Bài giảng Công trình thủy nâng cao - Chương 1: Thấm qua công trình - Nguyễn Thống

110/25/2010 1
TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
Khoa Kyõ Thuaät Xaây Döïng - BM KTTNN
PGS. TS. NGUYỄN THỐNG
Email: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr
Web: 
Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719 10/25/2010 2
NỘI DUNG MÔN HỌC
Chương 1: Thấm qua công trình.
Chương 2: Áp lực khe rỗng.
Chương 3: ðập vật liệu ñịa phương.
Chương 3a: Mô phỏng Monte Carlo áp
dụng trong ñánh giá ổn ñịnh
mái dốc.
Chương 4: ðập bê tông trọng lực
Chương 4a: ðập bê tông ñầm lăng (RCC)
CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO
PGS. Dr. Nguy?n Th?ng
10/25/2010 3
NỘI DUNG MÔN HỌC
Chương 4b: Bài toán toả nhiệt 3D.
Chương 5: Phân tích ứng suất trong ñập
bê tông khi xảy ra ñộng ñất.
Chương 6: ðường hầm thủy công -
Giếng ñiều áp.
Chương 7: ðường ống áp lực – Nước va
trong ñường ống.
CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO
PGS. Dr. Nguy?n Th?ng
10/25/2010 4
NỘI DUNG THỰC HÀNH
1. Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính
nước va trong ñường ống áp lực
WaterHammer_BK.
2. Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính
khuếch tán nhiệt 3D trong bê tông thủy
công.
3. Hướng dẫn sử dụng phần mềm mô
phỏng Monte Carlo ứng dụng trong tính
ổn ñịnh mái dốc ñập vật liệu ñịa
phương.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
10/25/2010 5
TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
1. Thuûy coâng – Taäp 1. Tröôøng ÑHXD. T/g. 
Nguyeãn Xuaân Ñaëng.
2. Cô hoïc ñaát – Tröôøng ÑHTL.
3. Phần mềm SIGMA.
4. Phần mềm SLOPE.
5. Phần mềm SEEP.
6. Phaàn meàm Crystal Ball.
Tài liệu download tại ñịa chỉ Web:
Web: 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
10/25/2010 6
MÔN HỌC TRƯỚC

 Cơ học chất lỏng

 Công trình thủy (Thủy
công 1 & Thủy công 2).
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
210/25/2010 7
MUÏC ÑÍCH MOÂN HOÏC
1. Boå sung kieán thöùc lyù thuyeát lieân
quan ñeán Coâng trình thuûy.
2. Thöïc haønh öùng duïng caùc kieán thöùc
naâng cao vôùi caùc phaàn meàm phuø hôïp
phoå bieán.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
10/25/2010 8
Chöông 1
1. Giôùi thieäu.
2. Phöông trình cô baûn cuûa doøng thaám.
3. Caùc phöông phaùp giaûi baøi toaùn
thaám.
4. Tính thaám vôùi phaàn meàm Seep.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 9
GIÔÙI THIEÄU
- Thaám laø söï chuyeån ñoäng cuûa chaát
loûng trong moâi tröôøng coù caùc loã
hoaëc khe roãng (ñaát, ñaù, beâ toâng,).
- Khi coù coâng trình (coáng, ñaäp,)  taïo
neân cheânh leäch coät nöôùc thöôïng vaø
haï löu coâng trình  xuaát hieän doøng
thaám trong moâi tröôøng roãng.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 10
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
THAÁM COÙ AÙP DÖÔÙI COÂNG TRÌNH
10/25/2010 11
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
THAÁM COÙ AÙP DÖÔÙI COÂNG TRÌNH
h
10/25/2010 12
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
THAÁM VOØNG QUANH COÂNG TRÌNH
(Nhìn töø treân xuoáng)
310/25/2010 13
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
Ñöôøng
baõo hoøa
THAÁM KHOÂNG AÙP QUA COÂNG TRÌNH
Vuøng khoâng
coù nöôùc
Vuøng baõo
hoøa nöôùc
10/25/2010 14
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
pA/ρg
A
ðường ñẳng
cột nước H2
ðường ñẳng
cột nước H1
H=z+p/ρg

