khu nước được che chắn phải xét đến các yếu tố hình thành sóng, tốc độ gió,

hướng gió, thời gian tác động liên tục của gió trên mặt nước. Kích thước và hình dạng

của vùng nước chịu gió, địa hình đáy biển và độ sâu vùng nước có xét đến các dao động

mực nước.

Mực nước tính toán và các đại lượng của gió phải xác định theo kết quả xử lý thống

kê các chuỗi số liệu quan trắc nhiều năm (≥25 năm). Khi xác định mực nước tính toán

phải xét đến các dao động do thuỷ triều, nước dâng và nước rút do bão, các dao động

theo mùa và theo năm.

Khi tính toán các thông số sóng phải chia biển thành các vùng sau đây:

- Vùng nước sâu: độ sâu d d ≥ 0.5λ , ở vùng này đáy biển không ảnh hưởng đến các

đặc trưng của sóng;

- Vùng nước nông: độ sâu d nằm trong phạm vi 5 d d dcr 0. λ ≥ > , ở vùng này sự lan

truyền của sóng và các đặc trưng của sóng chịu ảnh hưởng của đáy biển.

- Vùng sóng đổ: từ độ sâu dcr đến độ sâu dcr,u là độ sâu bắt đầu và kết thúc của sóng

đổ;

- Vùng mép nước: nơi có độ sâu ≤ dcr,u , ở đó sóng vỡ tràn lên bờ có chu kỳ;

- Khi xác định độ ổn định và độ bền của công trình thuỷ và các cấu kiện, suất bảo

đảm tính toán của chiều cao sóng trong hệ sóng được lấy theo bảng:

Bảng 2- 1. Xác định suất bảo đảm của công trình thuỷ

Loại công trình thuỷ Suất bảo đảm tính toán của

chiều cao sóng %

Công trình dạng đường

thẳng đứng

1

Công trình kiểu kết cấu hở

và vật liệu cản cục bộ:

- Cấp I

- Cấp II

- Cấp III

1

5

13

Công trình gia cố bờ:

- Cấp I, II

- Cấp III, IV

1

5

Công trình chắn sóng có mái

dốc gia cố bằng:

- Tấm, bản Bê tông

- Đá đổ, các khối kỳ dị

1

2

Khi xác định độ che chắn sóng của khu nước cảng chiều cao sóng lấy với suất bảo

đảm 5%;

Chương 2. Xác định tham số sóng và mực nước http://www.ebook.edu.vn

2-2

Khi xác định chiều cao sóng leo chiều cao sóng lấy với suất bảo đảm là 1%.

Khi xác định tải trọng sóng lên công trình cần lấy chiều cao sóng với suất đảm bảo

hi và chiều dài trung bình λ của sóng.

2.2. Xác định tham số gió tính toán.

Do sóng được xét đến là sóng do gió gây ra và không xét sóng do các nguyên nhân

khác nên ta cần phải xác định các thông số gió trước khi xác định thông số sóng. Với gió

mạnh, sóng sẽ lớn và công trình sẽ có kích thước lớn. Tuy nhiên nếu ta lấy gió yếu thì

thông số sóng sẽ nhỏ, công trình sẽ có kích thước nhỏ, tuổi thọ của công trình ngắn. Để

dung hoà cần chọn thông số gió sao cho giá thành suy diễn của công trình là tối ưu.

p = 0,1k + E (2- 1)

Trong đó K là giá thành xây dựng cơ bản, E là giá thành duy tu trong một năm.

Để đơn giản hoá trong quy phạm 22TCN 222-95 nêu tần suất của gió theo cơn bão

tính toán là:

2% (1 lần trong 50 năm)- đối với công trình cấp I và II;

4% (1 lần trong 25 năm)- đối với công trình cấp III và IV.

Theo yêu cầu trên ta cần xác định cấp công trình trước khi xác định tần suất gió.

2.2.1. Vận tốc gió của cơn bão tính toán.

Trên thực tế số liệu quan trắc của các cơn bão có thể không đầy đủ. Để xác định vận

tốc gió của cơn bão có chu kỳ lặp với N năm nào đó ta sử dụng phương pháp

Alếchxâyev.G.A Đặt giả thiết ta cần xác định giá trị của x trong chu kỳ lặp N năm khi có

số liệu trong m năm.

Alếchxâyep đề xuất công thức thực nghiệm sau:

n lg S = b − a.x (2- 2)

Trong đó:

n - hằng số sao cho quan hệ n lg S ~ x là tuyến tính;

a, b - hằng số được xác định khi có quan hệ tuyến tính n lg S ~ x ;

x - đại lượng ngẫu nhiên;

S - số lần xuất hiện bình quân trong 1 năm theo các cấp giá trị của x.

Trước hết cần xác định giá trị n bằng cách cho một số giá trị và vẽ đồ thị quan hệ n lg S ~ x . Nếu giá trị n làm cho đồ thị n lg S ~ x là đường thẳng thì giá trị này của n là giá

trị được chấp nhận. Ta cần xác định giá trị của x xuất hiện 1 lần trong N năm, hay nói

cách khác

N

S 1 = , thay vào công thức trên ta có:

n b ax

N = − 1 lg hay N b ax ax b N n n − lg = − ⇒ = + lg suy ra:

( )n

n

b N

a

x

1

1

. lg 1

⎟ + ⎠

⎞ ⎜

⎝

⎛ = (2- 3)