TIU CHUN VIT NAMTCVN 8422:2010CNG TRNH THY LI THIT K TNG LC NGC CNG TRNH THY CNGHydraulic structure Design of adverse filter

1. Phm vi p dng

Tiu chun ny dng thit k tng lc ngc v vng chuyn tip bng t khng dnh, ct, cui, si v dm, cng nh lc ngc bng b tng xp, t trong cc cng trnh thy li cp c bit, cp I, II, III, v IV (cp cng trnh theo TCXDVN 285-2002 Cng trnh thy li cc quy nh ch yu v thit k hoc tiu chun hin hnh), theo vn u t trong p t v p , trong mi p, trong nn p nh my thy in, u thuyn v cc cng trnh khc, trong phn tiu nng sau p, trong lp mi knh, trong lp gia c mi dc ca b y thng lu v h lu. i vi cng trnh thy li cp IV v V, cc yu cu v thit k hng mc lc ngc ca b phn cng trnh thy cng c th ly thp hn cc yu cu nn trong tiu chun ny.

Trong trng hp cc c trng tnh ton ca vt liu, khai thc lm lc ngc vt ra ngoi cc gii hn nu trong cc iu kin ngh trong tiu chun ny th cn phi kim tra lc thit k bng th nghim trong phng hoc cng trng.

2. Thut ng v k hiu

2.1. Thut ng

Tiu chun ny khuyn ngh s dng theo ng cc thut ng v k hiu sau y:

2.1.1. Kt cu tiu nc (drainage filter)

Kt cu dng h thp mc nc ngm hoc p lc nc ngm cng nh dn nc thm mt cch c t chc trong h thng tiu nc.

2.1.2. Lc ngc (adverse filter)

Nhng lp ct, sn, si hoc dm bo v t trong cc cng trnh v trong nn cc cng trnh khi b xi ngm c hc cng nh khi b p ph, n t cun i trong nhng trng hp c bit.

2.1.3. Ct t (earth forced)

Tp hp cc ht t chu tc dng v chuyn tc dng ca ngoi lc m bo bn v n nh ca t.

2.1.4. Xi ngm c hc (mechanic tunnel erosion)

Hin tng chuyn v ca t v hin tng li cc ht nh t trong tng t ra ngoi do tc dng ca dng thm.

2.1.5. Xi ngm c hc trong (mechanic subsurface erosion)

Hin tng chuyn v trong t ca cc ht nh do dng thm gy ra.

2.1.6. Xi ngm c hc ngoi (mechanic surface erosion)

Hin tng li cc ht nh t trong tng t ra ngoi do dng thm gy ra.

2.1.7. Xi ngm c hc nguy him (danger mechanic tunnel erosion)Hin tng chuyn v v li cc ht nh v cc ht ct t vi s lng do dng thm gy ra lm ph hoi bn v n nh ca t.

2.1.8. S bi tc (soil consolidate)

Hin tng lng ng cc ht nh do dng thm vn chuyn vo cc k rng ca t.2.1.9. t xi ngm (soil subsurface erosion)t trong xi ngm c hc c th xut hin v pht trin vi vn tc thm vt qu vn tc gii hn.2.1.10. t khng xi ngm (non subsurface erosion)t trong xi ngm c hc khng th xy ra.2.1.11. Vng tip xc ca t (contact area)Vng bao gm bin gii ca hai loi t k cn v khc nhau v thnh phn ht; vng c xc nh bng chiu su xm nhp ca ht loi t ny sang ht loi t kia.

2.1.12. S ri vi t vo lc (soil infill to filter)Hin tng di chuyn cc ht nh t ch t tip xc vo lp lc do tc dng ca trng lc.

2.1.13. Phn lp t (soil sublayer)

Hin tng tch ht to khi ht nh xut hin khi vn chuyn, v ri t.2.1.14. n t (soil push up)

Hin tng tch ri v chuyn v ca t gy ra bi dng thm i ln.2.1.15. Bc lp t (remove soil layer)

Hin tng cc kt th ca t dnh (t c st v t tht) b tch ri vng tip xc ca lc ngc vi t.2.1.16. Xi mn tip xc (contact erosion)

Hin tng xi mn t ht nh ch tip xc vi t do tc dng ca thm dc.

2.2. K hiu

Cc k hiu c s dng nhiu trong tiu chun:

D: ng knh ht vt liu ca lc ngc bo v;

d: ng knh ht t c lc ngc bo v;

Do: ng knh trung bnh ca l rng trong lp hc;

dtv: ng knh ht to vm ca t;

dxn: ng knh ht (xi ngm) ca t b li ra bi dng thm;

d0 max: ng knh ln nht ca ng thm;

D10D17D60: ng knh ht vt liu lc ngc, cc ht nh hn cc ht ny trong thnh phn ca t chim 10 %... 17%... 60% theo trng lng;

d10d17d60: ng knh ht ca t c bo v, cc ht nh hn cc ht ny trong thnh phn ca t chim 10 %... 17%... 60% theo trng lng;

dmin: ng knh nh nht ca cc ht trong loi t, cc ht nh hn cc ht ny trong thnh phn ca t chim 0 % theo trng lng;

: h s khng u ht ca t c bo v, khng th nguyn; : h s khng u ht ca vt liu lm lc ngc, khng th nguyn;

m, m: rng ca t, % th tch t;

mt: rng ca vt liu lm lc ngc, % th tch vt liu;

(gl: h s khng ri ht gia cc lp, khng th nguyn; k: h s thm ca t c lc ngc bo v, cm/s;

k1: h s thm ca vt liu lc ngc, cm/s;

Jth, Vth: gradien ct nc (khng th nguyn) v vn tc thm ti hn ( di/thi gian), vi cc tr s ny bt u c xi ngm c hc;

(: gc gia cc phng ca vn tc thm v lc trng trng, tnh bng ;

(: h s xp ht khng u trong t hoc h s cc b v xi ngm, khng th nguyn;

(0: h s vn tc ti hn, khng th nguyn;

f* : h s ma st tnh i, khng th nguyn; : dung trng t kh, g/cm3; (: trng lng ring ca cc ht t, g/cm3; n: dung trng ca nc, g/cm3;

W: m ca t, % so vi dung trng kh;

Wc: gii hn chy ca t l m t m ti t b chy % so vi dung trng kh;

Wl: gii hn ln ca t l m t m ti t c th ln trn c, % so vi dung trng kh;

Wd: ch s do ca t, khng th nguyn;

G: h s m, khng th nguyn;

(c: h s rng ca t gii hn chy, khng th nguyn;

Jtt: gradien ct nc tnh ton, khng th nguyn;

D0tt: ng knh tnh ton ca k rng vt liu lc, mm; H: chiu cao ct nc, m;

Re: s Rynl (Raynolds);

V: h s nht ng hc ca nc;

g: gia tc trng trng, m/s2.

3. Phn loi lc ngc

Khi la chn thnh phn ht ca vt liu lm lc ngc cn phn bit chng ra lm hai kiu c bn:

Kiu I: Thm ngang (thm qua mt ct ngang lp lc) v s xm nhp ca t vo lc ngc di tc dng ca trng lc l nhng yu t xc nh thnh phn ca lc ngc. Trong loi lc ngc ny cn phn bit hai trng hp:

- Trng hp th nht: phng vn tc thm v ca trng lc trng vi nhau (Hnh 1a);

- Trng hp th hai: phng ca chng ngc nhau (Hnh 1 b);

Kiu II: Thm dc (thm dc theo lp lc) l yu t xc nh thnh phn lc ngc khi cc ch tip xc ca t v cc lp lc c th l nm ngang hoc nm nghing (Hnh 1 c, d, e).

Hnh 1 Cc kiu lc ngc

Cc lc ngc c mt tip xc thng ng gia hai lp t k cn (cc lc ngc ny ch yu c t vo cc l khoan v ging tp trung nc) c xem nh kiu lc th nht (Kiu I) nu thm i qua chiu ngang ca chng; v c coi nh kiu II nu thm theo chiu dc.4. Chc nng, yu cu, nhim v thit k v vt liu lm lc ngc4.1. Chc nng ca lc ngc

Lc ngc chnh l nhng lp vt liu trung gian, ni tip t ht nh cn bo v vi t ht to (b phn tiu nc). Chc nng ch yu ca lc ngc l ngn nga xi ngm c hc nguy him trong t ht nh cn bo v. Trong trng hp c bit, lc ngc c th lm nhim v gia ti chng hin tng n t.

Lc ngc c th l nhng kt cu c lp hoc l b phn ca cc kt cu tiu nc (nghing theo mi dc, ng, lng tr , v.v).

4.2. Yu cu i vi lc ngc

Lc ngc phi tha mn cc yu cu sau y:

a) thm nc ca lc ngc phi rt ln so vi thm nc ca t c n bo v.

b) Thnh phn ca ht lc ngc phi chn sao cho:

- Bo m khng c hin tng cc ht t ca vng t cn bo v (t thn p, t nn cng trnh thy cng) khng c php xm nhp vo trong tng lc ngc cng nh ngn cc ht t vng cn bo v vo thn lc ngc hoc vo trong kt cu tiu nc hoc ;

- Ngn nga c s pht trin nguy him i vi bn v n nh ca t cn bo v v xi ngm c hc trong vng tip xc vi lc;

- Bo m khng c s ng bi tc lc ngc do cc ht nh c dng thm mang t vng t cn bo v qua tng lc. Do lc tng lc ngc phi gi c cc ht c ng knh cn bo v ca vng t thn p hoc nn cng trnh thy cng v cho php cc ht nh hn (cc ht c ng knh nh khng thuc i tng bo v ca nn t, thn p) thot qua;

- Ngn nga c xi ngm c hc nguy him i vi bn v n nh ca lc ngc trong bn thn lp lc;Nu t cn bo v l khng xi ngm th khng cn tha mn cc iu kin th 2 v th 3 khon b) iu ny ch trn khi chn thnh phn lc ngc. Nu ngay c thnh phn lc ngc cng l khng xi ngm th khng cn tha mn c iu kin th 4 khon b) iu ny nu trn. Trong trng hp nh vy ch yu cu tha mn iu kin th nht ngha l m bo khng c s ri vi ht ct t vo lc ngc.

c) Chiu dy ca mt lp lc ngc bt k phi ln hn chiu dy ca vng tip xc ni tip rt nhiu. Lp lc phi c chiu dy sao cho trong lp hnh thnh c ct t c thnh phn ht thch ng v c kh nng chu tc dng ca ngoi ti. Chiu dy cc lp lc phi c n nh c xt n bin php thi cng.

d) Thi cng lp lc ngc phi tin hnh sao cho m bo c ng u ca thnh phn ht vt liu theo chiu dy v theo mt bng ca tng lp hc. Cng khng cho php phn lp vt liu khi xp cc lp ca lc ngc.4.3. Nhim v thit k lc ngc l bao gm gii quyt cc vn c bn sau

a) Xc lp cc thng s tnh ton (thnh phn ht, dung trng rng, h s thm.v.v) ca t c lc ngc bo v; nh gi bn v n nh ( xi ngm) ca t v xc nh kch thc tnh ton ca ht t to vm theo thnh phn t v nhng iu kin thy ng ca dng thm;

b) Chn vt liu thin nhin hoc vt liu nhn to ( dm, x c tn nh v.v) c th dng lm lc ngc;

c) Xc nh thnh phn ht ca lp th nht v cc lp tip theo ca lc ngc chn t cc vt liu thin nhin hoc nhn to;d) nh gi thm nc ca vt liu dng cho lc ngc thit k;

e) Kim tra bn v n nh v xi ngm ca t cn bo v bng lc ngc thit k ca vt liu lm lc ngc;

f) Xc nh chiu dy v s lp ca lc ngc;

g) Xc nh gii hn chnh lch cho php c th xy ra v thnh phn ht, chiu dy cc lp v rng ca vt liu lc ngc khi xp chng vo kt cu tiu nc.

4.4. Vt liu lm lc ngc

lm lc ngc, ch c dng vt liu thin nhin gia cng hoc c x l, khng dnh, ly t cc rn v chc, khng cha mui ha tan trong nc. Trong cc loi vt liu ny c: ct, cui, si, dm, dm thi ca cc nh my nghin , x c tn nh (nghin cu trc trong phng th nghim).

Ct thin nhin hoc gia cng nhn to phi xut x t cc nham thch rn v chc; trng thch, thch anh hay hn hp si, cui, t dm v x tn nh ca chng phi xut x t cc nham thch rn chc khng b lm mm bi hin tng phong ha v ra kim.

Gii hn cng chu nn ca khng c nh hn 300 kg/cm2.Gii hn cng chu nn ca dng lm lc ngc cc p cao, khng c nh hn cng chnh bn thn ca p.Trong trng hp gn ni xy dng cng trnh c mt s m vt liu lm lc ngc v vt liu ly t nhng m ny tha mn cc yu cu ni trn, th khi la chn mt hoc vi m trong s cn phi xt n gi thnh thp nht ca cng tc xy dng lc ngc.4.5. S liu ban u thit k lc ngc

Khi thit k lc ngc phi bit cc s liu ban u sau y:

a) Thnh phn c hc, nht v tnh cht thm nc ca t p p v ca t nn c bo v bng cc lc ngc;

b) Loi thnh phn c hc v tnh cht thm nc (ngha l cc c trng tnh ton) ca vt liu c d kin dng lm lc ngc;

c) Cc s liu v s c mt khc v tr lng ca vt liu ti ch dng cho lc ngc, cc s liu v iu kin khai thc v chuyn ch;

d) Cp cng trnh thit k tng lc ngc;e) Kiu v kt cu tiu nc c chn thit k tng lc ngc;f) Lu lng nc n v ca dng thm chy qua lc ngc;

g) Cc mc nc h lu (t nh nht n ln nht);

h) Chiu cao tnh ton ca sng h lu.

5. Cc h thc tnh ton xc nh thnh phn ht cc lp ca lc ngc

5.1. Cc thng s ca vt liu

Cc thng s ca vt liu s dng trong thit k lc ngc bao gm: ct, si v xi ngm v khng xi ngm.

Thnh phn ht ca t khng xi ngm c xc nh bng h thc thc nghim sau y ca M.Paptrit:

(1)

(2)

Trong

Pi l hm lng % trong t ca cc ht, tnh theo trng lng c ng knh nh hn di;

P10 = ng knh ht nh hn ht chim 10% trng lng;

di, dmin l ng knh ht chim i% trng lng v ng knh nh nht ca cc ht trong loi t cho.

lp ng cong thnh phn ht ca t khng xi ngm theo h thc trn y, cn bit hm lng phn trm Pi ca cc ht c ng knh di trong t v h s khng u ht ca t (.Nu di > dmin th a cc thng s ny vo cng thc (1), s tm c dmin v sau t cho cc tr s khc nhau Pi = 1020100, tnh cc tr s di tng ng vi chng theo h thc (1).

Bng cch y, theo cc s liu tnh c s lp c ng cong phi tm.Thnh phn ht ca t khng xi ngm cng c th xc nh theo cc ng cong cho Hnh 2. Cc ng cong ny c lp trong ta tng i v t s di/d17 t trn trc honh , cn Pi t trn trc tung . H thc (1) l s gn ng ca nhng ng cong ny.

Tt c cc t, m thnh phn ht ca chng cn bn khc vi thnh phn ht cho Hnh 2 v thnh phn ht y c xc nh theo h thc (1) u thuc loi t xi ngm. Khi t ti vn tc thm ti hn th xi ngm c hc s pht trin trong cc t ny. Khi s lng cc ht nh b li ra khi t ny s ph thuc vo mc khc nhau ca t xi ngm v t khng xi ngm v ph thuc vo vn tc thm.

