Thiết kế công trình theo lý thuyết ngẫu nhiên và phân tích độ tin cậy - Chương 8 pot

CHƯƠNG - NG D NG PPTKNN ðÁNH GIÁ AN TỒN H TRÌNH B O V B TH NG CƠNG M c đích chương gi i thi u t ng quan m t v n ñ k thu t b bi n th c t ñi u ki n Vi t Nam ng d ng phương pháp thi t k ng u nhiên ñ gi i quy t H th ng cơng trình b o v b bi n Nam ð nh ñư c l a ch n đ phân tích chương Nó ph n ánh đư c tính đ i di n cho v n ñ b o v b bi n c a Vi t Nam tính c p thi t vài th p k g n ñây N i dung c a chương ch y u ñư c l y t nghiên c u th c hi n g n ñây nh t cho khu v c báo cáo th o lu n t i H i ngh Cơ h c Th y khí tồn Qu c l n th X, 2005 t i H Long, Qu ng Ninh, th c hi n b i nhóm tác gi Mai Cao Trí1, Mai Văn Cơng2 Nguy n Văn M o2, 2005 8.1 Gi i thi u chung vùng d án HA NAM PROVINCE THAI BINH PROVINCE Re dR ive r NAM DINH Riv e Hai Ly Da yR ive r io n Ac c Ha lan estuary re t Hai Hau District NINH BINH PROVINCE Ba Lat Estuary Giao Thuy District r er Riv So nh Ni Co Hai Trieu io n Hai Thinh Er os Nghia Hung District St a Day estuary bl e Lach Giang estuary TONKIN GULF tion cre Ac Km Hình 8.1 Th c tr ng vùng b Nam ð nh Nam ð nh m t t nh thu c ñ ng b ng sông H ng vùng B c B V i t ng chi u dài b bi n kho ng 70 km Ph n l n ñư ng b khu v c n m vùng ch u xói l m nh, h th ng đê bi n cơng trình b o v b , phòng ch ng lũ thư ng ch u tác ñ ng b t l i t phía bi n x y hư h ng, thi t h i n ng nhi u năm qua Do vùng bi n Nam ð nh ñư c xem m t n hình v s c vùng b cơng trình b o v b Các cơng trình b o v b khu v c ch y u g m ñê kè b o v mái đê Nhìn chung, v n đ xói l đư ng b hư h ng cơng trình b o v b gây h u qu nghiêm tr ng v kinh t xã h i t i khu v c có liên quan (ba huy n Giao Th y, H i H u Nghĩa Hưng) Trung tâm Th y Công, Vi n Khoa h c Th y L i ð i h c Th y L i HWRU-CE project - TUDelft 87 8.2 Các v n ñ t n t i Nguyên nhân gây hư h ng ñê kè bi n tác ñ ng c a bão sóng l n thư ng vư t ñi u ki n thi t k Hơn n a, sóng xói l b bi n x y nghiêm tr ng t i khu v c trư c chân ñê m t nguyên nhân ñáng k d n ñ n hư h ng thư ng xuyên c a k t c u b o v chân mái ngồi đê Các v n ñ c th ñư c li t kê sau: Xói l b bi n x y m nh dư i c hai hình th c: nh hư ng c a trình v n chuy n bùn cát d c b ph n ng ph c a gi i pháp cơng trình; nh hư ng c a trình v n chuy n bùn cát ngang b ñi u ki n th i ti t b t l i (gió mùa, bão ) Theo s li u th ng kê nghiên c u g n đây, t c đ xói bãi vào kho ng 10-20m/năm h th p ñ sâu bãi trung bình 0,3-0,6m/năm t i bãi trư c đê ði u s d n ñ n hi n tư ng bi n ti n, m t ñ t vùng b nhanh chóng n u khơng có bi n pháp b o v h u hi u k p th i Trong 100 năm qua, dư i tác d ng c a ñi u ki n biên phía bi n sóng l n bão q trình xói bãi di n liên t c, nhi u l n x y v ñê ph i lùi n b o v làm m t t ng c ng kho ng 3000m bãi T ng di n tích đ t b m t kho ng 15000 (g n b ng huy n H i H u hi n nay) (Theo[9]) Bão l n v i gió t c p đ n 12 gây nhi u thi t h i v ngư i tài s n Trong kho ng th i gian 20 năm t 1976 ñ n 1995, bão ñã l y 4.028 ngơi nhà, chìm tàu đánh cá, làm 25 ngư i ch t 34 ngư i b thương V ñê d n ñ n nư c bi n tràn vào gây lũ l t nhi m m n di n r ng, m t ñ t canh tác nông nghi p Theo các s li u th ng kê cho th y có 38.273 ñ t canh tác b nhi m m n, m t mùa d n ñ n thi t h i g n 80.000 t n hoa màu Các ru ng mu i, h nuôi tôm b thi t h i n ng n Sóng l n ñôi v i thu tri u dâng gây thi t h i hàng năm cho ñê bi n Nam ð nh T năm 1976 đ n năm 1995 có kho ng 934.000m3 ñ t 30.400 m3 ñá c a ñê bi n b cu n ñi Do