Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu xử lý đất bồi lắng lòng hồ vừa và nhỏ để làm vật liệu nâng cấp đập ở Hà Tĩnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYEN ĐÌNH DUNG

NGHIEN CỨU XU LÝ DAT BOI LANG LONG HO VỪA VA NHỎ DE LAM VAT LIEU NANG CAP DAP Ở HÀ TĨNH

LUẬN AN TIEN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO BỘ NONG NGHIỆP VÀ PTNT TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYEN BINH DUNG

NGHIÊN CỨU XU LÝ DAT BOI LANG LONG HO VỪA VA NHỎ DE LAM VAT LIEU NANG CAP DAP Ở HÀ TĨNH

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Mã số: 9580202

NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HOC 1 PGS.TS NGUYEN CẢNH THAT 2 TS NGUYEN CÔNG THẮNG:

HA NỘI, NAM 2022

LỜI CAM DOAN

“ác giả xin cam doan đây la công trình nghiên cứu cia bản thin, Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận án là trung thực, không sao chép từ bắt kỳ một nguồn

tải liệu và đưới bắt kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực

"hiện trích dẫn và ghỉ nguôn tải liệu tham khảo đúng quy định.

“Tác giả luận án

"Nguyễn Dinh Dũng

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian học tập, nghiên cứu, luận án tiễn sĩ: "Nghiên cứu xử lý đất bồi lắng lòng hỗ vừa và nhỏ để làm vật liệu nâng cấp đập ở Ha Tĩnh” đã được hoàn thành.

it, sâu sắc nhất tới PGS.TS

NCS xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành al

Nguyễn Cảnh Thái, TS Nguy

luôn tận tâm hướng dẫn trao đổi, động vi

n Công Thing, những người Thầy đáng kính đã luôn

khích lệ và định hướng cho NCS trong

suốt qu tinh nghiên cứu luận ân

NCS xin được chân thành cảm ơn tập thể các thầy giáo, cô giáo, các nhà khoa

học đặc biệt là NGND.GS.TS Phạm Ngọc Quý, GS.TS Nguyễn Chiến, GS Nguyễn

Cong Mẫn đã quan tâm, góp ý in inh cho NCS từ lúc bảo vệ để cương, hội thảo bộmôn, hội thảo mỡ rộng, ảo vệ cơ sở và hoàn thành luận án NCS cảm nhận sâu sắc

được tr tuệ và âm huyết của những nhà khoa học rt nỗi ngường mộ.

[NCS xin được gửi li cảm om chan thành tối Thy Hiệu trường, Ban giám hiệu

Phòng Đảo tạo đại học và sau đại học, Khoa Công trình, Bộ môn Thủy công, Bộ mônSie bên - Kết cấu, Phòng Thí nghiệm địa kỹ thuật, Trường Dai học Thủy lợi đã tạođiều kiện tốt nhất cho NCS tronguốt qua trình học tập và nghiên cứu tại trường,

NCS xin được chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo và các đồng nghiệp Ban‘quan lý dự án đầu tư xây dựng công trình Nông nghiệp và PTNT tinh Hà Tinh đã luôn

sẵn long giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất

ICS xin by t lông biết ơn sâu sắc ới gia đình và những người Anh, người

“Chí, người Bạn, người Em rắt đỗi yêu quý đã luôn luôn làiễm động viên mạnh mẽgiúp NCS hoàn thành luận án

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ vii

DANH MỤC BANG BIỂU, x

DANH MỤC CHỮ VIET TAT xi MỞ DAU 1 1 Tính cấp thiết của để tải 1

Mặc tiêu nghiên cứu.Phạm vi nghién cứu

Đối tượng nghiên cứu

Nội dung nghiên cứuPhương pháp nghiên cứu.

`Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 4 7.1 ¥ nghĩa khoa học 4 `2 Ý nghĩa thực tiễn 4 8 Cấu trúc của luận án 4 CHUONG | TONG QUAN VE HỖ CHỮA NƯỚC, BOI LANG LONG HỖ VA

NANG CAP BAP DAT 5

1.1 Tổng quan và hiện trang hỗ chứa ở Việt Nam và Hà Tĩnh 5

1.1.1 Hồ chứa ở Việt Nam 5 1.1.2 Hỗ chứa ở Hà Tĩnh 6

1.2 Bồi lắng lòng hồ chứa trên th giới ở Việt Nam và ở Hà Tĩnh 8

1.2.1 Bồi lắng lòng hồ và các đặc tính 8

1.2.2 Bồi king hồ chứa trên thé giới 15 1.2.3 Bồi king hồ chứa ở Việt Nam 15 1.2.4 Bồi king hồ chứa ở Hà Tĩnh Is 1.3 Nghiên cứu sử dụng đất bồi ling để lim vit liệu đấp đập trên thé giới va Việt

Nam 21

1.3.1 Nghiên cửu sử dụng đất bồi lắng để làm vật iệu đắp đập trên thé gi 21

1.3.2 Nghiên cửu sử dụng đất bồi lắng để làm vật liệu đắp đập ở Việt Nam 23

1.4 Một số loại phụ gia ph biển xử lý 24

1.4.1 Tro bay 24

1.4.2 Puzzolan, 251.43 Xi ming 25

1.5 X6i ngằm cơ học 26 1.5.1 Phân loại xôi ngằm cơ học 26

1.5.2 Hiện tượng xói ngằm khuếch tần và ảnh hưởng đến an toàn công tinh 27

1.5.3 Mét sổ thí nghiệm trong phòng xác định gradient thắm giới hạn của đt 28

1.6 Kết luận chương 1 30

CHUONG2 CO SỐ LÝ THUYẾT XỬ LY DAT BOI LANG LONG HO DE LAM VAT LIEU DAP NANG CAP DAP 31

2.1 Yêu cầu về thiết kế nâng cap đập dat 31

2.1.1 Yêu cầu chang 31

2.1.2 Các điều kiện làm việc của đập đắt 31

2.2 Bài toán thắm, ôn định và bién dạng đập đất 32

2.3.2 Các giải pháp xử lý phủ hợp với tan dụng đắt bồi lắng 40

2.4 Yêu cầu chất lượng đắt dip nâng cấp đập 42 2.5 Xác dink tr lrg và các hỉtiêu cơ lý của đắt bồi ing lòng hồ 42 2.5.1 Lựa chọn các hỗ chứa “2 2.5.2 Phương pháp xác định trữ lượng bùn cát bồi lắng lông hồ “ 2.5.3 Phương pháp lấy và bảo quản mẫu đắt lòng hỗ 44 2.544 Xie định các chỉ gu cơ lý của đất bồi lắng lòng hd 47

2.6 Nghiên cứu xử lý đất bồi lắng lòng hỗ bing các loại phụ gia 48

2.6.1 Lựa chọn hồ điễn hình 48 2.6.2 Quy trình chế tạo mẫu đắt kết hợp phụ gia 49

2.6.3 Phương pháp thi nghiệm xác định cường độ kháng nén một trục 50

2.7 Thí nghiệm xá định gradient thắm giới hạn x6i ngằm 5 2.7.1 Cải tiền dụng cụ, thiết bị thí nghiệm 52

2.7.2 Quy trình thi ng 5s2.8 Kết luận chương 2 60

CHUONG3 KET QUA NGHIÊN CUU THỰC NGHIỆM XỬ LY DAT BOI LANG LONG HO ĐỀ LAM VAT LIỆU DAP NANG CAP DAP 6

3.1 Trữ lượng đất bai King 62

3.2 Cấp phối hot và tinh chit co lý của dt bai hing lòng hd din hình 66

3.3 Ảnh hưởng của him lượng phụ gia đến các tỉnh chit cơ lý 70

3.3.1 Tổng hợp kết quả thí nghiệm nén một trục cho các mẫu đắt bồi ng hồ Lối Đồng kết hợp với phụ gia 70 3.32 Kết quả thí nghiệm nén mt true của mẫu đắt bai lắng hỗ chứa nước Đập Ho kết hợp với phụ gia xỉ mang 15

3.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng phy gia đến hệ số thắm và chỉ tiêu site kháng cắt.77

3.34 Lựa chọn tỷ lệ phụ gia Xi măng phủ hợp 83

3.4 Thí nghiệm xác định Gradient thắm giới hạn của mẫu đắt bồi lắng hỗ chứa nước

3.5 Kếtluận chương 3 86

CHUONG 4 ỦNG DUNG KET QUÁ NGHIÊN CỨU XỬ LY DAT BOI LANG LONG HỖ VÀO THIET KE NANG CAP BAP 87

4.1 Đặt vấn đề 87

4.2 Ứng dung kết quả nghiên cứu nàng cắp đập dit hỗ chứa nước Lối Đồng K7 4.2.1 Giới thiệu về hồ chứa nước Lối Đồng 87 4.2.2 Đề xuất phương án ning cấp đập 90

4.2.3 Tink oán thắm, ôn định va biển dang của đập được nắng cắp 914.2.4 Phân tích đánh giá ST 4.3 Ứng dung kết quả nghiên cứu ning cắp dip đắt hỗ chứa nước Đập H 7

4.3.1 Giới thiệu về hồ chứa nước Đập Họ 97

4.3.2 BE xuất phương én ning cấp dip 9 43.3 Tink toán thắm, ổn định va bign dang của đập được nắng cắp 100 4.3.4 Phân tích đánh gi 105 4.4 Để xuất quy tình khai thác và xử lý đắt bồi lắng lông hồ 105 4.5 Kết luận chương 4 107

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 108 DANH MỤC CONG TRÌNH ĐÃ CÔNG BO Hồ TÀI LIỆU THAM KHẢO mi

DANH MỤC HÌNH VE.

1-1: Định đập Họ và mái thượng lưu đập Trại Lưu.