5.2. Cc h thc tnh ton v h s thm ca vt liu ct, si v dm

Trong nhng trng hp khng bit h s thm ca vt liu ct, si hoc dm c bo v hoc c chn lm lc ngc th c th xc nh h s thm theo h thc thc nghim ca M. Paptrit:

k =

(3)

A =

(4)

(1: h s xt n hnh dng v nhm ca ht. i vi ct, si, cn ly (1 = 1,0; i vi dm ly (1 t 0,35 n 0,40.

Trong cng thc (3) tr s d17 tnh bng cm, khi h s thm nhn c l cm/s.

Cng thc (3) ng i vi ch thm tng v i vi cc gi tr bt k ca ( v d17.

Gi tr ca h s thm cng c th tm theo cng thc sau y ca A.N. Tpatrasep.

k =

(5)

trong

d0 l ng knh tnh ton ca ng thm ca t.

(1 l tr s ca h s ny cng c ly nh i vi cng thc (4).

Hm lng ht trong t Pi (%)

Hnh 2 Thnh phn ht ca t khng xi ngm trong ta tng i

Nu khi o tn tht ct nc dng thm u ht xc nh theo h thc bit

ht =

(6)

trong

Vl vn tc thm, m/s; d0 trong cng thc (6) tnh bng m; v kt qu h1 l m.

ll chiu di (m) ca on dng thm u, trn on tn tht ct nc bng ht, th i vi (0 h s ma st khi thm trong mi trng k rng s c:

(7)

Trong s s Rynl (Raynolds) ly theo ng knh ca ng thm l:

Reo =

(8)

Trn Hnh 3 ghi s lng rt ln cc tr s (0 th nghim, tnh theo cng thc (6); cng trong hnh v ny ng biu din minh ha cho h thc (7) c v thnh ng thng lin. Nh thy, h thc l lun (7) ca M.Paptrit ph hp tt vi cc s liu th nghim ca ng. T cng thy rng cng thc (5) ng xc nh kh nng thm ca t v c th ly lm cng thc tnh ton tnh kch thc cc ng thm.

Ch dn:( t c hiu chun (hnh cu)( t thin nhin

Hnh 3 Cc tr s l lun v thc nghim ca h s ma st khi c thm (05.3. Xc nh ng knh tnh ton cc ng thm ca vt liu ct, si, cui (dm)

T cc cng thc (3) v (5) ta c cc h thc sau y xc nh ng knh tnh ton trung bnh cc ng thm ca vt liu ct, si, dm.d0 = 7,12

(9)d0 = C.

(theo cc s liu ca M.Patrit); (10)

trong C = 0,455.

(11)

V trong cng thc (10) tr s d17 phi c tnh bng cm khi d0 cng c xc nh bng cm.

5.4. Xc nh ng knh tnh ton cc ht to vm ti ch tip xc ca t vi lc ngc

S khng ri vi cc ht nh ca t vo trong t c ht to, c bo m trong trng hp nu trong vng tip xc gia chng vi nhau c s to vm n nh bng ht nh (Hnh 4). Do m bo khng ri vi cc ht ct t c bo v vo trong lp th nht ca lc ngc, phi la chn thnh phn ht sao cho trong vng tip xc c th hnh thnh cc vm n nh cu to bi cc ht nh nht ca ct t c bo v.

Nu lp th nht ca tng lc ngc nm trn t th iu kin quyt nh bn v n nh ch tip xc ca chng l s hnh thnh nhng vm n nh cu to bi cc ht ca ct t. V vy cc ht t khng lun chui vo lp lc cng nh cc ht ca lp lc khng chui vo c trong t . Trong cc trng hp nh vy, i khi ngi ta ni rng tng lc ngc khng p ln vo t m n bo v.

Nhiu th nghim vi cc lc ngc u ht v d ht ch cho thy rng: vm n nh c to trong trng hp ng knh cc l rng ca lc ln hn ng knh cc ht to vm khng qu 1,8 ln.V vy iu kin khng ri vi t vo lc c biu din di dng:

( 1,8

(12)Hoc dtv ( 0,555. Do

(13)

Trong

D0 l ng knh trung bnh ca l rng trong lp th nht ca lc, mm;

dtv l ng knh cc ht to vm vng tip xc vi t v lc, mm (Hnh 4).

Hnh 4 S vng tip xc t ht nh v lc

a D0 tnh t cng thc (9) v (10) vo cc h thc ny xc nh cc ng knh ht to vm th tng ng, ta c cc cng thc tnh ton sau y:

dtv ( 3,95.

(14)

V dtv ( C1.

(15)

Trong C1 = 0,252.

(16)

mt, kt, : rng, h s thm cm/s, v h s khng u ht ca vt liu lp th nht ca lc ngc.Nu ng knh cc ht to vm ca t c bo v cho hoc chn theo cc thng s ca t th s c cc h thc sau y xc nh cc thng s phi tm ca vt liu thuc lp th nht ca lc ngc ng vi cc cng thc (14) v (15):

(17)

(18)

c bit khi dtv = d10 ngha l khi ly ng knh ca ht m hm lng trong t ca cc ht c ng knh nh hn ng knh y l 10% (theo trng lng) lm ng knh ht to vm ca t c bo v th ta s c c:

(19)

(20)

Khi la chn ng knh cc ht to vm ca t c bo v phi tnh n loi ( xi ngm) ca t, khng u ht ca t, hnh dng ng cong thnh phn ht (i vi t xi ngm), ch thm cng nh cp cng trnh theo vn u t v cc iu kin thi cng lc ngc. Cc hng dn thc t v vn ny c trnh by trong cc iu sau.

5.5. Xc nh kch thc ht xi ngm trong t, ct, si (ln dm)Xi ngm c hc trong t, ct, si, (ln dm) s c pht trin nu trong t y c nhng ht m ng knh ca chng nh hn ng knh ng thm ln nht trong t (d0max) v nu vn tc thm hn vn tc ti hn (V > Vth). Cc ht t c kch thc nh hn ng knh ng thm nc ln nht trong t gi l cc ht xi ngm v rng chng c th b dng thm li ra khi khi t.

Do :

dxn < d0max

(21)

Trong , dxn l ng knh ht xi ngm.

ng knh ng thm ln nht c xc nh bng cc h thc sau

(22)

(23)

Trong

(l h s xp ht khng u trong t hoc h s cc b ca xi ngm;Cl tnh theo cng thc (11);

Nh vy, h s ( ph thuc vo h s khng u ht ca t, c th ly an ton mt cht nh sau:

( = 1+ 0,02( + 0,001(2

(24)

Hoc ( = 1 + 0,05(

(25)

ng knh ln nht ca ht m chuyn v ca nhng ht ny c th din ra trong t v chng c th b li ra ngoi ch li ra khng c bo v, ngha l khng c lc ngc v nhng phng tin bo v khc, xc nh theo h thc nh:

(26)

R rng l ng knh ht xi ngm ca t phi tha mn iu kin:

(27)

Thay vo cc tr s tm c t cng thc (26) v t cng thc (23) s c c:

(28)

(29)

Khi t c bo v bng lc ngc th nh ch trn trong vng tip xc cc vm n nh c hnh thnh bi cc ht tng ng ca t. ph v cc vm nh vy i hi dng thm phi c tc ng cn bn ln hn khi li t do cc ht c cng mt ng knh nh cc ht to vm. V th cc ht to vm s hn ch hin tng li ht nh trong t c bo v ra ngoi.ng knh ht xi ngm i vi vng t trc tip tip xc vi lp th nht ca lc ngc c xc nh bng iu kin sau y: iu kin (28), ngha l:

dxn < 0,77.; dxn < ( . dtv

(30)

Trong , (: h s Clicte ph thuc vo c tnh v tr ca ht trong t v rng ca t nh bit; tr s ( = 0,41 ng vi cu to xp ti nht ca t, v ( = 0,15 ng vi cu to cht ca t.

Trong s cc iu kin th iu kin th nht (28) l cn, cn iu kin th hai (30) l . iu c ngha l nu 0,77 > (. dtv th t c bo v bi lc ngc ch c th b li i nhng ht c ng knh nh hn (. dtv. Cn nu (. dtv > 0,77 th vi vn tc thm tng ng cc ht c ng knh tha mn iu kin (28) s b li cun ra khi t c bo v.

Cc iu kin (28) v (30) ph hp vi cc h thc (14), (15) v (12), (23), cn c th vit di dng nh sau:

(31)

Hoc

(32)

Kch thc ht xi ngm trong lp th nht ca lc khi c lp th hai, cn xc nh trn c s nhng iu kin cng nh trn. Khi thay cho cc h thc (28) v (30) s c:

Dxn < 0,77

(33)

Dxn < (.

(34)

Trong k hiu l ch rng Do v Dtv l ca lp th nht tng lc ngc.

Kch thc ht xi ngm trong cc lp tip theo ca lc ngc c xc nh mt cch tng t.

Vi gradien thm thc t c th xy ra vng tip xc.

Cng thc (30) c dn ti dng sau y:

(35)

T :

(36)

Khi ( = 0,41 s c:dtv = 2,93dxn

(37)

Khi ( = 0,15 th: dtv = 8,0dxn

(38)

Nu trong cc h thc (17) v (18) dng tr s gii hn ca cc thng s th khi gii h thc (36), c c:

(39)

V

(40)

Cng thc (40) c th vit di dng:

(41)

5.6. Cc h thc tnh ton vn tc gii hn v gradien xi ngm trong vt liu ct, si Vn tc thm m vi vn tc ny s cn bng gii hn ca cc ht xi ngm trong t b ph hoi, c gi l vn tc xi ngm ti hn. N ph thuc vo ln ca cc ht b li ra, h s thm ca t, rng ca t v c trng sp xp ca cc ht b li cun bi dng thm trong cc k hng ca t. Tr s vn tc ny c xc nh bng h thc sau y ca A.N.Patrasep:

Vth = (0. dxn

(42)

Trong , (0 l h s ca vn tc ti hn bng:

(0 = 0,60

(43)

f* l h s ma st tnh i ph thuc vo mc ngm ca cc ht b li ra, hnh dng ca chng v c trng sp xp ca ht xi ngm trong k rng.

Trn c s cc s liu thc nghim, xc nh h s ma st tnh i, c th dng h thc gn ng sau

f* = 0,82 1,8 m + 0,0062((-(c)

(44)

vi ( < 50 v 0,26 ( m ( 0,40 th tr s ca h s khng u ht tnh i cn ly (c = 5.

Cc ng cong tnh ton tng ng vi h s tnh i cng c cho trong Hnh 5.

Nu cc ht ca ng knh nh nht dmin l cc ht xi ngm trong t cho, li c cc ht y th vn tc thm phi ln hn vn tc ti hn nh nht ca t cho:

(45)

Hnh 5 th f* = f(()

ln nht ca ht, cc ht ny c th b li ra khi vng tip xc ca t a vo lp th nht ca lc ngc to thnh nh ch trn. Hin tng li cc ht s xy ra, nu vn tc thm trong vng tip xc ca t ln hn vn tc ti hn ln nht:

(46)

Gradien ct nc ti hn ng vi xi ngm c hc ph hp vi cng thc (42) xc nh theo h thc:

Jth = (0 . dxn .

(47)

Gradien ct nc ti hn ln nht v nh nht trong vng tip xc ca t c bo v bng lc ngc, xc nh theo cc h thc:

Jthmin= (0 . dmin .

(49)

Jthmax= 0,833( . (0 . dtv .

(49)

5.7. Xc nh kch thc ht lm ng bi tc lc ngc

Hin tng li mt lng khng ln cc ht nh ca vng tip xc ca t c bo v bng lc ngc s khng ph hoi bn v n nh ca t v c th cho php. Tuy nhin, nu cc ht nh b li t t ra li lng ng trong lc ngc, th kh nng thm ca lc c th b gim mt cch nghim trng. Do khi thit k lc ngc, cn phi bit ln ca cc ht do dng thm lm ng trong k rng cc lp lc.

Nh lu , qu trnh lng ng cc ht nh ca t do dng thm mang i trong k rng ca t, m trong t ny c xut hin thm c gi l s bi tc ca t. Cc ht nh ca t b lng ng trong qu trnh nh vy gi l cc ht bi tc.Qu trnh ng c th xy ra trong mt loi t cho, nu tng ca ng knh ht ng du v hai ln chiu dy ca mng mng nc lin k bc ht 2k nh hn ng knh ca ng thm trong t d0 v ln hn ng knh ti hn (nh nht) ca ht b bi tc .

Do qu trnh bi tc ca lp th nht ca lc c th c nu:

D0 ( + 2k (

(50)

V trong trng hp c xt c th t l:

+ 2k = 1,1dxn

(51)Th thay cho cng thc (50) ta c:

D0 ( 1,1dxn (

(52)

ng knh ti hn ca cc ht bi tc ph hp cc s liu cho ca A.N.Partrasep.

(53)

Trong a* ph thuc vo cc tnh cht c l ca ht bi tc v cng ph thuc vo s Rynl Reo. Trong tnh ton thc t c th dng cc tr s sau y (bng 1) ca thng s .

Bng 1 Xc nh cc tr s a* v ReoCc ht bi tc (mm)a*Reo

t bi, t 0,01 n 0,05 4,0( 1,0

Ct nh, t 0,05 n 0,253,0( 0,5

Ct trung bnh, t 0,25 n 1,52,50,1

Mun cho cc ht nh ca t (dxn) b dng thm cun ra khi vng tip xc, khng lm tc lp th nht ca lc v ph hp vi cc h thc (52) v (53) th phi tha mn iu kin sau y:

(54)

Hoc

D0 ( 1,1a* . dxn

(55)

Thay D0 t cng thc (10) vo t s trn, c c iu kin khng bi tc lp th nht ca lc ngc.

D17 (

(56)Hoc trong dng khng th nguyn (chun s khng bi tc)

(57)

5.8. Xc nh ng knh ht to vm ca t c bo v bi lc ngcKhi chn kch thc ng knh tnh ton ca ht to vm dtv ca t c bo v, phi xt loi t ( xi ngm) mc khng u ht ca t hnh dng ng cong thnh phn ht ca t (t xi ngm) v ch thm.

Nh ch trn (iu 2.4 v iu 2.5), khi t c bo v bng lc ngc trong vng tip xc cc vm n nh c to thnh t nhng ht tng ng ca t (Hnh 4) v lm hn ch hin tng ri rc ht v li ht nh t trong t c bo v vo tng lc.

Ph hp vi cng thc (30), qua vng tip xc c th b ri rc cc ht c kch thc dr = ( dtv v cng qua vng ny, vi vn tc thm ln hn vn tc ti hn c th b cun ra khi lp nm pha trn (xi ngm ngoi), cc ht t c kch thc, theo ng h thc (35).dxn =

H s ( ph thuc vo s xp t ca t v ph hp vi cc s liu ca Clikte bin i trong gii hn t 0,15 n 0,41. V vy i vi kch thc ht to vm c cc h thc gii hn sau y

(58)

(59)Trong trng hp tng qut s c:

dtv = B . dr

(60)

trong : h s B ph thuc v s sp xp ht trong t v bin i trong gii hn t 3 n 8; dr l ng knh ht c th b ri ht qua vng tip xc.