 Cột nước ño áp tổng
10/25/2010 15
TAÙC HAÏI DO THAÁM GAÂY RA
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 16
TAÙC HAÏI DO THAÁM GAÂY RA
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 17
LÖÔÙI THAÁM
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
Ñöôøng doøng
Ñöôøng theá
10/25/2010 18
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
h(x,z)
Cột nước áp suất
tại tâm t/tích vi phân
410/25/2010 19
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 20
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 21
MOÄT SOÁ KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN
Troïng löôïng rieâng:
Troïng löôïng
rieâng öôùt:
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
Troïng löôïngTheå tích
Vk
Vn
Vh
Vr
Wh
Wn
Wk
V W
Haït
Nöôùc
Khí
)m/kN(
V
W 3
=γ
)m/kN(
V
WW 3nh +
=γω
10/25/2010 22
Troïng löôïng rieâng baõo hoøa:
Vôùi Wn’ troïng löôïng nöôùc chieám ñaày Vr.
Troïng löôïng rieâng ñaåy noåi:
Chöùng minh: 
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
)m/kN(
V
WW 3nh
bh
′
+
=γ
)m/kN(
V
VW 3hnh
dn
γ−
=γ
1bhdn −γ=γ
10/25/2010 23
Ñoä aåm cuûa ñaát: Tyû leä giöõa nöôùc trong ñaát vaø
troïng löôïng haït.
Ñoä baõo hoaø cuûa ñaát: 
G<0,5 ñaát hôi aåm
0,5<G<0,8: ñaát aåm
G>0,8 ñaát baõo hoaø
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
%
W
W100%
h
n
=ω
r
n
V
VG =
10/25/2010 24
Ñoä roãng: Tyû leä giöõa theå tích loã roãng vaø toång theå
tích maãu.
Heä soá roãng: 
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
%
V
V100%n r=
h
r
V
V
=ε
510/25/2010 25
2. Phöông trình cô baûn cuûa doøng thaám
Trong lyù thuyeát thaám, vaän toác thaám V laø
giaû ñònh vaø xem doøng thaám ñi qua caû
moâi tröôøng thaám (V=Q/ω).
V: vaän toác thaám trung bình.
Q: löu löôïng thaám.
ω: dieän tích maët caét thaám thaúng goùc vôùi
doøng thaám.
Thöïc teá, doøng thaám ñi qua caùc khe vaø loã
roãng coù vaän toác thöïc Vi >V.PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 26
MOÂ HÌNH HOAÙ TRONG NGHIEÂN CÖUÙ THAÁM QUA 
MOÂI TRÖÔØNG ROÃNG
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
ui
THÖÏC, ui
U
MOÂ PHOÛNG duøng U
V
ui = U/n
vôùi n=Vr/V
U=Q/ω
ω dieän tích
thaám.
⇒
Q
⇒
10/25/2010 27
HEÄ SOÁ THAÁM k
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 28
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
Loaïi ñaát X
10/25/2010 29
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
Aùp suaát 0
H
eä
so
áth
aám
-100 10 10/25/2010 30
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
K = haèng soá
Aùp suaát
610/25/2010 31
THIẾT LẬP 
PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN 
THẤM 2D
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 32
Phöông trình vi phaân hieän töôïng thaám phaúng 2D 
Coâng thöùc Darcy V= - kJ
Ux, Uy: hình chieáu vaän toác thaám V xuoáng x, y.
kx, ky: heä soá thaám theo phöông x, y.
H =H(x,y)=y+p/γ : coät nöôùc taùc duïng doøng thaám.
p(x,y): aùp suaát, p/γ 
 coät nöôc aùp naêng töông ñöông.
y: theá naêng.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
y
Hk)y,x(fU
x
Hk)y,x(fU
y2y
x1x
∂
∂
−==
∂
∂
−== (1)
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 33
dy
y
U
U yy ∂
∂
+
Xeùt phöông trình lieân tuïc cho khoái vi phaân 2D (X,Y):
PGS. Dr. Nguyễn Thống
X
Y
Ux
dx
x
UU xx ∂
∂
+
dx
dy
Uy
0dxdz)dy
y
U(dydz)dx
x
U( yx =
∂
∂
+
∂
∂
Z
dz
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 34
Phoái hôïp vôùi heä phöông trình (1):
Ñaây laø phöông trình vi phaân cô baûn cuûa
doøng thaám phaúng 2D oån ñònh.
Vôùi H=z+p/γ
PGS. Dr. Nguyễn Thống
0)
y
Hk(
y
)
x
Hk(
x
yx =∂
∂
∂
∂
+
∂
∂
∂
∂ (2)
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 35
Xeùt tröôøng hôïp moâi tröôøng ñoàng chaát :
kx=k1 : haèng soá
ky =k2: haèng soá
PGS. Dr. Nguyễn Thống
0
y
Hk
x
Hk 2
2
22
2
1 =∂
∂
+
∂
∂ (3)
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
k1
k2
x
y
10/25/2010 36
Xeùt tröôøng hôïp moâi tröôøng ñoàng chaát vaø
ñaúng höôùng :
kx=ky=k=haèng soá
Phöông trình (4) treân goïi laø phöông trình
Laplace.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
0
y
H
x
H
2
2
2
2
=
∂
∂
+
∂
∂ (4)
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
710/25/2010 37
Xeùt tröôøng hôïp moâi tröôøng ñoàng chaát vaø
ñaúng höôùng.
Goïi haøm theá.kH−=ϕ
PGS. Dr. Nguyễn Thống
y
U;
x
U yx ∂
ϕ∂
=
∂
ϕ∂
=
0
yx 2
2
2
2
=
∂
ϕ∂
+
∂
ϕ∂
⇒
const)y,x( =ϕ  Ñöôøng ñaúng theá
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 38
Xeùt tröôøng hôïp moâi tröôøng ñoàng chaát vaø
ñaúng höôùng.
Goïi haøm doøng vôùi:ψ
PGS. Dr. Nguyễn Thống
x
U;
y
U yx ∂
ψ∂
−=
∂
ψ∂
=
0
yx 2
2
2
2
=
∂
ψ∂
+
∂
ψ∂
⇒
const)y,x( =ψ  Ñöôøng doøng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 39
Hoï ñöôøng:
Taïo thaønh löôùi thaám.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
const)y,x( =ψ
const)y,x( =ϕ
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 40
THAÁM PHAÚNG (2D) 
KHOÂNG OÅN ÑÒNH
Nghieân cöuù hieän töôïng thaám trong ñoù
bieán soá H phuï thuoäc khoâng nhöõng
vaøo khoâng gian maø coøn phuï thuoäc
vaøo thôøi gian.
H =f(x,y,t)
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 41
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 42
dy
y
U
U yy ∂
∂
+
Xeùt phöông trình lieân tuïc cho khoái vi phaân
trong thôøi gian dt:
PGS. Dr. Nguyễn Thống
X
Y
Ux dx
x
UU xx ∂
∂
+
dx
dy
Uy
Z
dz
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
810/25/2010 43
Ta coù: 
PGS. Dr. Nguyễn Thống
dz.dy.dx.dxdzdt)dy
y
U(dydzdt)dx
x
U( yx θ−=
∂
∂
+
∂
∂
Theå tích nöôùc ñi ra
khoûi khoái vi phaân
theå tích trong t/g dt
Theå tích nöôùc giaûm
trong khoái vi phaân
theå tích
Vn
V=dx.dy.dz
V
Vn
=θ Ñoä baõo hoøa
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 44
Töø ñoù:
Ñaây laø phöông trình vi phaân bieåu dieãn
hieän töôïng thaám 2D khoâng oån ñònh.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
ty
Hk
yx
Hk
x
yx ∂
θ∂
=





∂
∂
∂
∂
+





∂
∂
∂
∂
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 45
Xeùt tröôøng hôïp coù flux löu löôïng taïi vò
trí caùc bieân cuûa vuøng nghieân cöùu.
Goïi Q laø flux löu löôïng (quy öôùc ñi vaøo
theå tích vi phaân xeùt mang daáu + vaø
ngöôïc laïi mang daáu -) cho 1 ñôn vò
theå tích taïi vò trí caùc vuøng bieân.
 Theå tích nöôùc thoaùt ra khoûi theå tích
vi phaân trong thôøi gian dt laø:
- Q.dx.dy.dz.dt
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 46
Ta coù: 
PGS. Dr. Nguyễn Thống
dz.dy.dx.dt.dz.dy.Qdx
dxdzdt)dy
y
U(dydzdt)dx
x
U( yx
θ−=−
∂
∂
+
∂
∂
Theå tích nöôùc ñi ra khoûi khoái
vi phaân theå tích trong t/g dt
Theå tích nöôùc giaûm
trong khoái vi phaân
theå tích
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 47
Töø ñoù:
Ñaây laø phöông trình vi phaân toång quaùt
bieåu dieãn hieän töôïng thaám 2D khoâng
oån ñònh.
Nghieân cöùu veà ñoä baõo hoøa θ:
PGS. Dr. Nguyễn Thống
t
Q
y
Hk
yx
Hk
x
yx ∂
θ∂
=+





