BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI PHAN ĐÌNH TUẤN NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MẶT CẮT NGANG VÀ SÓNG TRÀN QUA ĐÊ BIỂN CÓ KẾT CẤU ¼ TRỤ RỖNG TRÊN ĐỈNH Ngành Kỹ thuật Xây dựng C[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI PHAN ĐÌNH TUẤN NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MẶT CẮT NGANG VÀ SÓNG TRÀN QUA ĐÊ BIỂN CĨ KẾT CẤU ¼ TRỤ RỖNG TRÊN ĐỈNH Ngành: Mã số: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Biển 58 02 03 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2022 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Thủy lợi Người hướng dẫn khoa học GS.TS Trần Đình Hòa PGS.TS Nguyễn Bá Quỳ Phản biện 1: GS.TS Thiều Quang Tuấn – Trường Đại học Thủy lợi Phản biện 2: PGS.TS Phùng Đăng Hiếu – Viện Nghiên cứu Biển Hải đảo – Bộ Tài nguyên Môi trường Phản biện 3: PGS.TS Phạm Hiền Hậu – Trường Đại học Xây dựng Hà Nội Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp vào lúc 30 ngày 24 tháng 12 năm 2022 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: - Thư viện Quốc gia - Thư viện Trường Đại học Thủy lợi MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Việt Nam có hệ thống đê biển lớn, trải dài từ Bắc xuống Nam, góp phần quan trọng việc bảo vệ tính mạng, tài sản cho người dân, phục vụ sản xuất, phát triển đất nước Trong năm gần đây, biến đổi khí hậu ngày diễn biến phức tạp, khó lường, tác động lớn đến đời sống sản xuất Vấn đề sạt lở bờ biển diễn phức tạp, có xu gia tăng, đặc biệt vùng đồng sơng Cửu Long (ĐBSCL) Đã có nhiều đề tài nghiên cứu đề xuất nhiều giải pháp, công nghệ nhằm tăng cường ổn định cho đê biển Trong đó, giải pháp cơng trình giảm sóng tác động vào đê giảm sóng tràn qua đê nghiên cứu, ứng dụng nhiều Trong điều kiện địa chất mềm yếu ĐBSCL, để nâng cao trình đỉnh cần có mặt cắt nhỏ gọn, tải trọng thân thấp, hạn chế sụt lún Giải pháp phổ biến xây dựng tường đỉnh đê bước đầu cho hiệu khả giảm sóng tràn, nâng chiều cao đỉnh giảm chiều cao đắp đê so với nâng cao toàn mặt cắt đê Tuy nhiên, với kết cấu tường đỉnh thường hạn chế chiều cao tường thấp dẫn tới mặt cắt lớn tượng sụt lún xảy Bên cạnh tường đỉnh tạo sóng phản xạ cao gia tăng tường nâng lên (kr=0.7÷1), áp lực trực tiếp lên cơng trình lớn, đồng thời gây xói chân, ổn định chân tường Để đáp ứng yêu cầu cao trình đỉnh an tồn sóng tràn giảm tải trọng mặt cắt Trên sở phân tích, đánh giá giải pháp có, Tác giả đề xuất mặt cắt đê biển có kết cấu rỗng (Hình 1), nhằm cải thiện hạn chế tải trọng mặt cắt, sóng phản xạ Trong năm gần đây, kết cấu rỗng ứng dụng nhiều công trình biển đặc biệt đê giảm sóng xa bờ Kết cấu rỗng có nhiều hình dạng khác có điểm chung mặt tiếp sóng đục lỗ có tỷ lệ buồng rỗng Các kết nghiên cứu ưu điểm bật như: kết cấu bê tông đúc sẵn thuận lợi thi cơng; đạt hiệu giảm sóng truyền, sóng phản xạ Đây giải pháp có hình thức bố trí kết cấu mới, phù hợp cho việc bảo vệ bờ biển vùng đồng sơng Cửu Long Hình 1: Mặt cắt đê biển có kết cấu rỗng Khi áp dụng kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh vào mặt cắt đê biển gặp khó khăn nguyên lý giảm sóng Đồng thời