Khi ng dng cc h thc trn vo thc t, cn phn bit t c bo v l xi ngm hay khng xi ngm hay khng xi ngm c chi tit thm di y:

a) t khng xi ngm:

Trong trng hp t khng xi ngm c bo v bng tng lc, xc nh cc ht t to vm tnh ton dtv, ngoi h thc (60), cn dng cng thc (1) v theo ng cong thnh phn ht ca t, t cho mt hm lng phn trm pr ca ht nh b ri rc t t vo tng lc. Cc th nghim v nghin cu ch ra rng ty theo cp cng trnh theo vn u t v cc iu kin lm vic ca tng lc Pr c th bin i t 0 n 5.

Thay tr s dr tng ng vi Pr vo cng thc (1), c:

(61)

Trong P10 v ( cng nh gii thch cng thc (1).

Ph hp vi cng thc (1), i vi dtv, s c:

(62)

Trong , Ptv l hm lng phn trm cc ht c ng knh nh hn dtv.

Thay s dtv theo h thc (60) vo cng thc (62), chng ta c:

(63)Trong cc cng thc (61) v (63) cc phn bn tri bng nhau, t c

V

(64)Theo tr s Pr cho v tr s chn ca thng s B, dng cng thc (64), s tm c tr s tnh ton Ptv v tip theo ng cong thnh phn ht t, cng xc nh tr s tnh ton ca ng knh ht to vm .

Nu yu cu thit k tng lc l sao cho hon ton khng c s ri ht nh t t c bo v vo trong lc, th trong cng thc (64) phi t Pr = 0. Trong trng hp ny tr s tnh ton Ptv s l nh nht v xc nh theo h thc sau:

(65)

Theo cc cng thc (64) v (65) trn Hnh 6 lp th cc s Ptv ph thuc theo h s khng u ca ht t (d = i vi cc tr s gii hn bi B v Pr.

Nh ta thy, khi B = i dem s bin i tr s Pr trong gii hn t 0 n 5 trong t khng xi ngm t nh hng n tr s tnh ton Ptv. nh hng nhiu nht n i lng Pr l tr s ca thng s B.

CH DN:

Cc ng cong Ptv = f(B, Pr) lp c t phng trnh (64) i vi cc tr s sau y ca B v Pr;

1) Khi B = 8; Pt = 0 %.2) Khi B = 8; Pt = 5 %.3) Khi B = 3; Pt = 0 %.4) Khi B = 3; Pt = 5 %.

Hnh 6 Cc ng cong Ptvb) t xi ngm:

Trong trng hp t xi ngm, trc ht xc nh dxn bng cng thc (47). T cng thc ny i vi ng knh ht b cun t t, s c h thc sau y:

(66)

Ly gradien ct nc ln nht lp tip theo gip Jmax bng gradien ti hn. Khi t trong t c th b cun ra tt c cc ht nh c ng knh nh hn.

(67)

Thay tr s ny vo cng thc (60), s xc nh c tr s phi tm ca ng knh ht to vm:

dtv = B.

(68)Tuy nhin, khi c hin tng cun mt s lng quan trng cc ht nh ra khi t c bo v, th bn v n nh ca t c th b ph hoi l iu khng cho php.

Kinh nghim v kt qu nghin cu ch ra rng: ty thuc cp cng trnh theo vn u t v cc iu kin thi cng tng lc c th tnh ton hin tng li ht l khng nguy him i vi bn v n nh ca t c bo v, nu nh hin tng li ch xy ra i vi nhng ht m thnh phn nh hn n chim hm lng bng 5 % ca t. Do , cn ly ng knh ln nht cho php ca ht b li ra bng tr s trung bnh d3; v nu ly theo cng thc (67) c c tr s vt qu tr s cho php , khi phi ly:

(69)

Khi kch thc tnh ton ca ng knh ht to vm tm theo cng thc:

dtv = B.

(70)

vi cc kch thc ht to vm nh vy, ngn nga c s pht trin ca xi ngm c hc nguy him trong t c bo v.

Nu theo cng thc (67) tnh c tr s nh hn tr s gii hn ly th tr s ny c th ly lm tr s tnh ton cho thit k. Khi kch thc cc ht to vm dtv c xc nh theo cng thc (68).6. Phng php thit k lc ngc bo v t khng dnh

6.1. Ch dn chung

lm lc ngc ch c ly vt liu thin nhin hoc vt liu nhn to khng dnh sn phm ca cc loi rn v cht st, khng cha mui ha tan trong nc (iu 4.6).

Thnh phn lc ngc c th thit k l khng xi ngm. Khi , ngay c vi gradien ct nc rt ln s khng xy ra hin tng li ht ca tng lc. Tuy nhin i vi cc tng lc yu cu ny khng phi l bt buc bi v trong tng lc cc gradien ct nc l nh trong bi ton thc t c xt. V vy, thnh phn lc ngc c th l xi ngm ch khi no trong lc ngc khng xy ra xi ngm nguy him.

6.2. nh gi khng xi ngm ca t v xc nh phn trm hin tng li ht

Tin hnh chn thnh phn lc ngc trc ht cn xc nh xem thnh phn t c bo v bng tng lc l thuc loi no, cng nh vt liu thin nhin hoc vt liu nhn to dng lm lc c phi l t xi ngm hay khng xi ngm.

gii quyt vn ny, nn dng 2 phng php. Phng php th nht c trng cho tnh khng xi ngm ca t, khi t tng t y vi vn tc thm bt k s khng xut hin s li cc ht nh nht (dmin); Phng php th 2 c trng cho t coi nh thc t khng xi ngm khi t t y cho php li khng ng k cc ht nh nht nhng khng c s ph hoi bn v n nh ca t.Phng php th nht: Theo thnh phn ht cho ca t c bo v, rng ca t md v h s thm kd, xc nh theo mt trong cc h thc (22) hoc (23) ca ng knh l thm ln nht trong t . Tip theo ng cong thnh phn ht ca t cho, s tm ng knh ht nh nht dmin.

- Nu nh 0,77 > dmin, th t cn tnh l xi ngm t loi t nh vy, tt c cc ht c ng knh nh hn hoc bng 0,77 c th b li ra, nu vn tc ln hn vn tc ti hn (Vth).

- Nu nh 0,77 < dmin, th t cn tnh l khng xi ngm ngay c cc ht nh nht cng khng th b li ra khi loi t nh vy.

Vic xc nh phn trm kh d ln nht ca s li ht ra khi t xi ngm (theo chun s hnh hc) c tin hnh nh sau: Theo cc h thc (22) hoc (23) tm c ng knh ln nht ca mch thm trong t, theo h thc (28) s tnh ng knh cc ht b li dxn v theo ng cong thnh phn ht ca t xc nh c phn trm li ht phi tm.

Phng php th hai: Thc t ch ra rng, nu b li ra khi t l nhng ht nh nht vi s lng khng ln hn 3 % theo trng lng th bn v n nh ca t thc t khng b ph hoi. Do , thc t t khng xi ngm c th tnh l loi t, m t t ny cc ht nh nht khng qu 3 % theo trng lng c th b li ra.

t m hoc t gia cng nhn to dng lm tng lc, hoc t c bo v bng lc ngc, cn tnh (theo tiu chun hnh hc) l t thc t khng xi ngm nu cc thng s ca n tha mn h thc sau:

(71)N = (0,32 + 0,016(d).

(72)

Trong

Nu h thc (71) khng c tha mn th t cn tnh thc t b xi ngm.

6.3. Xc nh kch thc tnh ton ca cc ht to vm ca t

Nh nhn nh trn, iu 5.4 s khng ri (khng p ln) ht ct t vo lp lc th nht c bo m khi c s hnh thnh trong vng tip gip cc vm n nh cu to bi cc ht t nh (ca ct)

Khi chn tr s tnh ton ca ng knh ht to vm dtv ca t c bo v phi xt loi t (khng xi ngm, xi ngm) mc khng u ht ca t, hnh dng ng cong, thnh phn ht ca t xi ngm, ch thm.

a) t khng xi ngm:

i vi mc ch thc dng, tr s tnh ton ca ng knh cc ht to vm dtv cho t khng xi ngm cn la chn theo th = f((d) v trn Hnh 7.

Theo th cho (Hnh 7) ty theo vt liu tng lc v h s khng u ht ca t (d trong gii hn vng I hoc vng II xc nh c hm lng phn trm ht to vm Ptv v tip theo ng cong thnh phn ht ca t, tm c tr s tnh ton ca ng knh ht to vm dtv. xc nh dtv cng c th dng cng thc (65):Ptv = P10

Trong

P10 = 10;

B = 3 n 8 l h s xt n kch thc k rng ph thuc vo s xp t cc ht t;

( = 1+1,28lg(d.Vi tr s Ptv tnh c t cng thc (65) theo ng cong thnh phn ht ca t xc nh c tr s tnh ton .

CH DN:

I Vng chn tr s tnh ton dtv i vi tn lc bng vt liu dm

II Vng chn tr s tnh ton dtv i vi tn lc bng vt liu ct, si

Hnh 7 th = f((d) xc nh kch thc tnh ton ca cc ht t to vmb) t xi ngm:

Tr s i vi t xi ngm c xc nh bng cch sau y:

- Trong cng thc (47) thay cho lth s dng gradien ct nc ln nht cho (xc nh c bng tnh ton hoc th nghim EGDA) lp tip gip ca t vi tng lc v xc nh c tr s dxn theo cng thc:

(73)

Trong , ( = 1 n 1,5: l h s an ton;

- Nu tr s tnh c dxn < d3, th tr s tnh ton dtv c ly t th = f((d) theo ng cong B = 3 (Hnh 7);

- Nu tr s tnh dxn ( d3 th dtv cn xc nh theo cng thc:

dtvtt = B d3;

(74)

Trong B = 3 n 8;

Vi cc kch thc nh vy ca ht to vm, s loi tr c s pht trin ca xi ngm c hc nguy him trong t c bo v.

6.4. Gii hn s dng cc t khng u ht lm lc ngc

a) Thc t ch cho thy rng: tr s cc h s khng u ht ca vt liu lc ngc c th n nh trong nhng gii hn rng ri. iu cho kh nng s dng cc vt liu thin nhin khng cn phi gia cng thm nh sng lc (ra sch) tuyn chn ht.

b) Tr s ln nht ca h s khng u ht (phn lp) ca vt liu lc ngc khng c vt qu:

- i vi t vt liu lm lc khng xi ngm;

(75)- i vi t vt liu lm lc b xi ngm:

(76)

c) i vi mc ch thc dng, h s khng u ht cho php ca vt liu dng lm tng lc, cn n nh c xt n cp cng trnh theo vn u t v loi cng trnh vt liu v bin php thi cng lc (trn kh, di nc, c gii ha, th cng), cc iu kin lm vic ca tng lc v.v Nn dng cc tr s cho php ca h s khng u ht ca t cho cc lc ngc c nu bng 2.d) Cc vt liu c h s khng u ht vt qu tr s cho php c th c dng a vo lc ngc ch sau khi kim tra trong iu kin thc a v phng th nghim.

Bng 2 Tr s gii hn cho php ca h s khng u ht

Loi cng trnh(

p t v lp gia c mi:

a) Lc ngc bng dm25

b) Lc ngc bng ct, si nhn20

Cng trnh cp III v IV theo vn u t v cng trnh tm20 n 25

Nn nh my thy in v nn p b tng12

Tiu nc bng b tng xp12

Tiu nc tm sn tiu nng v h khoan10

Lc ngc cc cng trnh p bng phng php t vo nc10

6.5. Xc nh cc h s gia lp cho phpCc h s gia (gl c biu din bng h thc sau y:

(77)

Trong vkch thc ht t ca lp th nht v th hai ca lc ngc, cc ht ny c hm lng trong t nh hn 17 % trng lng dtv v - Kch thc ht vm ca t c bo v v ca t thuc lp th nht ca lc.H s gia lp phi tha mn iu kin:

(78)

H s gia lp cho php xc nh theo h thc sau y rt ra t cc cng thc (18) v (77):

(79)Trong C1 c xc nh theo cng thc (16) khi .

6.6. Tr s nh nht ca h s thm ca lc ngc

Theo iu kin ngm nc, h s thm nh nht ca lc ngc phi khng nh hn tr s:

(80)

6.7. Chiu dy v s lp lc

Chiu dy ca lp lc ngc theo cc iu kin thm phi l:

Tmin ( (5 n 7)D85

(81)

Trong , D85: kch thc mt c ht, m nhng ht trong t tng lc c kch thc nh hn c y chim 85% theo trng lng. Theo iu kin thi cng, chiu dy cc lp hc dng cho thit b tiu nc cc cng trnh thy li, cn ly nh sau:

- Khi thi cng th cng (khi san v khi m nn) chiu dy ly bng 10 cm;

- Khi thi cng c gii (khi san v m nn) chiu dy ly bng 20 cm;

- Khi p tng lc trong nc chy:

i vi lc mt lp chiu dy ly khng nh hn 0,75 m;

i vi lc hai lp hoc nhiu lp hn th chiu dy ca mi lp tip theo u khng nh hn 0,5m.

S lp ca lc ngc c xc nh theo tng trng hp c th, khi thnh phn ca lp th 2 v cc lp tip theo nu cn thit c chn theo iu kin khng cho ri ht ca lp th nht v lp th hai (iu 5.1) v theo cc h s gia lp cho php, c xc nh bng cc h thc (77), (78), (79) iu 6.5.

i vi t xi ngm ca tng lc cn tin hnh kim tra v iu kin n nh ch tip gip trong thm dc nh ch trong khon c iu 6.10.2 (trng hp tnh ton IV).

Khi s dng vt liu khng u ht lm lc, thng xy lc mt lp hoc hai lp l .6.8. Cc trng hp tnh ton khi thit k thnh phn ht t cc lc ngc

Ty theo thnh phn v c tnh ca cc thng s cho cng nh nhng yu cu cn xt trong s lm vic ca lc ngc, khi xc nh thnh phn ht ca lp lc cn phi phn bit 6 trng hp tnh ton c bn sau y, vi 6 trng hp ny c th tin hnh tt c cc bi ton gp trong thc t khi thit k v la chn tng lc:

a) Thit k thnh phn ht lc ngc khi khng c s liu v t thin nhin dng cho lc

- Trng hp I: t cn bo v c thnh phn hi khng xi ngm, i vi loi t ny, yu cu thit k lp th nht ca lc ngc cng c thnh phn ht khng xi ngm;

- Trng hp II: t cn bo v c thnh phn ht xi ngm, i vi loi t ny yu cu thit k lp th nht ca lc ngc bng vt liu c thnh phn ht khng xi ngm;

CH THCH: cc tnh ton theo trng hp I v II c tin hnh chn m t hoc gia cng t cho tng lc nu m t dng c khng c.

b) La chn lc ngc bng t m hoc sn phm ca nh my nghin

- Trng hp III: t cn bo v v t m thc t l khng xi ngm; yu cu chn lp th nht ca lc ngc t cc t m cho c cc thnh phn ht khng xi ngm;

- Trng hp IV: t cn bo v l khng xi ngm, t m l xi ngm; yu cu chn lp th nht ca lc ngc t cc t m cho c thnh phn ht xi ngm;

- Trng hp V: t cn bo v l xi ngm, t m l khng xi ngm; yu cu chn lp th nht ca lc ngc t cc t m cho c thnh phn ht khng xi ngm;

- Trng hp VI: t cn bo v v t m l xi ngm, yu cu chn lp th nht ca lc ngc t cc t m cho cng c thnh phn ht xi ngm.

