Kỹ thuật biển ( dịch bởi Đinh Văn Ưu ) - Tập 1 Nhập môn về công trình bờ - Phần 4

áp dụng các đặc trưng thống kê của sóng E.W. Bijker, W.W. Massie 11.1 Mở đầu Các thông tin cung cấp trong chương trước đủ đáp ứng cho những người chỉ quan tâm tới các số liệu cô đọng về sóng. Đối với chúng ta, những kỹ sư, điều cần thiết là ở phần ứng dụng các thông tin đó cho việc thiết kế. Trong chương này sẽ đưa ra hai sự khác biệt giữa hai loại tình huống tương tự với các cách tiếp cận khác nhau trên quan điểm thống kê. Trong loại thứ nhất, độ bền vững của...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật biển ( dịch bởi Đinh Văn Ưu ) - Tập 1 Nhập môn về công trình bờ - Phần 4 11 ¸p dông c¸c ®Æc tr­ng thèng kª cña sãng E.W. Bijker, W.W. Massie 11.1 Më ®Çu C¸c th«ng tin cung cÊp trong ch­¬ng tr­íc ®ñ ®¸p øng cho nh÷ng ng­êi chØ quan t©m tíi c¸c sè liÖu c« ®äng vÒ sãng. §èi víi chóng ta, nh÷ng kü s­, ®iÒu cÇn thiÕt lµ ë phÇn øng dông c¸c th«ng tin ®ã cho viÖc thiÕt kÕ. Trong ch­¬ng nµy sÏ ®­a ra hai sù kh¸c biÖt gi÷a hai lo¹i t×nh huèng t­¬ng tù víi c¸c c¸ch tiÕp cËn kh¸c nhau trªn quan ®iÓm thèng kª. Trong lo¹i thø nhÊt, ®é bÒn v÷ng cña mét c«ng tr×nh cã thÓ ®­îc ®¸nh gi¸ th«ng qua mét ®Æc tr­ng thèng kª nµo ®ã cña sãng, vÝ dô Hsig, ®é cao sãng ®Æc tr­ng. Nh­ vËy nÕu cã yªu cÇu triÓn khai m« h×nh vËt lý hay m« h×nh to¸n chØ cÇn sö dông ph©n bè Rayleigh ®Çy ®ñ c¨n cø vµo tham sè ®· chän. Mét vÝ dô d¹ng nµy cã thÓ g¾n liÒn víi cÊu tróc ph¸ sãng mÒm. Khi cÊu tróc ®­îc thö nghiÖm trªn m« h×nh vËt lý, cÇn t¸i t¹o toµn bé ph©n bè Rayleigh ®èi víi ®é cao sãng. MÆt kh¸c, nÕu sö dông m« h×nh to¸n, c¸c ®Æc tr­ng sãng ®· ®­îc kÓ ®Õn trong c¸c c«ng thøc cña m« h×nh. VÝ dô cã thÓ ®­a ra c«ng thøc ®èi víi tõng lo¹i ®ª ph¸ sãng. Lo¹i vÊn ®Ò nµy th­êng dÔ thiÕt lËp. X¸c suÊt xuÊt hiÖn cña tham sè thiÕt kÕ thu ®­îc trùc tiÕp tõ ph©n bè dµi h¹n ®é cao sãng. Do lo¹i vÊn ®Ò nµy sÏ ®­îc xem xÐt kü trong c¸c phÇn vÒ thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh ph¸ sãng chóng ta sÏ kh«ng xem xÐt tiÕp ë ®©y. Trong lo¹i vÊn ®Ò thø hai, cÊu tróc ®­îc thiÕt kÕ dùa trªn c¬ së sãng ®¬n. Môc ®Ých cña ch­¬ng nµy lµ x¸c ®Þnh x¸c suÊt v­ît qua cña ®é cao sãng thiÕt kÕ cho tr­íc. Lµm thÕ nµo ®Ó thu ®­îc kÕt qu¶, nÕu ta kh«ng muèn thiÕt kÕ cÊu tróc ®¸p øng ®èi víi sãng cao nhÊt. §iÒu nµy kh«ng thÓ ®­îc, v× c¨n cø vµo c¸c ph©n bè ®é cao sãng tr­íc ®©y th× ®èi víi ®é cao bÊt kú nµo cña sãng lùa chän, ®Òu cã mét phÇn tr¨m nhÊt ®Þnh sÏ bÞ v­ît qua. Mét sè rñi ro nµo ®ã cÇn ph¶i chÊp nhËn. VÊn ®Ò ë ®©y lµ x¸c ®Þnh giíi h¹n cho phÐp cña rñi ro ®ã, ®ã lµ môc ®Ých cña ch­¬ng 13. NhiÖm vô cña chóng