cơng thức xác định cao trình đỉnh đê theo độ cao lưu không để đảm bảo sóng tràn chưa hồn thiện Vì vậy, luận án đặt vấn đề "Nghiên cứu đề xuất mặt cắt ngang sóng tràn qua đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh" Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu đề xuất dạng kết cấu đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh - Xây dựng cơng thức tính tốn lưu lượng tràn trung bình qua mặt cắt đê có kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh sóng tràn qua mặt cắt đê biển có kết cấu rỗng 3.2 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu đề xuất kết cấu đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh; Nghiên cứu sóng tràn qua mặt cắt đê biển đề xuất với điều kiện tự nhiên vùng đồng sông Cửu Long Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Phân tích, đánh giá loại đê biển có, qua đề xuất mặt cắt đê có kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh phù hợp với vùng ĐBSCL Trên sở nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thí nghiệm mơ hình vật lý để thiết lập cơng thức tính tốn sóng tràn qua đê có kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh vừa đề xuất Từ kết đạt được, luận án tiến hành tính tốn thí điểm cho cơng trình ngồi thực tế Ý nghĩa khoa học thực tiễn 5.1 Ý nghĩa khoa học Luận án đề xuất dạng mặt cắt đê biển cơng thức để xác định sóng tràn qua đỉnh mặt cắt đề xuất Các kết luận án góp phần bổ sung, làm phong phú thêm kết nghiên cứu đê biển nói chung sóng tràn qua đê biển nói riêng Đồng thời sở để tiếp tục nghiên cứu vấn đề khác chưa giải đê biển 5.2 Ý nghĩa thực tiễn Mặt cắt đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh cơng thức thực nghiệm tính tốn sóng tràn góp phần quan trọng việc phân tích, lựa chọn tính tốn đê biển áp dụng thực tế phong phú, đa dạng hiệu Cấu trúc luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, luận án bao gồm 04 chương sau: CHƯƠNG 1: Tổng quan nghiên cứu sóng tràn qua đê biển; CHƯƠNG 2: Cơ sở lý thuyết liệu nghiên cứu; CHƯƠNG 3: Đề xuất mặt cắt đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh xây dựng cơng thức tính sóng tràn; CHƯƠNG 4: Ứng dụng kết nghiên cứu tính tốn cho đê biển Nhà Mát tỉnh Bạc Liêu CHƯƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU SÓNG TRÀN VÀ CÁC KẾT CẤU RÕNG TRONG CƠNG TRÌNH BIỂN 1.1 Tổng quan nghiên cứu sóng tràn qua đê biển Khi nghiên cứu đê biển có mặt cắt mái nghiêng, Saville (1955) người đặt móng cho nghiên cứu sóng tràn loạt thí nghiệm sóng đơn Sau khởi xướng Saville (1955), năm 1980 Owen dựa kết 500 thí nghiệm mơ hình với sóng ngẫu nhiên cơng bố cơng thức cơng thức xác định lưu lượng sóng tràn trung bình qua cơng trình mái nhẵn sau Rc q = a.exp −b gH sTm Tm gH s (1.1) Trong Tm chu kỳ sóng trung bình (s), Hs chiều cao sóng ý nghĩa (m), Rc độ cao lưu không đỉnh đê (m) Owen (1980) chủ yếu sử dụng mô hình mái đê nhẵn dạng đơn giản, số thí nghiệm có đê phía trước Các hệ số thực nghiệm a b Owen lập cho độ dốc mái đê khác nhau…Owen (1980) xét đến ảnh hưởng giảm sóng tràn độ nhám mái đê thông qua hệ số chiết giảm γr: Sau Owen (1980) dựa thí nghiệm bổ sung để hiệu chỉnh lại hệ số a b lần cho trường hợp sóng đến xiên góc De Waal and Van der Meer (1992) tiếp tục nghiên cứu sóng tràn qua đê mái nhẵn khơng thấm, với lưu lượng sóng tràn trung bình quan tâm thêm độ thiếu hụt độ cao lưu không đỉnh đê (Ru2% - Rc)/Hs: Trong Ru2% chiều cao sóng leo 2% (ứng với 2% sóng vượt qua mức mái đê khơng tràn) Có thể thấy phạm vi ứng dụng công thức De Waal and Van der Meer (1992) nhiều hạn chế như: không xét đến ảnh hưởng độ nhám mái đê, ảnh hưởng đê tính sóng tràn thơng qua sóng leo Ru2% Vì sau Van deer Meer (1993) cải tiến công thức cách biểu diễn sóng tràn trực tiếp thông qua chiều cao lưu không tương đối đỉnh đê Rc/Hs sử dụng kết nghiên cứu Owen (1980) Ngoài ra, Van deer Meer (1993) bổ sung phụ thuộc vào tính chất tương tác sóng với cơng trình để đánh giá sóng tràn TAW (2002) [8], EurOtop (2007) xây dựng cơng thức tính tốn sóng tràn qua đê biển hoàn chỉnh, với phạm vi ứng dụng rộng rãi cho đa dạng kết cấu hình học đê có xét đến yếu tố ảnh hưởng khác đến sóng tràn qua đê Hiện kết nghiên cứu sử dụng phổ biến, Doorslaer nnk (2015) Qua tìm hệ số ảnh hưởng chiều cao tường, thềm trước tường mũi hắt sóng đến sóng tràn trường hợp tường mặt trước dốc đứng Tới giới có số kết nghiên cứu ảnh hưởng tường đỉnh đến lưu lượng sóng tràn qua đê biển Các nghiên cứu chủ yếu đề cập mối quan hệ chiều cao tường (W), độ cao lưu khơng tính đến mặt đê (hoặc độ cao lưu khơng tính đến đỉnh tường Rc) thềm trước tường (S) tới hệ số chiết giảm γw, γs, γv Mặt khác, nghiên cứu chưa phân tích ảnh hưởng đồng thời yếu tố thềm trước tường mũi hắt sóng Cùng hướng phát triển hồn thiện từ cơng thức tổng quát Franco cộng (1994) nghiên cứu vùng nước sâu đưa tham số a = 0.2 b = 4.3, Allsop cộng (1995) đưa kết a = 0.05 b = 2.78 điều kiện nước nơng Cả hai cơng thức tính tốn so sánh với liệu từ dự án CLASS, kết đường lý luận phù hợp với công thức phạm vi nghiên cứu, Franco cộng (1994) thu kết hội tụ vùng nước sâu, tính vùng nước nơng kết cho phương pháp Allsop cộng (1995) 1.2 Tổng quan kết cấu rỗng cơng trình biển Ý tưởng kết cấu rỗng Jarlan đề xuất vào năm 1961 Từ năm 1969 Nhật Bản xây dựng số cơng trình với kết cấu Kết cấu rỗng với khoảng rỗng hay gọi buồng tiêu sóng (BTS), ngồi việc tiêu lượng sóng, BTS trước thùng chìm cịn kết hợp ni cá làm nhà máy phát điện lợi dụng lượng sóng cho hiệu tốt Những năm gần đây, kết cấu lỗ rỗng bề mặt có buồng ngày nghiên cứu ứng dụng nhiều công trình giảm sóng xa bờ Đồng sơng Cửu Long Năm 2017, Viện Thủy Công thuộc Viện KHTL Việt Nam ứng dụng cấu kiện trụ rỗng, với mặt cắt ngang nửa hình trịn, hàng lỗ, hàng lỗ phía tiếp xúc với sóng biển, hàng lỗ, hàng lỗ, phía mặt trụ rỗng hướng vào phía bờ Đường kính lỗ 30 cm, có khả giảm sóng, trao đổi mơi trường, gây bồi tốt Các kết nghiên cứu kết cấu rỗng tập trung vào giải pháp cơng trình xa bờ, cơng trình cho sóng tràn qua đánh giá hiệu bang thông số sóng truyền phản xạ Chính vậy, kết nghiên cứu giúp tác giả định hướng hiệu giảm sóng phản xạ cơng trình xác định tỷ lệ lỗ rỗng khuyên cáo khẳng định kết nghiên cứu tính tốn sóng tràn qua kết cấu rỗng hạn chế cần