1
Kh
Kh
¸i
¸i
qu
qu
¸t
¸t
vÒ
vÒ
SEEP/W
SEEP/W
-
-
V.
V.
5
5
Ph©n
Ph©n
tÝch thÊm theo
tÝch thÊm theo
PTHH
PTHH
GS. NguyÔn C«ng MÉn
GV. NguyÔn C«ngTh¾ng
Hµ
Hµ
Néi
Néi

γ
A
u
ω
γ
B
u
Z
A
Z
B
∆h
D
ß
n
g

t
h
Ê
m
D
ß
n
g

t
h
Ê
m

++=
2
2
ω
γ
cét ¸p
cét tèc ®é
cét cao ®é
• Trong MT ®Êt, v ≈ 0,01 m/s (c¸t th«)
⇒ cét tèc ®é ≈ 5x10
-6
m ⇒ nhá, bá qua
• Tæng thÕ n¨ng cña dßng thÊm t¹i A
2. PT Bernoulli – N¨ng l−îng dßng thÊm
• Dßng thÊm Darcy ⇒ SEEP/W
Tèc ®é thÊm biÓu kiÕn: v
Darcy
= ki
v
Darcy
• Dßng thÊm thùc ⇒ v
thùc
=
v
Darcy
n
v
thùc
4
Cơ chế và trạng thái dòng thấm trong MT đất đá







+==
B
B
A
A
BA
Z
u
Z
u
hhh


Mặt chuẩn
h
A
h
B
L


A
u


trong điều kiện có áp lực nớc lỗ rỗng phức tạp;
Kết hợp với CTRANW phân tích lan truyền vật ô
nhiễm trong đất đá.
6
3. Di chuyển mặt ớt chuyển tiếp qua
đập đất trong khi hồ chứa nớc
4.Tiêu tan áp lực nớc lỗ rỗng d
trong đập đất khi nớc hồ chứa rút
5 sơ đồ của bài thấm
5. Thấm từ bồn chứa nớc làm
mực nớc ngầm dâng lên


A
u
A
Z
A
A
h
Mặt chuẩn
1.Thấm không áp qua đập đất
Đờng mặt thoáng
2. Thấm trong vùng không bão
hoà khi nớc ma ngấm xuống
Đờng thấm
Lớp thấm yếu
Nớc ngấm
7
Đờng cong đặc trng Nớc - Đất

0

r
( Sr ) - độ ẩm d
= m
w
u
w

bh
= n
m
v

Bão hoà
S
S
= 1
= 1
1 > S >
1 > S >
S
S
r
r
S =
S =
S
S
r

lúc
lúc
khí
khí
có
có
thể thấm
thể thấm
vào các
vào các
lỗ
lỗ
rỗng
rỗng
lớn
lớn
nhất
nhất
Giá tri khí vào
tới hạn -
th
V
n
V
V
V
n
=

8

; h
; h
r
r
=
=
Độ
Độ
hút
hút
dính
dính
tơ
tơ
ng
ng
ứng
ứng
với
với
độ
độ
ẩm
ẩm
d
d
n =
n =
Độ
Độ

tr
tr
ên
ên
có
có
thể
thể
khớp
khớp
với
với
các
các
số
số
liệu
liệu
thuộc
thuộc
đ
đ
ờng
ờng
cong
cong
phân
phân
bố
bố

ớc
ớc
,
,
với
với
các
các
th
th
ô
ô
ng
ng
số
số
a, n, m
a, n, m
biến
biến
đ
đ
ổi
ổi
tuỳ
tuỳ
loại đ
loại đ
ờng
ờng


+






















+






]
S < 1
θ = f (u
w
)
K = g (θ)
K = h (u
w
)
HÖ
sè
thÊm
(
thang
®é log
10
)
Gi¸ tri khÝ vµo
tíi h¹n - θ
th
k
§é hót dÝnh
0
11
Saturated Conductivity Porosity Air Entry Value D60 D10
(m/sec) (kPa) (mm) (mm)
3 x 10
-8
0.50 40 0.015 0.001
SÐt bôi – Silt Clay – Function # 14

Độ
Độ
hút
hút
dính
dính
(
(
kPa
kPa
)
)
p = Hệ
p = Hệ
số
số
phóng
phóng
(power)
(power)
để đ
để đ
iều
iều
chỉnh kết qu
chỉnh kết qu
ả
ả
dự
dự