6.9. Phng php thit k thnh phn ht lp th nht ca lc ngc i vi trng hp tnh ton I v II

6.9.1. Trng hp tnh ton I

i vi t cn bo v bng lc ngc phi cho cc s liu ban u sau y:

a) Thnh phn ht hoc t nht l cc tr s kch thc sau y ca cc ht: dmin; d3; d10; d17; d60; dmax;

b) H s khng u ht (d = ;

c) Dung trng ca t (, g/cm3 v trng lng ring ca cc ht t (, g/cm3;d) rng m (theo phn n v);

e) H s thm k, cm/s.

Nh ch trn, i vi tt c cc trng hp tnh ton cn phi xc nh t cho l xi ngm hay khng xi ngm. gii quyt vn ny trong iu 6.2 c phng php v cn dng 1 trong 2 phng php .

i vi trng hp I: t cn bo v l khng xi ngm; vic xc nh thnh phn ht lp th nht ca lc ngc c tin hnh nh sau:

- Theo thnh phn ht ca t nn cho, chn ng knh tnh ton ca ht to vm dtv theo th = f((d), Hnh 7;

- Trong t khng xi ngm th hin tng xi ngm c hc thc t khng th c v v th trong trng hp ny khng yu cu thc hin cc iu kin th hai v th ba khon b iu 4.2 ch trn, ngay tng lc khng xi ngm cng khng cn thc hin iu kin khon d iu 6.4. Do ch thc hin iu kin khon a iu 6.4 l , ngha l m bo khng c s ri (hoc n) cc ht ct t vo tng lc.

CH DN

I) Vng dm;

II) Vng ct, si, cui;

Hnh 8 th mt = f((d) rng cho php ca vt liu lc ngc

T iu kin trn, theo cc h thc (15) v (16) xut pht t tr s tnh ton tm c dtv, s tm c D17 lp th nht ca lc:

(82)

Trong rng cho php ml ly theo (d trong th Hnh 8 hoc theo cng thc:ml = mo 0,1lg(d

(83)

- Theo tr s D17 tnh c v h thc thc nghim (1) s xc nh c (nh ch iu 5.1) thnh phn ht t khng xi ngm lp th nht ca lc. Thnh phn ht khng xi ngm xc nh nh vy cho lc s bo m s tip gip bn vng v n nh ca t vi tng lc. V t l khng xi ngm nn khng th xy ra vic li ht t trong t hoc s ng ca tng lc.

- H s thm ca tng lc c thit k c th xc nh theo h thc (3).

tnh ton cho trng hp 1 s thc hin vi cc s liu thc di y:

Yu cu chn thnh phn ht lp th nht ca lc ngc i vi t khng xi ngm ca thn p (nn cng trnh).

S liu ban u:

- Thnh phn ht ca t thn p (nn) cho Hnh 9;- Cc ng knh ht t: dmin = 0,03 mm; d3 = 0,05 mm; d10 = 0,10 mm; d17 = 0,11 mm; d60 = 0,23 mm; dmax = 2,0 mm;

- H s khng u ht (d = ;

- Dung trng (d = 1,72 g/cm3, trng lng ring ca ht t ( = 2,65 g/cm3;

- rng md = 1 - ; h s thm kd = 0,0063 cm/s.

ng knh cc ht %

CH DN:

G t nn p;

I Vng thnh phn ht t cho php dng xy lp t th nht ca tng lc;

PK ng cong tnh ton

Hnh 9 th thnh phn ht thit k lcTrnh t tnh ton:

a) xc nh t thn p cho l xi ngm hay khng xi ngm, khuyn ngh ng dng phng php th 2 iu 5.2

Thay cc tr s bit vo cc h thc (71) v (72) c:

N = (0,32 + 0,016.2,3)

Do t cho thc t l khng xi ngm.

b) i vi thnh phn ht khng xi ngm cho ca t (Hnh 9), chn theo th = f((d) (Hnh 7) ng knh tnh ton ca ht to vm vi (d = 2,3 theo th Hnh 7 i vi vt liu ct si ca tng lc (vng II), Ptv = 60 %. Sau theo ng cong thnh phn ht chng ta tm dtv = d60 = 0,23 mm.

c) T iu kin khng ri ht, xc nh ng knh tc dng ca ht t trong lp th nht ca lc D17 theo h thc (82) bng cch t cho trc h s khng u ht ca tng lc (l, ri theo h s ny xc nh tr s rng ml t th ml = f((l) (Hnh 8).Trong trng hp cho, ly (l = 15, theo th (Hnh 8) i vi vng II ca t, ct, si, cui xc nh c ml = 0,31;

d) Theo tr s tnh c D17 = 1,0 mm v h thc (1) i vi t khng xi ngm, xc nh Dmin ca tng lc, trc tin xc nh tr s m (:

( = 1+ 1,28lg15 = 2,5

Thay tr s Dmin vo cng thc (1), cng nh tr s (l = 15 v ( = 2,5 c:Di = 0,58 + 0,108(0,1.10)2,5Vi cc tr s khc nhau Pi = 10;; 20;; 100; tnh cc tr s tng ng Di; chng hn vi Pi = 10, tnh c D10 = 0,58 + 0,108 (0,1Pi) = 0,69 mm.

Di y cho cc kt qu tnh ton, trong tr s Di tnh bng milimt.

D10D20D35D50D60 = (l.D10D80D90D100

0,691,191,566,6810,3520,2026,6037,70

Theo cc s liu trn y, chng ta lp ng cong tnh ton phi tm cho thnh phn khng xi ngm ca vt liu lp th nht ca lc (Hnh 9).

Khi chn thnh phn ht vt liu tng lc, cho php c sai s khng ln so vi ng tnh ton trong gii hn ca vng thnh phn ht t cho php, dng p lp th nht ca tng lc vng ny cn c n nh sao cho ng cong tnh ton c gii hn pha di bi ng tip tuyn vi ng cong v i qua im Dmin. Gii hn trn ca vng ny phi i qua im Dmax v trn im D10 mt khong 3 % cho n ch gp ng thng cho Hnh 9) mc Pi = 6 %. ng ny l gii hn ca hm lng phn trm cho php (6 %) ca ht (1) bi nh trong vt liu tng lc.

Thnh phn ht khng xi ngm xc nh cho tng lc s m bo s tip gip bn vng v n nh ca t vi tng lc v s li ht t trong t v ng tng lc khng th xy ra.

H s thm ca tng lc k1 c th xc nh theo h thc (3), ngha l:

cm/sT s

6.9.2. Trng hp tnh ton II

Cc s liu ban u v trnh t thit k i vi t c bo v xi ngm v thnh phn khng xi ngm ca tng lc ngc cng ging nh i vi trng hp I, ring khi chn cc ht to vm ca t dtv mi cn theo cc ch dn v xc nh dtv i vi t xi ngm cho trong iu 6.3. Ngoi ra, i vi tng lc thit k cn phi kim tra khng ng bi chnh nhng ht t c php li i vi iu kin chng c dng thm vn chuyn i qua lc.

ln ca cc ht b dng thm li ra khi vng tip gip ca t, k cn vi lp th nht ca lc ngc, c xc nh nh sau:

- Nu dtv > 0,77th vi cc vn tc thm tng ng, ph hp vi iu kin (28), c th c s li tt c cc ht nh hn 0,77domax, ngha l: dxn ( 0,77domax;

- Nu 0,77> dtv th vi cc vn tc thm tng ng tt c cc ht nh hn dtv c th b li ra, ngha l: dxn ( . dtv;

cc ht nh hn ca t dml b li ra khi vng tip gip bi dng thm khng lm ng lp th nht ca lc ngc, phi thc hin cc iu kin (55) hoc (57), ngha l:

Do ( 1,1a. dxnHoc

tnh ton cho trng hp II s thc hin vi cc s liu thc di y:

Yu cu chn thnh phn ht ca lp th nht khng xi ngm bo v t b xi ngm nh t thn p, t nn cng trnh.

Cc s liu ban u:

Thnh phn ht ca t thn p (ca nn) cho trn Hnh 10, t tm c ng knh cc ht t: dmin = 0,01 mm, d10 = 0,10 mm, d17 = 0,14 mm, d60 = 1,0 mm, dmax = 3,0 mm, h s khng u ht (d = 10, dung trng d = 1,77 g/cm3, rng md = 0,33; h s thm kd = 0,012 cm/s.

Trnh t tnh ton:

a) Xc nh xi ngm ca t cho theo phng php th nht, iu 6.2

Theo cc h thc (22) hoc (23) xc nh c ng knh l thm ln nht trong t:

mm

Vi:( = 1 + 0,05 . 10 = 1,5

C = 0,455 . = 0,66

ng knh ln nht ca cc ht c th b li ra t t c xc nh theo cng thc (28), c:

dxn = 0,77domax = 0,77. 0,07 = 0,054 mmTrong t cho cc ht nh hn 0,054 mm chim 8 % (xem th Hnh 10) v v th t ny cn tnh l xi ngm.

b) Theo cc tnh ton v thm (hoc theo phng php trong vng tip gip ca t vi tng lc, tr s gradien ct nc ln nht c xc nh Jttmax = 0,4 xc nh dtv trc ht theo h thc (73) chng ta xc nh kch thc ht t c th b dng thm li ra vi gradien ct nc cho l

Trong

f* xc nh theo th Hnh 5, theo th ny vi (d = 10; md = 0,33 c tr s f* = 0,26; ( = 90o khi thm nm ngang (( = 1,5)

Theo th thnh phn ht t (Hnh 10) s tm thy cc ht cha trong t gn 8 % > 3 %.

Trong trng hp dtv c xc nh theo h thc (74):

Thay vo h thc ny B = 8, d3 = 0,0125 mm (t th ca Hnh 10) c: dtv = 8.0,0125 = 0,10 mm.

Nu nh dxn < d3 tr s tnh ton cn ly theo th = f((d) ca Hnh 7, ng cong B = 3.

ng knh cc ht mm

CH DN:

G t thn (nn) p;

I Vng thnh phn ht cho php ca t dng p lp th nht ca tng lc

Hnh 10 th thnh phn ht thit k ca tng lc:

c) T cho h s khng u ht ca vt liu lp th nht ca tng lc (l = 10, t th ml = f((d) (vng I) xc nh c rng ca n, rng ny bng ml = 0,37 (Hnh 8)Tip theo, t iu kin khng ri ht theo h thc (82) xc nh c ng knh tc dng ca ht vt liu lp th nht ca tng lc D17:

mm.

d) Theo h thc (1) v tr s D17 = 0,46 mm, xc nh c Dmin ca tng lc bt u t xc nh tr s ca m (

( = 1 + 1,28lg(l = 1 + 1,28lg10 = 2,28

mm

Thay tr s Dmin = 0,29 mm, ( = 10 v ( = 2,28 vo cng thc (1) ta c:

Di = 0,29 + 0,052(0,1Pi)2,28Vi cc tr s khc nhau Pi = 10; ; 20; ; 100 tm c tr s tng ng ca DiD10D20D40D60 = (l D10D80D100

0,341,541,553,406,2910,19

Theo cc tr s trn ca Dmin; D10; ; D100 xy dng c ng cong tnh ton thnh phn ht khng xi ngm ca lp th nht tng lc (Hnh 10) v cng nh v d 1 vng thnh phn ht vt liu cho php dng p lp th nht ca tng lc.

e) H s thm ca tng lc ki xc nh theo h thc (3):

ki = cm/s

V c t s:

f) Kim tra lp th nht ca tng lc v khng ng, mun vy phi xc nh kch thc ca ht c th b li t vng tip gip ca t k cn vo lp th nht ca tng lc theo iu kin:

. dtv > 0,77 domaxNh xc nh im a, c 0,77domax = 0,054 mm, dtv = 0,15 . 01 = 0,015 mm. Do 0,77domax > dtv nn cc ht dxn < 0,15; dtv = 0,015 mm c th b li ra, cc ht ny cha trong t (Hnh 10) gn 3 %. cc ht ny khng lm ng lp th nht ca tng lc, ph hp vi (54) phi c:

Theo h thc (10):

D0 = C.mm

T bng 1 c tr s ca thng s a* = 4; do :

mm

V iu kin (54) c tha mn, v 0,015 < 0,041.

Nu dng cng thc (57) th phi bo m bt phng trnh sau y:

Trong trng hp ang xt: v v th iu kin (57) cng c tha mn.

Do (trong nhng iu kin thy ng xc nh) cc ht c kch thc dxn = 0,015 mm b li ra bi dng thm s khng lm tc lp th nht ca tng lc.

Nu cc iu kin (54) v (57) khng c tha mn th cn thay i ng knh cc ht to vm tnh c dtv. Khi , ly theo iu kin (55) Do = 1,1 dxn a*, c dtv = 0,61 dxn a*.Theo tr s dtv trn y, tm tr s D17 v theo h thc (1) c ng cong mi biu din thnh phn ht vt liu lp th nht ca tng lc, tha mn iu kin khng ng.

6.10. Phng php chn thnh phn ht lp th nht ca tng lc i vi cc trng hp tnh ton III, IV, V v VIi vi cc trng hp III v trng hp VI nu trong iu 6.8, khi: ngoi t nn c bo v, cn bit c t m dng lm tng lc ngc th phng php chn thnh phn ht lp th nht ca tng lc cn bn vn ging nh hai trng hp u tin xt iu 6.9. Nhng trnh t tnh ton cng nh cc iu kin xc nh vic chn chui thng s tnh ton y s khc. cho d hiu cc v d sau y s gii thch v hng dn trnh t tnh ton trong cc trng hp ny.

6.10.1. Trng hp tnh ton III

tnh ton cho trng hp III s thc hin vi cc s liu thc di y:

Yu cu chn thnh phn ht lp th nht ca lc cho trng hp t c bo v vt liu ti m vt liu thc t khng xi ngm;

S liu ban u:

Thnh phn ht ca t thn p (ca nn cng trnh) v ca vt liu ti m dng cho lp th nht ca lc ngc c v trn Hnh 11.

S liu ca t c bo v:

- H s khng u ht (d = 3,34;- H s thm kd = 0,0092 cm/s;

S liu ca vt liu ti m vt liu:

t 1:

- H s khng u ht ( = 9,7;

- rng m = 0,33;- H s thm k = 0,12 cm/s.

t 2:

- H s khng u ht ( = 65;

- rng m = 0,25;

- H s thm k = 0,31 cm/s.

t 3:

- H s khng u ht ( = 11,3;

- rng m = 0,36;

- H s thm k = 0,8 cm/s.

