Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển

Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê dạng bản nghiêng trên nền cọc trong công trình bảo vệ bờ biển.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ GIẢM SĨNG CỦA KẾT CẤU ĐÊ DẠNG BẢN NGHIÊNG TRÊN NỀN CỌC TRONG CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN LUẬN ÁN TIẾN SĨ Hà Nội – 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ GIẢM SÓNG CỦA KẾT CẤU ĐÊ DẠNG BẢN NGHIÊNG TRÊN NỀN CỌC TRONG CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN Ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình đặc biệt Mã số: 9580206 LUẬN ÁN TIẾN SĨ Người hướng dẫn khoa học: Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Nguyễn Viết Thanh Người hướng dẫn khoa học 2: PGS TS Phùng Đăng Hiếu Hà Nội – 2023 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các nội dung kết nghiên cứu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khoa học TÁC GIẢ LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập nghiên cứu, giúp đỡ quý thầy cô Trường Đại học Giao thông vận tải, tơi hồn thành luận án tiến sĩ kỹ thuật: “Nghiên cứu hiệu giảm sóng kết cấu đê chắn sóng dạng nghiêng cọc cơng trình bảo vệ bờ biển”, tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Giao thông vận tải, Phịng đào tạo Sau đại học, Khoa Cơng trình, Bộ mơn Cơng trình giao thơng Thành phố Cơng trình thủy, cán tồn thể q thầy tham gia giảng dạy tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập hồn thành luận án Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, đến quý thầy hướng dẫn tận tình hướng dẫn tác giả suốt trình nghiên cứu hoàn thiện Luận án Xin cảm ơn quý thầy cô giáo, nhà khoa học, chuyên gia trường bạn đồng nghiệp đóng góp nhiều ý kiến thiết thực để tác giả hồn thiện luận án Cuối tơi xin cám ơn gia đình ln bên, động viên, khích lệ ủng hộ suốt trình nghiên cứu học tập Xin trân trọng cảm ơn! TÁC GIẢ MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục hình vẽ Danh mục bảng biểu 12 Danh mục từ viết tăt 13 Danh mục ký hiệu 14 Mở đầu 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn 4.1 Ý nghĩa khoa học 4.2 Ý nghĩa thực tiễn Bố cục luận án Chương Tổng quan nghiên cứu kết cấu tương tác sóng với cơng trình đê ngăn cát giảm sóng 1.1 Tổng quan nghiên cứu giải pháp bảo vệ bờ biển 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Kết cấu công trình bảo vệ bờ biển 1.2 Tổng quan nghiên cứu liên quan đến hướng nghiên cứu luận án 11 1.2.1 Tổng quan cơng trình nghiên cứu giới 11 1.2.2 Tổng quan cơng trình nghiên cứu tương tác sóng cơng trình nước 19 1.3 Tổng quan phương pháp nghiên cứu tương tác sóng kết cấu đê ngăn cát giảm sóng 30 1.4 Những vấn đề tồn luận án cần giải 32 1.5 Mục tiêu nội dung đề tài nghiên cứu 32 1.5.1 Mục tiêu nghiên cứu 32 1.5.2 Nội dung nghiên cứu 33 1.5.3 Dự kiến kết mang lại 33 1.6 Phương pháp nghiên cứu 34 1.7 Kết luận chương 34 Chương Cơ sở khoa học nghiên cứu tương tác sóng đê dạng nghiêng cọc 36 2.1 Cơ sở nghiên cứu tương tác sóng kết cấu đê nghiêng 36 2.1.1 Đặt vấn đề 36 2.1.2 Cơ sở lý thuyết tương tự 36 2.2 Xây dựng, hiệu chỉnh kiểm định mô hình vật lý 39 2.2.1 Lựa chọn tỷ lệ mơ hình 39 2.2.2 Chế tạo mẫu đê nghiêng 40 2.2.3 Thiết bị đo đạc bố trí vị trí đo đạc số liệu mơ hình thí nghiệm 41 2.3 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình nghiên cứu 46 2.3.1 Kiểm định độ xác mẫu thí nghiệm 46 2.3.2 Kiểm định độ xác sóng máng sóng 46 2.3.3 Hiệu chỉnh kiểm định đầu đo sóng 47 2.3.4 Hiệu chỉnh kiểm định đầu đo áp lực 48 2.4 Xây dựng kịch nghiên cứu 49 2.4.1 Thơng số sóng thí nghiệm tác giả trước 49 2.4.2 Xây dựng