Hình 1-2 Sơ dd phân bổ bai lắng hướng dọc 12

inh 1-3 Sơ đỗ phân bổ bai lắng thé nhọn la Hình 1-4 Sơ đồ phân bổ bồi ing dạng giải l Hình 1-5: Hình ảnh lòng hồ và tuyến đập hỏ chứa nước Cao Son (Nghi Xuân) và Lỗi Đồng (Kỹ Anh) 19

Hình 1-6: Hình ảnh lòng hỗ và tuyến đập hồ chúa nước Kim Thành (Hương Sơn) và

Đập Ho (Hương Khê) 20Hình 1-7: Điển hình thám phủ thực vật vùng phía đông và bồi lắng lòng hỗ Phú Tân 21

inh 1-8: Dường cong thành phin hạt của đắt bồi lắng hỗ chứa nước Nishiooya 22 Hình 1-9: Sơ đổ minh họa của phương pháp crushed ~ compacted soil 2 Tình 1-10: X6i ngằm tập trung 26

Hình 1-11: Xôi ngược 26

Hình 1-12: Xói tiếp xúc 2

ình 1-13: Xôi ngằm khuếch tín m

Hình 2-1: Các thành phần của cột nước tổng tạo điểm A 33

Hình 2-2: Giải pháp chẳng thắm bằng tường nghiêng sin phi dị Hình 2-3: Giải pháp chống thắm bing tường nghiêng chân khay 42

Hình 2-4: Lay mẫu đất ở lòng hồ Hỗ Phú Tân, hồ đập Ho 47

Hình 2-5: Chế tạo mẫu thi nghiệm 50

Hình 2-6: Mẫu đắt va thi nghiệm nén nở hông tự do 31

Hình 2-7: Các đường đẳng ứng suất chỉnh lớn nhất, caus (KPa) trong một đập di 52 Hình 2-8: Sơ đồ bổ trí các thiết bị thí nghiệm 53

Hình 2-9: Lưới inox mịn và buồng gom nước ss

2-10: Chế tạo và lắp đặt mẫu thí nghiệm 5s Hình 2-11: Thí nghiệm sắc định Gradiont thẩm tới hạn s

Hình 2-12: So đồ thi nghiệm xác định gradient thắm giới hạn 5

inh 3-1: Lưới tam giác xác định từ lượng bồi king cho hỗ chứa nước Lối Đồng 62

inh 3.2: Dường cong thành phin hạt của các hd chứa điễn hình 67

Hình 3-3: Biểu đồ lên hệ ứng suất và biển dạng với các tỹ lệ ro bay khác nhan 70Hình 3-4: Tương quan cường độ kháng nén | trục qu theo ty lệ Tro bay 7 Hình 3-5: Biển đồ liên hệ ứng suất và biển dang với các tỷ lệ Puzzolan khắc nha 72

Hình 3-6: Tương quan cường độ khng nén I true q theo tý lệ Puzzolan n3-7: Biểu đổ hệ ứng suất và biển dạng với các ỷ lệ xi ming khác nhau 74

Hình 3-8: Tương quan cường độ kháng nén trục qs the tỷ l Xi măng 14

Hình 3-9: Biểu đỏ img suất và biển dạng với các ý I xi ming khác nhau 6

Hình 3-10: Tương quan cường độ kháng nén 1 trục qu the tỷ lệ Xi măng 16inh 3-11: Tương quan tg(o) theo tỷ lệ Xi ming 1Hình 3-12: Tương quan lực đính ¢ theo tỷ lệ Xi măng 79 Hình 3-13: Tương quan hệ số thắm K theo tỷ lệ Xi mang 19

Hình 3-14: Tương quan te(9) theo tỷ lệ Tro bay $1Hình 3-15: Tương quan lực dinhc theo tỷ lệ Tro bay 81

h 3-16: Tương quan hệ s thắm K theo ý If Tro bay 82 4-1: Hình ảnh hd Lối Đồng 17/8/2014 nguồn google earth 88 ‘Hinh 4-2: Hình ảnh hiện trạng đập dat hd Li Đồ 88 Hình 4-3: Mặt cắt ngang đập dit hồ Lối Đằng -ti K0+537.1 89

Hình 4-4: Mặt cắt ngang dip đất hỗ Lồi Đồng tại KO+-S37.1 — phương án đề xuất 90

Hình 4-5:Céc đường biển dạng cóc tai thời điểm đào đến cao trình đây chân khay 2

Hình 4-6:Mặt trượt nguy hiểm nhất tại thời điểm đào đến cao tỉnh đây chân khay 93

finh 4-7:Các đường biến dạng góc tại thời điểm đắp đến cao trình +5.50m 93 4-8:Cac đường dng thể ti thời điểm dip đến cao tình +13.50m 9

Hình 4-9: Các dường biển dang góc tại thời điểm đắp đến cao tinh +13.50m 93

Hình 4-10: Các đường đảng thể tsi thời diém tích nước đến cao trình MNDBT, )4

Hình 4-11: Các đường biển dang góc tại thời điểm tích nước đến cao trình MNDBT.94.

Hình 4-12: Các đường đảng thể tg thi điểm rỡ nước ở MNDBT 30 ngày “

Hình 4-13: Các đường biển dạng góc tai thời điểm trữ nước ở MNDBT 30 ngày 94

finh 4-14: Các đường đẳng thé - trường hợp | 95 Hình 4-15: Các đường đăng gradient thẳm - trường hợp Ì 95

Hình 4-16; Mặt trượt nguy hiểm nhất phía hạ lưu- trường hợp 1 %

inh 4-17: Các đường đăng thé - trường hợp 4 %Hình 4-18: Các đường đẳng gradient thắm - trường hợp 4 %Hình 4-19: Mặt trượt nguy hiểm nhất phía thượng lưu - trường hợp 4 97

Hình 4-20: Hình ảnh hiện trang đập dit hỗ Đập Họ 98

Hình 4-21: Mặt cắt ngang đập đất hồ Đập Họ - tại K0+115.60 98

4-22: Mặt cắt ngang đập đất hỗ Đập H tại KĐt 115.60 ~ phương dn đề xuất 100

Hình 4-23:Các đường đẳng thé tai thời điểm đắp đến cao trình +39.0m l0I

inh 4-24:Các đường ding biến dang góc tại thời điểm dip đến cao trình +39.0m, 101

Hình 4-25:Các đường đẳng thể tạ thoi điểm đắp đến cao trình 143.0m 102

Hình 4-26:Cie đường đẳng biến dang góc ại thời điểm dip đến cao trình +43.0m, 102 Hình 4-27:Cic đường đẳng thể tạ thoi điểm đắp đỗn cao trình +48,5m 02

Hình 4-28:Các đường đẳng biến dạng góc tại thời điểm đắp đến cao trình +48.Sm .102

h 4-29:Các đường đẳng th tại thời điểm điểm tich nước đến cao trình MNDBT.

Hình 4-34: Các đường đẳng gradient thắm - trường hop 1 I0Hình 4-35: Mặt trượt nguy hiểm nhất phía hạ lưu- trường hợp 1 I0

4-36: Các đường đẳng thể - trường hợp 4 104 Hình 4-37: Các đường ding gradient thắm - trưng hop 4 105

Hình 4-38: Mặt trượt nguy hiểm nhất phía thượng lưu- trường hợp 4 10s

inh 4-39: So đồ may rộn đt bồi ing với xi măng 106

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 1: Bồi lắng hàng năm ở một số hỗ chứa (105 m`) 15

Bảng 1.2: Tổng hợp số liệu các hd chứa bj bai lắng ở một số địa phương qua đợt điều

tra khảo sắt bối lắng của Viện Khoa học thủy lợi năm 2004 „

Bảng 2.1: Số lượng và phương pháp léy mẫu tạ hiện trường, 46

Bảng 3.1: Kết quả nghiên cứu trừ lượng đắt bồi lắng các hỗ chứa ở Hà Tĩnh 65 Bảng 3.2: Bảng hệ số đồng nhất và hệ số đường cong của đắt bai lắng các hỗ chứa 67

Bảng 3.3: Các chi tiêu vật ý của đất thí nghiệm 69

Bảng 3.4: Các chỉ tiêu cơ học của đắt thí nghiệm “9

Bảng 3.5: Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm với phụ gia Tro bay, 70

Bảng 3.6: Bing tổng hop kết qu thí nghiệm với phụ gia Puzzolan m

Bảng 3.7: Bảng tổng hợp các thí nghiệm với phụ gia Xi măng 7

Bảng 3.8: Bảng tổng hợp kết qua thí nghiệm mẫu đất hb Dap Ho 1 Bảng 3.9: Giá trị mô dun biến dang Ex với các hàm lượng xi mang khác nhau 77

Bảng 3.10: Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm nBảng 3.11:Bang tổng hợp các kết quả thi nghiệm, 80Bảng 3.12: Bảng tổng hợp kết quả thi nghiệm 80

Bang 4.1: Các chỉ tiêu cơ lý của đất dip và nền đập 90

Bảng 4.2: Chỉ tiêu cơ lý của đắt bồi lắng lòng hồ Lỗi Đẳng + 6% xi mang, øỊBảng 4.3: Các trường hợp tinh toán ổn định mái thượng, hạ lưu đập trong thời kỳ khai

thác 92

Bảng 44: Hệ số ổn định tại các mặt cắt ứng với các trường hợp tính toán 95

Bảng 4.5: Các chi tigu cơ lý của dit dip và nên đập 9

Bảng 4.6: Chỉ tiêu ec lý của đất bồi ling long hỗ Đập Họ + 6% xi măng 100Bảng 4.7: Các trường hợp tinh toán dn định mái thượng, hạ lưu đập trong thời kỳ khai thác 100

Bảng 4.8: Hệ số ổn định tại các mat cắt ứng với các trường hop tính toán 103

DANH MỤC CHỮ VIE"