Trnh t tnh ton:

a) Xc nh xi ngm cho ca t c bo v, dng h thc (71)

Do , t c bo v thc t l khng xi ngm.

b) Theo thnh phn ht khng xi ngm ca t (Hnh 11), chn ng knh tnh ton ca cc ht to vm dtv theo th: Ptvtt= f((d), (Hnh 7);Vi (d = 3,34; theo th Hnh 7, vng II; Ptv = 48 n 60 %; dtv c th chn trong cc gii hn d48 n d60; ly dtv = d60 = 0,3 mm.

ng knh cc ht, mm

CH DN:

G Thn p;

1, 2, 3 t m dng cho lp th nht ca lc

Hnh 11 Thnh phn ht ca t;

c) Xc nh kh nng s dng loi vt liu ti m vt liu 1 vo lp th nht ca lc ngc:

- Hy xc nh xi ngm ca vt liu ny cng theo h thc (71)

Do vt liu m 1 thc t l khng xi ngm;- H s khng u ht ca loi vt liu ny nh hn h s cho php (bng 2): ( = 9,7 < 20;

- Kim tra mc tha mn iu kin khng ri vi ph hp vi cc cng thc (77); (78) v (79) i vi h s gia lp, c:

iu kin khng ri vi c tun theo:

;

- Theo iu kin ngm nc phi c:

Do , c iu kin ny cng c tha mn;Nh vy, vt liu ti m 1 tha mn tt c cc yu cu ra i vi vt liu cho lp th nht ca lc ngc v do , trong trng hp cho, n c th c kin ngh dng lm lp th nht ca lc ngc;

- thit lp vng sai lch cho php so vi thnh phn ni trn ca vt liu ti m, xy dng theo h thc (1) ng cong thnh phn khng xi ngm i qua cc im D10 v D60 ca vt liu ti m 1. T h thc (1), xc nh Dmin sau khi a tr s dn ca D10 vo h thc v sau khi tnh s m (:

( = 1 + 1,28lg( = 1 + 1,28lg9,7 = 2,27

mm

tm cc tr s Di cn li, ph hp vi cng thc (1), c:

Di = 0,26 + 0,047(0,1Pi)2,27T , tm th d D35 = 1,06 mm; D80 = 5,53 mm; D100 = 9,01 mm;Theo cc tr s trn ca Di, v ng cong thnh phn ht khng xi ngm v theo ng cong ny, xc nh vng sai lch cho php i vi vt liu ti m cho v cn c vo vng sai lch ny xc nh cc t thc t c th dng lm lp th nht ca lc (Hnh 12).

ng knh cc ht, mm

CH DN:

G t thn p;

I vng thnh phn ht cho php ca vt liu dng c p lp th nht ca lc;VLM vt liu ti m 1

Hnh 12 th thnh phn ht lp th nht lm bng vt liu ti m 1;

d) Tip xc tin hnh nghin cu nh vy i vi vt liu ti m vt liu 2. Vt liu ny nu khng c x l li th khng th dng cho lp th nht ca lc i vi t c bo v cho bi v h s khng u ht ca n ln hn h s cho php rt nhiu.

( = 65 > (cp = 20 n 25;V vy phi tin hnh sng b cc ht nh v ht ln theo 3 phng n sau y:- t a: sng b cc ht c D < 0,25 mm v D > 50 mm, ( = 30,8;- t b: sng b cc ht c D < 0,25 mm v D > 40 mm, ( = 29,2;

- t c: sng b cc ht c D < 0,25 mm v D > 20 mm, ( = 25;

ng cong biu din thnh phn ht ca cc vt liu ny cho Hnh 13.Nh vy, sau khi c mt s phng n sng ch c tr s ca h s khng u ht ca vt liu t c l ( gn ng vi tr s cho php, cn cc vt liu t sng a v b khng dng c theo tr s (.

Theo th (Hnh 8) i vi (l = 25, xc nh c rng ca vt liu t sng c: ml = 0,29 v sau xc nh xi ngm ca vt liu ny:

ng knh cc ht, mm

Hnh 13 Thnh phn ht ca vt liu sau khi sng b ht nh v ln trong vt liu ti m 2

Do , vt liu t sng c l thc t khng xi ngm. Theo tr s trc dtv = d30 = 0,03 mm, khi h s gia lp l:

H s lp gia cho php:

V do iu kin khng ri ht (gl< (glCP c tha mn.

H s thm ca vt liu C xc nh theo h thc (3)

cm/s

Cc iu kin ngm nc ca lc cng c tha mn, bi v:

T cc tnh ton trn y cn thy rng vt liu c sng c, theo thnh phn ca n, tha mn cc yu cu c bn i vi vt liu lm lc ngc, v v th n c th dng cho lp th nht ca lc ngc.

xc lp vng sai lch cho php so vi thnh phn ni trn ca vt liu, nh trong trng hp trc, theo h thc (1) s xy dng c ng cong thnh phn khng xi ngm i qua cc im D10 v D80 ca vt liu t sng c;

Vi (r = 25 tm c

( = 1+1,25lg25 = 2,79

mm

Cc im khc ca ng cong khng xi ngm Di = D20; ; D100 c xc nh i vi trng hp cho, theo h thc (1) lp trc y.

Di = 0,35 + 0,192(0,1.Pi)2,79Theo phng trnh ny ng cong khng xi ngm c lp v v trn Hnh 14. Khi vng thnh phn ht khng xi ngm thc t cho php ca vt liu c chun p vo lp th nht ca lc, cn hn ch bi gii hn trn nh ch trong v d 1. Gii hn di cn ly on tip tuyn vi ng cong khng xi ngm n ng cong ca vt liu c v tip ni nh ch Hnh 14.

Ch l y thnh phn thit k cho lp th nht ca lc vi h s khng u ht cao nht cho thy kh nng s dng vt liu m 2 n 50 %.

ng knh cc ht, mm

CH DN:

G t thn p;

I vng thnh phn ht cho php ca vt liu dng p lp th nht ca lc;

1 vt liu (c) sau khi sng b qua cc ht D < 0,25 mm v D > 20 mm ca loi vt liu m 2;

2 ng cong khng xi ngm i qua D10 v D60 ca t (c).

Hnh 14 th thnh phn ht lp th nht ca lc ly t vt liu m 2;

Phi ni rng: vic la chn thnh phn lp th nht ca lc c th thc hin t vt liu ti m 2 v vi nhng phng n khc sng lc vt liu .

y cn a ra phng n vt liu d c sng b cc ht D < 0,25 mm v D > 5,0 mm, (l = 5,2 (Hnh 13), ml = 0,36 (theo th Hnh 8).

i vi phng n sng lc ny, cng thc hin cc tnh ton nh trong trng hp trc:

- Xc nh xi ngm ca vt liu d:

Do loi vt liu ny thc t l khng xi ngm;

- Kim tra iu kin khng ri ht, c dtv = d50 = 0,30 mm, h s gia lp thc:

H s gia lp cho php:

Do : ngl 5 mm

e) Vic nghin cu vt liu ti m (Hnh 11) dng cho lp th nht ca lc cng c thc hin nh vt liu ti m 2. Vt liu ny ch cha cc ht t 0,25 mm n 40 mm v ( = 11,3, v vy chn thnh phn cn thit ca tng lc t vt liu ny s n gin hn l t loi vt liu 2 xt trn. Do , y cc tnh ton tng ng khng tin hnh.

6.10.2. Trng hp tnh ton IV tnh ton cho trng hp IV s thc hin vi cc s liu thc di y:

t c bo v l khng xi ngm, vt liu khai thc ti m vt liu l xi ngm. Yu cu chn lp th nht ca lc, ly t vt liu ti m c thnh phn ht xi ngm cho.

S liu ban u:

Cc thnh phn ht ca t thn p (nn cng trnh) v ca vt liu ti m dng cho lp th nht ca lc ngc cho trn Hnh 16.

S liu ca t c bo v:

- Thnh phn ht d10 = 0,10 mm, d17 = 0,11 mm, d60 = 0,23 mm;- H s khng u ht (d = 2,3;

- Dung trng = 1,72 g/cm3;- rng md = 0,35;

- H s thm kd = 0,016 cm/s.

ng knh cc ht, mm

CH DN:

G t thn p;

1, 2, 3 cc vt liu ti m dng cho lp th nht ca lc

Hnh 16 Thnh phn ht cc loi vt liu

S liu ca vt liu ti m vt liu:

Vt liu 1 (dm sng lc):

- D10 = 0,25 mm; D17 = 0,4 mm; D60 = 1,8 mm; Dmax = 5 mm;

- H s khng u ht ( = 7,2;

- Dung trng = 1,69 g/cm3;

- rng m = 0,35;

- H s thm k = 0,11 cm/s.Vt liu 2:

- D10 = 0,8 mm; D17 = 0,4 mm; D60 = 14,4 mm; Dmax = 80 mm;

- H s khng u ht ( = 18;

- Dung trng = 1,79 g/cm3;

- rng m = 0,33;

- H s thm k = 1,65 cm/s.

Vt liu 3 ( dm):

- D10 = 5,0 mm; D17 = 15 mm; D60 = 50 mm; Dmax = 100 mm;

- H s khng u ht ( = 10;

- Dung trng = 1,6 g/cm3;

- rng m = 0,36;

- H s thm k = 60 cm/s.

Trnh t tnh ton:

a) Xc nh xi ngm cho ca t c bo v, s dng h thc (71);

;

N = (0,32 + 0,016.2,3).

Do , t c bo v thc t l khng xi ngm.

b) Theo thnh phn ht t thn p cho (Hnh 16), chn ng knh tnh ton ca cc ht to vm dtv theo th Ptvtt = f((d) (Hnh 7);

i vi t c h s khng u ht (d = 2,3, theo th s tm c Ptv = t 60 % n 70 % (vng I); dtv c th chn trong cc gii hn d60 n d70, chn dtv = d60 = 0,23 mm.

c) Xc minh hu ch ca vt liu ti m (Hnh 16) s dng cho lp th nht ca lc ngc

- Xc nh xi ngm ca t cho theo phng php th nht iu 6.2Theo cc h thc (23), xc nh ng knh l thm ln nht trong t 1.

mm

( = 1 + 0,05.7,2 = 1,36

C = 0,455.

T cng thc (28), xc nh c ng knh ln nht ca cc ht c th b li ra khi t cho trong nhng iu kin thy ng xc nh.

Dcimax = 0,77Domax= 0,77.0,185 = 0,142 mm

Trong vt liu ti m (Hnh 16) cc ht nh th chim gn 8 % do vt liu 1 l xi ngm;

- H s khng u ht ca vt liu nh hn h s cho php

( = 7,2 D3 c b dng thm cun li ra khi lp th nht ca lc hay khng, v iu c th gy ra ln khng cho php ca cng trnh. Do trong lp th nht ca lc gradien ct nc phi khng c ln hn gradien cho php ngha l phi tha mn iu kin:

J < Jcp = Jth : (- Xc nh cc tr s gradien ct nc ti hn i vi lp th nht ca lc

y s nhn thy rng cc ht xi ngm nh nht Dmin = 0,03 mm (Hnh 16, ng cong 1) khng c li ra khi t cho, v s xc nh gradien ct nc ti hn Jthmin theo h thc (48):Jthmin = (0. Dmin

Trong

Dmin = 0,03 mm;

(0 = 0,60

1,69g/cm3, 1g/cm3;

( = 90o (vi thm ngang bng);

f* = 0,2 i vi m = 0,35 v ( = 7,2 theo th f* = f (() (Hnh 5).

Thay tr s vo cng thc c:

;

Do tr s nh nht ca gradien ct nc cho php trong lp th nht ca lc vi dng thm ngang bng phi l (vi ( = 1):

Nu nh cho php li cc ht nh di 0,03 % (Dml = 0,05 mm, Hnh 16) ra khi vt liu ca lp th nht ca lc m bn v n nh ca cng trnh khng b ph hoi bi vic li cc ht , th:

Jth = 0,0546 . 0,005 . = 0,15

Do , trong trng hp ny gradien ct nc cho php lp th nht ca lc trong thm ngang bng phi l:

Jcp ( 0,15

Cui cng, cho rng tt c cc ht xi ngm (Dmlmax = 0,142 mm ~ 8 %) u b li ra khi lp th nht ca lc, s c gradien ct nc ti hn trong lp th nht ca lc l:

Jth = 0,0546 . 0,0142= 0,43

Do phi c:

Jcp ( 0,43

Cc tnh ton trn y thy rng, vt liu ti m thin nhin c thnh phn xi ngm c th dng lm lc m khng cn x l tn tin (sng lc, loi b v.v) nu cc iu kin thy ng nu trn s c tun theo.

CH THCH: Nu lp th nht ca lc l xi ngm v cho php s li ht nh t trong vt liu ra theo cc iu kin thm, khi lc c hai lp th lp th 2 phi c kim tra v mc khng ng bi tc cng tng t nh lm i vi lp th nht (iu 6.9, v d 2).

- Xc lp vng sai lch cho php so vi thnh phn ca vt liu ti m 1. i vi thnh phn ny theo h thc (1), lp ng cong ca thnh phn ht khng xi ngm i qua cc im D10 v D60 ca vt liu ti m 1 (Hnh 17). Tip , cng theo h thc (1) xc nh c Dmin bng cch a tr s D10 = 0,25 vo h thc (1) v tnh ( = 1 + 1,28 lg7,2 = 2,1;

tm cc tr s cn li Di, s c:

Di = 0,21 + 0,036(0,1Pi)2,1T , tm c: D35 = 0,65 mm; D80 = 2,52 mm; D100 = 3,82 mm. Theo cc im Dmin; D10; D35; D60; D80 v D100; xc lp c ng cong thnh phn ht khng xi ngm v xc nh vng thnh phn ht cho php, c ng gii hn di l ng tip tuyn i qua im Dmin = 0,21 mm v gii hn trn l ng thng t Dmax = 3,82 mm qua ch 3 % ln hn D10, n ch tip xc vi ng cong ca vt liu 1 (Hnh 17).CH THCH: Khi xc lp vng sai lch cho php so vi thnh phn ht ca ng cong tnh ton hoc ng cong ca vt liu ti m (tha mn tt c cc yu cu v c dng cho lc) th cn phi tnh ton nh sau:

Gii hn di ca vng sai lch khng c vt ra khi gii hn ca ng cong khng xi ngm v ng tip tuyn vi n hoc vi ng cong ca vt liu ti m. Sai lch v pha ca vng di s dn ti s thay i t ngt cc tnh cht thm xi ngm ca lc;

Tng gii hn trn ca vng sai lch s c an ton v bn ca lc. Tuy nhin cn phi tnh ngm nc ca lc.

ng knh cc ht, mm

CH DN:

G t thn p (nn cng trnh);

I Vng thnh phn ht cho php ca vt liu dng p lp th nht ca lc;

a Vt liu ti m thin nhin; HK ng cong khng xi ngm i qua D10 v D60 ca vt liu ti m.

Hnh 17 th thnh phn cho php ca lc:

d) Tin hnh nghin cu vt liu ti m 2 vi mc ch xc minh kh nng s dng n lm lp th nht ca lc ngc i vi t thn p hoc nn cng trnh cho

Xc nh xi ngm ca vt liu ny theo phng php th nht (iu 6.2).

Theo h thc (23), xc nh c ng knh l thm ln nht trong vt liu 2:

mm

( = 1 + 0,05 .18 = 1,9;

C = 0,455. =0,74

ng knh ln nht ca ht c th b li i:

Dmlmax = 0,77Domax = 0,77.1,04 = 0,8 mm

Trong vt liu 2 cc ht y (Hnh 16) chim 10 %, do vt liu l xi ngm.

Vt liu ti m 2 xi ngm khng th dng lm lp th nht ca lc ngc nu khng x l thm, v h s khng u ht ca n ln hn h s cho php:

Ngoi ra n khng tha mn iu kin khng ri ht, thc t:

Do , trong s gn ng th nht, n nh sng b cc ht ln c D > 10 mm. Sau khi sng b cc ht D > 10 mm c c thnh phn ht ca vt liu (tnh i thnh phn v 100 %) v trn Hnh 18.

e) Xc minh hiu ch ca vt liu cho sau khi sng dng n cho lp th nht ca lc

- Xc nh xi ngm ca vt liu ny nh ch trn (khon c v d ny) v rng ml = 0,34 theo th Hnh 8

Domax = 1,43 . 0,65.0,66 = 0,315 mm;

x = 1 + 0,05. 8,6 = 1,43

C = 0,455 . = 0,65

ng knh ln nht ca ht c th b li i:

Dmlmax = 0,77 . 0,315 = 0,24 mm.