ñó chi phí b o trì r t l n (hàng tri u Euro) Các cơng trình b o v b b hư h ng phá h y, ñê, kè lát mái k t c u chân kè bi n Có nhi u ki u s c xu t hi n t i nh ng ño n ñê kè ñã b hư h ng H th ng ñê bi n Nam ð nh ñư c thi t k xây d ng v i hai nhi m v phịng ch ng lũ phía bi n b o v vùng đ t bên khơng b xói l Trong m i tình hu ng c n ph i có đê bi n đ b o v vùng b trũng n m sau đê có chi u r ng t ñ n 10 km B ng ch ng ñê bi n ñã t n t i h ng ngàn năm Tuy nhiên, h u h t h th ng ñê trư c ñây ñ u ñư c xây d ng ch y u d a theo kinh nghi m c a ñ a phương (ch y u d a vào kinh nghi m c a nhân dân vùng) theo phương pháp thi t k ñã l i th i Theo th i gian, h th ng ñê khơng cịn đáp ng đư c trư c ñi u ki n biên th c t Dư i m t s hình nh mơ t th c tr ng đư ng b cơng trình b o v b bi n t i H i H u vài năm g n Các hình nh ph n ánh rõ tính nghiêm tr ng gây n tư ng ñ i v i v n ñ ñang x y cho vùng b Nam ð nh HWRU-CE project - TUDelft 88 Hình 8.2 M t ño n ñê b hư h ng(H i H u 1998) Hình 8.3 ð c trưng m t c t ngang cịn l i c a m t đo n đê sau b v (Văn Lý 1995) Hình 8.4a Làng H i Tri u năm 1995 Hình 8.4b Vi t tích làng H i Tri u năm 2001 8.3 Hi n tr ng ñê kè bi n Nam ð nh HWRU-CE project - TUDelft 89 Theo VCZVA (1996), ñ d c mái c a ñê Nam ð nh thư ng ñư c thi t k theo t l 1:3 đ n 1:4; cao trình đ nh đê kho ng ñ n 5,5 m so v i cao ñ l c ñ a Thân ñê ñư c c u t o b ng v t li u ñ a phương s n có, lõi cát cát pha, mái ngồi b c đ t sét pha, đ t th t Mái ngồi đê đư c b o v b ng kè ñá ñ ho c ñã x p t ng l c h t M t s ño n ñê m i xây d ng s d ng kè lát khan b ng c u ki n bê tơng đúc s n ki u l p phương ho c t chèn, TSC-178 H th ng b o v có hai n b o v chính, n ngồi n Hình 8.5 & 8.6 mô t m t b ng h th ng m t c t ngang ñ i ñi n c a ñê Hình 8.5 Phác th o h th ng ñê kép-hai n b o v - t i b bi n H i H u Nam ð nh H th ng ñê bi n Nam ð nh chia thành ba đo n riêng bi t, ngăn cách b i c a sông theo ba huy n vùng bi n (tính theo chi u dài ñê bi n):Xuân Thu (32 km), H i H u (33 km) Nghĩa Hưng (26 km) M t c t thi t k : - M c nư c thu tri u thi t k MSL+ 2,29m (t n su t vư t 5%); chi u cao nư c dâng bão +1,0m; M c nư c thi t k MSL + 3,29 m - Kho ng t an tồn đ nh đê : 0,21m; - Cao trình đ nh đê + 5,50m (tính tốn v i sóng leo mái d c 1:4); ð d c mái đê phía bi n 1:4, đ d c mai đê (phía đ t li n) 1:2; Chi u r ng đ nh 4÷5m; Mái đê đư c b o v b ng kè theo hai d ng: - Dư i MSL +3,5m chi u dày 45cm (tính theo cơng th c Hudson đ i v i kè ñá ñ t do); kích thư c c u ki n thi t k 0,50 x 0,50 x 0,45, tr ng lư ng trung bình x p x 250kg Trên MSL +3,5 m chi u dày kè 0,3m T ng l c: chi u dày l p s i 25 l p cát 15 cm, ñ t l p sét pha dày 70÷50cm HWRU-CE project - TUDelft 90 500 +5.5m +3.29(+MSL)-DWL -0.50 m Hình 8.6 M t c t ngang n hình đê kè bi n Nam ð nh M c đính u c u: ng d ng phương pháp thi t k ng u nhiên đ đánh giá đ an tồn đê Nam ð nh v i s li u cho ðánh giá cho ño n ñê ñi n hình t p trung vào ch phá ho i ch y u liên quan ñ n: o Các v n ñ liên quan ñ n biên thu ñ ng h c o Các v n ñ liên quan ñ n biên ñ a k thu t o Các v n đ liên quan đ n tốn k t c u cơng trình Các tính tốn phân tích ñ i v i ñê bi n Nam ð nh ví d áp d ng theo phương pháp tính tốn c p đ II 8.4 Tóm t t lý thuy t Vi c tính tốn xác su t phá h ng c a m t thành ph n ñư c d a hàm ñ tin c y c a t ng ch phá h ng Hàm ñ tin c y Z ñ c thi t l p c vào tr ng thái gi i h n tương ng v i ch phá h ng ñang xem xét, hàm c a nhi u bi n tham s ng u nhiên Theo đó, Z