NCS ~ Nghiên cứu sinhPTHH - Phin từ hữu han

ASTM - American Society for Testing and Machuẩn Việt Nam

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hồ chứa sau một thời gian đưa vào khai thác sử dụng tủy thuộc vào điễu kiện edu tạo địa chất, địa hình, khí tượng, thảm phủ tên lưu vực đều bi bồi lắng ở mức độ khác nhau, Do yêu cầu phát triển kinh tế xã hội trong những năm gin diy, rừng đầu nguồn, Khoảng sản ở các lưu vực hỗ chứa bị kha thác, thảm phủ thực vật ngày cảng cạn kiệt

Trong khi diễn biến mưa lũ cực đoan din ra bắt thường dẫn đến lượng bùn cát đổ vào lòng hồ tăng nhanh, hậu quả không những lắp dy dung tích chất sớm hơn so với thời

gian tính toán ban đầu của các nhà thiết kể, mà lượng bin cát bồi lắng còn làm giảm

cdung tích hiệu dung, bồi lắp cửa vào cổng lấy nước ảnh hưởng đến thời gian và hiệu

‘qua khai thác sử dung của các công trình,

Dit bai lắng trong lòng hỗ làm giảm dung tích trữ nước và chit lượng nước, đặc biệt dối với các hồ chữa cung cấp nước phục vụ cho sinh hoạt, xử ý đất bồi lắng lòng hồ 48 kéo dài thời gian sử dụng đối với các hỗ chứa đã đưa vào khai thie vài chục năm là hết sức cần thiết cấp bách

Van dé nạo vét, vận chuyển, đỗ thải đất bồi lắng lòng hd đang là thách thức và gặp.

nhiều khó khăn vị ự tác đảm bảo môi trường, Dắt bài ng long hồ là loại đất có

hàm lượng nước cao, đất bùn mềm yếu, nếu bãi dé thai ở xa thì phải dùng xe chuyên

cdụng, đối với bãi đổ thải ở gan có thể dùng tàu hút nhưng chỉ phí lớn.

Hà Tĩnh có 351 hồ chứa thy lạ và 2 hồ chứa thy điện với tổng dung tích trên Lổ tỷ

1m? nước phục vụ tưới cho trên 62000 hecta đắt nồng nghiệp, sinh hoạt và nhiều ngành.

kính tẾ khác, cắt giảm lũ vũng hạ da v củi tao môi trường sinh thi, Qua nhiễu năm

đưa vào khai thúc, do ảnh hưởng của mưa, lũ, hiện nay nhiều hồ chứa bị bồi lắng, hư

hỏng, xuống cấp nghiém trọng, tiém ẩn nguy cơ xây ra sự c trong mùa mưa, lĩ cn

cđược nâng cấp kịp thời [1]

C6 129 hd chứa được xây dựng từ năm 1975 về trước, có 83 hỗ được xây dựng từ

1975 đến 1986, có 60 hỗ được xây dựng tir 1986 đến 2002 và 79 hỗ được xây dựng từ

năm 2002 đến nay.

Nehién cứu, đảnh gi tại hiến trường các hi chứa nằm ở vùng đổi bất Gp thuộc

day núi Hồng Lĩnh, Nghỉ Xuân, Lộc Hà, phía Đông các huyện Can Lộc, Cẳm Xuyênvà Kỳ Anh cho thấy

- Điều kiện địa chất phức tạp, rừng đầu nguồn thuộc các hồ chứa thưa thớt, có nhiều mỏ khoáng sản khai thác dé, magan dn đến lòng hồ bị bồi lắng nhanh hơn.

- Nhìn chung, ấmđập dit bi thim mạnh, đặc biệt ở một số đập có hiện tượng H

chiy thành đồng qua nén và thin dip Các hồ gặp vin đề về thắm không chỉ la các hồ

đđã được xây dưng lâu năm trong digu kiện khó khăn về kinh tế với kỹ thuật th công lạc hậu như hồ chứa nước Lối Đồng, thi xã Kỳ Anh: hỗ chứa nước Phú Tân, huyện Kỳ Anh Ngay cả các hồ chứa mới được xây dựng gần đây như hé chứa nước Nhà Đường, huyện Can Lộc; hồ chứa nước Ba Khe, hồ chứa nước Khe Céi, huyện Kỹ Anh: h

c vấn đề lớn về thắm, làm ảnh

chứa nước Đá Bạc, thi xã Hồng Lĩnh cũng gặp c

"hưởng nghiềm trọng đến an toàn công tình và giảm khả năng giữ nước của hồ Nghiên cứu hỗ sơ khảo sát thiết kể sửa chữa, nâng cấp các hỗ chứa nhận thấy:

~ Các hỗ chứa ở khu vực phía Tây tính Hà Tĩnh có trừ lượng đắt đắp lớn với các chỉ tiêu cơ lý đáp ứng tiêu chuẩn, nên các giải pháp thiết kể thường sử dụng vật liệu đất tại các vị trí gần đập.

tiêu đấp img iêu chuẳn nên các giải pháp thiết kế thường ding vai địa kỹ thuật chồng thắm hoặc xử lý khoan phụt vữa xi ming « sét Tuy nhiên, thực tế cho thấy các phương

án xử lý này đã không cho kết quả chống thắm qua thân và nén đập như mong muỗn.

Việc nghiên cứu tận dụng đất bởi lắng lòng hỗ lâm vật liệu năng cắp đảm bảo an toàn

ap ngoài ý nghĩa vé mặt khoa học thực tiễn còn mang lại hiệu qua kinh tế, môi trường

và xã hội cao.

2 Mye tiêu nghiên cứu

"ảnh gi nhận diện sự cin thết, cắp bách phải nàng cắp đảm bảo an toàn đập, yêu cầu

nạo vét dit bồi lắng lòng hd để khôi phục dung tích hồ, kéo dải thời gian sử dụng,

nghiên cứu cácpháp xử lý đất bị ing để làm vt liệu đắp nâng cắp đập

"Nghiên cứu, phi

bồi lắng lồng hồ, đắt được xữ lý có «

tích, thí ngin các phụ gia thích hợp với điều kiện cơ lý của đấtc chỉ tiêu cơ lý đáp ứng yêu cầu kỹ thuật về

thắm, én định và biển dạng phục vụ nâng cấp đập.

Củ tiến thiết bị thí nghiệm 3 trục, để xuất quy tình thi nghiệm xắc định gradient thẳm, giới hạn (Igy) của it bồi lắng hồ chứa.

3 Phạm vi nghiên cứu.

“Các hồ chứa nước vừa và nhỏ trên địa bản tỉnh Ha Tĩnh.

Sử dung phụ gia vô cơ để xử lý đất bai lắng lòng hồ lam vật liệu dip áp trúc mái

thượng lưu khi sửa chữa năng cấp đập đt 4 Đối tượng nghiên cứu

Hồ chứa nước và đập đất vẫn để bồ lắng lòng hỗ và ning cấp đập; xử lý đắt bồi ing

lồng hồ để làm vật liệu dip di nh hưởng của các phụ gia vô cơ đổi với đắt bồi lắng, và thiết bị thí nghiệm 3 trụ để xe định xôi ngằm khuếch tin (J)

5 Nội dung nghiên cứu.

Thu thập, khảo sắt, phân tích và nghiên cứu thực trang các hỗ chứa thủy lợi bị bồi lắng

và mit an toàn về thắm, dn định, bién dang ti tinh Hà Tỉnh: lựa chọn các công trình

điển hình,

Lấy mẫu đất bồi lắng tại các hỗ chứa trong khu vực nghiên cứu về làm các thí nghiệm.

trong phòng để phân tích, đánh giá các chỉ tiêu cơ lý.

Nghiên cứu tổng quan các phương pháp xử lý đắt trên thể giới và ở Việt Nam, phân tích, lựa chọn loại phụ gia với tỷ lễ thich hop để xử lý đt bồi ng làm vật liệu nâng cắp dim bảo an todn đập.

'Nghiên cứu các phương pháp thí nghiệm xác định gradient thắm giới hạn.6 Phương pháp nghiên cứu

= Phương pháp lý tuyết: nghiên cứu lÿ thuyết các nội dung về bồi lắng hồ chứa, bài toán thắm, bai toán ôn định mái đốc va bài toán biển dạng của đập đắt.

~ Phương pháp thực nghiệm: tiễn hành khảo sát trữ lượng và lấy mẫu tại hiện trường, thực hiện các thí nghiệm trong phòng xác định các chỉ tiêu cơ lý của các mẫu đất nguyên dạng và các mẫu đất trộn phụ gia với các tỷ lệ khác nhau.

~ Phương pháp mé hình sổ: mô phòng, phân tích và đánh giá hiệu quả của đắt được kết hợp với phụ gia trong việc nâng cấp đảm bảo an toàn đập.

