nghiên cứu quá trình xói mòn hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia consolid

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-1: Những nét chính đê biển Bắc bộ 4 Bảng 1-2: Những nét chính đê biển miền Trung 8 Bảng 2-1: Tiêu chuẩn sóng tràn (Eurotop, 2007) 29 Bảng 2-2: Các tham số cơ bản chi phối tính chất sóng tràn qua đê. 31 Bảng 2-3:Các hệ số thực nghiệm trong công thức Owen(1980 cho đê mái nhẵn 38 Bảng 2-4: Nghiên cứu sóng tràn qua đê mái dốc 42 Bảng 3-1: Các chỉ tiêu mẫu sét chế bị 49 Bảng 3-2: Thành phần hạt mẫu sét chế bị. 50 Bảng 3-3: Tổng hợp kết quả thí nghiệm trên các thiết bị 57 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 0THình 1.1 Mặt cắt điển hình đê biển bắc bộ0T 5 0THình 1.2 Mặt cắt điển hình đê biển miền Trung0T 8 0THình 1.3 Mặt cắt điển hình đê biển miền Nam0T Error! Bookmark not defined. 0THình 1.4. Trồng cỏ Vetiver chống xói bảo vệ mái phía đồng0T 15 0THình 1.5: Thảm tạo nên bằng dây cáp và các cầu kiện0T 17 0THình 1.6: Thảm bằng các cấu kiện bê tông lắp ghép0T 17 0THình 1.7: Bố trí tổng thể neo gia cố0T 18 0THình 1.8. Hệ thống mỏ hàn ở vùng biển Hà Lan0T 19 0THình 1.9. Hệ thống đê giảm sóng ở bờ biển Nhật Bản0T 20 0THình 1.10. Trồng cây chắn sóng ở Cà Mau0T 21 0THình 1.11. Nuôi bãi nhân tạo để tạo bờ biển0T 21 0THình 1.12. Trồng phi lao trên bãi biển chống cát bay0TError! Bookmark not defined. 0THình 1.13:Cơ chế mất ổn định đê biển (nguồn: Pilarczyk)0T Error! Bookmark not defined. 0THình 2.1: Sóng tràn qua đỉnh đê0T 28 0THình 2.2: Lượng tràn trung bình cho phép (CEM-US, 2002)0T 30 0THình 2.3: Các dạng sóng vỡ: nhảy vỡ và dâng vỡ0T Error! Bookmark not defined. 0THình 2.4: Số lượng thí nghiệm sóng tràn qua các năm (theo Verhaeghe và các cộng sự, 2003) 0T Error! Bookmark not defined. 0THình 2.5: Xác định độ dốc mái đê quy đổi trong trường hợp mái phức hợp (có cơ ngoài, theo TAW, 2002) 0T Error! Bookmark not defined. 0THình 2.6: Số liệu sóng tràn với kết cấu hình học đê và điều kiện sóng khác nhau (TAW, 2002) 0T 42 0THình 2.7: Phạm vi bao quát của cơ sở dữ liệu sóng tràn (theo Verhaeghe và cộng sự, 2003) 0T 45 0THình 3.1: Diễn biến mẫu sau 1 giờ ngâm nước0T 51 0THình 3.2 : Diễn biến mẫu sau 20 ngày ngâm nước0T 52 0THình 3.3 : Thiết bị nén một trục của Ý0T 53 0THình 3.4 : Quan hệ ứng suất biến dạng của các mẫu nén nở hông0T 0Ttự do sau thời gian 6 ngày0T 53 0THình 3.5 : Quan hệ ứng suất biến dạng của các mẫu nén nở hông0T 0Ttự do sau thời gian 15 ngày0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.6 : Quan hệ ứng suất biến dạng của các mẫu nén nở hông0T 0Ttự do sau thời gian 30 ngày0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.7 : Thiết bị nén ba trục-TRIAX100 của Ý0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.8: Quan hệ ứng suất biến dạng của các mẫu nén ba trục không phụ gia0T 0Tsau thời gian 6 ngày0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.9: Quan hệ ứng suất biến dạng của các mẫu nén ba trục 2% phụ gia0T 0Tsau thời gian 6 ngày0T 57 0THình 3.10 : Diễn biến mẫu sau 3 tháng để khô tự nhiên0T 58 0THình 3.11: Thiết bị thí nghiệm xác định tỉ lệ cấp phối0TError! Bookmark not defined. 