thiết phải thực Dhinakaran cộng nghiên cứu kết cấu rỗng giảm sóng xa bờ từ năm 2009 đến năm 2012, phương pháp thí nghiệm máng sóng Kết phân tích giá trị tối ưu tỉ lệ lỗ rỗng xét quan điểm sóng phản xạ sóng truyền 11% Xét ảnh hưởng độ sâu nước trước cơng trình, Dhinakaran cộng khuyến cáo mơ hình thực tế nên chọn chiều cao mơ hình 1.25 lần chiều sâu nước, chiều cao lớp đá đổ 0.29 lần chiều cao mô hình Một số nhận định quy mơ ảnh hưởng thu từ số nghiên cứu (xem Franco Franco, 1999) cho đê chắn sóng dạng thùng chìm điều kiện sóng phi xung kích Các nghiên cứu tiến hành dạng kết cấu mặt lỗ hình trịn hình chữ nhật với độ rỗng 20% Ảnh hưởng việc khí nghiên cứu Nguyễn Trung Anh (2007) tiến hành thí nghiệm nghiên cứu kết cấu thùng chìm có buồng tiêu sóng lỗ rỗng bề mặt Đánh giá khả giảm sóng phản xạ với kiểu lỗ (khe ngang, khe dọc, lỗ tròn) tỷ lệ rỗng 15%, 20%, 30% Kết cấu có buồng tiêu sóng (BTS) hiệu tiêu sóng tốt B/L xác định khoảng 0.1÷0.27 thích hợp cho kiểu lỗ Trị số B/L=0,1 trị số khuyến cáo thiết kế bề rộng BTS Tỷ lệ mở lỗ 20% 30% tốt 15%, để lựa chọn tỷ lệ thiết kế chưa có khuyến cáo Về hình thức kiểu lỗ, lỗ tròn tốt khe khang khe dọc 1.3 Hiện trạng tồn đê biển khu vực đồng sông Cửu Long Hiện trạng khu vực ĐBSCL ứng dụng dạng mặt cắt ngang đê biển đê mái nghiêng mái nghiêng có tường đỉnh Cả giải pháp mặt cắt có ưu điêm giảm sóng tràn phần đáp ứng nhiệm vụ cơng trình đặt ra, nhiên tồn số vấn đề sau: với đê biển mái nghiêng trước thường xây dựng cao trình đỉnh đê tương đối thấp Đến nay, tác động biến đổi khí hậu nước biển dâng đỉnh đê khơng cịn đáp ứng nhiệm vụ, với việc đắp thêm đỉnh gặp khó khăn địa chất yếu Hình 1.25: Triều cường kết hợp với sóng to, gió lớn làm nước biển tràn qua đê biển Tây vào ngày 03/8/2019 Đối với mặt cắt mái nghiêng tường đỉnh tồn lớn sóng phản xạ Sóng phản xạ trước đê gây xói mái đê phía biển chân cơng trình Ngồi ra, đê biển có tường đỉnh thấp, sóng tràn tương tác vào mái đê lượng sóng leo lớn nên sóng va vào tường đỉnh tạo sóng bắn lên cao, kèm theo gió bão từ ngồi biển thổi vào với vận tốc gió lớn, khối nước tạo từ sóng bắn dội trực tiếp vào mặt đê với động lớn làm hỏng mặt đê dẫn đến vỡ đê 1.4 Kết luận chương Trong chương 1, tác giả tổng quan vấn đề liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu đến “sóng tràn qua đê biển có kết cấu rỡng” Trên sở đó, tác giả khái quát đưa số kết luận định lĩnh vực nghiên cứu sau: Các nghiên cứu sóng tràn qua đê biển thường chia làm hai dạng mặt cắt để nghiên cứu mặt cắt đê có mái nghiêng tường biển Trong đó, với hình dạng mặt cắt đê biển có kết cấu rỗng đỉnh Thế Giới Việt Nam hạn chế chưa đề cập tới Với kết nghiên cứu kết cấu tiêu sóng lỗ rỗng thường kết cấu bê tông đúc sẵn dạng khối lớn áp dụng phổ biến cho cơng trình giảm sóng xa bờ, giải pháp cho phép sóng tràn qua lớn Đối với nghiên cứu sóng tràn qua kết cấu rỗng ứng dụng trực tiếp mặt cắt đê biển, tường biển hạn chế Phân tích mặt cịn hạn chế mặt cắt, kết cấu đê biển trạng tham số sóng chi phối chủ yếu liên quan đến phá hoại đê sóng tràn, sóng phản xạ Để từ giúp tác giả định hướng đề xuất dạng mặt cắt ngang