~ Phương pháp chuyên gia: Tổ chức hội thảo, thu thập ý kiến của các chuyên gia, cácnhà khoa học ở một số chuyên ngành liên quan để hoàn thiện nội dung nghiên cứu đểra trong luận án

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 7.1 Ý nghĩa khoa học

~ Đông gốp bộ dữ liệu chỉ tiết về nghiên cứu thực nghiệm xác định ảnh hưởng cia các loại phụ gia vô cơ với các tỷ lệ Khác nhau đến các đặc trmg chịu lực và chống thắm của dit bồi láng lông hồ Lồi Đẳng và Đập Họ, ở Hà Tinh

- Đông gớp về phương pháp, thết bị và quy tinh thí nghiệm xéc định gradient thẳm giới hạn xói ngằm của đắt có xét đến trạng thái ứng suất của đắt

2.2 Ý nghia thực tién

~ Kết quả nghiên cứu đã đóng góp một giải pháp quan trọng trong việc lựa chọn và xử

lý đất dip phục vụ cho các dự án sửa chữa, nâng cấp đập đất vừa và nhỏ ở Ha Tĩnh,

đặc biệt là ở khu vực phía Dong của tinh, nơi rit hiểm các mỏ đất đắp đập 8 CẤu trúc của luận án

Ngoài phần mở đầu, phin kết luận và kiến nghị, luận án được trình bay trong 4

chương, bao gồm

“Chương 1: Tổng quan về hỒ chứa nước, bồi king lòng hd và nâng cắp đập đắt

“Chương 2: Cơ sở lý thuyết xử lý đắt bồi lắng lòng hồ để làm vậtliệu đắp nâng cắp đập “Chương 3: Kết quả nghiên cứu thực nghiệm xử lý đất bai lắng lòng hồ để làm vậ liệu

dp ning cấp đập

CHUONG 1 TONG QUAN VE HO CHUA NƯỚC, BOI LANG

LONG HO VA NANG CAP DAP DAT

1-1 Tổng quan và hiện trạng hd chứa ở Việt Nam và Hà Tĩnh1-1 Hồ chứu ở Việt Nam

Việt Nam, với nn nông nghiệp chủ yếu li lia nước, điều kiện thiên nhiên khắc nghiệt

han hắn, lũ lụt xảy ra thường xuyên Vì vậy, công tắc thủy lợi có vị trí vô cùng quanlâu đời,dựng và phát tri

trong, là một trong những ngành có truyén thống được x

có nhiễu thành tựu quan trọng gắn liền với lịch sử phát triển đắt nước Nhiều công

trinh thủy lợi đã để lại những đầu dn về ý chí kiên cường của dân tộc Việt Nam trong

cquá trình chỉnh phục thiên nhiên, khoa học kỹ thuật Thủy lợi, góp phần chiến thingmọi thiên tại

Trải qua nhiề thập ky thục hiện phương châm "Nhà nước vi nhân din cing làm”,

ngành thủy lợi đã đầu tư nhiều trí tuệ, công súc và của cải vật chất để xây dựng hàng

ngàn công trình thủy lợi lớn nhỏ, đến nay đảm bảo tưới cho 3 triệu ha đất canh tác, tiêu

cho 1,4 triệu ha, cấp nước sinh hoạt, công nghiệp, du lịch ngăn mặn, cải tao đất,

phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai [2]

Theo số liệu thing kẻ, hign cả nước đã xây dựng được 7.169 đập, hồ chứa thủy lợi.

trong đó có 419 đập dâng có chiều cao trên Sm và 6.750 hồ chứa với tổng chiều đàiđập khoảng 1.182 km, tổng dung tích trữ khoảng 14,5 tỷ m', được phân bổ tại 45/63

địa phương, bao gồm: 4 hd chứa quan trong đặc biệt (Dẫn Tiếng, Cửa Dat, Tả Trạch ‘Nein Trươi); 889 hỗ chứa lớn, 1.632 hồ chứa vừa, 4.225 hỗ chứa nhỏ [2].

C6 khoảng 4000 hồ chứa thủy lợi quy mô vừa và nhỏ được xây dựng từ những năm

1960 - 1980 với kỹ thuật khảo sắt hạn chế, thi các tiêu chuẩn, quy phạm thiết kế,

hoặc không có quy trình vậnu đập đã

thiết bị thi công không đấp ứng yên cầu kỹ thuật,

hành và không được sửa chữa định kỳ, thiếu năng lực dự báo, Kết qu là nh

bị xuống cấp và mức độ an toàn của đặp thắp hơn so với tiêu chun an toàn quốc

rủi ro là đáng kể đối với sự an toàn của con người và kinh tế [3]

Phin lớn các hỗ chứa lớn có dung tích từ 3 triệu m? tr lên đã được sửa chữa dim bảo

an toàn (từ năm 2003 đến nay, đã sửa chữa được khoảng 900 hồ chứa với tổng kinh

phi khoảng 16.500 tỷ đồng) [2].

1.1.2 Hồ chứa ở Hà Tĩnh

Hà Tinh có vị tí địa ý thuộc vũng Bắc Trung bộ, cổ địa hình phức tạp, chiều ngang

hep, một bên là dãy núi Trường Sơn, bên đối diện là Biển Đông và có độ dốc từ Tay

và đốc Hà Tỉnh nằm trong vùng khỉ sang Đông, hệ thẳng sông, suối nhiễu nhưng ngủ

hau nhiệt đới gió mùa, hàng năm có lượng mưa lớn, phd biến từ 2200mm đến

3300mm, có những năm lượng mưa lên tới 4500mm và xuống 1300mm, lượng mưa phân bé không đều chủ yêu tập trung vào 4 thing mia mưa từ thing 8 đến thắng 11 [4] Những đặc điểm từ vị trí địa lý, địa hình tự nhiên cho đến các yếu tổ khí hậu, thời tiế làm Hà Tinh thành một ving qué chịu ảnh hưởng cũa thiên tai khắc nghiệt ma đặc

trưng mưa nhiều, lũ lớn, 10 ống, lũ quét, lũ túi, bão tổ, triều cường, nắng nóng, chua

mặn, hạn hắn xây ra thường xuyên.

Do nhủ cầu sử dụng nước phục vụ dân sinh và phát triển kinh tế xã hội, với lượng

nước đốn hing năm dồi dio, Hà Tĩnh đã xây dung các hệ thống công tình thủy lợi thủy điện, đặc biệt la công trình hỗ chứa Đến nay, Hà Tĩnh có 351 hỗ chứa thủy lợi và

2 hồ chứa thủy điện với tổng dung tích trên 1500 triệu m® nước, trong đó có 03 hồ

lớn trên 100 triệu m`,7 hỗ dung tích từ 10 đến 100 triệu m`, 34 hỗ dung tích

từ 1,0 triệu mi đến <10 triệu m, còn lại các hd chứa có dung tích từ 0.05 triệu đến <1,0 triệu m’, ngoài ra còn có hon 40 hỗ chứa nhỏ có dung tích đưới 0,05 triệu m! nước.

do nhân dân địa phương tự ngăn các khe, suối nhỏ để cấp nước cho một số diện tích

‘cue bộ [4]

[goa từ một số hồ chứa nước lớn được xây dựng, nâng cấp thời gian gần đây đã

được tính toán theo tiêu chuẩn thiết kế mới, còn lại hệ thống các hỗ chứa nước ở Hà Tinh được xây đựng từ những năm 40 đến 70 của thể ky trước, vào thời điểm đó các

tải liệu quan trắc khí tượng thuỷ văn còn nhiều hạn chế; công nghệ thi công còn thô sơ,

ng kết hợp cơ giới vật tư xây dựng thiết

chủ yếu là thủ công và thủ 1 (xi ming,

sắt thép ) côn chưa dip ứng được yêu cầu.

khí hậu ở Hà Tĩnh, mái thượng lưu của đập ngoài phải chịu các

tác động thường xuyên của gié bão và gió mia đông bắc thì mùa hè côn thường xuyên

chịu ảnh hưởng của gió Nam Lao và các hoạt động dân sinh kinh tế, trong lòng hồ."Những tác động này đã gây nôn tinh trang xối lố, bảo môn méi thượng lưu đổi với các

các hồ chứa mái thượng lưu đã được

i Quakhảo sát các đập đất ở Ha Tinh cho thấy phía trên mực nước dang bình thường nếu.đập mà mái thượng lưu chưa được bảo vệ Vị

bảo vệ thi gây ra hơ hông, bong tóc, phá hủy, bào môn các kết ấu bảo về

ng bề tổng th cây, cô phát triển rất mạnh và mãi đập bị biển

Mái đập hạ lưu chủ yếu chịu tác động trực tiếp của mưa và dòng nước chảy trin trên mặt dip xuống, tic động của gradient thắm do đồng thấm qua thin đập ác động của các hoạt động dan sinh như chăn thả gia súc, các động vật, sinh vật cây cỏ trên máiđập Nhi:

nước dọc và ngang mái nên nước mưa và nước thắm đã gây x6i lở, mắt ổn định cục

fp có chiều cao mái dp lớn nhưng Không có cơ, không cổ rãnh thất

in dang mái đập hạ lưu.

Dinh đập chịu tác động trụ tgp của sự bảo môn do mưa, nước chảy tri, sống nước trần và trong một số trường hợp chịu tác động trực tiếp của các hoạt động dân sinh (Qua nhiều năm đưa vào khai thúc, do ảnh hưởng của mưa, lũ hiện nay nhiều hồ chứa

trên địa bin Hà Tĩnh bị hư hỏng, xuống cắp nghiêm trọng, tiềm dn nhiều nguy cơ xây

ra sự cổ cần được nâng cấp, sửa chữa kịp thời, cụ thé

= Có 218 hd chứa mái đập thượng lưu chưa được gia cổ bảo vệ:

~ Cổ 129 đập bj thẳm thin đập, vai đập và nền đập;

= C6 92 hồ chứa nước có chiều rộng mặt đập từ 4 đến 6m (chiếm 26,634), 210 hồ chứa nước có chiều rộng mặt đập từ 2 đến 4m (chiém 60%), các hồ chứa còn lại có chiều xông mặt đập nhỏ hơn 2m, thậm chi có đập chiều rộng mặt đập chỉ dat 08 dén 1.0m = C6 10 hồ chứa lớn có tràn điều tết bằng cửa van (8 hổ chữa thủy lợi và 2 hỗ chia thấp điện, còn lạ là trần tự đọ: có 141 hd chứa trân xã lĩ chưa được gia cổ, chiễu rộng

trần hẹp không đảm bảo khả năng thoát lũ [5]