0THình 3.12: Xe chuyên dụng tưới phụ gia Consolid và nước0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.13: Xe chuyên dụng rải phụ gia Solidry0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.14: Máy lu rung đầm chặt đất nền0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.15: Khu giải trí Davos, Thụy Sỹ0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.16: Ao hồ trong khu giải trí Isparta, Thổ Nhĩ Kỳ0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.17: Đường ven biển tại Argentina0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.18: Đường giao thông vùng nông thôn tại Argentina0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.19: Đường giao thông ngoại ô tại Brasil0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.20: Đường giao thông tại Manilla, Phillipin0T . Error! Bookmark not defined. 0THình 3.21: Đường giao thông vùng nông thôn tại Honduras0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.22: Đường giao thông ven sông tại Turquia, Thổ Nhỹ Kỳ0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.23: Đường băng sân bay tại Thổ Nhĩ Kỳ0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.24: Một số hình ảnh thi công nền đường sắt0T 67 0THình 3.25: Hình ảnh thi công làm mặt bằng0T 67 0THình 3.26: Mô hình thiết kế khu công nghiệp Rotterdam – Hà Lan0T 68 0THình 3.27: Đường đua xe công thức 10T 68 0THình 3.28: Mặt sân tennis0T 68 0THình 3.29: Đường đua xe đạp địa hình0T 69 0THình 3.30: Sân golf0T 69 0THình 3.31: Hình ảnh đập nước điển hình0T 69 0THình 3.32: Hồ chứa nước0T 69 0THình 3.33: Mương thủy lợi0T 69 0THình 3.34: Bê tông đất nền theo phương pháp truyền thống0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.35: Consolid đất nền0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.36: Rãnh đào đặt đường ống0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.37: Chế tạo gạch không nung0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.38: Nhà ở thông thường tại Ấn độ0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.39 Nhà ở tại Mexico0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.40: Nhà ở thông dụng tại Burkinafaso0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.41: Nhà ở truyền thống tại Liberia0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.42: Sửa chữa cục bộ mặt đường0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.43 : Đào khuôn đường và san rải vật liệu0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.44 : Thí nghiệm độ ẩm đất nền hiện trường0T 0Tvà độ ẩm của hỗn hợp sau khi trộn0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.45 : Rải bột Solidry và trộn đều hỗn hợp bằng máy phay chuyên dụng0TError! Bookmark not 0THình 3.46 : Pha trộn và tưới dung dịch phụ gia Consolid0T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.47 : Thi công khuôn đường vệt thứ 20T Error! Bookmark not defined. 0THình 3.48 : Pha trộn và tưới dung dịch SA44/LS40 và phay trộn hỗn hợp0T 77 0THình 3.49 : Thi công khuôn đường đoạn thử số 20T 78 0THình 3.50 : Trải bạt, san rải và ủ vật liệu0T 79 0THình 4-1: Bản đồ tỉnh Nam Định0T Error! Bookmark not defined. 0THình 4-2: Một đoạn đê biển Giao Thủy - Nam Định0T . Error! Bookmark not defined. 0THình 4-3: Tuyến đê biển Giao Thủy - tỉnh Nam Định0TError! Bookmark not defined. 