∂
∂
∂
∂
+





∂
∂
∂
∂
Vn
V
V
Vn
=θ
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 48
Nghieân cöùu lyù thuyeát chæ ra raèng söï thay
ñoåi ñoä baõo hoøa θ coù quan heä vôùi aùp
löïc nöôùc loã roãng p.
Quan heä coù daïng toång quaùt nhö sau:
mw chæ ñoä doác ñöôøng cong quan heä.
Ñöôøng quan heä coù daïng toång quaùt sau:
PGS. Dr. Nguyễn Thống
dpmd w=θ
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
910/25/2010 49
Daïng quan heä toång quaùt giöõa aùp suaát
nöôùc loã roãng vaø ñoä baõo hoøa
PGS. Dr. Nguyễn Thống
AÙp suaát nöôùc loã roãng, p
0p0
Ñoä baõo hoøa, θ
Baõo hoøa
Khoâng baõo hoøa
mw
1
mw
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 50
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 51
Ngoaøi ra:
Thay vaøo treân:
Phöông trình thaám 2D khoâng oån ñònh
toång quaùt trôû thaønh:
ypH +
γ
=
PGS. Dr. Nguyễn Thống
)yH(ddp)yH(p −γ=⇒−γ=⇒
)yH(dmdpmd ww −γ==θ⇒
t
)yH(
mQ
y
Hk
yx
Hk
x
wyx ∂
−∂γ=+





∂
∂
∂
∂
+





∂
∂
∂
∂
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 52
Do tung ñoä y ñoäc laäp vôùi t, do ñoù:
Ñaây laø phöông trình toång quaùt veà baøi toaùn
thaám phaúng 2D khoâng oån ñònh.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình ñaäp daâng
PGS. Dr. Nguyễn Thống
t
H
mQ
y
Hk
yx
Hk
x
wyx ∂
∂γ=+