Tình 1-1: Dinh đập Họ và mái thượng lưu đập Trại Lan

Vi trí các hồ chứa ở Hà Tĩnh chủ yến nằm ở day Trường Sơn thuộc các huyện Hương Son, Vũ Quang, Hương Khê và vùng phía Tây Can Lộc, Thạch Hà, Cam Xuyên, Kỳ Anh sí i bất dp thuộc Thi xã Hồng Lĩnh, Nghỉ Xuân,

Lậc Hà và phía Đông các huyện Can Lộc, Thạch Hà, Cẳm Xuyên, Kỳ Anh Qua

ôn lại nằm tại các v tri ving

kế ban đầu, hỗ sơ:

nghiền cứu thực hiện trường và hỗ sơ khảo si tí ng cấp của sắc hồ chứa; NCS đã xem xét, phân tích, đánh giá các hd chứa nằm ở ving đi bat úp thuộc Núi Hồng Lĩnh (hồ Đá Bạc, Nhà Đường, Cồn Tranh ) và phía Đông huyện Kỳ Anh (hồ Ba Khe, Khe Céi, Phú Tân, Léi Đằng ) có đặc điểm thắm qua đập nền và các dạng biến dang đập đất cơ bản giống nhau, nguyên nhân chính ban đầu được xác định do điều kiện địa chất tại các vĩ tí xây dựng công trình tương đối phic tạp, không

đồng nhất ngoài các ớp đi tăng có ẫn khe nút th đá md ei, đá cội xut hiện nhiều

và không đồng đều, các ting láp địa chất đất chủ yếu là đắt sét pha lẫn sỏi sạn, dimsạn, đất cát pha nên có hệ số thắm cao.

1.2 Bồi lắng lòng hỗ chứa trén thé giới, ở Việt Nam và ở Hà Tĩnh 1.2.1 BÀI lắng lồng hồ và các đặc tinh

12.1.1 Nguyên nhân gậy bi lắng hỗ chứa

Theo các nghiên cứu của các chuyên gia trong và ngoài nước [6], [7] có rit nhiều yếu 16 tác động vào quá tỉnh bồi lắng và sự phân bổ bản cát bồi lắng trong hd chứa Mỗi

đặc điểm khí hậu, cl

khác nhau thì quy luật bồi lắng, mức độ bồi lắng và mức độ tác động của các yếu tổ

t lượng thảm phi, mức độ khai thác và canh tác trên lưu vực

đến bồi ling trong hỗ cũng Khác nhau Thông thường mỗi nguyên nhân gây bồi lắng xiêng lẻ lại liên quan đến một số nguyên nhân khốc theo nhiều quả trình phức tạp, mỗi

‘qué trình lại chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tổ khác nhau và biển đổi trên phạm vỉ rộng.

“Theo nguyên nhân và đặc điểm hình thành của từng yếu tổ có thể khải quá các yếu tổ

cảnh hưởng đến quá trình bồi lắng trong các hồ chứa thành hai nhóm chính như sau:

~ Nhóm yếu ổ tu nhiên (yêu tổ khách quan):

+ Bồi lắng do đặc điểm lưu vục: hình dáng, độ dốc địa bình, mức độ chia cắt, cấu tạođịa chất, thổ nhường, loại thảm phủ (loại rừng hoặc loại cây trồng), mật độ che phi,chit lượng thảm phủ

+ Đặc điểm mưa, các đặc trưng khí tượng khác trên lưu vực, độ ấm đắt. - Nhóm yếu tổ do con người (yếu tổ chủ quan):

Doh trạng phá rừng, kha thác lâm sản tr lư we;

+ Do biện pháp, kỹ thuật canh tác, biện pháp khai thác sĩ dạng đắt rên hw wes

+ Do tình trang khai thác khoáng sản, biện pháp xử lý chất thải trong quá tình khaithác khoáng sản trên lưu vực;

+ Do hiện trang quân lý, vận hành, khai the sử đụng nước hồ chứa; + Do thiết é công trình chưa bố trí công xả cắt.

“rong nhóm cúc yêu tổ tự nhiên thì yếu tổ v8 hiện trang rừng, loại rùng va chất lượng thảm phi trên lưu vực lại chịu sự chỉ phối rất mạnh bởi các hoạt động của con người sản xuất nông: lâm nghiệp, khai thắc khoáng sản và lâm thổ sin ) tức là chịu ảnh

hưởng của các yếu tổ chủ quan của con người.

‘Theo đặc điểm hình thành, vận chuyển và lắng đọng bùn cát trong hồ chứa có thể chia

thành hai nhóm nguyên nhân sau:

116 trên lưu vực liên quan đến quá trình hình thành và vận chuyển bùn c¿ từ mu vục đến hồ như đặc điểm mưa, lớp phủ, diều kiện địa chất, hd nhường, độ đốc của sườn dốc, điều kiện dong chảy, đặc tinh hạt bùn cát trên lưu vực của hồ; đặc điểm sin xuất khai thác và tập guần canh tác trên lm vực

~ Nhóm các yếu tổ nội tại của hồ là các yêu tổ tồn tại trong mỗi bản thân hồ chứa như hình dang hổ, kích thước hb, đặc điểm lòng hỗ, và quá trinh quản lý, vận bảnh, khai thác ho.

“Các nghiên cứu cing chỉ ra rằng, xói môn đất chính là nguyên nhân gây ra bản cát bỗi

ling trong hồ.

1.2.12 Tit động của quả trình bồi lắng hỗ chia

Việc dip đập ngăn sông tạo thành hồ chứa đã kim thay đổi chế độ thủy văn, thủy lực của đồng sông Tốc độ đồng chiy khi vào hồ bị giảm đột ngột, dẫn đến phần lớn phù

sa bị bồi lắng đọng lại trong hỗ, gây nên những hậu quả nghiêm trọng về mặt sinh thái

— mỗi trường trong lòng hỗ, vùng thượng lưu hỗ và hạ lưu đập Adbullab [7] đã tổng kết 09 the động tiêu cực chính của quá tình bồi lắng bùn cát hd chứa như sau:

1) Lim mắt dung ích hỗ, ầm giảm tuổi thọ công nh, ảnh hưởng đến khả năng điều tiết nước của hỗ.

2) Làm 6 nhiễm môi trường thông qua quá trình tương tác các chất hóa học giữa bÈ mặt hạ phù sa và nước hỗ

3) Mai môn turbin, cửa xà va tunnel, bồi lắp cửa dẫn nước.

4) Lam

thường của các loài cá Bin cit king đọng dẫn đến lượng thủy sin bị giảm dir rệt

lượng 6 xy hỏa tan trong nước, ảnh hưởng đến sự phát triển bình

5) Các bai bồi gây nên nhiều khó khăn cho giao thông vận tải thủy khi mực nước hd

6) Lam cho một số bãi tắm bị mắt hoặc bị nông ảnh hưởng đến vấn đề du lịch nghĩ

ngơi.

7) Việc mở rong các đuôi làm tăng vùng ngập lụt và nguy cơ lũ lớn ở khu‘vue thượng lưu hỗ, gây kiểm hóa và nâng cao mực nước ngằm ở vùng xung quanh.

8) Lim tăng qué tình xói lỡ saw đập, làm mắt dit canh tác miu mỡ ven sông, gây

nguy hiểm cho hệ thống dé ké và các công trình ven bờ.

9) Lim mat nguồn phù sa màu mỡ cho các cánh đồng ven sông và làm giảm nguồn

thức ăn cho cá vũng hạ lưu đập,

1.2.1.3 Các dạng hình thái bai lắng lòng hỗ

4) Mình thái bai lắng hướng doe

Từ các t liệu do đạc tai hi King trong hỗ chứa cho thấy hình thái bồitrường vị

Ling hướng doc có thé phân làm 3 loại: tam giác châu, thể nhọn và hình dạng giải Có.

một số hình thái bồi lắng trong hỗ chứa là trung gian giữa 3 loại hình thái trên hoặc thể hiện cả 3 loại 5] Điều này có quan hệ một thiết với phương thức sử dụng hỗ chia = Hình thái bồi lắng tam giác châm

+ Can cử đặc điểm của mặt cắt dọc bin cát bồi lắng và sự thay đổi đọc đường của hạt

bùn cát trên lòng sông, hình thái tam giác châu lại có thé phản thành 3 đoạn: đoạn

đuôi, đoạn mai định (mặt trên), đoạn mái trước (mặt trước) ngoài ra còn có đoạn bồi

ing dòng chảy di trọng và đoạn bai lắng trước đập (bình 1.2).

+ Đặc điểm chủ yếu của đoạn đuôi là ding cháy bùn cát ở trạng thái quá bảo hỏa, hạt

thô nhất trong bin ct nhập vào hồ đầu tiê ling xuống, thể hiện một cách rõ ring tác dạng lựa chọn của dòng chây đối với bùn cát, hạt bồi lắng chủ yêu là hạt tương đổi thô trong chit di diy và chất lơ lừng Do kết qui bồi lắng lâm cho mực nước dâng cao,

đường nước dah hướng ngược lên thượng lưu và kéo dài ảnh hưởng đến phần đuôi.

+ Đặc điểm chủ yéu của đoạn mái đình là đồng chảy chứa cát đã tiếp cận trạng thái

bão hôa đồng thời do đường nước dành của đoạn đuôi không ngừng biến động, làm cho một phần bùn cát tương đối thô bồi lắng ở đoạn này Sự biến đổi của bùn cất diy sông đọc heo sông không lớn, tạo nên mái đốc din dẫn thoái, ding chảy tiếp sân đồng

chảy đều.

Đoạn đuôi Le-Doan mái định

joan bồi lắngchay cực mạnh

"Đoạn bai lắng tam giác châu

Hình 1-2 Sơ đổ phân bổ bai lắng hướng doc

+ Đặc điểm chủ yêu của đoạn mái trước là độ sâu nước tăng đột ngột, lưu tốc giảm độc

"ngột, ding chiy bin cát lại bão hòa nên phin lớn sẽ bi lắng ở đây, bùn cất lơ lửng cũng như sự hình thành vật bồi king lại dọc đường thay đổi lớn Kết quả cia việc bồi lắng làm cho tam giác châu không ngừng chảy xuống bạ lưu.