0THình 4-4: Giao diện chương trình BREID0T Error! Bookmark not defined. 0THình 4-5: Mặt cắt đê tính toán0T Error! Bookmark not defined. 0THình 4-6: Biến đổi mực nước tại một vị trí trên mái (t=1h40’ đến 4h trong bão)0T Error! Bookmark n 0THình 4-7: Cấu tạo hình học và lớp phủ mái đê0T Error! Bookmark not defined. 0THình 4-8,9,10,11,12,13: Nhập số liệu phần mềm BREID0T Error! Bookmark not defined. 0THình 4-14: Chạy chương trình BREID0T Error! Bookmark not defined. 0THình 4-15: Đường quan hệ giữa hệ số mái hạ lưu và chiều sâu xói0T Error! Bookmark not defined. 0THình 4-16: Tính ổn định mái hạ lưu tuyến đê Hải Hậu-Nam Định với0T 0Thệ số mái m’=3.00T Error! Bookmark not defined. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Kết quả nêu trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kì công trình nghiên cứu nào khác. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Học viên. Nguyễn Toàn Thắng LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng công trình thủy đề tài: “Nghiên cứu quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia CONSOLID" được hoàn thành với sự giúp đỡ tận tình của các thày giáo, cô giáo trong Khoa Công trình, Phòng đào tạo đại học và sau đại học, Bộ môn thủy công Trường đại học Thủy lợi cùng các bạn bè và đồng nghiệp. Tác giả xin chân thành cảm ơn các thày giáo, cô giáo, gia đình, bạn bè & cơ quan đã tạo điều kiện cho tác giả trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp. Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến GS.TS Ngô Trí Viềng, NCS Nguyễn Văn Thìn đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Tuy đã có những cố gắng nhất định, nhưng do thời gian và năng lực nghiên cứu còn nhiều hạn chế, vì vậy cuốn luận văn này chắc chắn còn nhiều thiếu sót, tác giả kính mong thày giáo, cô giáo, bạn bè và đồng nghiệp góp ý để tác giả có thể tiếp tục học tập và nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày 30 tháng 11 năm 2011 Tác giả Nguyễn Toàn Thắng MỤC LỤC 1TPHẦN MỞ ĐẦU1T 1 1TCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN KHI CÓ SÓNG TRÀN QUA 1T 4 1T1-1: Hiện trạng đê biển Việt Nam.1T 4 1T1-2: Tổng quan các giải pháp bảo vệ mái đê biển1T 13 1T1-3: Nguyên nhân hư hỏng đê biển khi có sóng tràn qua1T 22 1T1-4: Nhận xét,đánh giá1T 26 1TCHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT SÓNG TRÀN1T 27 1T2-1: Các tham số cơ bản1T 27 1T2-2: Nghiên cứu trên mô hình vật lý về lưu lượng sóng tràn trung bình1T 35 1T2-3: Sóng tràn qua đê mái dốc1T 37 1T2-4: Cơ sở dữ liệu sóng tràn1T 44 1T2-5: Nhận xét1T 46 1TCHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU CONSOLID1T 47 1T3-1: Lịch sử phát triển.1T 47 1T3-2: Tính chất của vật liệu CONSOLID1T 49 1T3-3 : Phạm vi ứng dụng1T 59 1T3-4: Vấn đề ứng dụng CONSOLID ở Việt Nam1T 72 1T3-5: Nhận xét1T 81 1TCHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN1T 82 1T4-1: Giới thiệu công trình.1T 82 1T4-2: Giới thiệu chương trình tính toán.1T 90 1T4-3: Các bước thực hiện.1T 92 1T4-4: Kết quả tính toán và nhận xét.1T 101 1TKẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ1T 104 1TI. Những kết quả đạt được của luận văn1T 104 1TII. Những tồn tại1T 105 1TIII. Kiến nghị1T 105 1TTÀI LIỆU THAM KHẢO1T 107 Học viên: Nguyễn Toàn Thắng 