kịch nghiêng cứu 50 2.5 Phương pháp đo đạc xử lý số liệu thí nghiệm 53 2.5.1 Phương pháp đo đạc sóng phản xạ 53 2.5.2 Phương pháp tính tốn sóng truyền 55 2.5.3 Phương pháp tính tốn sóng phản xạ 55 2.5.4 Phương pháp tính tốn hệ số tiêu tán lượng sóng 55 2.5.5 Phương pháp phân tích số liệu sóng thu 55 2.6 Kết luận chương 56 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY ĐỘNG LỰC KHI SÓNG TƯƠNG TÁC VỚI KẾT CẤU ĐÊ BẢN NGHIÊNG 57 3.1 Đặc trưng truyền sóng 57 3.1.1 Kết tính tốn hệ số truyền sóng 57 3.1.2 Ảnh hưởng mực nước đến truyền sóng 58 3.1.3 Ảnh hưởng mái dốc nghiêng tới sóng truyền 60 3.1.4 Ảnh hưởng chu kỳ sóng 63 3.1.5 Ảnh hưởng độ dốc sóng 64 3.2 Đặc trưng phản xạ sóng 69 3.2.1 Tổng hợp kết thí nghiệm 69 3.2.2 Ảnh hưởng mực nước đến phản xạ sóng 70 3.2.3 Ảnh hưởng mái dốc nghiêng đến phản xạ sóng 73 3.2.4 Ảnh hưởng chu kỳ sóng đến phản xạ sóng 76 3.2.5 Ảnh hưởng độ dốc sóng đến phản xạ sóng 77 3.3 Đặc trưng tiêu tán lượng sóng 81 3.3.1 Ảnh hưởng mực nước đến tiêu tán lượng sóng 81 3.3.2 Ảnh hưởng mái dốc nghiêng đến tiêu tán lượng sóng 84 3.3.3 Ảnh hưởng chu kỳ sóng đến tiêu tán lượng sóng 87 3.3.4 Ảnh hưởng độ dốc sóng đến tiêu tán lượng sóng 88 3.4 Phân bố áp lực sóng nghiêng 90 3.4.1 Đặt vấn đề 90 3.4.2 Phân bố áp lực sóng đê nghiêng cọc 91 3.5 Phân bố vận tốc cực đại sóng gây chân đê nghiêng 94 3.5.1 Đặt vấn đề 94 3.5.2 Phân bố vận tốc lớn sóng gây khoảng hở chân đê nghiêng đáy 94 3.6 Kết luận chương 95 Chương Ứng dụng kết nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu đê nghiêng cọc xây dựng công trình bảo vệ bờ biển nước ta 97 4.1 Cơ sở lựa chọn giải pháp mặt cắt ngang đê nghiêng xây dựng cơng trình bảo vệ bờ biển 97 4.2 Đề xuất dạng mặt cắt ngang đê nghiêng cơng trình bảo vệ bờ biển 98 4.3 Thiết kế đê nghiêng xây dựng cơng trình bảo vệ bờ biển cảnh dương, quảng bình 101 4.3.1 Giới thiệu chung bờ biển Cảnh Dương 101 4.3.2 Điều kiện biên thiết kế 102 4.3.3 Xác định thông số đặc trưng kết cấu 111 4.4 Kết luận chương 116 Kết luận hướng nghiên cứu 117 Kết đạt luận án 117 1.1 Nghiên cứu tổng quan 117 1.2 Nghiên cứu mơ hình vật lý 117 1.3 Nghiên cứu ứng dụng vào cơng trình thực tế 117 Những đóng góp luận án 118 Hướng nghiên cứu 118 Danh mục cơng trình công bố 119 Tài liệu tham khảo 120 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Các loại dạng bố trí tuyến đê ngăn cát giảm chắn sóng cơng trình bảo vệ bờ [1] Hình 1.2: Cấu tạo đê mái nghiêng Hình 1.3: Kết cấu đê ngăn cát giảm sóng dạng thùng chìm kích thước nhỏ Hình 1.4: Kết cấu đê khối xếp Hình 1.5: Mặt cắt ngang đê bán nguyệt có lỗ tiêu sóng Hình 1.6: Đê giảm sóng tường cọc ly tâm Hình 1.7: Đê giảm sóng cấu kiện Busadco Hình 1.8: Đê giảm sóng cấu kiện Busaco 10 Hình 1.9: Mỏ hàn chữ T cấu kiện chữ A hình chóp 10 Hình 1.10: Sơ đồ thí nghiệm Murakami et al., [13] 11 Hình 1.11: Sơ đồ thí nghiệm Nallayarasu et al (1994) 12 Hình 1.12: Đê PSR xây dựng Kimitsu, Chiba, Nhật 13 Hình 1.13: Sơ đồ kết cấu đê chắn sóng dạng phao nghiêng [16] 13 Hình 1.14: Đê nghiêng bờ biển Fujimori, Vịnh Suruga Bay, Nhật Bản 14 Hình 1.15: Sự truyền sóng phản xạ sóng 14 Hình 1.16: Diễn biến đường bờ biển 14 Hình 1.17: Sơ đồ thí nghiệm Rao cộng [18] 15 Hình 1.18: Sơ đồ thí nghiệm kết cấu nghiêng Shirlal [19] 15 Hình 1.19: Sơ đồ thí nghiệm Acanal cộng 16 Hình 1.20: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ITP Yagci et al., [21] 16 Hình 1.21: Sơ đồ nghiêng cứu nghiêng đặt đối xứng [22] 17 Hình 1.22: Sơ đồ bố trí thí nghiệm Yueh et al., (2016) 18 Hình 1.23: Sơ đồ thí nghiệm tương tác sóng đê mái nghiêng [25] 20 Hình 1.24: Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu đánh giá ổn định hiệu tiêu giảm sóng tràn khối phủ RAKUNA IV [26] 20 Hình 1.25: Sơ đồ thí nghiệm tương tác sóng đê nghiêng Rakuna-IV [27] 21 Hình 1.26: Sơ đồ nghiên cứu tương tác sóng kết cấu đê có độ xốp 22 Hình 1.27: Sơ đồ máng sóng nghiên cứu tương tác sóng kè biển 23 Hình 1.28: Bố trí thí nghiệm nghiên cứu thực nghiệm tương tác sóng kết cấu đê bán nguyệt [39] 24 Hình 1.29: Sơ đồ bố trí thí nghiệm mặt cắt đê có cấu kiện tiêu sóng đỉnh 24 Hình 1.30: Sơ đồ nghiên cứu tương tác sóng loại kết cấu đê [36] 25 Hình 1.31: Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu hiệu giảm sóng đê ngầm kết cấu đê mái nghiêng [38] 26 Hình 1.32: Sơ đồ bố trí thí nghiệm mơ hình vật lý máng sóng để nghiên cứu áp lực sóng tác dụng lên kết cấu tường đỉnh đê kè biển [40] 27 Hình 1.33: Mơ hình vật lý cửa Lở, Quảng Ngãi [41] 28 Hình 1.34: Sơ đồ bố trí khơng gian cơng trình bảo vệ bờ biển chỉnh trị cửa Nhật Lê, Quảng Bình 28 Hình 1.35: Sơ đồ nghiên cứu tương tác sóng loại kết cấu đê 29 Hình 2.1: Chế tạo đê nghiêng 41 Hình 2.2: Mặt cắt ngang đê nghiêng hồn thiện 41 Hình 2.3: Máng sóng Phịng Thí nghiệm trọng điểm động lực sơng biển, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam 42 Hình 2.4: Phịng điều khiển giao diện điều khiển 42 Hình 2.5: Đầu đo sóng 202 43 Hình 2.6: Bộ khuếch đại sóng 43 Hình 2.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm bố trí đầu đo sóng máng sóng 44 Hình 2.8: Bố trí đầu đo sóng mơ hình thí nghiệm máng sóng 44 Hình 2.9: Đầu đo áp lực thu tín hiệu 45 113 4.3.3.2 Xác định thông số kết cấu đê nghiêng cọc (1) Cao trình đỉnh đê: Đê giảm sóng bố trí bám theo đường đồng mức -3,0m Do đê có kết cấu hở chân nên chức đê giảm sóng, cao trình đỉnh tính tốn sau: CTĐĐ = MNTK + Hs Trong đó: nghĩa + MNTK = 1,06m mực nước triều cao thiết kế ứng với chu kỳ lặp 20 năm (Bảng 4.2); + Hs = 1,30m T = 11,3 giây thông số sóng có ý vị trí cơng trình [26] Kết tính tốn CTĐĐ = + 2,36m, khuyến nghị chọn CTĐĐ = + 2,5m [26] Cao trình đáy biển khu vực cơng trình -3,0m nên tổng chiều cao cơng trình 5,5m (2) Chiều rộng mái dốc đê nghiêng: - Căn vào cao trình đỉnh đê +2,5m cao trình đáy biển -3,0m ta lựa chọn cao độ mép đê -1,5, mái dốc nghiêng m = 1,50 Như chiều rộng nghiêng 6,0m Chi tiết mặt cắt ngang điển Hình 4.8 Để chống xói chân cọc, thiết kế kết cấu bảo vệ chân đê lớp đệm đá hỗn hợp có chiều dày 75cm 114 Hình 4.7: Mặt tổng thể bố trí hạng mục cơng trình bảo vệ bờ biển 115 Hình 4.8: Mặt cắt ngang điển hình đê nghiêng bảo vệ bờ biển Cảnh Dương Hình 4.9: Phối cảnh 3D điển hình đê nghiêng bảo vệ bờ biển Cảnh Dương 4.3.3.3 So sánh kết cấu đê nghiêng cọc với đê mái nghiêng có khối phủ Để làm rõ tính ưu việt giải pháp luận án đề xuất, luận án so sánh ưu nhược điểm phân tích đánh giá so sánh với giải pháp kết cấu đê dạng mái 116 nghiêng khối phủ Tetrapode tư vấn thiết kế thể Hình 4.10, kết thể Bảng 4.8 4.3.3.4 Hình 4.10: Phương án Viện khoa học thuỷ lợi thiết kế [26] Bảng 4.8: So sánh giải pháp đề xuất với đê mái nghiêng có khối phủ Chỉ tiêu so sánh Ưu điểm Nhược điểm Đê nghiêng cọc Đê mái nghiêng có khối phủ - Kết cấu đơn giản, có tính chất thân thiện với mơi trường có khoảng hở chân - Tiết kiệm vật liệu; - Độ ổn định tổng thể cao - Phù hợp với khu vực có địa chất yếu - Nền cọc quen thuộc với nhà thầu nước, thi công đơn giản, nhanh kết cấu nghiêng đúc sẵn - Do có khoảng hở chân nên hiệu giảm sóng thấp so với đê mái nghiêng sử dụng khối phủ; - Khi thi công vùng nước sâu đê nghiêng có kích thước lớn, cần có thiết bị thi cơng đại, đảm bảo khả cẩu lắp liên kết với cọc - Hiệu chắn sóng cao, ứng dụng phổ biến - Độ ổn định tổng