"Hình thải bat lng thé nhọn

+ Loại hình thái bồi lắng nảy thường xuất hiện ở hồ chứa loại nhỏ trên dòng sông nhiều cit, Đặc điểm chủ yếu của chúng là hiện tượng bồi lắng sẽ phát tiễn rt nhanh:

«én trước đập, bồi lắng nhiều, hình thành bồi king thé nhọn Nguyên nhân chủ yếu là

do đoạn nước ding ngin, độ đốc đấy lớn, đập không cao, him lượng cát đến hỗ lớn vv ngoài ra có thể do đồng chấy dj trọng gây bai lắng

Hình 1-3 Sơ đỗ phân bổ bai lắng thể nhọn -Hình thái bai lắng dang giải:

gn trong hỗ chứa hình long sông, ít ít, khỉ vận hành Loại hình thái này thường xuất

hổ bình thường mực nước thay đổi tương đổi lớn, có tính chu kỷ Từ trước đập đến đầu

"mút nước hình thành bai lắng đều dạng giải

240} AZ|

2 Cao tình dy sông bih| — | —7/Ca win day sing bind

Hin 1-4 Sơ đồ phân bố 5) Hình thái mặt cắt ngang bài lắng ho chứa

Hi tượng bồi lắng bùn cát rên lòng sông nhiều phù sa cho thấy mặt cắt ngang của nó về cơ bản song song nâng lên làm cho chênh lệch độ cao trong lồng bãi của khu hồ giảm nhỏ Khi mực nước hỗ hạ xuống với phương thức vận hành tháo hết nước thì trong lòng hồ cổ th lạ xuất hiện một giải máng sâu Vì thể sự phát triỄn thay đổi mặt

cắt ngang nói chung tồn tại quy luật “bai chết mà lòng máng sống”, nghĩa là bãi chỉ có

thể bồi mã không x6i và dẫn dẫn bồi cao: lòng máng chính thi cổ bai có x6i Có lúc có

thể xuất hiện hiện tượng máng chính bị chuyén động ma tạo sat lở đắt bãi song khong

thể đem đất bãi di ma xói đến đáy.

VỀ cơ bản là doe theo chu vi ướt đấy hd thi bồi lắng đều, chỉ trong trường hợp sản sinh

bồi lắng dòng dj trọng mới xuất hiện bồi lắng trước hồ Ở đoạn nước dễnh hàng năm, bi king ly mảng chính làm chủ, trên hai bờ hoặc đất bi bài lắng tương đối it Ở đoạn ho cong có tác dụng hoàn lưu, bồi lắng tập trung ở bờ cong lỗi Bo cong lõm nói chung.

cing bai nhưng vé số lượng thi t hơn nhiều Hình thải mt cit ngang bồi lắng của hồ chứa là rất phức tạp, những điều nêu trên chỉ là đại biểu cho các trường hợp thường

sip [9],

1.2.14 Phân bố đường kính hạt bùn cát bỗi

Sự phân bổ đọc đường của đường kinh hat bin cát bồi ing khu hd n6i chung giảm din từ trên xuống dưới Căn cứ vào đặc điểm chuyển động của bùn cát trong dòng chảy ở đoạn nước đềnh biển động, tuyệt đại bộ phân bản cát bồi lắng thuộc v bộ phận hạt thô

trong chất di đẩy và chất lơ lửng, đoạn nước chảy trong khu nước dénh hàng năm chủ

$u li bùn cất tương đối nhỏ trong chit lơ lig, ở đoạn nước tinh toàn bộ là bản cát cee nhỏ trong chit chảy xt Loại hiện tượng có tinh quy luật này là do ức dụng phân truyền của ding chảy tạo thành.

Sự phân bổ đường kinh hạt bùn cát bồ lắng có liên quan đến phương thức vận hành hồ chứa Chẳng han khi vận hảnh trữ nước, bùn cát bồi lắng hướng đọc ở đoạn đuôi tam

giấc châu vi đoạn mái tước bị hai fin lựa chọn Khi vận hành châm lũ bùn cất bỗiLắng đọc đường thay đội chậm Khi vận hành "ích trong tháo đục” hầu như ở vào giữa2 loại (9)

1.2.2 BÀI ling hỗ chứa trên th gi

Kết quả nghiên cứu của Tổ chức an toàn đập thé giới cho thấy sau 25 năm phục vụ, trong số 47 hồ đã nghiên cứu và khảo sắt trên toàn thế

10% đến gin 100% dung ti

ñ thì có tới 26 hỗ bị mắt từ.

(5 hỗ bị mắt từ 65 đến 95%, 7 hỗ mắt từ 20 đến 5!ó l4

hồ mắt từ 10 đến 20% dung ích) Tôn thất trung bình của dung tích hữu ích lớn nhất

đối với những hỗ chứa nằm ở hạ lưu sông Dung tích bồi lắng hàng năm của một số hỗ

lớn trên thể giới thống kê như bảng sau [10}

Bằng 1.1: Bat lắng hàng năm ở một số hồ chứa (10F m)

Karang Kater Đông fava 20Wingi Đông Java l4Wonogili Trang Java 420

“Theo thống kê 1105 hỗ chúa ở Mỹ cho thấy, sau 20 năm vận hành do bai king bùn cát

trong hồ có khoảng 150 hồ chứa mắt đi 50+70% tổng dung tích và khoảng 250 hỗ mắt

441 25+50% tổng dung tích của hồ [I0].

Tai Trung quốc: Hồ Tam Môn Hiệp mắt di 19% tổng dung tích sau 20 năm vận hành; Các hồ trên sông Trường Giang (Vĩnh Định, Thanh Thuỷ, Bạch Giang Long ) mắt di 15240% tổng dung tích, thậm chí có hỗ mắt di 87% dung tích (hd Ling Tổ trên sông

Đại Độ) [I0

ing hồ chứa ở Việt Nam

Trong những năm gần diy, do khai thác chặt phá rừng, cing với sự tác động của biến

đổi khí hậu nên hiện trợng bởi lắng lồng hỗ ngày cảng gia tăng, thực trạng cụ thể ta

= Hồ Phú Ninh có dung tích 273,7 triệu m’, dung tích chết 703 riệu m’ nước, chỉ saw một mùa lũ năm 1999 phần lớn lông hồ bị bồi lắng với chiều diy từ 10 đến 2,0m Tại mặt cất cách đập chỉnh 500m (nơi sâu nhất của hồ) ở phía bờ phải (gin cửa lấy nước vào kênh Nam) bị bài I,0m, côn phia bở trái xa cửa lấy nước bị bằi nhiều hơn, cổ nơi

cđến 2,0m Tại mat cắt cách đập chính khoảng 5000m phần lòng hỗ phía bờ phải bị bồi

ling mạnh nhất, có chỗ tới 4.5m Tại các mi

1,0 đến 2.0m hoặc hơn,

khác ở phía thượng lưu đều bị bị

~ Hỗ Diu Tiếng có dung tích hữu ich 1,11 tỷ m’, dung tích chết 0.47 tỷ mÌ nước, sau

mùa lũ 1998 mức độ bồi lắng không lớn và không đều trên toàn bộ đáy hỗ Khu vực

gin đập chính lớp bồi diy khoảng 20em, nhiều chỗ không bị bồi Khu vực cách đập. chính từ 7.5 đến 8,0km độ sâu bồi ng trung bình từ 30 đến 50em, có nơi tớï 160cm Lòng hồ phía trái bị bồi từ 0 đến 40em và lắp các hdm sâu Khu vực lòng hồ chính.

sông Sai Gòn cảch đập chỉnh khoảng 13km phát hiện thấy hiện tượng x6i ở bờ phải

sòn bar tri bị bồi một lớp mỏng từ 10 đến 30em.

- Hồ Thác Bà có dung tích hữu ích 2,16 tỷ m` và dụng tích chết 0,78 tỷ m’ nước, sau mùa lũ năm 1996 dy hd ở phần giữa cách đập chính 3,0 ~ 5,0km bị bồ lắng với chiều đầy trung bình từ 0.5m đến 2,0m, cổ chỗ 2,5m nhất là khu vực gin bở tri, Khu vục

dây từ 02:0.6m Khu vực hạthượng lưu cách đập chính từ 10km đến I4km lớp

lưu cách đập chính khoảng 300m bị bồi từ 0,6m đến 1,0m.

