Nghiên cứu xói cục bộ trụ cầu: Phần 2

Nối tiếp nội dung phần 1, phần 2 cuốn "Xói cục bộ trụ cầu" tập trung vào giải quyết vấn đề xói ở nhóm cọc - xói tại chân nhóm trụ cọc, xói cục bộ ở trụ phức tạp. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu xói cục bộ trụ cầu: Phần 2 Chương 4 XÓI Ở NHÓM CỌC4.1. G IỚ I T H IỆ U C ơ chế xói cục bộ trụ đơn là cơ chế xoáy dạng m óng ngựa, là yếu tố quan trọngnhất của quá trình xói cục bộ tại trụ cầu trong dòng chảy ổn định. T rường hợp nhómcọc sẽ có sụ tương tác giữa các cọc hay tương tác cùa các lớp biên cùa các cọc, vaitrò ảnh hưởng cúa hệ thống xoáy sau của trụ trước ảnh hường đến quá trình xói trụsau. N hư vậy cả hai loại xoáy là xoáy m óng ngựa và hệ thống xoáy trục đứ ng sau trụsẽ có sự thay đổi thực sự trong nhóm cọc do sự tương tác ảnh hường của hệ thốngxoáy do chính nhóm cọc tạo ra làm thay đổi quá trình xói cùa nhóm cọc như cácnghiên cứu (H annah 1978; Salim and Jones 1996; Sheppard và G lasser 2004);Sum er và các cộng sự (ccs) 2005; A taie-A shtiani and B eheshti 2006; Zounem at-K erm ani và CCS 2008;C olem an 2005; A m ini, M ehville, Ali và G hazali 2012). lfìn h 4.1. Đường dòng qua trụ không thang hàng (sử dụng máy Hele-Shaw, Nottingham)4.2. H Ệ T H Ố N G HAI C Ọ C Hai cọc có thể được sấp xếp theo hàng ngang, hàng dọc hay bố trí chéo4.2.1. D òng c h ảy Hình ảnh dòng chày khi hai trụ sắp xếp theo hàng ngang và hàng dọc với khoảngcách giữa m ép hai trụ khác nhau 107 G/D x/D 4r 51- Dòng cháy không 2-3- ánh hường đén nhau 1 2 -Cốhron9,âc 0 f L Đường phân cách trụ Xoáy sau tru , 1 Nx ánh hướng đen nhau đến 0 1 2 3 4 5 G/D / / Ỉ n / | 4.2. Vùng dòng chày ánh hướng lẫn nhau cùa hai cọc, vùng gạch chéo là vùng song on định (¿dravkovich, ¡987) T rường hợp hai cọc cạnh nhau, khoảng cách giữa m ép hai cọc G so với đườngkính cọc D (G /D < 0,25), hai cọc được coi như m ột cọc và hệ thống xoáy sau trụ làxoáy đơn. Tỳ số G /D tăng lên sẽ hình thành dãy xoáy kép sau trụ cho tới G /D = 3,0 T rường hợp 2 cọc sắp xếp thẳng hàng, hai cọc tác động như m ột cọc nên dãyxoáy sau cọc là xoáy đơn khi G /D < 0,15. Tỷ số G /D tăng đến 3 sẽ có chế độ 2 xoáyrõ ràng. Tý số G /D >3 dãy xoáy sau trụ thứ 2 gọi là dãy xoáy chù. M ột xoáy sau cọctrước và m ột xoáy sau cọc sau.4.2.2. Ánh hưởng tương tác của dòng xoáy m óng ngựa G/D X/D 3 ẢY ■ 2 0 Dảy xoáy kép (a) (b) (c) (d) (e) _______ (0 1 2 3 4 5 6 y® Dảy xoáy (gổm 2 hâng a) T rư ờ n g h ọ p h a i cọc c ù n g h à n g n g a n g - Không thấy tương tác xảy ra khi G /D > 2 - T rường hợp hai cọc sát nhau G /D < 0,1 hai cọc coi như m ột, chi có m ột dãyx o a y sau cọ c (g ồ m hai hành xoáy). - T rường hợp 0,1 < G/D < 2 tương tác xảy ra. b) H a i cọc th ẳ n g h à n g - T rường hợp G /D > 3, trụ sau sẽ xuất hiện xoáy m óng ngựa, song phạm vi nhỏhơn trụ đơ n do còn có ảnh hường cùa tách dòng cùa cọc thượng lưu. X oáy m óngngựa cùa trụ trước cũng bị ảnh hường chút ít do tác động cản dòng của trụ sau, chiềurộng vùng xoáy sau trụ trước rộng hcm vì xoáy trục đứ ng rộng hom. Sự m ờ rộng nàylàm tăng grad ien t áp suất ngược, vì vậy mà xoáy m óng ngựa ở trụ trước rộng hơnđối với G /D 2 xói trước trụ được coi n h u ở trụ đơn, songxói có tăng đôi chút = 5% cho tới G /D = 7,0; G /D < 2 xói trước trụ tăng do kíchthước xoáy m óng ngựa lớn hơn và do cường độ dòng chảy giữa hai cọc tàng lên. Xóiở phạm vi giữ a hai cọc giảm hơn bình thường đến m ức coi như không còn ảnhhường khi G /D = 104.2.4. Xói đối vói hai cọc thẳng hàng (cùng hàng dọc) 109 Xói trước trụ đầu tăng cùng với tăng G /D , đạt giá trị lớn nhất xấp xi 30% so vớicọc đơn khi G /D = 2, sau đó lại giảm đi và trớ lại n hư trụ đom khi G /D = 10. T rongphạm vi G /D < 3 xói tăng lên do kích c ỡ xoáy m óng ngựa và cường độ tăng như đăgiài thích ờ 4.2.2; xói ờ bên trụ giảm đi so với trụ đom vì tay xoáy m óng ngựa bị nhỏlại so với trụ đơn. Xói giữa hai trụ giảm đi và trờ lại như trụ đơn khi G/D =10.4.2.5. Xói ờ nhóm ba cọc vói cách sắp xếp k hác n h a u K ết quả thí nghiệm cùa G orm sen và Larsen (1984) cho trong bảng 4.1 B àng 4.1. Xói tư ơ ng dối hc(G/D)/hc(cọc đ o n ) phụ thuộc vào tỷ số k h oảng cách m ép cọc G/D B ố tri cọc G /D hc(G /D )/hc(đtm ) a) B ố trí tam giác đ ều , đinh tam giác n gượ c chiều d ò n g chày; 0,75 1,04 Xói ở trư ớc chân cọc ờ cọc đinh 2,0 1,0 5,0 1,17 b) Bố trí tam giác đ ều , đinh tam giác n gượ c chiều d ò n g ch ày ; 0,75 1,03 X ói ớ truớ c ch ân cọ c ớ cọc phía sau (cạn h đáy) 2,0 1,0 5,0 1,22 c) B ố tri ...