đê biển tham số chi phối hợp lý cho bước nghiên cứu tiếp theo; Do đó, việc nghiên cứu kết cấu sóng tràn qua mặt cắt đê biển có kết cấu rỗng đỉnh hướng nghiên cứu cần thực Luận án tiến hành nghiên cứu đề xuất kết cấu đê biển có mặt cắt rỗng đỉnh phù hợp cho vùng đất yếu Đồng thời nghiên cứu lý thuyết tiến hành thí nghiệm mơ hình vật lý để thiết lập cơng thức tính tốn sóng tràn qua đê dạng kết cấu đê biển CHƯƠNG 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ DỮ LIỆU NGHIÊN CỨU Cơ sở lý thuyết nghiên cứu sóng tràn Sóng tràn qua đê biển chia thành loại tràn đó là “chảy tràn” và “sóng bắn” Các tham số chi phố sóng tràn là: Bảng 2.1: Các tham số chi phối sóng tràn Tham số ảnh hưởng Ký hiệu, định nghĩa Đơn vị Các tham số kết cấu hình học đê o - Độc dốc mái đê; độ dốc mái đê quy đổi (-) - Độ lưu khơng đỉnh đê (phía mực m nước tính tốn) α; tan α - Độ lưu khơng tương đối - Rc/Hs, d - Cơ đê: + Bề rộng + Độ sâu + Độ dốc m m Bc dc αc - Độ nhám mái đê (mái kè) - f - Tường đỉnh: + Độ dốc mặt tường + Chiều cao tường o m αw dw - Độ sâu nước chân đê m df - Độc dốc bãi trước đê - tan αf - Chiều cao sóng ý nghĩa nước sâu - Chiều cao sóng ý nghĩa chân đê m m Hs0 Hm0,0 Hsd Hm0, d - Chu kỳ đỉnh (phổ) sóng s Tp o Rc Các tham số sóng - Chu kỳ đặc trung phổ khác s - Góc (hướng) sóng tới nước sâu/ở chân o đê Tm-1,0, T1/3, Tm - Chiều dài sóng nước sâu/ở chân đê m L0, L - Độ dài/ngắn đỉnh sóng - s 0, d 2.4 Cơ sở lựa chọn tham số kịch thí nghiệm Dựa tổng hợp số liệu đê biển trạng, điều kiện sóng, mực nước khu vực nghiên cứu Cao trình đỉnh đê thí nghiệm +3.5, đồng thời với cao trình bãi từ -1.5 tới mực nước cao thiết kế từ +0.7 đến +2,6m, độ sâu nước nghiên cứu tổng hợp với trường hợp h= 1.5m, 2.5m, 3m, 3.5m 4m Chiều cao sóng lựa chọn từ đến 1,5m tương ứng với chu kỳ sóng theo quan hệ tương quan chu kỳ chiều cao sóng Thiều Quang Tuần Đặng Thị Linh (2015) SPM 1984 Đồng thời, theo sở lực tạo sóng phịng thí nghiệm chu kỳ sóng lựa chọn nghiên cứu 4.1s; 5.5s; 6.6s giá trị nguyên hình chu kỳ nghiên cứu 2.5 Thiết kế mơ hình bố trí thí phương án thí nghiệm Mơ hình thiết kế đảm bảo tỷ lệ theo tiêu chuẩn Froude Các tỷ lệ lựa chọn 1/10 chế tạo đảm bảo độ nhám kích thước phù hợp Bộ đầu đo sóng bố trí theo phương pháp đo sóng phản xạ ba đầu đo sóng (Mansard Funke, 1980) ước lượng sóng tới sóng phản xạ dựa kỹ thuật bình phương nhỏ áp dụng để phải đo ba sóng ba địa điểm khác Các phương án thí nghiệm thiết lập dựa mục tiêu nghiên cứu luận án để đánh giá ảnh hưởng trường hợp thơng số sóng mực nước với lỗ rỗng bề mặt () tới sóng tràn qua kết cấu ¼ trụ rỗng (TSD) Tổng hợp điều kiện biên mặt cắt thực 79 phương án thí nghiệm Hình 2.15: Bố trí đầu đo hệ thống thu liệu 11 2.6 Kết luận chương Chương trình bày tham số cần quan tâm nghiên cứu sóng tràn qua mặt cắt đê biển Đồng thời định hướng họ mặt cắt, phương pháp tính sóng tràn qua để biển làm tảng đánh giá nghiên cứu cho mặt cắt đê biển đề xuất Kết tổng hợp phân tích lý thuyết xây dựng liệu đầu vào thí nghiệm phương trình tổng quát lưu lượng tràn trung bình qua mặt cắt đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh Với phương pháp tính sóng tràn qua đê biển trạng chia làm hình dạng mặt cắt điển hình tường biển đê biển mái nghiêng Kết phân tích thứ nguyên bước đầu cho thấy tương đồng tham số chi phối sóng tràn mặt cắt nghiên cứu với mặt cắt tường biển Đặc tính phần tương đồng mặt hình thái chế làm việc mặt cắt Đối với mặt cắt có kết cấu bê tông khối lớn chiều cao, bề rộng kết cấu tương tác trực tiếp với sóng tác động, không giống với kết cấu tường đỉnh đê (chiều cao thấp) tương tác với sóng leo khơng chịu tác động trực tiếp sóng đến 12 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CƠ SỞ ĐỀ XUẤT MẶT CẮT NGANG ĐÊ BIỂN CĨ KẾT CẤU ¼ TRỤ RỖNG TRÊN ĐỈNH VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA KẾT CẤU ĐẾN SÓNG TRÀN BẰNG MƠ HÌNH VẬT LÝ MÁNG SĨNG 3.1 Cơ sở đề xuất mặt cắt đê biển có kết cấu rỗng đỉnh Qua kết đánh giá sóng tràn qua ba mặt cắt nhận thấy khả giảm sóng tràn kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh có ưu điểm định Lưu lượng tràn nhỏ mái nghiêng, mái nghiêng kết hợp tường đỉnh tùy trường hợp lỗ rỗng độ cao lưu khơng mà lưu lượng tràn qua mặt cắt có kết cấu ¼ trụ rỗng nhỏ mặt cắt mái nghiêng kết hợp tường đỉnh Hình 3.8: Sóng tràn qua mặt cắt với điều kiện biên thí nghiệm Khả giảm sóng phản xạ kết cấu rỗng đục lỗ bề mặt phân tích phần tổng quan kết nghiên cứu kết cấu rỗng tương tự áp dụng cơng trình biển hệ số phản xạ giảm so với tường biển dạng đứng niền 13 khối Hệ số phản xạ tường đứng (kr = 0.7 ÷ 1), kết cấu rỗng tương tự tổng quan mục 1.2 hệ số phản xạ kết cấu rỗng khoảng kr = 0,25 ~ 0.65 Hình 3.9: Hệ số phản xạ kr độ cao lưu không tương đối Rc/Hm0 Từ lập luận mặt cịn hạn chế sóng tràn sóng phản xạ hai dạng mặt cắt nêu trên, tác giả đề xuất dạng mặt cắt đê biển có sử dụng kết cấu ¼ rỗng đặt đỉnh 3.2 Đánh giá xu sóng tràn qua mặt cắt đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh phương pháp tính tốn sóng tràn qua mặt cắt tường biển hỗn hợp Kết so sánh cho thấy nhiều điểm thí nghiệm có xu hướng lớn nằm đường cong lý luận phương pháp tính tường biển hỗn hợp so với tường đứng mặt cong tiếp sóng kết cấu ¼ trụ rỗng (TSD) tạo đà sóng leo tràn nhiều số trường hợp Tỷ lệ lỗ rỗng bề mặt tiếp sóng 14 khác có xu tràn khác nhau, cần phải xét tới ảnh hưởng cấu tạo mặt cong có lỗ rỗng bề mặt tính tốn sóng tràn qua mặt cắt đê có kết cấu kết cấu ¼ trụ rỗng (TSD) Hình 3.11: Sóng tràn qua mặt cắt đê có kết cấu rỗng ¼ (TSD) theo tường biển hỗn hợp 3.3 Đánh giá ảnh hưởng tham số chi phối Mối liên hệ độ cao lưu không tương đối lưu lượng tràn qua mặt cắt đê có kết cấu ¼ trụ rỗng (TSD) thể sau: Với chiều cao sóng độ cao lưu khơng nhỏ lưu lượng tràn lớn Mặt khác độ cao lưu khơng, sóng có chiều cao lớn lưu lượng tràn tăng xu biến đổi nhanh giá trị Rc/Hm0 ≤ thể độ dốc biểu đồ lớn Điều cho thấy độ cao lưu không yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến lưu lượng tràn 15 Hình 3.12: Tương quan độ cao lưu khơng tương đối RC/Hmo đến lưu lượng tràn Hình 3.13: Tương quan độ sâu nước tương đối d/h đến lưu lượng tràn Sự thay đổi mực nước tương đồng với độ cao lưu không, lưu lượng tràn tăng nhanh mực nước tăng