- Hồ Sông Quao sau mùa lũ 2001 đáy hd ở phần giữa đã bị bồi từ 0.5m đến tên 1.0m,

cá biệt phía bờ phải có nhiều nơi bị bồi tới

Hồ Hòa Bình đã ch nước và điều tiết từ năm 1989 Trong suốt quả tình hoạt động

cia hồ Ha Bình đã có hon L4 tỷ m bản cất bà lắng tại Hg Sau thôi gian 25 năm hoạt động (1989 - 2013), hỗ Hòa đã bồi Kip hết 37% dung tích chết, bai bồi dang nằm ở vị tí khu vục trung hưu hồ, cách dip S3km, Sau khỉ cổ công nh thủy điện Sơn La, tắc độ bồi ting hồ Hòa Bình giảm mạnh, trung bình 13,7 triệu mẺ năm

- Sổ liệu điều tra về hiện trang bai lắng hỗ chứa nước vừa và nhỏ do Viện Khoa học

thủy lợi thực hiện trong hai năm 2003 ~ 2004 cho thấy tại cửa vào của 102 hỗ chứa đã

xây dựng tại 12 tính miễn núi phía Bắc là Quảng Ninh, Bắc Giang Cao Bằng, Bắc

Bai, Hòa Bình, Sơn La vàKon, Lạng Sơn, Thái Nguyên, Hà Giang, Tuyên Quang,

Lai Châu đều bị bin cát bai lắng với các mức độ khác nhau Hỗ Suỗi Ong ở Lương Son, Hồn Bình bị bai lắng cửa vào là 49m, hỗ Co Lay 6 thành phổ Sơn La bị bồi lắng i lắng cửa vào là tại cia vào là 22m, hồ Bảo Linh ở Định Hóa, Thái Nguyên bị

i ng cũng đang dim ra rất - Tại cá tinh Tây Nguyên, tinh trạng lòng hd bị bùn cắt

nghiêm trong mà nguyên nhân chủ yếu vẫn do tinh trạng đốt phá rùng và khai thie đất kê của tinh có tới 95 hồ trên lưu vực một cách bừa bãi Trong số 398 hd đã được ki.

dã bị bồi lắp mạnh, trong đó có 26 hồ bi bồi lắp rất nghiêm trọng khin các cửa van của cổng lấy nước dưới đập không thể hoạt động bình thường Riêng địa bản thành phố Buôn Ma Thuột có tới 9 hồ đã bị mắt hết dung tích chết, cửa cổng lấy nước bị bùn cát lắp không thé hoạt động bình thường như hồ Tháp Rong, Thác Mua, Buôn Dray,

Eabur, Buôn Hồn

Bang 1.2: Tổng hop số lệ các hỗ chia bị bài lắng ở một số địa phương qua đạt điều tra Khảo sắt bd ling của Viện Khoa học thủy lợi năm 2004

1.24 BÀI ling hỗ chica ở Hà Tĩnh

Hiện ti chưa có nghiên cứu đánh giá chỉ tết về hiện trang bồi lắng tg các hồ chứa ở Ha Tĩnh Các công tình hỗ thủy lợi hiện nay trên địa bản tỉnh Hà Tỉnh dựa vào vị tí địa lý, đặc điểm địa ting, địa chat, địa hình và thảm phủ thực vật và những tổn tại về bồi lắng và an toin đập có thể phân thành hai ving khả rõ

+ Các hồ chứa vùng phía Dong

Ving phía Đông có 45/351 hồ chứa nằm ở các đổi núi bit úp tập trung ở các thị xã Hồng Linh, và các huyện Nghỉ Xuân, Lộc Hà, phía Đông các huyện Can Lộc, Cảm

cồn cố cúc trim tích, sườn títh hỗn hợp bao phủ bề mặt cũng với đá gốc phong hồa + Kỳ Anh có cấu tạo địa chất chủ yêu là đá tảng, sỏi, sạn, cát, sét bột Ngoài ra mềm bở, đây là loại vật liệu thuận lợi cho quá trình xói mon bề mặt

“Các hồ chứa ở ving này phần lớn được xây dựng đưới chân núi, tuyến đập đài, lòng

khe chính ngắn, theo chiều dai đập các lòng hồ chứa có dang hình elip, bình tròn, thoải

và rong, chiều rộng va chiu ngang lòng hỗ chứa tương đối bing nhau:

Cae đặp có chiều đồi Kin "chiều dài rung bình của 9 hỗ chứa có chiều cao đạp từ 9 đến 32 m trong dự án sia chữa năng cao an toàn dip tỉnh Hà Tĩnh là Eš9m” din đến khối lượng đắt đắp lớn, cơ bản có trung bình 3 lớp đất dip dip khác nhau, gồm: Đắt sét lẫn

sỏi sạn, lẫn sạn, lần cát, lẫn cát bụi, lẫn tap chất hữu cơ có mau vàng nâu, xám vàng,

xâm tro nhạt, xâm ghi, xm xanh, xm tro, xám trắng, nâu đỏ, xảm đen, nâu đậm, nâu sm, ghi, xám tím |5]

Nền dip cũng di qua nhiễu lớp địa chất phức tạp “theo thống kể có trưng bình 10 lớp dia chất đưới nền đập” cơ bản chủ yếu đất cát hạt trung, hạt hô mẫu xám vắng, xắm trắng; đất sét pha nhọ, cất pha màu vàng nâu, xim vàng, xim xanh, nâu den, xm trắng, ving đậm; đất cát pha màu xim tro, xắm xanh, xám vàng, nâu đen, tro dim, ving nhạc đất sét pha nhẹ kẹp cát pha mau xám ghi, xám trắng, xám xanh; lớp đá tang,

lan và chất ấp 1 sét pha nhẹ mẫu nâu sm, xám vàng; đất cát pha, sét pha (sin phim

phong hóa hoàn toàn của đá granit) mau xám ving đốm ving nâu; đá granit mẫu xám.

anh, xim vàng, xám tring dém đen Với điều kiện địa chất đập và nên phức tạp, trên thực tế các đập có hiện tượng thắm mạnh có chỗ thắm rắt mạnh ở thân và nn đập [5]

Lồng hỗ chứa ở vũng phía Đồng thoái, thuận tiện cho việc đưa ra các giải pháp khái

thác đất bồi lắng trong hồ.

Ving phía đông được đặc trưng bởi các khu rừng thuộc đổi núi bát úp có nguồn ốc là

rừng ngho, thưa thớt, đội núi trục chiếm chủ yếu, sự quan tâm bảo vệ, trồng mới còn

hạn chế và không hiệu quả, trong khi có nhiều hoạt động khai thác khoáng sản như đá,

magan, Titan,

Hình -5: Hình ảnh lòng hỗ và tuyến đập hỗ chứa nước Cao Sơn (Nghỉ Xuân) và Lỗi

Đằng (Kỳ Anh)+ Các hỗ chứa vùng phía Tây

‘Ving phí tây có 306/351 hồ chứa tập trang ở các huyện Hương Sơn, Hương Khé, Vũ

‘Quang và phia Tây huyền Can Lộc, Thạch Hà, Cảm Xuyên, Kỳ Anh thuộc day Trường

Sơn tạo dia chất là các thành phẩn thạch học cuội , sạn kết, cát kết, ryolit

act, diabar,granoia, phn seriit xe í cất kết dang quacrit, stv, pin st site, phiến sét, đá vôi, cát kết hạt nhỏ, các loại đất đá này có tính kết đính cao nên làm giảm.

‘kha năng xói môn bể mặt [5].

Các hồ chứa ở vùng phía Tây phần lớn được xây dựng trên các khe, suối thuộc lưu vực sông Ngân Sâu và Ngân Pho, 6 tuyển dp ngắn "chiều đãi trung bình của 10 hỗ chứa

cao đập từ 11 đến 21 m trong dự án sữa chữa nâng cao an toàn dập tỉnh HàTinh là 164m” lòng khe chính dài, các hỗ có lòng hỗ chứa đài theo các khe sự

“Các đập ngắn nên có khối lượng đất đắp nhỏ, đắt dip cơ bản có 02 lớp đất + pha lẫnsan có các mau nâu đỏ, xám vàng, xám sắm, mau xám tí„ nâu đỏ Nén đập trung bình. 6 4 lớp đốt chính gồm st lẫn sạn có các mẫu xim sắm, xâm ghỉ, xâm xanh, nâu đổ

"nâu gy, xm tim, trạng thái nữa cứng; đất cát pha lẫn nhiều sạn sỏi thạch anh mẫu xám

trắng: đá phign sết xen kẹp cát bột kết phong hóa có các miu xm xanh, xám den, xám

sắm, mức độ phong hóa không đều đá cứng vừa.

Với địa hình, địa mạo thuận lợi cho việc xây dựng các hỗ chứa nên qua quan sit các.

hồ chứa có thân và nền đập cơ bản không bị thắm, trừ các hỗ chứa có lỗi của nhà thầu thi công trong qué trình xử lý lồng khe, tgp giáp vai dip và thi công dip đập không

đảm bảo yêu cầu

Lông hồ ải, dia hình hd bên đốc không thuận tiện cho ví

thác dắt bồi lắng lòng hỗ [5

đưa ra các giải pháp khai

"Hình 1-6: Hình ảnh lang hỗvà tuyén đập hỗ chữa mec Kim Thành (Hương

Som) và Đập Ho (ương Khổ)

img nguyên sinh vả rừng phòng hộ được quan tâm.

trí rừng có khai thác thi việe trồng rừng thay thé được quan tâm,

Hinh 1-7: Đi hình thảm phủ thực vật ving phía Đông và bồi ling lòng hé Phí Tân 1.3 Nghiên cứu sử dụng đắt bồi lắng để làm vật liệu đắp đập trên thé giới và Việt

1.3.1 Nghiên cứu sử dụng đắt bai lig đễ làm vật liệu đắp đập trê thể giới

Trên thé giới, vấn dé nghiên cứu sử dụng dat bồi lắng lòng hồ, đất bùn ở các dim lầy,

đầm pha kết hợp phụ gia dé làm vật liệu thi công nâng cắp dé, đập và các công trình hạ tổng kỹ thuật chưa phổ biển.

Nguyên nhân theo [11], [12] mặc dù việc sử dụng các chất phụ gia làm tăng cường độ và sức chịu tải của đắt được xử lý uy nhiên đất được xử lý thường rt giòn, một biển dạng nhỏ có thé làm xuất hiện các vết nứt, vì thé loại dat này được xem là không phù hợp để làm vit liệu đắp ning cấp đập.

Tại Nhật Bản, Shigeru Tani và nnk trong các nghiên cứu của minh đã đề xuất phương

pháp sử dụng đất bồi ng lòng hỗ kết hợp với phụ gia xỉ măng để tạo ra loại đất phù

hợp có thé dùng để sữa chữa nâng cấp đập Nishiooya (Nhật Ban) [12]

ôi ing được lấy từ lồng hỗ chứa của đập Nishiooya chủ yêu gm các hat min có đường kính hạt nhỏ hơn 0075mm và có lượng chứa nước lớn (v=121%), loại đắt này không phù hợp để làm vật liệu đắp hay sửa chữa đập.