Trong vt liu cho (Hnh 18) nhng ht y chim di 8 % do , vt liu l xi ngm.

- H s khng u ht ca vt liu nh hn h s cho php

( = 8,6 < 15

- Kim tra iu kin khng ri ht:

iu kin khng ri ht c tha mn.

- Theo iu kin ngm nc, phi c:

;

cm/s

cm/s

iu kin ny cng c tha mn.

ng knh cc ht, mm

CH DN:

G) t thn p (nn cng trnh);

1) Vt liu lp th nht ca lc ly t vt liu ti m 2 sau khi sng b cc ht D > 10 mm

Hnh 18 Thnh phn ht ca vt liu:

Nh vy, vt liu ti m vt liu thin nhin 2 c th dng cho lp th nht ca lc vi iu kin sng b cc ht c D > 10 mm, vt liu cc ht ny chim di 50 %. Cc phng n sng lc khc u khng c hiu qu, bi v vt liu sau khi sng s khng tha mn cc yu cu ra i vi lp th nht ca lc.

Cc tnh ton tip theo xc nh Jcp v Jth cng nh vic xc nh vng sai lch cho php so vi vt liu cho c tin hnh tng t nh cc tnh ton trong v d cho i vi vt liu 1.f) Vt liu ti m 3, nh thy trn Hnh 16, theo thnh phn ht ca n, khng th dng cho lp th nht ca lc, c khi thnh phn thin nhin cng nh khi c sng lc.

Nu sng b cc ht D > 10 % mm chim 86 % tng khi lng ca vt liu th c thnh phn ht ca vt liu vi h s khng u ht ( = 17. Nu nh sng b cc ht ca vt liu vi h s khng u ht ( = 28 v v.v

T thy rng vt liu 3 khng th dng cho lp th nht ca lc.

6.10.3. Trng hp tnh ton V

tnh ton cho trng hp V s thc hin vi cc s liu thc di y:

t c bo v l xi ngm, cc vt liu khai thc ti m vt liu l khng xi ngm. Yu cu la chn lp th nht ca lc t cc t m cho.

S liu ban u:

Thnh phn ht ca t thn p (nn cng trnh) v cc vt liu khai thc ti m vt liu nh dng cho lp th nht ca lc ngc v trn Hnh 19.

ng knh cc ht, mm

CH DN

G) Thn p;

1), 2) cc vt liu ti m dng cho lp th nht ca lc

Hnh 19 Thnh phn ht ca vt liu:

S liu ca t cn bo v:

- Thnh phn ht d10 = 0,30 mm, d17 = 0,47 mm, d60 = 25 mm; dmax = 70 mm;

- H s khng u ht (d = 8,32;

- Dung trng = 1,92g/cm3;

- rng md = 0,28;

- H s thm kd = 0,09 cm/s.

S liu ca vt liu ti m vt liu:

Vt liu 1:

- D10 = 0,85 mm; D17 = 1,5 mm; D60 = 12 mm; Dmax = 30 mm;- H s khng u ht ( = 14,1;

- Dung trng = 1,85 g/cm3;

- rng m = 0,30;

- H s thm k = 0,14 cm/s.

Vt liu 2

- D10 = 1,9 mm; D17 = 4,4 mm; D60 = 50 mm; Dmax = 100 mm;- H s khng u ht ( = 26,4;- Dung trng = 1,88 g/cm3;- rng m = 0,29;

- H s thm k = 3,6 cm/s.

Trnh t tnh ton:

a) Xc nh xi ngm ca t c bo v trong thn p (nn cng trnh)

Theo h th (23), xc nh ng knh l thm ln nht trong t cho:

X = 1 + 0,05 .83,2 = 5,16

C = 0,455.

T cng thc (28), xc nh c ng knh ln nht ca cc ht c th b li ra khi t cho trong nhng iu kin thy ng xc nh:

dcimax = 0,77domax = 0,77 . 0,90 = 0,69 mm

Trong t cho cc ht y chim 23 % (Hnh 19, ng cong ca t G), do , t c bo v l xi ngm.

b) i vi t xi ngm cho ca thn p (nn cng trnh), xc nh ng knh tnh ton ca ht to vm dtvTheo cng thc (73), xc nh kch thc cc ht t dmi b li ra khi vng tip xc vi gradien ct nc ln nht cho Jttmax = 0,2.

T cc h thc (43) v (44), xc nh tr s (0; trc ht phi xc nh f*.

f* = 0,82 1,8 . m + 0,0062((d 5) = 0,82 1,8. 0,28 + 0,0062(83,2 - 5) = 0,80.

Vi = 1,92 g/cm3, = 1g/cm3 v ( = 90o, s c:

a cc tr s ny vo (73), c c:

Nh thy Hnh 19 khng c nhng ht nh vy trong t cho, do c th khng tnh cc iu kin thy ng. Trong trng hp nh vy tr s tnh ton dtv c xc nh t th Ptvtt = f((d) Hnh 7, ng cong B = 3.i vi (d = 82,3; tm c = 20 v ly dtv = d20 = 0,6 mm.

c) Xc minh hu dng ca vt liu ti m 1 (Hnh 19) dng cho lp th nht ca lc ngc

- Xc nh xi ngm ca vt liu ny theo h thc (71) v (72) v theo th thnh phn ht ca vt liu (Hnh 19) D3 = 0,54 mm

Do vt liu cho c th tch thc t l khng xi ngm;

- H s khng u ht ca vt liu cho nh hn h s cho php ( = 14,1 < 20;

- Chng ta kim tra khng ri ht theo cc cng thc (77) v (79) chng ta c:

(gl < (glcp; iu kin khng ri ht c tha mn;

- Theo iu kin ngm nc phi c:

;

Trong thc t

v iu kin ny cng c tha mn;

- Nu t thn p (nn cng trnh) l xi ngm th cn phi tin hnh kim tra v khng bi tc ca lp th nht ca lc. Tuy nhin trong trng hp cho nh t cc iu kin thy ng s khng c s li ht t ra khi vng tip xc. Do cng b vic kim tra v khng bi tc ca lp th nht ca lc.

Nh vy vt liu ti m vt liu thin nhin 1, c thnh phn khng xi ngm, tha mn tt c cc iu kin ra i vi vt liu ca lp th nht ca lc dng bo v t nn xi ngm v do vt liu ti m 1 nn dng lm lp thp nht ca lc ngc m khng cn phi x l thm.

- Xc lp vng sai lch cho php i vi thnh phn ca vt liu ti m 1;

Mun th nh ch trc y (mc gch u dng cui cng, khon c, v d 4 iu 6.10.2), s xy dng ng cong thnh phn ht khng xi ngm i qua cc im D10 v D60 ca ng cong vt liu ti m 1 (Hnh 20). Ti pha di, s gii hn vng thnh phn ht cho php bng ng tip tuyn k t im Dmin = 0,70 mm n ng cong thin nhin ca vt liu ti m 1 v tip ni n ng cong khng xi ngm. Ti pha trn, k ng thng nh ch Hnh 20.

ng knh cc ht, mm

CH DN:

G t thn p (nn cng trnh);

1) Vng thnh phn ht cho php ca vt liu dng p lp th nht ca lc;

a) Vt liu ti m thin nhin;

HK) ng cong khng xi ngm i qua D10 v D60 ca vt liu ti m

Hnh 20 th thnh phn cho php ca lc:

d) Vic nghin cu vt liu ti m vt liu 2 (Hnh 19) vi mc ch xc minh kh nng dng cho lp thp nht ca lc ngc i vi t xi ngm ca thn p (nn cng trnh) cho, cng ging nh i vi vt liu ti m 1 vi mt vi im b sung thm nh sau y:

- Vt liu ti m 2 nu khng x l thm, th khng th dng c cho lp th nht ca lc bi v h s khng u ht ca n ln hn h s cho php:( = 26,4 > (cp = t 15 n 25;

- Do chng ta quyt nh sng lc cc ht ng thi vn c gng gi li mt khi lng ln nht ca vt liu dng cho lp thp nht ca lc;

- Trong s dn ng u tin, cn n nh sng b cc ht ln (hoc nh hn). Sau mi ln sng b cc ht c ng knh (ln hn hoc nh hn) Di, ly thnh phn ht vt liu cn li l 100 % v tin hnh tnh ton li, tip l xy dng ng cong thnh phn ht ca n. Sau khi x l nh vy, vt liu phi c phn tch v hu dng i vi lp thp nht ca lc. Nu cc kt qu khng c tha mn, tip tc li n nh sng b cc ht ln hn hoc nh hn tip theo Di;

- lm th, di y tin hnh phn tch vt liu ti m 2:Trong s dn ng thp nht, n nh sng b cc ht ln Di > 50 mm chim 40 % ca thnh phn vt liu ti m v sau khi tnh ton li, xy dng ng cong thnh phn ht vt liu, sng b cc ht Di > 50 mm (Hnh 21 ng cong a);

- Nghin cu hu dng ca vt liu c thnh phn mi x l nh trn i vi lp th nht ca lc (i vi trng hp tnh ton V).

e) Xc nh xi ngm ca vt liu ny:

Sau tm c:

( = 14,8 theo ng cong a Hnh 21;

m = 0,34: t th Hnh 8 (vng 1) v sau khi thay cc tr s, kh tnh c:

N = (0,32 + 0,016 . 14,8) ;

Nh vy, vt liu thc t l xi ngm vi h s khng u ht ( = 14,8. Do , vt liu cho (c sng b D > 50 mm) cng khng th dng vo lp th nht ca lc. Tip tc, th dn bng n nh sng b kch thc nh tip theo ca cc ht Di > 30 mm, ngha l 50 % ca thnh phn vt liu ti m v nh trong trng hp th nht bng cch tnh li, xy dng ng cong thnh phn ht ca vt liu ny (Hnh 21, ng cong b).Qua Hnh 21 (ng cong b), thy rng thnh phn vt liu sau khi sng lc qua cc ht Di>30mm t m vt liu 2 ph hp vi thnh phn ca vt liu ti m 1 (Hnh 19 v Hnh 20).

Nh vy, nh sng b cc ht Di > 30 mm ca vt liu ti m 2, c c thnh phn ca vt liu tha mn tt c cc iu kin ca trng hp tnh ton V.

Cc tnh ton tip theo c thc hin cng nh ch trn i vi vt liu ti m 1.

ng knh cc ht, mm

Hnh 21 Thnh phn ht ca vt liu sau khi sng b ht ln D > 50 mm (vt liu a) v D > 30 mm (vt liu b) t m vt liu 2

6.10.4. Trng hp tnh ton VI

t c bo v v vt liu ti m vt liu l xi ngm; yu cu la chn lp th nht ca lc t cc vt liu khai thc ti m cho cng c thnh phn xi ngm.

i vi t nn xi ngm, phng php chn lp th nht ca lc t cc vt liu khai thc ti m c thnh phn xi ngm cng ging nh cho trong iu 6.10.3 i vi t xi ngm c bo v, v trong iu 6.10.2 i vi vt liu xi ngm ca lc ngc.

i vi t c bo v v tng loi vt liu khai thc ti m nh dng cho lp th nht ca lc cn xc nh:

a) xi ngm ca t c bo v theo mt trong hai phng php cho trong bn quy trnh (iu 4.2);

b) Ty theo tr s ca h s khng u ht (d = v xi ngm ca t kch thc cc ht to vm dtv = f ((d) theo th ca Hnh 7 hoc theo tnh ton ch trong iu 6.3;c) Kch thc cc ht nh dxn (theo cng thc 73) v t l phn trm cho php li cc vt liu m khng b ph hoi bn v n nh ca cng trnh;

d) xi ngm ca cc vt liu khai thc ti m i vi lc ngc;

e) Kch thc cc ht nh hoc ln hn Di phi sng lc ty theo tr s ca h s khng u ht sao cho ( ( (cp;

f) iu kin khng ri ht theo h s gia lp theo cc cng thc (77), (78), v (79);

g) iu kin ngm nc ca lc theo cng thc (80);

h) Kch thc cc ht xi ngm Dxn ca vt liu lc cho php cun theo dng thm;

i) Gradien ct nc ti hn Jth trong lp th nht v ca lc tha mn iu kin Jcp ( Jth: (, v khi c lp th 2 ca lc khng bi tc ca lp th hai.

CH THCH: trnh lp li, th d bng s khng c tin hnh i vi trng hp cho (VI). Trong tnh ton dng cc v d bng s ca iu 6.9 cho t xi ngm ca nn v iu 6.10 cho vt liu xi ngm ca lc ngc.6.11. Thit k (la chn) thnh phn ht ca lp lt lc di lp gia c bng v b tng ct thp ca cc mi thng lu p t (1)6.11.1. Cc iu kin thit k

Khi thit k thnh phn ht ca lp lt lc di lp gia c mi thng lu (Hnh 22) bng cng nh bng b tng ct thp, cn thit xut pht t cc iu kin sau y:

a) Thnh phn ht ca lp lt lc di lp gia c thng lu ca mi dc phi l thc t khng xi ngm tha mn cc h thc (71) v (72) hoc phng trnh (1);

CH DN:

a) (kch thc trung bnh l rng ca DoKH);

b) Tm b tng ct thp (BK chiu rng ca khe); 1) t thn p; 2) Lp lt lc 3) Lp lt thng lu.

Hnh 22 Nhng lp gia c mi thng lu:

b) Thnh phn ca lp lt lc phi bo v chc chn cho t thn p khng b hin tng xi ngm khng c tc dng ca sng ln mi p

iu kin ny s c tha mn, nu kch thc cc ht tnh ton ca lp lt lc s c ly theo h thc sau y:

(84)

Trong

: h s khng u ht ca lp lt lc c ly theo bng 2.( ( 25: i vi t dm;

( ( 20*: i vi t ct si;

m1: rng c ly theo th m1 = f ((1) Hnh 8;

(: c xc nh theo cng thc (2);

dtv: kch thc tnh ton ca ht t c bo v khng xi ngm xc nh theo th ca Hnh 7, cc ng cong B = t 5 n 8.

i vi thnh phn ht xi ngm ca t dtv c ly nh ch khon b) iu 6.3;

c) Thnh phn ca lp lt lc khng c lt vo khe rng ca () hoc m rng khe gin tip (bx) ca lp ph b tng ct thp. iu kin ny c th c din t bng h thc sau y:

- i vi lp lt :

(85)

Trong

: kch thc ca ht tnh ton, tnh theo h thc (84);

: ng knh k rng ca , xc nh theo h thc 10;- i vi mch tip gip (bk) ca lp lt b tng ct thp:

( 0,55Bk

(86)

Nu tr s ht tnh ton xc nh c theo h thc (84) khng tha mn h thc (85) hoc (86), th trong trng hp ny cn thay i tr s ca h s khng u ht.

(1 ca lp lt lc theo xu hng tng ln (trong cc gii hn gn (1 ( 25 i vi cc t dm v gn (1 ( 20 i vi cc t ct si) ngha l n nh thnh phn khng u ht ln hn cho vt liu t ca lp lt lc.

Nu c trong trng hp ny cng khng tha mn cc h thc (85) hoc (86) th iu cho thy rng gia lp lt bng v lp lt lc phi t mt lp trung gian (1) bng thnh phn nh hn. Thm vo , thnh phn ht ca lp trung gian phi sao cho ng knh trung bnh l rng ca n xc nh theo h thc (10) phi tha mn c iu kin (85) hoc (86).Nu tun theo cc yu cu trn y trong khi thit k thnh phn ca lp lt lc s bo m c s bo v chc chn cho mi p v bn thn lp lt lc chng tc dng ca sng ln mi.