2
212
30


à
k()
j
HS thấm tính toán đ/v độ ẩm xác định i - áp lực lỗ rỗng âm (cm/min);
k
s
/ k
sc
hệ số phù hợp (giá trị đo/giá trị bão hoà tính toán); i lớp độ ẩm cuối cùng phía
ớt:
i = 1 lớp lỗ rỗng ứng với độ ẩm thấp nhất; i = m lớp lỗ rỗng ứng với độ ẩm bão hoà;
h
i
cột áp nớc lỗ rỗng âm ứng với lớp lỗ rỗng đầy nớc;
n tổng số lớp lỗ rỗng giữa i và m;
-độẩm thểtích (cm
3
/ cm
3
);

0
- độ ẩm thể tích thấp nhất trên đờng cong thực nghiệm;

s

2
2
30
ng
T
F

à
SEEP dùng để xác định dạng hàm thấm tại
giá trị AS bằng 0;
()
[
]

=

+=
m
j
isc
hijk
1
2
212
1
30
2
2
=
ng

Mô hình hoá bài toán
Gồm 2 bớc:
- Mô hình hoá bài toán
- Lập và giải các phơng trình PTHH
Mô hình hoá bài toán (Mô hình mô phỏng bài toán - Sơ đồ tính
toán):
-Lập lới các phần tử, xác định các tính chất vật liệu và các
-điều kiện biên
Đây là nhiệm vụ của ngời sử dụng phần mềm, có tính chất
quyết định tới độ tin cậy của kết quả tính toán.
SEEP/W chỉ lập và giải các phơng trình PTHH
Một số vấn đề cần chú ý khi mô hình hoá bài toán
- Đơn vị: có thể dùng các hệ đơn vị khác nhau, nhng phải đồng bộ;
- Thiết kế mạng lới phần tử: chú ý chọn dạng PT, hệ toạ độ và
-tơng thích giữa các PT
17
Các giả thiết cơ bản và phơng trình thấm
1. Dòng thấm trong đất BH/KBH tuân theo ĐL Darcy
2. Qvào - Q ra = biến thiên độ ẩm thể tích .
TH đất bão hoà, Qvào - Q ra = = 0 dòng thấm ổn định;
3.( -u
a
) = 0 không ảnh hởng đến .
Chỉ ( u
a
u
w
) ảnh hởng đến có nghĩa là chỉ có biến thiên
áp lực nớc lỗ rỗng là ảnh hởng tới ( xem đờng cong
nớc đất ).

θ
t
H
m
t
Q
y
H
k
yx
H
k
x
wwyx
∂
∂
=
∂
Θ∂
=+








∂
∂





∂
∂
∂
∂
Q
y
H
k
yx
H
k
x
yx
19
C¸c ®iÒu kiÖn biªn
1. ®iÒu kiÖn Dirichtle:
2. ®iÒu kiÖn biªn Neiman :
(
)
yxHH
S
,/
1
=
()
yxq

{H} - cột nớc thấm tại các điểm nút
Giải bài toán thấm bằng PP PTHH
22
• Gradient thÊm theo c¸c ph−¬ng x, y
z ¸p dông ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n
Galerkin ta cã:
Gi¶i bµi to¸n thÊm b»ng PP PTHH
{}
H
x
N
x
h
i
x
∂
∂
=
∂
∂
=
{}
H
y
N
y
h
i
y
∂

T
<N>= [M] = ma trËn khèi l−îng
zq = l−u l−îng thÊm vµo biªn cña phÇn tö
z<N>= hµm d¹ng cña phÇn tö
[]
[
][ ]
()
{
}
(
)
{
}
(
)
∫∫ ∫
=+
vv A
TT
T
dANqtHdvNNHdvBCB ,
λ
z biÕn thiªn cét n−íc thÊm theo t
{}
t
h
tH
∂
∂


{Q} - véc tơ lu lợng nút
{
}
(
)

=
L
T
dLNqtQ
25
Bµi to¸n vÝ dô – Ch−¬ng 3
5m
k = 1x10
-5
m/s
C«ng tr×nh gi÷ n−íc
T−êng chèng thÊm
Cao tr×nh 3m
Cao tr×nh 9m