thể cao - Là kết cấu quen thuộc với nhà thầu nước - Khối lượng vật liệu lớn, hiệu kinh tế - Điều kiện, thiết bị thi cơng khó khăn - Dễ bị ổn định thi công lớp hộc xây dựng vùng nước sâu, chế độ sóng khắc nghiệt - Chỉ xây dựng đất tương đối tốt, trọng lượng lớn gây lún lệch ổn định 117 Nhận xét chung - Chỉ phù hợp với nơi chủ động nguồn vật liệu địa phương Mỗi dạng kết cấu đê có ưu, nhược điểm riêng, nhiên với ưu điểm vượt trội mặt kinh tế, kết cấu đê nghiêng cọc cần xem xét ứng dụng để đem lại hiệu cao 4.3.3.5 Đánh giá hiệu giảm sóng Để đánh giá hiệu giảm sóng kết cấu đê nghiêng có vấu kết hợp khuyết lõm giảm sóng so với kết cấu đê mái nghiêng có khối phủ, Luận án tiến hành tính tốn hệ số Kt, Kr, Kl thể Bảng 4.9 Kết cho thấy, so với đê mái nghiêng có khối phủ đê nghiêng cọc có tỷ lệ sóng truyền cao nhiều có khoảng hở đáy đê; hệ số phản xạ tỷ lệ chênh lệch 20,2% tức đê nghiêng phản xạ so với đê mái nghiêng có khối phủ; tiêu tán lượng sóng thi đê mái nghiêng chắn hồn tồn sóng nên mức độ tiêu tán lớn đê nghiêng 23% Bảng 4.9: So sánh giải pháp đề xuất với đê mái nghiêng có khối phủ Hệ số Kt Kr KL H0 T m s 1, 1, 1, 11,1 11,1 11,1 Độ dốc sóng Hs/(gT2.10-3) Kết Luận Lý án thuyết Chên h lệch (%) Nguồn công thức lý thuyết 1,076 0,54 0,04 93,5 Zhang and Li (2014) [57] 1,076 0,27 0,22 20,2 Pilar D.C cộng (2021) [58] 1,076 0,79 0,98 -23,0 KL = (1-K t 2-K r 2)0,5 Kết cho thấy tùy vào mục tiêu cơng trình để đưa giải pháp phù hợp, đặc trưng truyền sóng, phản xạ sóng, tiêu tán lượng có xu đê mái nghiêng có khối phủ Tuy nhiên, giải pháp có tính ưu việt kinh tế-kỹ thuật theo với mặt cắt tiết kiệm vật liệu, tiến độ thi công nhanh, đặc biệt không ảnh hưởng lớn tới môi trường sinh thái khu vực xây dựng công trình Do đó, giải pháp khả thi xây dựng cơng trình bảo vệ bờ biển 118 4.4 Kết luận chương - Luận án đề xuất hai dạng kết cấu đê nghiêng cọc ứng dụng xây dựng công trình ổn định bảo vệ bờ biển - Đã đề xuất giải pháp đê giảm sóng xa bờ để ổn định bảo vệ bờ biển xã Cảnh Dương, huyện Quảng Trạch, tỉnh Quảng Bình kết cấu đê nghiêng cọc, phân tích so sánh ưu nhược điểm hiệu sóng phương án đề xuất so với giải pháp đê mái nghiêng khối Tetrapod có cao trình 119 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Kết đạt luận án 1.1 Nghiên cứu tổng quan Nghiên cứu cải tiến dạng kết cấu đê vừa có độ bền cao, mang lại hiệu kinh tế lớn khai thác cơng trình ven biển bảo vệ bờ biển đề tài thu hút nhiều nhà khoa học giới Các giải pháp cơng trình bảo vệ bờ nước ta xây dựng tồn số hạn chế định, đặc biệt với điều kiện đất yếu Từ kết tổng quan cho thấy giải pháp đê nghiêng cọc có vấu kết hợp khuyết lõm tiêu sóng có ưu điểm mặt cắt ngang kinh tế, phù hợp địa chất yếu, công nghệ thi công đơn giản, có tính thân thiện với mơi trường Các nghiên cứu tương tác sóng kết cấu đê chủ yếu thực theo phương pháp mơ hình tốn mơ hình vật lý Đối với tương tác sóng đê nghiêng cọc chủ yếu sử dụng mơ hình vật lý, kết nghiên cứu mô tả đặc trưng thủy động lực gồm tượng truyền sóng, phản xạ sóng phân tán lượng sóng Một số nghiên cứu phân bố lưu tốc chân đê chưa có nghiêng cứu phân bố áp lực sóng tác dụng lên đê nghiêng 1.2 Nghiên cứu mơ hình vật lý Từ kết thí nghiệm đáng tin cậy máng sóng, luận án tiến hành khảo cứu ảnh hưởng số tham số đầu vào mực nước; mái dốc nghiêng; chu kỳ sóng độ dốc sóng đến thay đổi đặc trưng trưng thủy động lực gồm q trình truyền sóng, tượng phản xạ sóng mức độ tiêu tán lượng sóng sóng tương tác với kết cấu đê nghiêng cọc có vấu kết hợp khuyết lõm tiêu giảm sóng Đã xây dựng mối quan hệ độ dốc sóng hệ số truyền sóng theo cơng thức (3-1), (3-2) (3-3); độ dốc sóng với hệ số phản xạ sóng theo cơng thức (3-4), (3-5) (3-6); độ dốc sóng với hệ số tiêu tán lượng sóng theo cơng thức (3-7), (3-8), (3-9) 1.3 Nghiên cứu ứng dụng vào cơng trình thực tế Luận án đề xuất hai dạng kết cấu đê nghiêng cọc ứng dụng xây dựng cơng trình bảo vệ bờ biển (Hình 4.1 4.2) Dạng cơng trình 120 đăng ký sở hữu trí tuệ giải pháp hữu ích Cục Sở hữu trí tuệ chấp nhận đơn số 494w/QĐ-SHTT ngày 12/01/2021 Đã đề xuất giải pháp đê giảm sóng xa bờ để ổn định bảo vệ bờ biển xã Cảnh Dương, huyện Quảng Trạch, tỉnh Quảng Bình kết cấu đê nghiêng cọc Các tính tốn cho thấy kết cấu đê đảm bảo an tồn làm việc điều kiện sóng thiết kế Những đóng góp luận án - Đã khảo cứu ảnh hưởng số tham số đầu vào mực nước; mái dốc nghiêng; chu kỳ sóng độ dốc sóng tới thay đổi đặc trưng trưng thủy động lực gồm truyền sóng, phản xạ sóng tiêu tán lượng sóng sóng tương tác với kết cấu đê nghiêng cọc có vấu kết hợp khuyết lõm tiêu giảm sóng Đã xây dựng số mối quan hệ độ dốc sóng với sóng truyền, sóng phản xạ, tiêu tán lượng sóng - Đã đề xuất khả ứng dụng kết cấu đê nghiêng cọc có vấu kết hợp khuyết lõm tiêu giảm sóng xây dựng cơng trình bảo vệ bờ biển nước ta Đã đề xuất đặc trưng kỹ thuật kết cấu cơng trình bảo vệ bờ biển xã Cảnh Dương, huyện Quảng Trạch, tỉnh Quảng Bình Hướng nghiên cứu - Luận án nghiên cứu cho đối tượng đê nghiêng cọc có vấu kết hợp khuyết lõm tiêu giảm sóng vấu khuyết lõm bố trí song song Thực tế cho thấy cấu tạo vấu khuyết lõm đóng vai trị lớn q trình tiêu tán lượng sóng Do đó, cần nghiên cứu hướng cải tiến dạng cấu tạo cách bố trí vấu khuyết lõm để tìm dạng tối ưu kỹ thuật lẫn kinh tế - Mặc dù đưa 45 kịch nghiên cứu chưa bao trùm hết điều kiện thực tế khai thác Đặc biệt, hạn chế thiết bị tạo sóng mơ hình máng sóng nên chưa thể thực kịch sóng bão tương tác với đê nghiêng Do đó, hướng nghiên cứu mơ hình bể sóng phù hợp đánh giá hiệu tổng thể cơng trình 121 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ [1] [2] [3] [4] [5] Nghiên cứu thực nghiệm đặc trưng phản xạ sóng đê nghiêng cọc Tạp chí Giao thơng vận tải, số tháng 3/2018, p 90-92, ISSN 23540818 Experiment study on the performance of a submerged modified pilesupported inclined breakwater Proceedings of the 10th International Conference on Asian and Pacific Coasts, APAC 2019, p 1007-1011, 2020, DOI:10.1007/978-981-15-0291-0_138 Nghiên cứu ứng dụng kết cấu chống xói chân cơng trình thảm bê tơng cho cơng trình ven biển Tạp chí Biển Bờ, số tháng năm 2018, p 36-41 Effectiveness of Maintenance Dredging in the Navigation Channel of Cua Lo Port, Vietnam Proceedings of the 3rd International Conference on Sustainability in Civil Engineering (ICSCE 2020), November 26-27th, 2020, Hanoi, Vietnam ISBN: 978-604-76-2284-9 Back siltation in Bach Dang navigation channel, Nam Trieu Estuary, Vietnam In River Sedimentation – Wieprecht et al (Eds),p 1222-1228, 2016 Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-1-138-02945-3 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Nguyễn Viết Thanh (2006), Nghiên cứu mặt cắt cân bãi biển giải pháp nuôi bãi nhân tạo để ổn định bờ biển Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật, Trường Đại học Xây dựng [2] Nguyễn Viết Thanh (2014), Đê bán nguyệt giải pháp kinh tế cho kết cấu cơng trình chỉnh trị cửa sơng ven biển Tạp chí Giao thơng vận tải, Số 12/2014, p 31-34 [3] Nguyễn Viết Thanh (2014), Nghiên cứu ứng dụng kết cấu đê bán nguyệt xây dựng cơng trình chỉnh trị cửa sông Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ năm 2014, Viện Khoa học Công nghệ GTVT (ITST), Hà Nội [4] Trần Bá Hoằng (2020), Nghiên cứu đánh giá tổng thể q trình xói lở dự báo diễn biến bờ biển Đồng sông Cửu Long phục vụ đề xuất giải pháp nhằm ổn định phát triển bền vững vùng ven biển Đề tài cấp Nhà nước năm 2020, mã số ĐTĐL.CN-06/17, Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam, Tp Hồ Chí Minh [5] Lương Phương Hậu (2019), Cơng trình giảm sóng ứng dụng đồng sông Cửu Long Báo cáo hội thảo KHCN ĐBSCL Cần Thơ năm 2019 [6] Lê Thị Hương Giang (2015), Nghiên cứu ổn định hiệu tiêu giảm sóng tràn khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội [7] Nguyễn Quang Lương (2020), Nghiên cứu tính ổn định thủy lực độ bền kết cấu khối phủ Rakuna-IV xếp rối đê chắn sóng đá đổ Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội [8] Phạm Văn Lập (2019), Nghiên cứu vận tốc dòng chảy sóng chân kè nơng thiết kế chân kè đá đổ, áp dụng cho đê biển Cát Hải, Hải Phòng, Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội [9] Nguyễn Viết Thanh (2014), Áp lực sóng tác dụng lên đê bán nguyệt Tạp chí Giao thơng vận tải, Số 11/2014, p 24-28 [10] Nguyễn Viết Thanh (2017), Nghiên cứu thực nghiệm tương tác sóng với đê bán nguyệt đề xuất giải pháp phù hợp để bảo vệ cảng bờ biển Đề tài cấp Bộ GTVT năm 2016, Cục Hàng hải Việt Nam, Hà Nội [11] Nguyễn Viết Thanh (2017), Nghiên cứu thực nghiệm kiểm định phương pháp tính tốn áp lực sóng tác dụng lên kết cấu đê bán nguyệt Tạp chí Giao thơng vận tải, số 10/2017: p 50-53 123 [12] Trần Văn Thái, Phan Đình Tuấn (2019), Nghiên cứu sóng tràn tương tác sóng mặt cắt đê biển có kết cấu tiêu sóng trụ rỗng đỉnh mơ hình vật lý Tạp chí khoa học cơng nghệ thủy lợi, số 54: p 1-7 [13] Lê Thanh Chương, Lê Xuân Tú, Đỗ Văn Dương (2020), Nghiên cứu ảnh hưởng cấu kiện rỗng đến thay đổi thơng số sóng mơ hình máng sóng, Tạp chí khoa học cơng nghệ thủy lợi, số 59-2020, p 81-88 [14] Phan Đình Tuấn (2021), Mơ hình vật lý kiểm nghiệm khả ứng dụng kết cấu tiêu sóng cho tường biển Nha Trang Khoa học kỹ thuật thủy lợi môi trường, số 75 (9/2021), p 65-72 [15] Nguyễn Viết Tiến (2015), Nghiên cứu hiệu đê ngầm đến trình tiêu hao lượng sóng tác động vào bờ biển Việt Nam Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Thủy lợi, 2015 [16] Nguyễn Văn Thìn (2014), Nghiên cứu sóng tràn qua đê biển có tường đỉnh Bắc Bộ Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội [17] Nguyễn Văn Dũng (2017), Nghiên cứu sở khoa học giải pháp tường đỉnh giảm sóng tràn đê biển Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội [18] Trương Văn Bốn (2019), Nghiên cứu sở khoa học đề xuất giải pháp quy hoạch chỉnh trị nhằm ổn định cửa sông Trà Khúc sông Vệ, tỉnh Quảng Nam, Đề tài cấp Nhà nước mã số 03/15-ĐTĐL-CN-XHTN, Phịng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia sông biển, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam [19] Nguyễn Thanh Hùng (2021), Nghiên cứu q trình xói lở, bồi tụ dải bờ biển, cửa sông từ Quảng Bình đến Thừa Thiên-Huế, có xét tới ảnh hưởng tác động từ thượng nguồn đề xuất giải pháp ổn định,, Đề tài KC08.16/16-20,Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Hà Nội [20] Nguyễn Viết Thanh (2014), Nghiên cứu mơ hình thủy động lực vận chuyển bùn cát ba chiều khu vực cửa Định An, Sông Hậu, Đề tài cấp trường năm 2014, Trường Đại học Giao thông vận tải, Hà Nội [21] Bộ Khoa học Công nghệ, TCVN 12196:2018 Cơng trình thủy lợi thí nghiệm mơ hình vật lý sơng Hà Nội, 2018 [22] Lương Phương Hậu, Trần Đình Hợi (2003), Lý thuyết thí nghiệm mơ hình cơng trình thủy, Nhà xuất Xây dựng [23] Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn (2012), Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho Chương trình củng cố, bảo vệ nâng