Theo tr s kch thc ht tnh ton xc nh theo h thc (84) tr s chn (1 v tr s m ( tm theo cng thc (2), theo phng trnh (1) s xy dng ng cong thnh phn ht khng xi ngm thit k ca vt liu lp lt lc Vng thnh phn ht cho php ca vt liu lp lt lc c n nh nh ch trong (khon d i vi trng hp I, iu 6.9.1).

6.11.2. nh gi hu dng ca vt liu khai thc ti m vt liuKhi nh gi (vic la chn) hu dng ca vt liu ti m khc hoc ca sn phm cc nh my nghin dng cho lp lt lc th phi tha mn cc iu kin khon a), b), c) iu 6.11.1 trn y, ch khc ch l thay cho kch thc tnh ton ht ly theo ng cong thc t cc thnh phn ht vt liu khai thc ti m vt liu.

Ngoi ra, thnh phn ht ca vt liu ti m vt liu ang xt v cc c trng vt l ca n phi tha mn iu kin (13), ngha l:

dtv ( 0,55Doltrong

dtv: kch thc tnh ton ca ht t c bo v xc nh theo th ca Hnh 7, cc ng cong B = t 5 n 8;

Dol: xc nh theo cng thc (1).

Nu cc iu kin trn y khng c tha mn, th vt liu ti m cho khng th dng cho lp lt lc nu khng c cc bin php x l thm; sng b ht nh hoc ln hay b sung thm thnh phn.

6.11.3. Trnh t tnh ton thit k

chn thnh phn ht ca lp lt lc t cc vt liu khai thc ti cc m vt liu c sn, cn c cc s liu ban u sau y:

- Thnh phn ht ca t (c bo v) thn p v h s khng u ht ca n (d;

- Thnh phn ht ca vt liu ti m nh dng cho lp lt lc cng nh cc c trng vt l ca chng (dung trng hoc rng m1, h s khng u ht (1);

- Thnh phn ht ca lp lt bng ( ) c kch thc k rng xc nh theo h thc (10) - hoc kch thc cho ca khe ni Bk s m rng khp ni (ca cc tm b tng khng lin khi) hoc chiu rng ca khe c to thnh do bin dng.

Nn gii thch trnh t tnh ton bng mt tnh ton c th di y:

S liu ban u:

Thnh phn ht ca t thn p v vt liu ti m nh dng cho lp lt lc v cc c trng c bn ca t thn p v vt liu cho trn Hnh 23.

a) Theo thnh phn ht cho ca t thn p c bo v G (Hnh 23), chn theo th = f((d) (Hnh 7) ng knh tnh ton ca ht to vm dtv. Vi (d = 2,14 theo th (khi B = 5 i vi vt liu ct, si) = 60 % tng ng vi:

dtv = d60 = 0,15 mm

b) Xc nh hu dng ca cc vt liu ti m 1 v 2 (Hnh 23) dng cho lp lt lc di cc lp gia c b tng ct thp kiu tm; m rng kh d ca khp ni (i vi lp lt bng , ng knh k rng ca xc nh theo h thc (10), tng ng bng = 3,5 cm = 35 mm).

Vt liu ti m vt liu 1 Hnh 23:- Xc nh xi ngm ca vt liu ti m 1 theo h thc (71):

Do , vt liu ti m 1 thc t l khng xi ngm;

- H s khng u ht ca vt liu ny nh hn h s cho php (bng 2)

(1 = 15 < 20

- Kch thc tnh ton thc t ca ht vt liu 1, phi l:

( 0,55Bk = 0,55. 35 = 19,3 mm;

V D85 = 20 mm > 19,3 mm, do iu kin cho c tha mn;

- Thnh phn ht ca vt liu ti m 1 ang xt phi tha mn iu kin (13), ngha l:

dtv ( 0,55

i vi t c bo v ly theo (im a iu ny)

dtv = d60 = 0,15 mm

ng knh cc ht, mm

CH DN:

G) Thn p; 1) 2) cc vt liu ti m dng cho lp lt lc.

Hnh 23 Thnh phn ht ca cc vt liu:

Kch thc k rng ca vt liu ti m 1, xc nh theo h thc (10)

C tr s = 0,26 mm, tnh c:

dtv = 0,55. 0,26 = 0,14 mm

iu kin cho cng c thc hin, bi v:

dtv = d60 = 0,15 > 0,14 mm

Do , vt liu ti m 1 cho tha mn tt c cc iu kin ra i vi thnh phn lp lt lc v c th dng cho lp lt lc 1, lp di lp lt bng b tng ct thp v s bo v chc chn cc mi dc khng b xi l do tc dng ca sng ln mi dc. xc lp vng sai lch cho php i vi thnh phn ny ca vt liu ti m 1, tin hnh nh ch trong cch xc lp vng sai lch cho php khon c iu 6.10.1 trng hp tnh ton III.

Vt liu ti m vt liu 2 (Hnh 23):

- Theo thnh phn ht ca vt liu ti m 2 cng c mt loi c trng tha mn cc iu kin ra i vi thnh phn ca lp lc nh vt liu ti m 2 l thc t khng xi ngm;

- H s khng u ht (2 nh hn h s cho php (1cp;

- Kch thc thc ca ht tnh ton tha mn cc iu kin (85) v (86);- Tuy vy cn nhn mnh rng iu kin quan trng (13) s phi hp ca t c bo v thuc thn p vi vt liu ca lp lt lc khng c tha mn, bi v dtv < 0,55 , ngha l khng bo m vic bo v cho t thn p khi xm nhp vo trong lp lt lc khi b li vo cc khe m rng (hoc cc k rng ca ).Do , thnh phn cho ca vt liu 2 khng th dng cho lp lc nu nh khng s b sung thnh phn.

7. Phng php lun thit k lc ngc (vng chuyn tip) bo v t dnh

7.1. Ch dn chung

Nhng ch dn di y v thit k v la chn thnh phn ht lp th nht ca lc c m rng cho lc ngc cc kt cu tiu nc v cho vng chuyn tip (t tng tm sang thn p), bo v t dnh (st) c tiu nc.

Cc t dnh ( st v st) c th c trng bng hm lng ht st c kch thc d < 0,005 mm v c trng bng tr s do Wn trong thnh phn ht:

- t st hm lng ht d < 0,005 mm chim t 10 % n 30 %; v tr s do 7 ( Wd ( 17;

- t st hm lng ht d < 0,005 mm ln hn 30 %; v tr s do Wd>17.Trong tiu chun ny, vic chn thnh phn ht lp th nht ca lc c tin hnh i vi cc t dnh (c kin trc b ph hoi) c tr s do Wd ( 7 vi giao ng m trong phm vi ca do, ngha l vi iu kin Wc ( W ( WeTrong

Wc: gii hn chy,

We: gii hn ln ca t.

Theo iu kin ny t st phi c sc dnh phn t, sc dnh ny c th biu din qua dung trng ca ct t:

Dung trng ct ca t dnh c bo v phi l:

Yc ( Yc =

(87)

Trong

(: trng lng ring ca t g/cm3;

(c: h s rng theo Wc;

(88)

Yn: dung trng ca nc ( 1 g/cm3.

Nhng kin ngh di y v phng php lun chn thnh phn ht cc vt liu cho lp ca lc th nht bo v t dnh (trc ht s xt i vi cc cng trnh cp c bit v cng trnh cp I theo vn u t) cc iu kin khng cho php tch ri hoc bc lp ca kt th ht st ca t. Trong cng trnh t cp II, III, IV (theo vn u t) c th cho php bc ti ch tip xc lc ngc, mt bc lp nh ca t st vi ln ; mun th kch thc ln nht ca k rng trong lp th nht ca lc phi l Domax < 15 mm, vi iu kin l t st c ch s do Wd ( 7; (cn i vi cng trnh tm th c th Wd ( 5).Vic thit k vng lc ngc v vng chuyn tip trong t c ch s do Wd < 7, i vi cc cng trnh cp c bit v cp I (theo vn u t) cng nh i vi cc cp II, III, v IV (theo vn u t) u c tin hnh nh i vi t khng dnh hoc chn li gii cui cng sau khi tin hnh cc nghin cu th nghim chuyn cho ph hp vi cc iu kin c th.

7.2. Phng php lun chn thnh phn ht ca vt liu cho lp th nht ca lc ngc chn thnh phn ht lp th nht ca lc bo v t dnh (st), cn bit tr s tnh ton ca gradien dng thm Jtt trong t dnh (st) ( ch ra ca lp th nht). Tr s tnh ton ca gradien ct nc dng thm i vi kt cu tiu nc cho p, cng nh i vi tng nghing, tng tm, sn ph v.v c xc nh bng cc tnh ton v thm hoc bng phng php tng t in ng.

i vi tng tm ca p gradien ln nht ti on ra ca tng tm on mt, ngha l ch ra khi tng tm i vo lp th nht ca lc, c th ly lm gradien tnh ton ca ct nc v bng:

Jttmax = tg(Trong : ( l gc dc ca mi h lu tng tm i vi ng nm ngang.

Theo tr s cho ca gradien ct nc, xc nh ng knh tnh ton k rng ca vt liu lp th nht ca lc bo v cho t dnh.

7.2.1. i vi iu kin khng cho php ri hoc bc lp cc kt th ht st ca t (i vi cng trnh siu cp v cp I theo vn u t)

; (cm)

(90)

Trong

(: xc nh t th ( = f(Jtt) Hnh 24;

Jtt: gradien (tnh ton) cho ca ct nc;

(: gc gia phng thm v lc trng trng.

Trong trng hp bit r thnh phn ht ca vt liu to ht (lp lc) v kch thc ln nht ca k rng (Domax) tr s ( c xc nh t th ( = f(Dott) Hnh 25.7.2.2. i vi iu kin cho php bin dng do s bc lp t dnh (i vi cng trnh cp II, III v cp IV theo vn u t)

- i vi kt cu tiu nc khng c hnh lang trc tip quan trc trong khai thc, nh v cc kch thc ngang v chu tc dng ca dng thm c gradien ct nc J > 3;

; (cm)

(91)

- i vi kt cu tiu nc t l bn ngoi c th trc tip quan trc c trong thi gian khai thc ca cc cng trnh trng lc bng t dnh v cc cu trc tm c gradien ct nc J < 3;

( 15 mm

(92)

Xut pht t vn u t ca cng trnh v cc yu cu trn y i vi lc (vng chuyn tip), theo tr s tnh ton cho ca gradien ct nc Jtt v theo mt trong cc h thc (90, 91 v 92), xc nhv theo tr s ny chn thnh phn tng ng ca lp th nht ca lc (vng chuyn tip) theo phng php sau y:

a) H s khng u ht (phn lp) ca lp thp nht ca lc ngc bo v cho t dnh, c ly bng:

(93)CH THCH: h s khng u ht i vi lc ca vng chuyn tip c th ly > 50, khi c lun chng ng n i vi cc t m trong thnh phn t hm lng ht ct (kch thc t 0,05mm n 2,00 mm) khng nh hn 20 % n 25 %; v thnh phn vng chuyn tip dy (chiu dy T = 3m n 5m) cng nh i vi cc cng trnh cp II V (theo vn u t) v cc cng trnh tm.Hnh 24 th ( = f(Jtt)Hnh 25 th ( = f(Dott)

b) Theo tr s c ca h s khng u ht (1, xc nh rng m1 ca t cho theo th m1 = f((l) Hnh 8. Tip theo, bit cc tr s tnh ton , m1 v (1, tm kch thc ht D17 ca lp thp nht ca lc t iu kin c bn:

Domax (

(94)

Trong : Domax l ng knh ln nht ca k rng ln thp nht ca lc, xc nh theo h thc (23).

Thay tr s Domax t h thc (23) vo h thc (94) v gii h thc ny theo t s ca D17, c c:

(95)

c) ng knh tc dng ca ht lp th nht ca lc D10 c xc nh t t s:

D10 = i D17

(96)

Trong : h s i tm trong th (1 = f, Hnh 26.

Hnh 26 th (1 = f

d) ng knh kim tra ca cc ht lp th nht ca lc D60 xc nh t iu kin:

D60 = (l. D10

(97)

e) Tr s ln nht ca ht lp th nht ca lc Dmax = D100 cn ly theo h thc:

D100 ( D10 + 10( .D60

(98)

Trong

( = 1+1,28(g (l;

D10 v D60: cc kch thc ht tnh theo cc h thc (96) v (97). H thc (98) rt ra t h thc thc nghim (1) ca M.P.Paptrit vi Dmin = D10.f) Theo cc tr s tnh c ca cc ht D10, D17, D60, v D100, lp ng cong thnh phn ht ca vt liu lp th nht ca lc. Thnh phn ca vt liu cho s tha mn iu kin c bn (94), ngha l:

Domax (

g) Trong trng hp c thm dc theo ch tip xc ca t dnh v lc ngc hoc trong vng chuyn tip t tng tm sang thn p (cng nh trong cc lp thin nhin) c vt liu to ht, th cn tin hnh kim tra n nh ca t dnh v xi mn tip xc.

t dnh c ch s do W ( 7, h s m G ( 0,85 v tip xc vi vt liu to ht s khng b xi mn tip xc v khng b ph hoi, nu vt liu to ht c chn sao cho thnh phn ht ca n c th tha mn cc iu kin thy ng ca dng thm, c nu di y:

- i vi iu kin khng cho php xi v bc lp ca cc kt th ht trong vng tip xc ca t dnh so vi vt liu to ht, kch thc ln nht ca k rng trong vt liu l to ht Domax phi sao cho tha mn c iu kin sau y:

Jttk ( 0,75 Jth

(99)Trong :

Jttk: gradien tnh ton ca u nc trong vt liu to ht ch tip xc vi t dnh;

Jth: gradien ti hn ca ct nc i vi t dnh, xc nh bi gradien ct nc trong vt liu to ht (lc vng chuyn tip) c ng knh k rng ln nht:

Domax ( Dott

Jth =

(100)

Vi Domax tnh bng cm;

- i vi iu kin c th cho php n mt mc nht nh s bc lp ca cc kt th ht t dnh (khng c xi mn vng tip xc) phi tha mn iu kin sau y:

Jttk ( (0,85 n 0,90) Jth

(101)

7.3. nh gi hu dng (la chn) ca vt liu ti m vt liu i vi lp th nht ca lc ngc bo v t st (i vi iu kin khng cho php bin dng do bc lp (1)Theo thnh phn ht cho ca vt liu ti m, rng m1, h s khng u ht (1 v tr s D17, ng thi s dng h thc (23), chng ta tm c kch thc ln nht ca cc k rng trong cc t ny:

Tr s nh ch trn, c xc nh theo cng thc (90), (91) v (92)

Nu tha mn iu kin c bn (94) Domax ( , th thnh phn cho ca vt liu, c h s khng u ht (1 ( 50 c th c s dng cho lp th nht ca lc, khng cn hon chnh n, ngha l khng cn sng lc cc ht ln hoc ph thm cc ht nh. Nu iu kin (94) khng c tha mn th cn xy dng ng cong tnh ton ca thnh phn ht vt liu theo phng php nu trn (khon b f iu 7.2.2) v theo ng cong ny chn thnh phn vt liu (c sng lc) ly t cc vt liu ti m c sn.7.4. Xc nh kch thc ca kt cu chng thm (tng tm, tng nghing, sn ph v.v) bng t dnh (2)Theo phng php ra trn, c th xc nh kch thc (chiu dy) ca kt cu chng thm, xut pht t vic c vt liu ti m cho lp th nht ca lc, ngha l gii quyt bi ton ngc theo thnh phn ht ca vt liu lp th nht ca lc n nh kch thc ca kt cu chng thm.