Hinh 1-8: Đường cong think phan hat của đắt bi lng hỗ chứu nước Nishiooya Shigeru Tani da 48 xuất phương pháp xử lý như sau: Dắt bồi lắng hd chứa sau khỉ được khai thác sẽ được trộn với xi măng sau đó phơi khô trong khoảng thời gian là 3 ngày Dit được xử lý sau khi đồng rắn được nghién nhỏ đến thành phần bạt yêu cầu và được tiếp tục phơi khô trong 7 ngày Hỗn hợp thu được dùng phương pháp đầm nén để ip và sữa chữa đập, phương pháp nảy gọi Li crushed-compacted soil [L2]

‘Bit xử lý theo phương pháp này tuy có site chịu ải nhỏ hơn so với trước khí bị nghiền

nhưng lại cố khả năng chịu được các biển dạng lớn, phù hợp hơn để sử dụng dip các lớp chống thắm cho đập dắt

Phương pháp này tuy chỉ mới áp dụng cho một trường hợp cụ thể nhưng đã mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc tận dụng đắt bồi lắng lòng hồ lâm vật liệu nâng cấp và sữa chữa đập.

Tình 1-9: Sơ đổ mình hoa của phương pháp crushed ~ compacted soil

1.3.2 Nghiên cứu sử dụng đắt bôi lắng đễ làm vật liệu đắp đập ở Việt Nam

© Việt Nam đến nay chưa có nghiên cứu nào vé khả năng tin dụng đắt bồi lắng hồ chứa, đầm phá để ải sử dụng cho xây dựng Tuy nhiên có những nghiên cứu về cãi tạo cất tại chỗ làm vật liệu đắp đập,

Pham Văn Thìn, Nguyễn Văn Thơ [L3], Nguyễn Công Mẫn [14] đã nghiên cứu về tính

chat cơ lý của đất bazan chưa kết von laterit trong việc sử dụng làm vật liệu đắp đập và "nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng hạt thô đến tỉnh chất cơ lý của đắt nên.

Lê Xuân Roanh đã đề xuất các giải pháp xử lý để hạn chế những bit lợi của vật liệu tại

chỗ có tính tan rã mạnh [15]

Nguyễn Van Thơ, Trần Thị Thanh đã đề xuất lựa chọn cúc tiêu chí, thông số dim nén và một số giải pháp nhằm khống chế tính trương nở của vật liệu tại chỗ khi đắp đập.

H6]

Lê Thị Phòng đã nghiền cứu củi tạo đất sét pha cố nguồn gốc bồi ích thuộc hệ ting Thái Bình phân bé ở Hưng Yên bằng phương pháp trộn vôi và phụ gia SA44/LS40 để

ip móng áo đường giao thông nông thôn [17]

Nguyễn Văn Năm da đề xuất cắp phối phù hợp giữa puzzolan tự nhiên, xỉ ming và vôi để cải tạo đất bazan tại chỗ làm tường nghiêng chống thấm cho đập đất vùng Tây

Nguyên [18]

Mai Thị Hồng trong nghiên cứu của mình đã sử dụng xi mang và dim sạn cải tao đất

tại chỗ làm wat igu năng cấp xây dựng dip đất ving Tây Nguyên [19] 1.4 Một số loại phụ gia phổ biến xử lý đất đắp đập

Xứ lý, khắc phục những tổn tại của đắt dip nhằm đáp ứng những yêu cầu thiết kể ning cấp đập đất như: tăng sức chịu tải, giảm tính thắm, tăng sức kháng cắt, giảm hệ số.

rng, tăng dung trong khô,

Hiện nay có rất nhiều các phương pháp cải tạo chất lượng đất đắp khác nhau như:

Phương pháp bổ sung thình phần hat

~ Phương pháp sử dung các phụ gia v6 cơ hoặc hữu cơ.

Sự lựa chọn phương pháp có ý nghĩa hết sức quan trọng, phải dim bảo yêu cầu về mặtkinh tế và kỹ thuật và phủ hợp với đặc điểm của đất bồi lắng lòng hồ chứa Trong

phạm vi nghiên cứu của luận án, NCS chỉ giới hạn một số loại phụ gia vô cơ phổ biển

được sử dụng để xử lý đất dap là: Tro bay, Puzzolan và Xi mang,14.1 Tro bay

‘Tro bay là bụi khí thải đưới dạng hat mịn thu được từ qué tình đốt chấy nhin liệu

than đá trong ác nhà máy nhiệt điện chạy than, là phể thi thoát ra từ buồng đốt quaống khói nhà máy Tro bay được tận thu tử ống khói qua hệ thống nồi hơi tỉnh luyện

loại bỏ bớt các thành phần than (cacbon) chưa chảy hết Thành phin của tro bay

thường chứa các silic oxit, nhôm oxit, canxi oxi, sắt oxi, magic oxi và lưu huỳnh

oxi, ngoài ra có thé chứa một lượng than chưa cháy Nhiều nghiên cứu trên thé giới

cũng như trong nước đã clfa những iru điểm của tro bay khi sử dung để xử lý đất đắp

hư: tăng dung trong khô lớn nhất: giảm độ âm tối ưu; giảm h độ của đất [20]-|22]

số thim và ting cường

1.4.2 Puzzolan

Puzzolan được phân chia lim hai loại theo nguồn gốc như sau:

Puzzolan tự nhiên: là sản phẩm của các quá trình hoạt động dia chat nội sinh và ngoại

sinh như: to, tf, thuỷ tính núi lửa, diatomit, repel, opoka và một số sản phẩm có

nguồn gốc biến chất hoặc phong hoá khác.

Puzzolan nhân tạo: là những loại nguyên liệu sau khi đã được xử lý kỹ thuật thích hop

sẽ có đủ tính chất đặc trưng của puzzolan như: tro bay, xi than, gạch nung nhẹ lửa,

Một số tác dụng của puzzolan khi sử dụng để cải tạo đất như: làm tăng thêm hàm lượng hạt thô khi đất có hàm lượng sết lớn; Purzolan o6 các thinh phần SiO» vô định

hình (SiO; kết tinh có hoạt tính rat thấp), AlzO; và Fe:O; hoạt tinh, các ion nảy có tác.

dung trao đội ion với hạt sét và vi thé cổ tác dụng hós cứng đất, tạo cấu trúc kết tinh

làm tăng độ dinh kết và cường độ đất gia cổ [23] 24]1.4.3 Xi măng

Xi măng là chất kết inh vô cơ, là các chất có dang hạt mịn mà khi nhào trộn chúng.

với nước hoặc các dung môi khác sẽ tạo thành hỗn hợp déo và xảy ra quá trình đông.

cứng để chuyển hỗn hợp sang trạng thái rắn chắc đồng thời phát triển cường độ Trong «qu tình thủy phân, các chất kết dinh võ cơ có khả năng liên kết với các vật iệu rồi

thành một khối cứng chắc.

Phương pháp sử dung xi mang xử lý đất đã và đang được các nước trên thé giới đánh gi cao, đặc biệt là tại Nhật Bản, Trung Quốc va các nước Bắc Âu [25] Ở Việt Nam, xi măng cũng được áp dụng để gia cố nền đất yếu cho nhiều công trình quan trọng.

“Theo một số kết quả thí nại m, mẫu đắt được xử lý bằng xi ming có cường độ khẳng

nén không hạn chế nở hông lớn hơn mắy chục đến hàng trăm lần đất tự nhiên, tuy

nhiên kết quả này phụ thuộc nhiễu vào him lượng xi măng, thành phần và điều kiện

của đất [26]

1.5 Xói ngầm cơ học

1.5.1 Phân loại xéi ngầm cơ học

"Nước thắm qua thân và nền các công trình dit gây ra xói ngằm khi ding thắm lôi các áp

p xúc (contact

hat nhỏ trong tng đất từ trong ra ngoài X6i ngim được chia thành bồn loại li x6 ‘rung (concentrated leak erosion), xói ngược (backward erosion), xói

erosion) và x6i ngầm khuếch tin (suffusion) [27]

a) X6i tập trung: là quá trình các hạt nằm tại cạnh của vết nứt bị rửa trôi dưới tác

cdụng của đồng thấm.

Hinh 1-10: Xôi ngẫm tập trung

b)_ X6i ngược: là quá trình xói các hạt dat tại cửa ra của dòng thắm tạo thành các.

hốc phía hạ lưu.

©) Xôi tiếp xúc: xảy ra 6 mặt phân cách giữa các hạt có kích thước khác nhau.

"Hình 1-12: X61 đếp xúc

4) Xéi ngắm khuch tán: là hiện tượng các hạt mịn bị rửa trôi qua các lỗ rỗng giữa

các hat thô dư ác dung của ding thấm.

1.5.2 Hiện tượng xái ngầm khuếch tán và ảnh lông đến an toàn công trình

`Xöi ngằm khuếch tan thường xây ra đối với các loại đắt có sự phân bố thành phần hạt không đều, hiện tượng này phát triển trong thời gian đài di kèm với một lượng lớn lưu lượng thắm qua nhiều năm Trong suốt quá trình này thể tích tổng thể của đất hầu như không thay đổi,

'Năm 2007, các thung lũng tại bán dio Noto cia Nhật Bản, vốn có thé đã bị xôi ngim

trong nhiều năm, dễ dàng bị phá hủy trong một trận Động đất đã làm đấy lên lo ngại về

cảnh hướng của x6i ngằm khuếch tin đối với sự thay đổi vi cầu trúc của đất dẫn đến sự thay đổi về độ bền của đất Một số sự cổ của đập liên quan đến hiện tượng x6i ngằm