cấp đê biển, Hà Nội [24] Bộ Khoa học Cơng nghệ (2014), TCVN 9901:2014 Cơng trình thủy lợi Yêu cầu thiết kế đê biển, Hà Nội 124 [25] Bộ Khoa học Công nghệ (2018), TCVN 12261:2018 Cơng trình thủy lợi Kết cấu bảo vệ bờ biển - u cầu thiết kế hệ thống cơng trình giữ cát giảm sóng Hà Nội [26] Nguyễn Khắc Nghĩa, Nguyễn Viết Thanh, Lương Phương Hậu (2002), Báo cáo nghiên cứu khả thi cơng trình chống xói lở xã Lý Hịa, Bố Trạch, Quảng Bình Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Hà Nội TIẾNG ANH [27] Yong Liu and H.J Li (2013), Analysis of oblique wave interaction with a submerged perforated semicircular breakwater Journal of Engineering Mathematics, 83 (2013): p 23–36 [28] Zhang Lusheng, Y.Hong (2011), Key Technology for Installation of Semicircular Elements for Arc Section of Breakwater on Soft Foundations in Deep Waters China Harbour Engineering, 2011 (6): p 52-55 [29] Teh, H.M (2013), Hydraulic Performance of Free Surface Breakwaters: A Review Sains Malaysiana, 49(9 (2013)): p 1301–1310 [30] Murakami, H., Itoh, S., Hosoi, Y., Sawamura, Y., (1994), Wave induced flow around submerged slopping plates Proceedings of the 24th Conference Coastal Engineering 1994 [31] Nallayarasu, S., Cheong, H.F., Shankar, N.J., (1994), Wave induced pressures and forces on a fixed submerged inclined plate Journal Finite Elements in Analysis and Design, 18, p 289-299 [32] Okubo, T., Kojima, Moritaka (1994), Development of New Types of Breakwaters, Nippon Steel Technical Report p 9-16 [33] Bayram, A., (2000), Experimental study of a sloping float breakwater Ocean Engineering, 27((2000)): p 445–453 [34] Yokozawa Junichi, T.H., Sakurai Seiichi, Sumida Norihiro (2004), Work Report of New Type Detached Breakwater (Incline Board Bulwark), IHI Engineering Review 2004 p 108-112 [35] Subba Rao, Kiran G Shirlal, RoobinV Varghese, K.R Govindaraja (2009), Physical model studies on wave transmission of a submerged inclined plate breakwater Ocean Engineering, 36 (2009), p 1199–1207 [36] Shirlal, K.G (2013), Wave Transmission of Submerged Inclined Serrated Plate Breakwater International Journal of Chemical, Environmental & Biological Sciences, 1(4): p 657-660 125 [37] Acanal, L Eva Loukogeorgaki, Oral Yagci, V.S Ozgur Kirca and Adil Akgül (2013), Performance of an inclined thin plate in wave attenuation Journal of Coastal Research, Special Issue No 65, 2013: p 141-146, DOI: 10.2112/SI65-025.1 [38] Yagci, O., V.S.O Kirca, and L Acanal (2014), Wave attenuation and flow kinematics of an inclined thin plate acting as an alternative coastal protection structure Applied Ocean Research, 48: p 214-226 [39] Gayen, R and Mondal A (2016), Water wave interaction with two symmetric inclined permeable plates Ocean Engineering 124 (2016), p 180-191, dx.doi.org/10.1016/j.oceaneng.2016.07.045 [40] Ching-Yun Yueh, Shih-Hsuan Chuang, and Chih-Hao Su (2016), The hydrodynamic characteristics of an inclined submerged porous plate with rock filled structure, Journal of Marine Science and Technology, Vol 24, No 3, pp 434-442 (2016), DOI: 10.6119/JMST-015-0831-1 [41] Swaminathan, K.R., V Sundar, and S.A Sannasiraj (2022), Hydrodynamic Characteristics of Concave Front Pile-Supported Breakwaters with a Tubular Wave Screen, Ocean Engineering, 148(1): p 04021041 [42] Karthik Ramnarayan, S., V Sundar, and S.A Sannasiraj (2022), Hydrodynamic performance of concave front pile-supported breakwaters integrated with a louver wave screen Ocean Engineering, 2022 254: p 111394 [43] Thieu Quang Tuan, Hiroshi Matsushita, Yasuomi Taki, Nguyen Quang Luong (2014), Stability of newly-improved