Nguyên lý nhảy thủy lực và sử dụng nó trong thiết kế sàn không thấm nước
Đọc bài viết này để tìm hiểu về nguyên tắc nhảy thủy lực và sử dụng nó trong thiết kế sàn không thấm nước.
Trong đập, bộ điều chỉnh và các cấu trúc thủy lực khác qua hoặc qua đó dòng chảy đi qua, tiêu tán năng lượng là xem xét quan trọng. Nó kêu gọi thiết kế phù hợp của các công trình hạ lưu như sông băng dốc, sàn ngang hoặc bể chứa nước và các bộ tản năng lượng khác. Thiết kế của các công trình này liên quan đến việc xác định độ cao của sàn ngang và chiều dài của tầng không thấm nước hoặc bể chứa nước.
Các kích thước này có thể được tìm ra từ kiến thức của các yếu tố nhảy thủy lực như năng lượng dòng chảy trước và sau nhảy, độ sâu của dòng chảy và độ sâu nước quan trọng đối với cường độ phóng điện và năng lượng bị tiêu tán hoặc mất đầu khi nhảy thủy lực.
Trong điều kiện thích hợp khi một dòng nước nông di chuyển với vận tốc cao hoặc siêu tốc gặp dòng chảy di chuyển chậm có độ sâu đủ, sự gia tăng đột ngột trên mặt nước diễn ra. Sự gia tăng đột ngột này được gọi là nhảy thủy lực. Nói cách khác, nhảy thủy lực trong một kênh mở là sự chuyển đổi đột ngột từ độ sâu nước D 1
Trong đó D 1 - độ sâu trước khi nhảy
D 2 = độ sâu sau nhảy (độ sâu liên hợp)
Ef 1 = tổng năng lượng của dòng chảy ở phần trước khi nhảy
Ef 2 = tổng năng lượng của dòng chảy ở phần sau nhảy
H L = Mất đầu khi nhảy thủy lực, hoặc = năng lượng bị tiêu tán
= Ef 1 - Ef 2 - hf
(hf thường bị bỏ qua)
q = cường độ phóng điện
g = gia tốc do trọng lực
D C = độ sâu nước quan trọng
Với các giá trị đã biết của q và H L, việc tìm ra D 1, D 2, Ef 1, Ef 2 từ các phương trình trên là khá khó khăn. Sự giúp đỡ của các đường cong có thể được thực hiện để tạo điều kiện cho các tính toán. Blench đã chuẩn bị các đường cong để cung cấp cho Ef 2 cho các giá trị khác nhau của H L và q, nó được đưa ra trong hình 19.9.
Để tìm ra các giá trị của D 1 và D 2 IS 4997 cung cấp các đường cong theo các tham số không thứ nguyên như K L / D C
D 2 / D 1 và D 1 / D C. Do đó, một khi D C được tính từ công thức D 1 có thể được đọc từ đường cong D 1 / D C được đưa ra trong IS 4997. Sử dụng giá trị này của D 1, D 2 cũng có thể được tính từ một đường cong D 2 / D 1 khác . Các đường cong được đưa ra trong hình 19.10.
Nhược điểm của việc sử dụng đường cong này là bất kỳ lỗi nào được cam kết khi tìm D 1 bằng phép nội suy sẽ được phản ánh trong giá trị của D 2 và do đó, trong tất cả các tính toán tiếp theo. Để tránh mang theo lỗi nội suy như vậy, hai kỹ sư CWC C. Chinnaswamy và E. Sundaraiya đã chuẩn bị hai đường cong riêng biệt trên cùng một nguyên tắc nhưng cung cấp mối quan hệ giữa yếu tố mất đầu (H L / D C ) và D 2 / D C và D C / D 1 tương ứng. Những đường cong này có thể được thông qua để tìm ra các giá trị của D 1 và D 2 có lợi và được đưa ra trong hình 19.11.
Ở đây có thể làm rõ rằng bước nhảy thủy lực không ổn định trên sàn ngang trơn tru và có xu hướng di chuyển xuống dưới. Một tình huống có thể xảy ra khi độ sâu siêu nhảy trước khi nhảy có thể chiếm ưu thế trên các công trình bảo vệ hạ lưu và có thể làm hỏng nó. Để tránh trường hợp như vậy, glacis dốc được cung cấp và nó được mang đến một mức độ như vậy, nói cách khác, mức độ của sàn ngang được cố định, một bước nhảy thủy lực ổn định được hình thành trên sông băng và được chứa trong sàn ngang pucca không thấm nước .
Mức hoặc độ cao của sàn nằm ngang có thể được tính bằng cách trừ năng lượng riêng của d / s (Ef 2 ) từ tổng năng lượng d / s (TEL) hoặc trừ D 2 khỏi mức nước d / s. Nó đảm bảo sự hình thành của nhảy thủy lực trên sông băng. Để đảm bảo dòng chảy tự do nhiễu loạn trên d / s, chiều dài của sàn không thấm ngang phải bằng với chiều dài của bước nhảy. Độ dài của bước nhảy có thể được lấy bằng 5 lần chênh lệch độ sâu liên hợp, nghĩa là
Chiều dài của bước nhảy L j = Chiều dài của sàn không thấm ngang - 5 (D 2 - D 1 ) Có thể giảm chiều dài của lưu vực tĩnh bằng cách cung cấp các vật phụ như bệ răng, khối máng, khối lưu vực ở giữa lưu vực, v.v.