Di y l tin hnh trnh t tnh ton chiu dy ca tng nghing (tng tm, sn ph) bng t st dnh:

a) Xc nh kch thc ln nht ca k rng Domax ca vt liu ti m theo h thc (23):

Tr s tnh c ly Domax lm tr s tnh ton, ngha l:

=Domax

b) Bit tr s , xc nh s tnh ton ca gradien Jtt ca dng thm trong kt cu chng thm (tng nghing, tng tm, sn ph). Tr s Jtt c xc nh t h thc (90)

(102)

Trong : ( c ly theo th ( = f (), Hnh 25.c) Ph thuc vo ct nc trn cng trnh v theo cc iu kin ca bn v thm, chiu dy yu cu ca tng nghing (tng tm) bng t st ca p c xc nh theo h thc.

(103)Trong : H l ct nc on AB ca tng nghing (Hnh 27).

Hnh 27 p c tng nghing

Vn t ra l mun ly chiu dy trn y ca tng nghing t st lm chiu dy phi tm, th phi gii bng cch tnh ton so snh kinh t trong tng trng hp ring bit, c xt tt c cc yu cu cn ra i vi tng nghing.

7.5. Ch dn thm v kt cu lc ngc bo v cho t dnh

a) Trn mt kt cu chng thm bng t st, trong trng thi ngp nc th khng nn khng c lp gia ti. lp trn ca mt t do ca t st (khng c gia ti) s xut hin s tng m v hu qu l lm gim lc dnh phn t gia cc ht ring bit v cc kt th v trong cc iu kin tng ng nhng lc ny ni chung ngng tc ng. Mt t do ca t st khi c th d dng b xi l ngay c vi nhng vn tc thm khng ng k.b) Khi tip xc ca kt cu chng thm bng t st (tng nghing, tng tm, sn ph) vi b mt cng ca cng trnh thy li, cn ct ht to hoc dm sng lc vi kch thc trung bnh D50 ( 2 mm vo lp th nht ca lc, nhng ch tip xc trn mt chiu di t 3m n 5m.

c) Trong nhng p cao v siu cao c tng tm (tng nghing) mng, xy dng ti cc thung lng hp c sn dc ng, hu qu ca cc bin dng ln v khng u ca hiu s ln, cng nh cc hin tng ng t, trong mt vi trng hp c th hnh thnh cc khe nt ring bit, cc b; cc khe nt ny l khng mong mun, c bit mt h lu ca tng tm, ch tip xc vi lc ngc ca vng chuyn tip, nh ch trn Hnh 28.

CH DN:

1) Tng tm ca p;2) Vng chuyn tip (lc);3) Lng tr p;

4) Khe nt trong tng tm ca p;5) Vng bi tc trong lc (vng chuyn tip)

Hnh 28 S lp khe nt ca tng tm p:Trong cc trng hp y, cho vng tip xc ca t dnh tng tm (tng nghing) ca p khng b xi l bi dng thm i theo k nt vo lp lc, th lp lc ca vng chuyn tip c thnh phn ht nh th phi c thit k v t sao cho cc kt th ca t st hoc nhng ht ring bit ca t st b cun ra khi dng thm khng i qua lp lc v lm bi tc lp lc trong phm vi khe nt (Hnh 28) v bng cch y s to thnh cc iu kin t lp ca bn thn khe nt.Do , thnh phn ht lc c thit k hoc la chn, tha mn trong cc trng hp y, cc yu cu c ra i vi lc ca vng chuyn tip ca p cao v siu cao phi c kim tra v iu kin bi tc.

Nu thnh phn ht ca khe lc c thit k hoc la chn trc, c th bi tc do cc ht nh b cun ra t khe nt ca tng tm (tng nghing) ca p th thnh phn y ca lc cn tnh tha mn yu cu cho.Nu iu kin cho khng tha mn, th thnh phn lc thit k hoc la chn phi thay i thnh phn ht mi tha mn yu cu ca bi tc.

iu kin bi tc (v lp khe nt) s c thc hin trong trng hp nu thnh phn thit k ca lc s tha mn chun s sau y ca bi tc:

;

(104)

Trong

D17: ng knh cc ht vt liu ca lc ngc nh hn cc ht ny chim 17 % (theo trng lng), trong thnh phn ca vt liu;

d90: ng knh cc ht vt liu ca tng tm p lm bi tc lp th nht ca lc, nh hn cc ht ny chim 90 % (theo trng lng), trong thnh phn ca vt liu;m1: rng ca vt liu lc ngc, tnh theo phn n v;

(1 = : h s khng u ht ca vt liu lc ngc.Nu iu kin (104) khng tha mn, th trong trng hp y cn thay i thnh phn ht thit k (la chn) ca lc, ngha l:

(105)

Cc kch thc cn li ca cc ht tnh ton c bn ca ng cong biu din thnh phn ht ca lc D10, D60, D100 c xc nh theo cc h thc (96), (97), v (98).

Bng cch y, thnh phn ht mi xc nh ca lp th nht ca lc s tha mn yu cu bi tc c yu cu lp k nt.

ng cong tnh ton xc nh c ca thnh phn ht cn ly gii hn di ca vng thnh phn ht cho php ca vt liu dng p vo lp th nht ca lc.

d) Chiu dy lp th nht ca lc ca vng chuyn tip i vi cc p cao v siu cao phi c n nh khng nhng ch theo cc iu kin thm v thi cng m cn c tnh ton cc chuyn dch ngang c th ca cc b phn cng trnh (tng tm v lng tr p) do ln khng u.

Chiu dy nh nht ca lp th nht ca lc vng chuyn tip Tmin i vi kiu p nu, phi l (Hnh 29):

Tmin ( 3 + t;n v (m)

(106)Trong : t l kch thc tng cng cc chuyn dch ngang ca tng tm hoc lng tr p (bng m) xc nh bng tnh ton hoc theo cc nghin cu cho.

Cc v d tnh ton c th xem ph lc A:

CH DN:

1) Tng tm ca p;

2) Vng chuyn tip (lc);

3) Lng tr p;

2 t: chuyn v ngang ca lng tr v tng tm p

Hnh 29 S vng chuyn tip

8. Thit k lc ngc bng b tng xp

8.1. Ch dn chung

Lc ngc bng b tng xp (khng ct) dng cho l khoan v kt cu tiu nc cc p c cu to t vt liu to ht c thnh phn c la chn ty theo thnh phn ht ca t bo ha nc ca lc ngc phi bo v.

sn xut lc xp cn dng mt khi lng cht keo kt (ciment, thy tinh lng, thch cao v.v) sao cho ch bao cc ht ct liu, cn k rng gia cc ht ct liu vn khng b nht y. Trong khi cc ti liu tham kho hng dn hin c u tin xt dng lm vt liu keo kt ch c xi mng. Xi mng to cho kt cu lc mt bn lu di. V ct liu c th dng ph liu dm ca nh my nghin , dm, si. Nhng vt liu u ht hay khng u ht. Lc bng b tng xp khng nn t trong vng bng gi v nc k rng ca lc sau khi ng bng c th ph hoi s lin kt gia cc ht khi rng dn n tn tht bn c hc ca kt cu.Khi thit k thit b tiu nc bng b tng xp cc tnh ton thm nc c tin hnh nh khi thit k b tiu nc thng thng, c xt n kh nng tho nc ca b tng xp.

Trong trng hp phi bo v t ht nh bo ha nc bng lc b tng xp khi i hi phi dng ct liu nh trong thnh phn ca b tng xp th trong mt vi trng hp nn gia cng lc bng vt liu ht to bn ngoi bc 1 lp ct ht to hn (lng tr tiu nc).

Lc ngc bng b tng xp c th dng khng nhng ch cho l khoan, m cn cho kt cu tiu nc ca p v ca cng trnh thy li khc, nhng ni m vic s dng b tng xp t ra c li v mt kinh t, v d khi ti ni xy dng khng c m vt liu lm lc ngc bng vt liu ct si hoc dm.

8.2. Yu cu i vi lc ngc bng b tng xp

Lc ngc thc hin c tt vai tr ca n ch trong trng hp, nu thnh phn ht ca n c thit k v thc hin mt cch chc chn.

Lc ngc bng b tng xp phi c thit k sao cho tha mn cc yu cu c bn sau y:

a) Ht ct ca t phi bo v, khng c ri vo k rng ca lc bng b tng xp;

b) Trong t c bo v, ti vng tip xc khng c xut hin xi ngm c hc nguy him lm nh hng n bn v n nh ca t;

c) Cc ht nh m s li chung bi dng thm ra khi khi t c bo v khng gy ra nhng bin dng nghim trng v l cho php ng thi khng lm bi tc lc ngc;d) ngm nc ca lc ngc bng b tng xp phi ln hn ngm nc ca t c n bo v. thc hin cc yu cu k trn, khi thit k v xy dng lc ngc bng b tng xp s bo m s tip xc n nh v bn vng ca t c bo v v bo m tin cy lm vic ca cng trnh trong thi k khai thc. S thc hin cc yu cu k trn l i vi cc t xi ngm xt theo thnh phn ht ca chng.

Nu t c bo v bng lc l thc t khng xi ngm th khi thit k v xy dng lc ngc bng b tng xp thc hin c 2 yu cu c bn sau y l :- Ht ct ca t c bo v khng c ri vo kt cu lc bng b tng xp;- H s thm ca lc bng b tng xp phi ln hn h s thm ca t c n bo v.

8.3. Phng thc chn thnh phn ht vt liu , dm (si) lm tng lc ngc bng b tng xp

xc nh kch thc ht tnh ton ca t dm v si trong thnh phn c lc ngc bng b tng xp cn c cc s liu v thnh phn ht ca t c bo v biu din di dng th cng nh cc s liu v dung trong Y ca t, rng md, h s khng u ht ( v h s thm k.Theo cc thng s ca t c bo v, xc nh loi ca thnh phn t, t c bo v bng tng lc l xi ngm hoc khng xi ngm.Nu t thc t khng xi ngm, th n phi tha mn h thc (71)

Trong : d3 v d17 l cc ng knh ht ca t, cc ht nh hn cc ht ny chim gn 3 v 17 % theo trng lng.

Nu h thc (71) khng c tha mn, t cho cn tnh thc t l xi ngm.

Ty theo loi ca t c bo v (xi ngm hoc khng xi ngm) v h s khng u ht ca n s chn kch thc tnh ton ca cc ht to vm dtv.

i vi thnh phn khng xi ngm ca t, kch thc ht to vm dtv xc nh theo th: = f(() Hnh 7, ng cong B = 3.

i vi thnh phn xi ngm ca t, kch thc tnh ton ca ht to vm dtv c xc nh, ph thuc vo cc iu kin thy ng ca s lm vic ca lc (iu 6.3) nh sau:

a) Theo cng thc (73), xc nh kch thc ht c th b li ra khi vng tip xc vi gradien ln nht cho ca ct nc Jttmax, ngha l:

Nu tr s tnh c dxn ( d3 (t ng cong thnh phn ht) th dtv ly theo th = f(() Hnh 7 ng cong B = 3.Nu nh dxn ( d3, th dtv c xc nh theo cng thc 74:

= B. d3

Trong : B nn ly i vi cc lc l khoan ( h mc nc c ch thay i) B = 3; i vi cc lc ca cc thit b tiu nc ca p B ly t 5 n 8.

b) Theo kch thc ca ng knh dtv chn c, tm ng knh trung bnh k rng ca lc theo h thc (12)

Do ( 1,8dtv

Bit c Do; xc nh h s thm tnh ton (1) ca lc bng b tng xp theo h thc:

k1 = A. mo. Do2;(cm/s)

(107)

Trong :

A = 615 i vi b tng xp bng dm;

A = 965 i vi b tng xp bng si;

mo: rng tnh i ca dm, tnh theo phn n v, ly theo th mo = f (Do) Hnh 30 hoc theo cng thc thc nghim:

(108)Trong : Do tnh bng milimt

Hnh 30 th mo = f (Do)

c) Theo bng 3, i vi tr s tnh c k1, chn thnh phn ht ca t dm (si), t ny phi l ct liu trong thnh phn ca lc bng b tng xp, h s khng u ht ca n khng vt qu tr s:

(1cp = 12

(109)

d) Nu thnh phn ca dm ly theo bng 3 khng ph hp vi t dm hoc t si c sn ti hin trng thi cng v khng tin hnh sng lc th cn kim tra mc hu dng ca vt liu (theo h s thm) h thc (110). H thc (110) cho kh nng theo cc thng s ca dm hoc si dng sn xut b tng xp vi t l ti u nc/xi mng, xc nh h s thm ca b tng xp:

(cm/s)

(110)

Trong : i vi dm A = 50 i vi si A = 120; (d v (s l cc h s khng u ht tng ng vi dm v si.Bng 3 Tr s h s s thm ca b tng xp c thnh phn 1 : 6 vi t l ti u nc/xi mng, theo thnh phn ht ct liu

TTKch thc quy c ca ht (mm)D10 (mm)D17 (mm)D50 (mm)D60 (mm)

H s thm ca b tng xp k1 (cm/s)

10,25 n 3,00,50,61,82,44,80,5 n 0,10

20,25 n 300,480,954,15,511,450,012 n 0,023

30,25 n 10,00,580,772,02,554,40,017 n 0,022

40,25 n 20,0 0,621,155,16,8011,00,019 n 0,058

50,25 n 20,0 1,02,053,94,44,40,045 n 0,077

60,25 n 5,01,101,353,03,43,090,100 n 0,180

71,00 n 30,01,92,25,46,73,520,167 n 0,46

80,00 n 30,01,241,955,36,25,00,250 n 0,62

90,25 n 10,00,353,61,62,46,80,28 n 0,80

101,00 n 20,01,341,674,45,94,40,35 n 0,56

111,00 n 20,01,752,256,27,754,450,53 n 0,78

121,00 n 20,02,403,47,38,53,541,05 n 1,96

131,00 n 10,01,41,803,404,02,851,40 n 1,80

141,00 n 20,02,242,84,34,82,141,65 n 2,05

150,00 n 20,03,104,06,26,72,161,88 n 2,60

163,00 n 7,02,13,24,75,42,552,10 n 3,20

177,00 n 20,07,78,612,514,01,823,06 n 5,68

183,00 n 20,05,15,18,908,81,724,97 n 6,22

192,00 n 20,04,66,09,5011,02,45,06 n 6,25

205,00 n 25,05,27,211,513,02,512,10 n 15,30

217,00 n 25,07,58,614,016,02,115,3 n 20,10

225,00 n 40,09,013,025,031,03,4528,0 n 31,00

2320,00 n 40,0-----32,0 n 40,00

CH THCH: Cc tr s k1 trong bng 3 xc nh trn c s th nghim theo ch thm tng. Thnh phn ca lc bng b tng xp s tha mn cc yu cu c bn i vi t khng xi ngm c bo v vi:1) Ct t khng ri vo lp lc;

2) H s thm ca lc ln hn h s thm ca t c n bo v.

Nu kb so vi tr s tnh ton k1 khng khc my v ln (khng ln hn 2 ln) th t dm (si) cho c th c dng, khng cn sng lc, lm ct liu cho lc bng b tng xp.

H s khng u ht ca vt liu lm lc bng b tng xp khng c vt qu tr s = 12.

Vt liu c h s khng u ht vt qu , ch c s dng sau khi c nghin cu t