cao Trong trường hợp mực nước thấp d/h=0 (kết cấu nằm hồn tồn mặt nước) khả giảm sóng phát huy hiệu Kết 16 Hình thể đường tương quan có độ dốc lớn d/h>0.35, tính tốn thiết kế giá trị xét đến giá trị cần tham chiếu tính tốn Tương quan hệ số rỗng bề mặt lưu lượng tràn: Ứng với trường hợp mặt cong kết cấu ¼ trụ rỗng (TSD) khơng đục lỗ ( = 0) có giá trị sóng tràn lớn nhất, cịn với trường hợp đục lỗ mặt cong hoàn toàn 100% ( = 1) kết cấu lúc tường thẳng đứng sử dụng phương pháp tính tốn tường biển hỗn hợp để tính tốn Với giới hạn thí nghiệm thực hai giới hạn chưa thể tổng qt hóa cách xác, khơng thí nghiệm với trượng hợp = = Chính vậy, xét tới tham số tỷ lệ lỗ rỗng luận án, lựa chọn số (1-) để đánh giá tương quan nghịch biến tỷ lệ lỗ rỗng bề mặt ( = 10 %ữ20%) vi kt cu ẳ tr rng (TSD) lưu lượng tràn 3.4 Xây dựng công thức thực nghiệm Dựa phân tích thứ nguyên đánh giá phương pháp tính lưu lượng tràn qua tường biển hỗn hợp, phương trình tổng quát xác định lưu lượng tràn qua mặt cắt đề xuất sau: 0.5 q g.H3m0 0.5 R d H m0 = a exp b c h h S H − ε m−1,0 m0 (3.6) Kết xác định hệ số thực nghiệm đường trung bình a=0.0136, b = 1.804, phương trình (3.6) viết lại sau: 0.5 q gH m3 0.5 R d H m0 = 0.0138 exp −1.814 c H m0 − h h sm−1,0 (3.7) Độ tin cậy phương trình (3.7) cho σ (0.0138) = 0.0025 σ(1.814) = 0.171 Đối với phương pháp thiết kế đánh giá, cần thiết phải gia tăng giá trị lưu lượng trung bình lên khoảng độ lệch chuẩn Do vậy, phương trình (3.7) áp dụng thiết kế đánh giá độ an tồn với tính hiệu độ phân tán liên quan đến việc dự đốn để đánh giá theo Hình 3.17 0.5 q gH m3 0.5 R d H = 0.0163 m exp −1.644 c H m0 − h h sm−1,0 17 (3.8) Hình 3.17: Đường hồi quy hàm số thực nghiệm xác định lưu lượng tràn trung bình qua mặt cắt để biển có kết cấu ¼ trụ rỗng (TSD) Công thức thực nghiệm áp dụng với điều kiện thí nghiệm lỗ rỗng b mt kt cu ẳ tr rng (TSD) vi =10%ữ20%, độ cao lưu khơng tương đối Rc/Hm0 =0.7÷2.57; độ ngập nước tương đối d/h=0÷0.45 3.5 Kết luận chương Chương đưa sở định lượng ưu điểm giảm sóng tràn, sóng phản xạ kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh Qua đề xuất mặt cắt đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh phù hợp với điều kiện đồng sông Cửu Long Đồng thời xác định công thức thực nghiệm tính tốn sóng tràn qua mặt cắt đề xuất sở hồi quy công thức tổng quát từ 60 kết thí nghiệm 18 ... biển có kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh sóng tràn qua mặt cắt đê biển có kết cấu rỗng 3.2 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu đề xuất kết cấu đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh; Nghiên cứu sóng tràn qua mặt cắt. .. sóng tràn chưa hồn thiện Vì vậy, luận án đặt vấn đề "Nghiên cứu đề xuất mặt cắt ngang sóng tràn qua đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh" Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu đề xuất dạng kết cấu đê. .. trên, tác giả đề xuất dạng mặt cắt đê biển có sử dụng kết cấu ¼ rỗng đặt đỉnh 3.2 Đánh giá xu sóng tràn qua mặt cắt đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng đỉnh phương pháp tính tốn sóng tràn qua mặt cắt