Xác định hệ số tỉ lệ cho kết cấu lõi đê chắn sóng dạng đá đổ trong các thí nghiệm mô hình vật lí

Các ảnh hưởng về mặt tỉ lệ trong các mô hình thủy động lực học với sóng ngắn chủ yếu là do giả thiết trọng lực là lực vật lí chủ đạo để cân bằng các lực quán tính. Việc định tỉ lệ dựa trên giả thiết này (tỉ lệ Froude) đã mô phỏng một cách thiếu chính xác các lực vật lí khác về độ nhớt, độ đàn hồi, sức căng bề mặt... với giả thiết đặt ra là các lực này không đáng kể trong các quá trình vật lí. Bài viết trình bày xác định hệ số tỉ lệ cho kết cấu lõi đê chắn sóng dạng đá đổ trong các thí nghiệm mô hình vật lí
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xác định hệ số tỉ lệ cho kết cấu lõi đê chắn sóng dạng đá đổ trong các thí nghiệm mô hình vật lí Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TỈ LỆ CHO KẾT CẤU LÕI ĐÊ CHẮN SÓNG DẠNG ĐÁ ĐỔ TRONG CÁC THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH VẬT LÍ Nguyễn Quang Lương, Nguyễn Văn Thìn Trường Đại học Thủy lợi, email: luong.n.q@tlu.edu.vn1. GIỚI THIỆU CHUNG nên rõ rệt hơn về mặt tỉ lệ sử dụng cho các mô hình bể cảng (Hudsonvà cộng sự, 1979). Các ảnh hưởng về mặt tỉ lệ trong các môhình thủy động lực học với sóng ngắn chủ Ảnh hưởng về mặt tỉ lệ này được khắc phụcyếu là do giả thiết trọng lực là lực vật lí chủ bằng việc tăng kích thước các viên đá trongđạo để cân bằng các lực quán tính. Việc định mô hình so với giá trị thu phóng theo tỉ lệ dàitỉ lệ dựa trên giả thiết này (tỉ lệ Froude) đã theo công thức sau:mô phỏng một cách thiếu chính xác các lực Lp Dp =K hay NL = KND (1)vật lí khác về độ nhớt, độ đàn hồi, sức căng Lm Dmbề mặt... với giả thiết đặt ra là các lực này Trong đó L là chiều dài đặc trưng của môkhông đáng kể trong các quá trình vật lí. hình nguyên dạng, D là kích thước dài củaTrong các mô hình thủy lực sóng ngắn được viên đá, K là hệ số có giá trị lớn hơn 1; p vàđịnh tỉ lệ theo tiêu chuẩn Froude, tính không m lần lượt biểu thị cho nguyên hình vàđồng dạng của các lực nhớt và sức căng bề mô hình.mặt có thể dẫn đến các ảnh hưởng có liên Le Méhauté (1965) và Keulegan (1973) đãquan đến các hiện tượng sóng phản xạ, sóng đề xuất các phương pháp để xác định kíchnhiễu xạ, sự tiêu tán năng lượng sóng do ma thước của các lớp phủ bảo vệ của đê chắnsát và do sóng vỡ. sóng dạng đá đổ và vật liệu lõi đê để mô Đối với tầng lọc và đặc biệt là lớp lõi, vai phỏng chính xác hiện tượng sóng truyền.trò của dòng chảy vào và ra đê chắn sóng trở Hudson và cộng sự (1979) đã đề xuất hệ số tỉnên quan trọng (Burcharth và cộng sự, 1998). lệ K cần được tính toán bằng cả hai phươngKhi tính toán tỉ lệ cho lớp phủ, quy tắc pháp và giá trị trung bình từ hai kết quả tínhFroude có thể áp dụng. Tuy nhiên, điều này toán này sẽ được sử dụng trong công thức (1)không còn đúng cho lớp lõi do cỡ hạt trở nên như trên.rất mịn và do đó lớp lõi trở thành dạng không 1.2. Nghiên cứu của Burcharth và cộngthấm nước. Có thể thấy rằng tính thấm của đê sự (1998)chắn sóng có ảnh hưởng đến sóng leo, sóngtràn và ổn định của khối phủ. Đối với lớp lõi, điều quan trọng là phải đảm bảo tính nhất quán giữa gradient thủy 1.1. Nghiên cứu của Le Méhauté (1965) lực trong mô hình và trong nguyên mẫu. Mộtvà Keulegan (1973) giải pháp phù hợp cho điều này đó là sử dụng Nếu các công trình dạng đá đổ và hấp thụ cỡ đá lớn hơn cho lớp lõi so với cỡ đá đượcsóng được mô hình với cỡ đá và vật liệu lõi tính toán theo quy tắc tỉ lệ Froude. Burcharthđược thu nhỏ về mặt hình học theo tỉ lệ, sóng và cộng sự (1999) đã đưa ra một phươngtruyền qua mô hình sẽ giảm đi tương đối. Các pháp bao gồm ước tính trường vận tốc và đềtổn thất ma sát lớn hơn so với mô hình khi nghị việc sử dụng giá trị vận tốc đặc tính cósóng truyền qua công trình, và điều này trở liên quan có thể áp dụng cho việc định tỉ lệ 27Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1vật liệu lớp lõi trong các mô hình vật lý. Hệsố tỉ lệ cho lõi đê chắn sóng sẽ nhỏ hơn sovới hệ số tỉ lệ áp dụng theo quy tắc Froude. Theo Burcharth và cộng sự (1999), giá trịđường kính viên đá sử dụng cho lớp lõi trongcác mô hình thí nghiệm được xác định saocho quy tắc Froude vẫn có thể áp dụng chomột giá trị vận tốc lỗ rỗng đặc tính. Giá trịvận tốc này được xác định là giá trị trungbình của vận tốc trong vùng chịu ảnh hưởnglớn nhất của lớp lõi về mặt dòng chảy trongmôi trường lỗ rỗng. Quy trình định tỉ lệ cho Hình 2. Kết quả tính toán hệ số tỉ lệ cholớp lõi như sau: mô hình lõi đê theo hai phương pháp (1) Phóng các kích thước của mô hình ra Le Méhauté (1965) đã sử dụng các kết quảnguyên mẫu theo hệ số tỉ lệ; phân tích và số liệu có sẵn để phát triển một (2) Xác định vị trí các điểm lưu tốc lỗ rỗng phương pháp sử dụng biểu đồ cho việc lựađặc tính trong cả nguyên mẫu và mô hình chọn giá trị K phù hợp. Tác giả giả thiết rằng(xem Hình 1); các ảnh hưởng về mặt ...