Xây dựng mô hình thí nghiệm đo đạc chiều sâu xói cục bộ tại trụ cầu theo thời gian thực

Bài viết Xây dựng mô hình thí nghiệm đo đạc chiều sâu xói cục bộ tại trụ cầu theo thời gian thực giới thiệu mô hình thí nghiệm đo đạc chiều sâu xói cục bộ tại trụ cầu Hòa Phước, Đà Nẵng theo thời gian thực. Mô hình này được thiết kế có kích thước theo đúng nguyên mẫu thực tế, cung cấp số liệu đồng thời, vì vậy sẽ khắc phục được các nhược điểm của mô hình thủy lực xây dựng trong phòng thí nghiệm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xây dựng mô hình thí nghiệm đo đạc chiều sâu xói cục bộ tại trụ cầu theo thời gian thực ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 7(92).2015 1 XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM ĐO ĐẠC CHIỀU SÂU XÓI CỤC BỘ TẠI TRỤ CẦU THEO THỜI GIAN THỰC SETTING EXPERIMENT MODEL FOR MEASUREMENT OF LOCAL SCOUR DEPTH AT BRIDGE PIER IN REAL TIME Đặng Việt Dũng Tổng Hội Xây dựng Việt Nam Tóm tắt - Lựa chọn mô hình thủy lực nhằm thỏa mãn các yếu tố Abstract - Selecting the hydraulic model to satisfy the elements of của lý thuyết tương tự để giúp các nhà nghiên cứu xây dựng được the similar theory to help researchers build formulas that suit công thức tính phù hợp với điều kiện thực tiễn là một thách thức practical conditions is a major challenge posed to many scientists. lớn đặt ra cho nhiều nhà khoa học. Bài báo này giới thiệu mô hình This paper introduces experimental model for measurements of thí nghiệm đo đạc chiều sâu xói cục bộ tại trụ cầu Hòa Phước, Đà local scour depth at piers Phuoc Hoa, Da Nang in real time. This Nẵng theo thời gian thực. Mô hình này được thiết kế có kích thước model is designed with size according to the actual prototypes, theo đúng nguyên mẫu thực tế, cung cấp số liệu đồng thời, vì vậy providing simultaneous data, thus overcoming the disadvantages sẽ khắc phục được các nhược điểm của mô hình thủy lực xây dựng of hydraulic models built in the laboratory. The results of trong phòng thí nghiệm. Kết quả đo đạc các yếu tố gây xói đặc biệt measurement of the factors causing local scour especially in times vào thời điểm có lũ làm cơ sở để đề xuất lựa chọn công thức dự of flooding are used as the basis for selection formulas proposed báo chiều sâu xói cục bộ tại trụ cầu ở Việt nam. to forecast local scour depth at bridge piers in Vietnam. Từ khóa - mô hình thủy lực, xói cục bộ, thời gian thực, yếu tố gây Key words - hydraulic model, local scour, real time, factor causing xói, công thức dự báo erosion, forecasting formula 1. Đặt vấn đề điểm của mô hình thủy lực xây dựng trong các phòng thí Hầu hết các công thức dự báo chiều sâu xói cục bộ tại nghiệm. Kết quả đo đạc chiều sâu xói thực tế theo thời gian trụ cầu đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới hiện nay thực, đặc biệt vào thời điểm có lũ và đo đạc các yếu tố hình đều là công thức thực nghiệm hoặc bán thực nghiệm. Dựa thành và phát triển của xói như chiều sâu dòng chảy, vận trên lý thuyết tương tự, các nhà khoa học xây dựng các mô tốc dòng chảy sẽ làm cơ sở để đề xuất lựa chọn công thức hình thủy lực trong phòng thí nghiệm để tìm ra các mối dự báo chiều sâu xói cục bộ tại trụ cầu và phát triển các quan hệ giữa các yếu tố gây ra xói cục bộ tại trụ cầu. Từ đó nghiên cứu thiết bị đo xói có thể áp dụng cho các công trình xây dựng nên công thức dự báo chiều sâu xói. Kết quả khảo cầu ở Việt Nam. sát chỉ ra rằng, riêng đối với phương pháp vật lý hiện nay 2. Mô hình thí nghiệm có 28 công thức dự báo chiều sâu xói cục bộ tại trụ cầu. Các công thức thực nghiệm mà các tác giả đưa ra có rất 2.1. Yêu cầu nhiều dạng khác nhau. Tùy theo quan điểm của từng tác giả - Có kích thước bằng nguyên mẫu thực tế; cho rằng yếu tố nào ảnh hưởng đến quá trình xói là quan - Đo đạc được hầu hết các chỉ tiêu là các yếu tố gây ra trọng hơn mà các tham số khác nhau được đưa vào công xói cục bộ tại trụ cầu; thức tính toán. Với sự đa dạng của các công thức tính xói - Thu thập số liệu theo thời gian thực, cùng thời điểm dẫn đến kết quả tính xói rất khác nhau. Không chỉ có sự sai và được lưu trữ trong khoảng thời gian nhất định phục vụ khác về kết quả tính xói giữa các công thức tính xói với việc xử lý; nhau, mà còn có sự sai khác giữa kết quả tính xói theo các công thức đề nghị với kết quả đo đạc chiều sâu xói theo - Đo đạc trong mọi điều kiện thời tiết; thực tế [1]. Đây là hạn chế lớn trong việc lựa chọn công - Đơn giản dễ sử dụng và kinh phí duy tu bảo dưỡng thức phù hợp để đưa vào tiêu chuẩn tính xói cục bộ cho trụ thấp. cầu, cũng như kiểm định sự ổn định của móng trụ cầu. 2.2. Các số liệu cần thu thập Nguyên nhân dẫn đến sự sai khác này chính là do các mô hình thí nghiệm thủy lực không thỏa mãn đầy đủ các điều Chiều sâu dòng chảy, vận tốc dòng chảy, cao độ đáy kiện của lý thuyết tương tự, bao gồm tương tự hình học, sông, điều kiện địa chất và thời gian đo đạc. tương tự động học và tương tự động lực, có sai số đo đạc 2.3. Mô tả mô hình thí nghiệm trong mô hình như sai số khi chuyển số liệu đo được trong 2.3.1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động mô hình thí nghiệm ra thực tế [2]; [3]. Bài báo này giới Mô hình thí nghiệm có ba bộ phận chính, bao gồm bộ thiệu mô hình thí nghiệm đo đạc các yếu tố hình thành xói phận đo đạc các yếu tố hình thành xói, bộ phận truyền số cục bộ theo thời gian thực được lắp đặt trên sông thiên liệu trực tuyến và bộ phận tiếp nhận và lưu trữ số liệu. nhiên của nhóm yác giả đề tài cấp Bộ do TS. Đặng Việt Sau khi đo đạc các số liệu tại hiện trường, các thiết bị sẽ Dũng thuộc Sở GTVT Đà Nẵng làm Chủ nhiệm (được chế ...