ta b©y giê lµ x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng mét ®é cao sãng cho tr­íc sÏ bÞ v­ît qua trong mét kho¶ng thêi gian cho tr­íc. §èi víi nhiÒu bµi to¸n nh­ ®é cao mÆt b»ng cña mét c«ng tr×nh ngoµi kh¬i, th× sè lÇn sãng ngËp kh«ng quan träng, chØ cÇn mét lÇn ®Ønh sãng ®i qua th× c«ng tr×nh ®· bÞ háng. 64 §èi víi mét lo¹t c¸c bµi to¸n kh¸c, th× vÊn ®Ò kÐo dµi cña sãng ngËp l¹i quan träng. VÝ dô c¸c ®Æc tr­ng thèng kª cña chuyÓn ®éng tµu theo ph­¬ng th¼ng ®øng rÊt quan träng cho viÖc x¸c ®Þnh ®é s©u l¹ch tµu. Th«ng th­êng ng­êi ta quan t©m nhiÒu tíi vÊn ®Ò nÕu cã hµng chôc tµu bÞ gÆp khã kh¨n khi ®i trong kªnh h¬n lµ chØ xÈy ra ®èi víi mét tµu duy nhÊt. Bµi to¸n vÒ ®é cao mÆt b»ng cña c«ng tr×nh kh«ng phøc t¹p b»ng ®èi víi ®é s©u l¹ch tµu. Bµi to¸n thø nhÊt sÏ ®­îc ®Ò cËp tíi trong phÇn tiÕp cña ch­¬ng nµy, cßn bµi to¸n l¹ch tµu sÏ ®­îc xem xÐt kü trong tËp II. 11.2 §Æt vÊn ®Ò vµ c¸ch tiÕp cËn Tiªu ®Ò cña bµi to¸n ®ã lµ: “víi kh¶ n¨ng bao nhiªu khi ®é cao sãng thiÕt kÕ ®· chän, Hd, sÏ bÞ v­ît mét hoÆc nhiÒu lÇn trong thêi gian tån t¹i, l, cña cÊu tróc?” Kh¶ n¨ng nµy sÏ b»ng tæng c¸c kh¶ n¨ng r»ng Hd sÏ bÞ v­ît n lÇn víi n > 1. Tæng nµy th­êng rÊt khã ®­îc x¸c ®Þnh. Sö dông tÝnh chÊt cña x¸c suÊt: kh¶ n¨ng xÈy ra + kh¶ n¨ng kh«ng xÈy ra = 1, cho r»ng chóng ta muèn x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng xÈy ra th× tõ tÝnh chÊt võa nªu ta cã thÓ ®¸nh gi¸ th«ng qua kh¶ n¨ng kh«ng bao giê xÈy ra; ®iÒu nµy sÏ ®­îc ®Ò cËp th­êng xuyªn trong c¸c phÇn tiÕp theo. Mçi c¬n b·o xuÊt hiÖn cã thÓ ®­îc ®Æc tr­ng bëi gi¸ trÞ cho tr­íc cña Hsig, ®é cao sãng ®Æc tr­ng. §é cao sãng nµy ®Æc tr­ng cho mét chuçi N sãng t¸c ®éng lªn c«ng tr×nh khi cã b·o. Sè N sãng nµy ®­îc ph©n bè theo ph©n bè Rayleigh. Ph©n bè ®­îc ®Æc tr­ng bëi mét tham sè duy nhÊt lµ Hsig. Cã thÓ cho r»ng ®é cao sãng ®Æc tr­ng tu©n theo ph©n bè tÇn sè dµi h¹n t­¬ng tù thÓ hiÖn trªn h×nh vÏ 10.3 trong ch­¬ng tr­íc. 11.3 PhÐp xö lý sè Tr­íc hÕt cho phÐp bµn luËn vÒ c¸ch x¸c ®Þnh N liªn quan tíi gi¸ trÞ riªng cña Hsig. §«i khi, gi¸ trÞ cña N ®­îc ®¸nh gi¸ tõ c¸c b¨ng ghi sãng trong qu¸ tr×nh ph©n tÝch ®Ó x¸c ®Þnh Hsig , v.v... Mét c¸ch lùa chän kh¸c lµ chia kho¶ng b·o b»ng chÝnh chu kú sãng ®Æc tr­ng rót ra trong khi gi¶m ®é dµi chuçi sè liÖu. Trong mäi trêng hîp, N ®­îc biÕt t­¬ng øng víi mçi gi¸ trÞ Hsig. Tr­íc hÕt, cho r»ng mét c¬n b·o chøa N sãng ®­îc ®Æc tr­ng bëi Hsig. Chóng ta chän mét gi¸ trÞ ®é cao sãng thiÕt kÕ bÊt kú Hd. Kh¶ n¨ng mµ ®é cao Hd v­ît qu¸ bÊt kú sãng nµo sÏ lµ: 2 H   2 d  (11.01) H   e  sig  p( H d ) Kh¶ n¨ng sãng nµy kh«ng bÞ v­ît qua sÏ lµ: 1 – p(Hd) ...