1 Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia CONSOLID PHẦN MỞ ĐẦU I. Tính cấp thiết của đề tài: Đê biển ở Việt Nam trong những năm qua được quan tâm đầu tư và củng cố,song các tuyến đê mới được nâng cấp chống được bão cấp 9,10 với mực nước triều tần suất 5%. Trên thực tế những năm gần đây bão xảy ra ở nước ta có lúc lên đến cấp 11,12 và trên cấp 12 đã gây sóng mạnh dữ dộivà tràn qua nhiều đoạn đê biển ở miền Bắc nước ta làm vỡ đê gây thiệt hại nghiêm trọng về người và của, như cơn bão số 2 và 7 năm 2005 vào Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định,Ninh Bình, Thanh Hoá và ảnh hưởng đến Nghệ An, Hà Tĩnh gây thiệt hại hàng nghìn tỷ đồng. Trên thế giới cũng vậy, theo một số kết quả phân tích đã cho thấy biến đổi khí hậu đang làm gia tăng thiên tai. Trong khoảng 15 năm nay, tại khu vực châu Á xuất hiện 2 cơn bão lớn, giết hàng trăm nghìn người, năm 1993 cơn bão đổ bộ vào Bangladesh đã gây nước dâng làm 138.000 người chết và mất tích, gây thiệt hại tài sản vô cùng to lớn. Gần đây, năm 2008, cơn bão Nargis đổ bộ vào Miến Điện kèm nước dâng tới 6m đã làm khoảng 140.000 người chết và mất tích. đặc biệt sóng thần 2004 tại Ấn Độ Dương làm chết 300.000 người và hàng triệu người mất nhà cửa. Bão mạnh thường kèm theo nước dâng giúp cho sóng đánh trực tiếp vào bờ, tràn qua đê gây xói lở và vỡ đê gây thiệt hại lớn vùng ven biển. Vì vậy cần phải nghiên cứu bảo vệ đê biển. mà một trong những bộ phận quan trọng là bảo vệ mái đê biển khi có sóng tràn qua. Đề tài “Nghiên cứu quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia Consolid” nhằm góp phần vào các giải pháp khoa học công nghệ tăng cường ổn định mái đê biển càng có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. II. Mục đích của đề tài: Nghiên cứu biện pháp gia cố mái đê biển bằng phụ gia Consolid để bảo vệ khi có sóng tràn qua. Học viên: Nguyễn Toàn Thắng 2 Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia CONSOLID III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: - Điều tra, khảo sát, đánh giá các biện pháp gia cố mái đê biển - Sử dụng mô hình toán kết hợp thực nghiệm. IV. Kết quả đạt được: - Đánh giá được nguyên nhân hư hỏng và mất ổn định mái đê biển khi có sóng tràn qua. - Tìm được giải pháp tối ưu gia cố mái đê biển. - Ứng dụng tính toán. V. Nội dung luận văn: Phần mở đầu: 1. Tính cấp thiết của đề tài 2. Mục đích của đề tài 3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 4. Dự kiến kết quả đạt được 5. Nội dung của luận văn. Chương 1: Tổng quan các kết cấu đê biển khi có sóng tràn qua 1-1 Các dạng đê biển ở Việt Nam và thế giới khi có sóng tràn qua 1-2 Đặc điểm và điều kiện làm việc 1-3 Đánh giá nguyên nhân hư hỏng 1-4 Nhận xét. Chương 2: Cơ sở lý luận 2-1 Các dạng mất ổn định đê khi có sóng tràn qua 2-2 Cơ chế phá hoại mái đê biển 2-3 Mô hình toán xói lở mái khi có sóng tràn 2-4 Kết luận. [...]... 1.1 Nghiên cứu quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia CONSOLID Học viên: Nguyễn Toàn Thắng 14 Luận văn thạc sĩ Sơ đồ 1.1 Các hình thức kè bảo vệ Nghiên cứu quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia CONSOLID Học viên: Nguyễn Toàn Thắng 15 Luận văn thạc sĩ * Kè bảo vệ mái đê bao gồm: - Kết cấu hạt... văn thạc sