Nghiên cứu ổn định đê trụ rỗng trên nền đất yếu bảo vệ bờ biển đông vùng đồng bằng sông cửu long ứng dụng cho công trình đê giảm sóng tại phường nhà mát thành phố bạc liêu tỉnh bạc liêu

LỜI CAM ĐOAN Tên là: Dương Công Mạnh Học viên: Lớp 27C11 Tên đề tài luận văn: “ NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH ĐÊ TRỤ RỖNG TRÊN NỀN ĐẤT YẾU BẢO VỆ BỜ BIỂN ĐÔNG VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG -ỨNG DỤNG CHO CƠNG TRÌNH ĐÊ GIẢM SĨNG TẠI PHƯỜNG NHÀ MÁT-TP BẠC LIÊU- TỈNH BẠC LIÊU” Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn khoa học TS Trần Văn Thái PGS.TS Hoàng Việt Hùng Các nội dung nghiên cứu, kết Luận văn trung thực chưa cơng bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngồi ra, luận văn cịn sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Học viên cao học Dương Công Mạnh LỜI CẢM ƠN Trong suốt năm học tập rèn luyện mái trường Đại học Thủy Lợi tư cách sinh viên học viên cao học tác giả nhận nhiều kiến thức bổ ích, bổ trợ cho thân công việc mà sống Luận văn thực cố gắng, nỗ lực thân Để hoàn thành luận văn tác giả nhận nhiều động viên, giúp đỡ nhiều cá nhân tập thể Trước hết, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đếnTS Trần Văn TháivàPGS.TS Hồng Việt Hùngđã hướng dẫn, tận tình giúp đỡ mặt trình tác giả thực luận văn Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới thầy giáo, người đem lại cho tác giả kiến thức bổ trợ, vơ có ích năm học vừa qua Tác giả xin gửi lời cám ơn tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo đại học sau đại học, Trường Đại học Thủy Lợi tạo điều kiện cho tác giả trình học tập Tác giả xin cảm ơn chân thành tới Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Viện Thủy Công, Trung tâm cơng trình Đồng ven Biển & Đê điều đặc biệt nhóm nghiên cứu Đề tài KC09 tạo điều kiện cho tác giả trình thực luận văn Cuối tác giả xin gửi lời cám ơn đến gia đình, đồng nghiệp, bạn bè, tập thể lớp Cao học 27C11 28C11 người bên cạnh, sát cánh, động viên khuyến khích tác giả q trình thực luận văn mình./… Xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜICAMĐOAN i LỜICẢMƠN ii DANH MỤCHÌNHẢNH vi DANH MỤC HÌNH ẢNHPHỤLỤC .vii DANH MỤCBẢNG BIỂU viii DANH MỤC BẢNG BIỂUPHỤLỤC viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀVIẾTTẮT ix MỞĐẦU 1 Tínhcấpthiếtcủađềtài Mụcđíchcủađềtài Cách tiếpcận,phươngphápnghiêncứu 3.1 Cáchtiếpcận 3.2 Phương phápnghiêncứu .3 Kết quảđạtđược Ýnghĩakho ahọcvàýnghĩathựctiễncủađềtài Bố cục củaluậnvăn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH GIẢM SĨNG XA BỜ VÀCÔNG NGHỆ ĐÊTRỤRỖNG .5 1.1 Cácdạngcơngtrìnhgiảmsóngxabờbảovệbờbiển 1.1.1 Công nghệ tiêu giảm sóng bảo vệ bờ biển trênthếgiới .5 1.1.2 Cơng nghệ tiêu giảm sóng bảo vệ bờ biển ởtrongnước .12 1.2 Tổngquan cácnghiêncứurỗng cơng trìnhgiảmsóngxabờ .17 1.2.1 Nghiên cứu rỗng trênthếgiới 17 1.2.2 Nghiên cứu rỗng ởtrongnước 18 1.3 Côngnghệ Đê trụrỗngbảo vệbờbiển 22 1.3.1 Bối cảnh đời Đêtrụ rỗng 22 1.3.2 Quá trìnhpháttriển 22 1.3.3 Kết cấu Đêtrụrỗng 23 1.4 Cácphươngpháptính tốnổnđịnh vàđịnh hướng nghiêncứu 24 1.4.1 Phương pháp tính tốnổnđịnh 24 1.4.2 Định hướngnghiêncứu .29 Kếtluậnchương1 .30 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CỦA ĐÊ TRỤRỖNG .31 2.1 CơsởtínhtốnổnđịnhĐêtrụrỗngtrênnềnđấtyếu 31 2.1.1 Điều kiện biên thủy hải văn cho tính tốn ổn định đêtrụrỗng 31 2.1.2 Điều kiện biên Địa kỹ thuật cho tính tốn ổn định đêtrụrỗng 34 2.1.3 Hình thức kết cấu đêtrụrỗng 37 2.2 PhântíchổnđịnhĐêtrụrỗngtrênnềnđấtyếu 39 2.2.1 Cơ chế phá hoại cơng trình trênnềnyếu 39 2.2.2 Cơ chế phá hoại Đê trụ rỗng trênnềnyếu 40 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định Đêtrụrỗng 41 2.3 TínhtốnổnđịnhĐêtrụrỗngtrênnềnđấtyếu 42 2.3.1 Phương pháp giải tích: Tính tốn ổn định Đê trụ rỗng theo TCCS 01:2018/VTC422.3.2 Mơ tốn ổn định Đêtrụ rỗng 49 Kếtluậnchương2 .61 CHƯƠNG PHÂN TÍCH ỨNG DỤNG ĐÊ TRỤ RỖNG GIẢM SÓNG TẠIPHƯỜNG NHÀ MÁT – TP BẠC LIÊU-TỈNHBẠCLIÊU 63 3.1 Giới thiệu chungcơngtrình 63 3.1.1 Điều kiện địa hình,địamạo .65 3.1.2 Điều kiệnđịachất 65 3.2 Điềukiệnbiêntácdụnglên cơngtrìnhđêtrụrỗng 67 3.2.1 Cấp công trình tiêutínhtốn 67 3.2.2 Xác định mực nướcthiếtkế .68 3.2.3 Xác định sóngthiếtkế .68 3.3 Trườnghợptínhtốn 71 3.4 Tínhtốn ổn địnhcơng trình theo trạngthái giớihạnI 72 3.4.1 Tính tốn áp lực sóng tác dụng lên cơngtrình[21],[22] 72 3.4.2 Sơ đồ lực tác dụng lêncơngtrình 72 3.4.3 Tính tốn ổn định Đê trụ rỗng theo phương phápgiảitích 74 3.4.4 Mơ toán ổn định Đê trụ rỗng phần mềmPlaxisV8.5 76 Kếtluậnchương3 .84 KẾT LUẬN VÀKIẾNNGHỊ 86 I Các kết đạt củaluậnvăn 86 II Mộtsốvấnđềtồntạivàhướngtiếptụcnghiêncứu .86 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃCƠNG BỐ 88 TÀI LIỆUTHAMKHẢO 89 PHỤ LỤC 1: SỐ LIỆU CÁC MẶT CẮTTÍNHSĨNG 94 PHỤ LỤC 2: TÍNH TỐN LỰC TÁC DỤNG XUỐNGĐÁYMĨNG 103 PHỤ LỤC 3: PHỤ LỤC KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH BẰNG PHƯƠNGPHÁP PHẦN TỬHỮUHẠN 107 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Cấu kiện Reef ball sau đúcxong [3] Hình 1.2: Kết cấu đê tiêu sóng kết hợp làm nhà máy phátđiện[4] Hình 1.3: Kết cấu đê rỗng hình hộp có đục lỗ mặt tường ởcảngTakamatsu, Hình 1.4: Đê phá sóng Cảng Miyazaki, NhậtBản[4] .8 Hình 1.5: Kết cấu khối vịm chứacát[4] .9 Hình 1.6: Đê tiêu sóng dạng bán nguyệt Lưu Hải TrungQuốc[4] 10 Hình 1.7: Cấu kiệnBeachPrism[ ] .11 Hình 1.8: Cấu kiện ghờP.E.P[ ] 11 Hình 1.9: Đê giảm sóng vải địa kỹ thuật tạiItalia[ ] 12 Hình 1.10: Kết cấu kè gỗ địaphương[14] .12 Hình 1.11: Mặt cắt ngang kè rọđá[14] .13 Hình 1.12: Kè hàng rào tre,cừ tràm[14] 14 Hình 1.13: Kè cọc litâm[14] .14 Hình 1.14: Kè cơng nghệBusadco[14] 16 Hình 1.15: Kết cấu lỗ rỗng (SBW) nghiên cứu Dhinakaran, 2011[31].17Hình 1.16: Hiệu giảm sóng phản xạ kiểu lỗ rỗng (Nguyễn Trung Anh, 2007)[5] 18 Hình 1.17: Cấu kiện BTCT đúc sẵn có bố trí lỗ tiêu sóng hình lăng thể tam giác tứgiác Viện KHTL miềnNam[7] .19 Hình 1.18: Biểu đồ lượng sóng qua kết cấu (Lê Thanh Chương2020)[7] 19 Hình 1.19: Kết cấu hình thang khơng có cọc (trái), cócọc (phải) 20 Hình 1.20: Sơ đồ lực Yuan Dekui Tao Jianhua mặt cắt đặc trưngtínhtốn 21 Hình 1.21: Kết cấu đêtrụrỗng .24 Hình 2.1:Mặt kết cấu đêtrụrỗng 37 Hình 2.2:Cắt ngang kếtcấu-đáyphẳng 38 Hình 2.3: Cắt ngang kết cấu có chiều sâuchânkhay 38 Hình 2.4: Sơ đồ phá hoại cắt (trượt) tổngthể[35],[37] 39 Hình 2.5: Sơ đồ Phá hoại cắt (trượt) cụcbộ [35],[37] 40 Hình 2.6: Sơ đồ phá hoại cắt (trượt) kiểuxuyên[35],[37] 40 Hình 2.7: Sơ đồ ổn định Đê trụ rỗng nềnđấtyếu .41 Hình2.8:MơhìnhbàitốnmóngchịuđồngthờitảitrọngĐứng-Ngang-Momen[35] .41 Hình 2.9: Sơ đồ lực tác dụng lên đên trụrỗng [22] 43 Hình 2.10: Sơ đồ tính tốn áp lực sóng lênmặtcong 46 Hình 2.11: Hàm dạng cho phần tử2nút 53 Hình 2.12: Hàm dạng cho phần tử3nút 54 Hình 2.13: Hàm dạng cho phần tử15 nút 54 Hình 2.14: Hàm dạng cho phần tử6nút 55 Hình 2.15: Điều kiện liên tục trongchấtlỏng .58 Hình 2.16: Điều chỉnh tính thấm khu vực bão hịa (a) khơng bãohịa(b) .59 Hình 2.17: Quan hệ ứng suất pháp ứng suất cắt, giảm cường độchốngcắt .60 Hình 2.18: Kiểm tra đường congMsf với chuyển vị điểmkhơngchế 61 Hình 3.1: Cơng trình Đê trụ rỗng tạiCàMau .63 Hình 3.2: Vị trí tuyến cơng trìnhphântích 64 Hình 3.3: Vị trí điểm xuấtmựcnước 68 Hình 3.4: Khu vực tính tham số sóngngồikhơi 69 Hình 3.5 : Vị trímặtcắt 70 Hình 3.6: Sơ đồ lực tác dụng lên cấu kiện Đê trụ rỗng trường hợpđáyphẳng 73 Hình 3.7: Sơ đồ lực tác dụng lên cấu kiện Đê trụ rỗng trường hợp cóchân khay 74 Hình3.8:Biểuđồhệsốổnđịnhchốngtrượt,chốnglậtứngvớichiềusâuchânkhayd .75 Hình 3.9: Sơ đồ chia lướitínhtốn 78 Hình 3.10: Biểu đồ chuyển vị U với d=0m 78 Hình 3.11: Biểu đồ chuyển vị Uvới d=0,5m 79 Hình 3.12: Biểu đồ chuyển