∂
∂
∂
∂
+





∂
∂
∂
∂
10/25/2010 53
ÑIEÀU KIEÄN BIEÂN
Khi giaûi baøi toaùn thaám ta coù theå gaëp 2 daïng
ñieàu kieän bieân nhö sau:
- Ñieàu kieän bieân daïng Dirichlet:
H=H0 giaù trò ñaõ bieát treân bieân s0
- Ñieàu kieän bieân daïng Neuman:
Ví duï treân bieân KHOÂNG THAÁM (q1=0)
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình ñaäp daâng
PGS. Dr. Nguyễn Thống
1q
n
H
=
∂
∂
(q1 giaù trò ñaõ bieát treân bieân s1)
10/25/2010 54
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
Bieân loaïi Dirichlet : 
H=H1 or H2 .
Bieân loaïi Neuman : 0n/H =∂∂
n H(x,z)
H1 H2
10
10/25/2010 55
Phöông trình thaám neâu treân keát hôïp
vôùi ñieàu kieän bieân seõ ñöôïc giaûi vôùi
caùc phöông phaùp khaùc nhau ñeå xaùc
ñònh H(x,y,t)  lôøi giaûi baøi toaùn
thaám.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình ñaäp daâng
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 56
CAÙC PHÖÔNG PHAÙP 
NGHIEÂN CÖÙU THAÁM
1. Nghieân cöùu lyù thuyeát:
- Phöông phaùp cô hoïc chaát loûng.
- Phöông phaùp thuûy löïc.
2. Phöông phaùp ñoà giaûi (ví duï p/p veõ löôùi
thaám,).
3. Phöông phaùp thí nghieäm, thöïc nghieäm
(moâ hình töông töï ñieän,).
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình ñaäp daâng
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 57
Phöông phaùp cô hoïc chaát loûng: Döïa vaøo caùc
keát quaû nghieân cöuù toaùn lyù-toaùn cô ñeå
xaùc ñònh lôøi giaûi baøi toaùn thaám taïi vò trí
baát kyø trong moâi tröôøng thaám.
Öu ñieåm: Chính xaùc.
Khuyeát ñieåm: Chæ tìm ñöôïc lời giaûi cho caùc
baøi toaùn coù sô ñoà thaám “ñôn giaûn”.
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 58
Phöông phaùp thuûy löïc: Söû duïng moät soá giaû thieát
ñeå ñôn giaûn hoaù baøi toaùn  giaûi ñöôïc caùc baøi
toaùn phöùc taïp hôn p/p Cô hoïc chaát loûng.
Vôùi söï phaùt trieån cuûa maùy tính, phöông phaùp soá
(p/p sai phaân höõu haïn, p/p phaàn töû höõu haïn, 
p/p theå tích höõu haïn) ñaõ phaùt trieån maïnh meõ
ñeå giaûi caùc baøi toaùn thaám phöùc taïp tröïc tieáp
töø p/t ñaïo haøm rieâng moâ taû hieän töôïng thaám.
 (Ví duï: Geo-Studio\Seep)
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 59
VÍ DUÏ MOÄT SOÁ TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN & 
CAÙC BAØI TOAÙN ÑIEÅN HÌNH VEÀ THAÁM
1. Thaám qua moâi tröôøng ñaúng höôùng, khoâng
ñoàng chaát.
2. Thaám coù aùp qua neàn coù baûn cöø (chieàu daøy
neàn voâ haïn, höõu haïn). Phöông phaùp cô hoïc
chaát loûng.
3. Thaám coù aùp qua neàn vôùi p/p gaàn ñuùng
(phöông phaùp Lane, p/p heä soá caûn).
4. Giaûi baøi toaùn thaám baèng phöông phaùp soá
(phaàn töû höõu haïn) vôùi phaàn meàm SEEP.PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 60
Thaám qua moâi tröôøng ñaúng höôùng, 
khoâng ñoàng chaát.
Xeùt löu löôïng q giöõa 2 ñöôøng doøng:
PGS. Dr. Nguyễn Thống
222111 dsJkdsJkVdsq ===
h1
h2
ds1
ds2
α1
α2
k1
k2
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
ðường
dòng
ðường
thế
11
10/25/2010 61
Xeùt giöõa 2 ñöôøng ñaúng theá h1 vaø h2 ta coù:
PGS. Dr. Nguyễn Thống
h1
h2
ds1
ds2
α1
α2
k1
k2
2
22
21
11
1 dstg.ds
dhkds
tg.ds
dhk
α
=
α
2
1
2
1
tg
tg
k
k
α
α
=
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 62
Thaám coù aùp qua neàn coù baûn cöø (chieàu daøy neàn
voâ haïn, höõu haïn). 
Phöông phaùp cô hoïc chaát loûng
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
H
y
s
0 x-x
Chieàu saâu neàn thaám voâ haïn Chieàu saâu neàn thaám höõu haïn
H
s
y
0 x-x
T
10/25/2010 63
Tröôøng hôïp chieàu saâu neàn thaám voâ haïn:
Coät nöôùc ño aùp maët tröôùc (ht) vaø maët sau (hs) taám
baûng cöø chieàu daøi s ñöôïc xaùc ñònh theo phöông
phaùp cô hoïc chaát loûng (lôøi giaûi giaûi tích) nhö sau: 
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
sy0
)
s
y
arcsin(.1.Hh
)
s
y
arcsin(11Hh
s
t
≤≤






pi
=




pi
−=
10/25/2010 64
Löu löôïng thaám qua phaàn neàn phía
thöôïng löu:
k: heä soá thaám.
arch: haøm soá ngöôïc cuûa haøm ch(.).
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
0x);
s
x(arch1kHQ ≤≤∞−−
pi
=
2
ee)x(ch
xx −+
=
10/25/2010 65
Vaän toác doøng thaám ñi töø döôùi ñaùy coâng
trình phía haï löu baûn coïc:
Ví duï taïi x=0, phía haï löu baûn coïc:
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
∞≤≤
+pi
= x0;
xs
1
.
kHV
22y
s
kH)0(Vy
pi
=
10/25/2010 66
Tröôøng hôïp chieàu saâu neàn thaám höõu haïn:
Pavolopski duøng phöông phaùp cô hoïc chaát loûng ñeà xuaát
lôøi giaûi:
h: coät nöôùc thaám ôû maët tröôùc (+) vaø maët sau (-) baûn cöø s. 
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình




























