Thiết kế đê và kè biển ppsx

Đ Đ ạ ạ i H i H ọ ọ c Th c Th ủ ủ y L y L ợ ợ i i – – Khoa K Khoa K ỹ ỹ Thu Thu ậ ậ t B t B ờ ờ Bi Bi ể ể n n Chương 10 THIẾT KẾ ĐÊ VÀ KÈ BIỂN phần I K45B, 9/2007 Thiều Quang Tuấn Đ Đ ạ ạ i H i H ọ ọ c Th c Th ủ ủ y L y L ợ ợ i i – – Khoa K Khoa K ỹ ỹ Thu Thu ậ ậ t B t B ờ ờ Bi Bi ể ể n n NỘI DUNG 1. Chức năng nhiệm vụ thiết kế của đê và kè biển 2. Cơ chế hư hỏng 3. Thiết kế đê và kè mái Đ Đ ạ ạ i H i H ọ ọ c Th c Th ủ ủ y L y L ợ ợ i i – – Khoa K Khoa K ỹ ỹ Thu Thu ậ ậ t B t B ờ ờ Bi Bi ể ể n n Chân kè Mái kè Cơ ngoài Mái trên Đỉnh đê Cơ trong Mái trong Nư ớ c c a o Bãi trước Nư ớc t h ấp Thân đê 1. Chức năng nhiệm vụ thiết kế của đê và kè Đ Đ ạ ạ i H i H ọ ọ c Th c Th ủ ủ y L y L ợ ợ i i – – Khoa K Khoa K ỹ ỹ Thu Thu ậ ậ t B t B ờ ờ Bi Bi ể ể n n Đê Đê : : Ngăn hoặc hạn chế vùng đất thấp phía sau khỏi bị ngập lụt K K è è : : Chống xói mòn vật liệu bờ, thân đê dưới tác dụng của sóng và dòng chảy 1. Đủ cao (với tần suất thiết kế) 2. Kín nước 3. Ổn định (cơ chế hư hỏng) 4. Chống được xói mòn 5. Thuận tiện đi lại, bảo dưỡng 6. Phù hợp cảnh quan & Đáp ứng yêu cầu 1. Chức năng nhiệm vụ thiết kế của đê và kè Đ Đ ạ ạ i H i H ọ ọ c Th c Th ủ ủ y L y L ợ ợ i i – – Khoa K Khoa K ỹ ỹ Thu Thu ậ ậ t B t B ờ ờ Bi Bi ể ể n n 2. Cơ chế hư hỏng phá hoại đê Đ Đ ạ ạ i H i H ọ ọ c Th c Th ủ ủ y L y L ợ ợ i i – – Khoa K Khoa K ỹ ỹ Thu Thu ậ ậ t B t B ờ ờ Bi Bi ể ể n n Xói mái trong Cát Hải 7/2005 Sóng tràn Đ Đ ạ ạ i H i H ọ ọ c Th c Th ủ ủ y L y L ợ ợ i i – – Khoa K Khoa K ỹ ỹ Thu Thu ậ ậ t B t B ờ ờ Bi Bi ể ể n n Nư Nư ớ ớ c dâng c dâng Cát Hải Đ Đ ạ ạ i H i H ọ ọ c Th c Th ủ ủ y L y L ợ ợ i i – – Khoa K Khoa K ỹ ỹ Thu Thu ậ ậ t B t B ờ ờ Bi Bi ể ể n n Nước tràn đỉnh, Hậu Lộc 2005 Đ Đ ạ ạ i H i H ọ ọ c Th c Th ủ ủ y L y L ợ ợ i i – – Khoa K Khoa K ỹ ỹ Thu Thu ậ ậ t B t B ờ ờ Bi Bi ể ể n n Xói mái ngoài, Hậu Lộc 2005 Đ Đ ạ ạ i H i H ọ ọ c Th c Th ủ ủ y L y L ợ ợ i i – – Khoa K Khoa K ỹ ỹ Thu Thu ậ ậ t B t B ờ ờ Bi Bi ể ể n n Tràn đỉnh, vỡ đê Hải Hậu 11/2005 [...]...3 Thiết kế đê và kè mái 3.1 Điều kiện biên cho thiết kế đê & kè 3.2 Mực nước thiết kế và cao trình đỉnh đê 3.3 Phân tích hình học đê 3.4 Kết cấu áo kè 3.5 Chân kè và công trình chuyển tiếp Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển 3 Thiết kế đê và kè mái - điều kiện biên Điều kiện hình thái: tốc độ xói, loại xói, mặt cắt ngang bãi trước đê Điều kiện dân sinh kinh tế: tần suất thiết kế 1/10, 1/20... đỉnh đê Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển 3.2 Mực nước thiết kế và cao trình đỉnh đê Thành phần cấu thành cao trình đỉnh đê biển Đỉnh đê = MNTK+Sóng leo+Dâng cao MNTB+Dao động (gió giật)+Phòng lún MNTK = MNTB + (Thủy triều thiên văn)max + Nước dâng thiết kế (do gió) Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển 3.2 Mực nước thiết kế và cao trình đỉnh đê Zđê = MNTK + Asl + Dâng cao MNTB+Dao động (gió... Bờ Biển Điều kiện sóng thiết kế Lưu ý: • Hs trước chân đê ít nhạy cảm với Hs0 • Hs trước chân đê nhạy cảm với độ sâu nước Vì vậy cho mục đích thiết kế đê: -> Cần mô hình nước dâng tiên tiến -> Chỉ cần mô hình sóng đơn giản -> Cần biết địa hình bãi trước đê • Chu kỳ sóng là tham số quan trọng chọn Tp , Tm-1.0, hay Tm ? Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển 3.2 Mực nước thiết kế và cao trình đỉnh đê. .. 2004) Lưu ý: chỉ là nước dâng chưa bao gồm thủy triều ! Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Đ.K Thủy lực - Sóng thiết kế: Hs, Tp, β Biết: Hs0, Tp, β0 tại biên nước sâu Cho bài toán thiết kế: tham số sóng trước chân công trình Hs, Tp, β ??? Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Điều kiện sóng nước sâu thiết kế P1: Phân bố dài hạn (cực hạn) chiều cao sóng (dài hạn: sóng cực hạn quan sát trong nhiều... Xác định theo tần suất thiết kế p = 1/10, 1/20 năm,… Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Điều kiện sóng thiết kế P2: Tính từ gió (nếu sóng do gió địa phương) Các tham số: Đà gió F, Vận tốc gió U, Thời gian thổi Tg, Độ sâu nước h Đà gió hiệu quả {Fi (cos βi ) 2 } Fe = ∑ ∑ cos βi chương trình: CRESS WADIBE SWAN Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Điều kiện sóng thiết kế P3: Sóng bị hạn chế... Kỹ Thuật Bờ Biển 3.2.1 Mực nước thiết kế MNTK Quy phạm thiết kế hiện nay: (14-TCN-130-2002) Tổ hợp bão cấp 9, triều 5% ??? : gió 47∼54 Mph + triều 5% MNTK = MNTB + Mực nước Nước dâng “Thủy triều” 5 % ??? + Nước dâng 20% Lưu ý: thủy triều thiên văn là tất định không có tính tần xuất 14-TCN-130-2002: • Khái niệm “triều” không rõ ràng • Phối hợp tần suất không khoa học • Tần suất thiết kế đê không xác... kiện dân sinh kinh tế: tần suất thiết kế 1/10, 1/20 ??? Điều kiện biên thủy lực: 1 Mực nước biển TB 2 Thủy triều thiên văn (triều thiên văn cực đại) 3 Nước dâng (theo tần suất t.k) 4 Sóng thiết kế tại biên nước sâu: Hs, Tp, θ Vật liệu thân đê và mái kè Điều kiện địa chất đất nền Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển 3.1- Điều kiện biên thủy lực Các mực nước: • MNTB (xem hải đồ) • Triều thiên văn • Nước... nước dâng ứng với Ptk • Từ gió thiết kế (U, F, T, D) Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Phân bố dài hạn nước dâng (Hook of Holland – Hà Lan) 120 năm quan trắc Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Phân bố dài hạn nước dâng – Hải Hậu Số năm quan trắc ??? Với Tần suất p = 1/25 năm chiều cao nước dâng tại Hải Hậu là 1.6 m 25 Chu kỳ lặp lại (năm) (NC của ĐH Lund và Viện Cơ học, 2004) Lưu ý: chỉ... dâng cao MNBTB (cm) 1985-2030 Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển 3.2.2 Sự dâng cao của MNTB 10-20 cm/100 năm Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển 3.2.3 Chiều cao sóng leo thiết kế Khái niệm sóng leo/sóng rút mái nhẵn mái nhám Lưu ý: chiều cao sóng leo đã bao gồm chiều cao nước dềnh do sóng Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Tiêu chuẩn 2% sóng leo (R2%) Quan hệ Hs and Ru là tuyến tính... thủy triều thiên văn: • Là tất định, có thể đo đạc và tính toán chính xác (không có tính tần xuất) • Tính chất phụ thuộc vào khu vực, đặc điểm địa hình đáy • PP tính toán thủy triều tại một vị trí: - đo đạc mực nước đủ dài và phân tách các thành phần điều hòa - dùng các TP điều hòa để xác định biên độ triều lớn nhất Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Đ.K Thủy lực - Nước dâng (do gió) 02 phương . vụ thiết kế của đê và kè biển 2. Cơ chế hư hỏng 3. Thiết kế đê và kè mái Đ Đ ạ ạ i H i H ọ ọ c Th c Th ủ ủ y L y L ợ ợ i i – – Khoa K Khoa K ỹ ỹ Thu Thu ậ ậ t B t B ờ ờ Bi Bi ể ể n n Chân kè Mái. mái 3.1. Điều kiện biên cho thiết kế đê & kè 3.2. Mực nước thiết kế và cao trình đỉnh đê 3.3. Phân tích hình học đê 3.4. Kết cấu áo kè 3.5. Chân kè và công trình chuyển tiếp Đ Đ ạ ạ i H i H ọ ọ c. vỡ đê Hải Hậu 11/2005 Đ Đ ạ ạ i H i H ọ ọ c Th c Th ủ ủ y L y L ợ ợ i i – – Khoa K Khoa K ỹ ỹ Thu Thu ậ ậ t B t B ờ ờ Bi Bi ể ể n n 3. Thiết kế đê và kè mái 3.1. Điều kiện biên cho thiết kế đê