wave dissipating blocks for rubble mound breakwaters, The 4th International Conference on Estuaries and Coasts (ICEC2012), Construction Publishing House, Hanoi, Vietnam [44] Hieu, P.D and P.N Vinh (2012), Numerical study of wave overtopping of a seawall supported by porous structures Applied Mathematical Modelling, 36(6): p 2803-2813 [45] Phung Dang Hieu, Phan Ngoc Vinh, Du Van Toan, Nguyen Thanh Son (2014), Study of wave–wind interaction at a seawall using a numerical wave channel Applied Mathematical Modelling 38 (2014), p.5149–5159 http://dx.doi.org/10.1016/j.apm.2014.04.038 [46] Tuan, V.M., Duong, B., Hung, V Q., Manh, N D and Linh, N M (2022), Experimental study on the wave dissipation performance of a perforated semi-circular floating breakwater Journal of Science and Technology in Civil Engineering, 16(3): p 59-70, DOI: https://doi.org/10.31814/stce.huce (nuce) 2022-16(3)-05 126 [47] Sutherland, J and Soulsby L (2010), Guidelines for physical modelling of mobile sediment, in Coastlab10 (3th International Conference on the Application of Physical Modelling in Coastal and Port Engineering and Science) 2010: 28 September - October 2010, Barcelona, Spain [48] Hughes, S (1993), Laboratory wave reflection analysis using co-located gages Coastal Engineering, 20 (9/1993), p 223-247 https://doi.org/10.1016/ 0378-3839(93)90003-Q [49] Yoshimi Goda and Yasumasa Suzuki (1976), Estimation of incident and reflected waves in random wave experiments Coastal Engineering 1976, p 828-845, doi:10.1061/9780872620834.048 [50] Mansard, E.P.D and E.R Funke (1980), The Measurement of Incident and Reflected Spectra Using a Least Squares Method, Coastal Engineering 1980 1980 p 154-172 [51] Isaacson, M (1991), Measurement of Regular Wave Reflection Journal of Waterway, Porta, Coastal, and Ocean Engineering, 1991 117(6): p 553569 [52] Shih, R.-S., W.-K Weng, and C.-R Chou (2015), The performance characteristics of inclined highly pervious pipe breakwaters Ocean Engineering, 2015 100: p 54-66 [53] Liu, W.C., M.H Hsu, and A.Y Kuo, Modeling of Hydrodynamics and Cohesive Sediment Transport in Tanshui River Estuarine System, Taiwan Marine Pollution Bulletin 2002 44: p 1076-1088 [54] Ming-Hsi Hsu; Albert Y Kuo; Jan-Tai Kuo; and Wen-Cheng Liu (1999), Procedure to Calibrate and Verify Numerical Models of Estuarine Hydrodynamics Journal of Hydraulic Engineering, 125: p 162-182 [55] Hassan, S.M (2003), Hydrodynamic and sediment transport modeling of deltaic sediment processes, Master Thesis, Department of Civil and Environmental Engineering, Louisiana State University and Agricultural and Mechanical College, p 152 [56] Sawaragi, T (1995), Coastal Engineering - Waves, Beaches, WaveStructure Interactions Elsevier, ISBN: 9780080544847 [57] Zhang Su-xiang and Li xi (2014), Design formulas of transmission coefficients for permeable breakwaters Water Science and Engineering, 2014, 7(4): 457-467, doi:10.3882/j.issn.1674-2370.2014.04.010 [58] Pilar Díaz-Carrasco, Mads Røge Eldrup, Thomas Lykke Andersen (2021), Advance in wave reflection estimation for rubble mound breakwaters: The 127 importance of the relative water depth Coastal Engineering, Vol 168, Sep 2021, 103921, https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2021.103921 TIẾNG TRUNG [59] 李炎保, 马强华, 谷汉斌 (2003), 半圆型防波堤波浪力计算方 法的讨论 港工技术, 2003 6(2): p 1-6 [60] 马兴华, 周., 殷昕, 徐元, 黄东海, 顾勇, 陈喆, 李才志, 赵良奎, (2013) 带挡板的半圆体堤身结构, 中华人民共和国国家知识产权局, Editor 2013, 带挡板的半圆体堤身结构,上海 [61] 谢世楞 (2000), 半圆形防波堤的设计和研究进展 Engineering Science, 2000.2(11): p 35-39, 83 [62] 张连嵩, 张劲松 (2011), 半圆型防波堤应用分析 中国水运, 2011 11(7): p.160-161