vị Uvới d=1,0m 79 Hình 3.13: Biểu đồ chuyển vị Uvới d=2,0m 80 Hình 3.14:Tổng chuyển vị gia tăng, phân tích ổnđịnhd=0 81 Hình 3.15: Tổng chuyển vị gia tăng, phân tích ổnđịnhd=0,5m 81 Hình 3.16: Tổng chuyển vị gia tăng, phân tích ổnđịnhd=1,0m 81 Hình 3.17: Tổng chuyển vị gia tăng, phân tích ổnđịnhd=2,0m 82 Hình 3.18: Biểu đồ hệ số ổn định theo phương pháp giải tích phương pháp phần tửhữuhạn 83 DANH MỤC HÌNH ẢNH PHỤ LỤC Hinh PL Biểu đồ chuyển vị Uvới d=0,25m 107 Hinh PL Biểu đồ chuyển vị Uvới d=0,75m 107 Hinh PL Biểu đồ chuyển vị Uvới d=1,25m 108 Hinh PL Biểu đồ chuyển vị Uvới d=1,5m 108 Hinh PL Tổng chuyển vị gia tăng, phân tích ổnđịnhd=0,25m 108 Hinh PL Tổng chuyển vị gia tăng, phân tích ổnđịnhd=0,75m 109 Hinh PL Tổng chuyển vị gia tăng, phân tích ổnđịnhd=1,25m 109 Hinh PL Tổng chuyển vị gia tăng, phân tích ổnđịnhd=1,50m 110 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 : Một số tiêu phân loại đấtyếu [15] 35 Bảng 2.2 : Đặc trưng lý đất yếu tỉnh An Giang tỉnh BếnTre[16] .36 Bảng 2.3 : Đặc trưng lý đất yếu tỉnh Trà Vinh Bạc Liêu[16],[17] 36 Bảng 2.4 : Đặc trưng lý đất yếu tỉnh Cà Mau tỉnh KiênGiang[16] 36 Bảng 2.5 : Bảng tổng hợp mơ hình phần mềmPlaxis[42] 50 Bảng 3.1: Bảng tổng hợp thơng số chínhcơngtrình 64 Bảng 3.2: Chỉ tiêu lý đặc trưng cáclớp đất 66 Bảng 3.3: Bảng tổng hợp tiêuthiếtkế 67 Bảng 3.4: Bảng giá trị mực nước theo tần suất thiết kế (TCVN 9901–2014)[30] 68 Bảng 3.5 : Số liệu đầu vàoWADIBE 71 Bảng 3.6 : Tổng hợp kết tính từ 4mặtcắt .71 Bảng 3.7 : Bảng tổng hợp kết lực tác dụng xuốngđáymóng 74 Bảng 3.8 : Bảng tổng hợp kết tính tốn hệ số ổn định trượt, ổnđịnhlật 75 Bảng 3.9 : Bảng tổng hợp tiêu lýđấtnền 76 DANH MỤC BẢNG BIỂU PHỤ LỤC Bảng PL Bảng tổng hợp lực tác dụng lên đáy móng, chiều sâu chân khay d=0m103 BảngPL.2Bảngtổnghợplựctácdụnglênđáymóng,chiềusâuchânkhayd=0,25m .103 BảngPL.3Bảngtổnghợplựctácdụnglênđáymóng,chiềusâuchânkhayd=0,5m .104 BảngPL.4Bảngtổnghợplựctácdụnglênđáymóng,chiềusâuchânkhayd=0,75m .104 BảngPL.5Bảngtổnghợplựctácdụnglênđáymóng,chiềusâuchânkhayd=1,0m .105 BảngPL.6Bảngtổnghợplựctácdụnglênđáymóng,chiềusâuchânkhayd=1,25m .105 BảngPL.7Bảngtổnghợplựctácdụnglênđáymóng,chiềusâuchânkhayd=1,5m .106 BảngPL.8Bảngtổnghợplựctácdụnglênđáymóng,chiềusâuchânkhayd=2,0m .106 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Diễn giải ĐHTL Đại học Thủy lợi ĐBSCL Đồng sông Cửu Long CKTS Cấu kiện tiêu sóng ĐTR Đê trụ rỗng BĐKH Biến đổi khí hậu BTCT Bê tơng cốt thép MNTK Mực nước thiết kế MNTB Mực nước trung bình NN & PTNT Nông nghiệp Phát triển nông thôn