λ





 pi





 pi





 pi
−




 pi
±=
T2
y
cos
T2
s
sin
T2
s
cos
T2
y
cos
arcsinF
k
11
2
Hh
22
)
T2
s
sin(;sy0 pi=λ≤≤
12
10/25/2010 67
Giaù trò F =F(ϕ,λ) chæ tích phaân elliptique
loaïi 1, coù taàn soá dao ñoäng ϕ vaø
module λ.
(Haøm F tra baûng Soå tay thuûy lôïi. Taäp 1)
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
λ=
ϕ−
ϕ
=λϕ ∫
ϕ
λ
sinm;
sinm1
d),(F
22
10/25/2010 68
Vaän toác doøng thaám ñi töø döôùi ñaùy coâng
trình phía haï löu baûn coïc:
Vôùi:
Xem tra baûng sau:
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
P.
T
kHVy =
)
T
x
,
T
s(fP =
10/25/2010 69
Giaù trò haøm P
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
0.008
0.008
0.008
0.008
0.008
0.008
0.007
0.006
0.004
0.043
0.042
0.04
0.039
0.037
0.035
0.031
0.027
0.02
0.216
0.21
0.203
0.192
0.18
0.165
0.144
0.125
0.1
0.308
0.298
0.283
0.263
0.237
0.21
0.188
0.164
0.144
0.455
0.431
0.403
0.377
0.334
0.25
0.23
0.2
0.19
0.724
0.662
0.586
0.511
0.432
0.33
0.28
0.245
0.228
1.39
1.047
0.86
0.687
0.554
0.45
0.355
0.29
0.24
3.2
1.6
1.075
0.81
0.64
0.488
0.394
0.316
0.243
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
3210.80.60.40.20
x/Ts/T
10/25/2010 70
Thaám coù aùp qua neàn phaúng (chieàu daøy neàn voâ
haïn, höõu haïn). 
Phöông phaùp cô hoïc chaát loûng
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
H
y
0 x-x
Chieàu saâu neàn thaám voâ haïn Chieàu saâu neàn thaám höõu haïn
H
y
0 x-x
Tl l l l
10/25/2010 71
Tröôøng hôïp chieàu saâu neàn thaám voâ haïn:
Coät nöôùc ño aùp vaø vaän toác ngang döôùi ñaùy moùng CT: 
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
)
l
x
arccos(1Hh
pi
=
lxl
xl
kHvx +≤≤−
−
pi
= ;
1
.
1
22
10/25/2010 72
Tröôøng hôïp chieàu saâu neàn thaám voâ haïn:
Löu löôïng thaám qua ñaùy thöôïng löu:
Vaän toác doøng thaám töø ñaùy CT ñi ra haï löu: 
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
lx
l
x
archkHQ −≤≤∞−−
pi
= );(1
+∞≤≤
−
pi
= xl
lx
kHvy ;
1
.
1
22
13
10/25/2010 73
Tröôøng hôïp chieàu saâu neàn thaám höõu haïn:
Coät nöôùc aùp suaát doïc ñaùy baûn coïc:
Trong ñoù: 
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
lxl
T
l
th
T
x
th
F
K
Hh +≤≤−






















λ
pi
pi
−= ;.
)
2
(
)
2
(
arcsin11
2





 pi
=λ
T
l
th
2
10/25/2010 74
Tröôøng hôïp chieàu saâu neàn thaám höõu haïn:
Löu löôïng toaøn phaàn doøng thaám qua neàn:
Trong ñoù K & K’ chæ tích phaân elliptique toaøn phaàn loaïi
1 öùng vôùi module λ vaø module phuï
Vaø chæ tích phaân elliptique loaïi 1 öùng vôùi
taàn suaát dao ñoäng ϕ vaø module λ. 
K
KkHQ
2
′
=
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
21 λ−=λ′
),( λϕ= FF
10/25/2010 75
GIÔÙI THIEÄU CAÙC LÔØI GIAÛI BAØI TOAÙN 
BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP SOÁ (PTHH) VÔÙI 
PHAÀN MEÀM SEEP
(Thöïc haønh trong phoøng maùy tính)
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
10/25/2010 76
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Tính thaám baèng p/p PTHH vôùi SEEP
H=hs. =9m
H=hs. =7m
10/25/2010 77
PGS. Dr. Nguyễn Thống
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Tính thaám baèng p/p PTHH vôùi SEEP
10/25/2010 78
HẾT
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 1: Thaám qua coâng trình
PGS. Dr. Nguyễn Thống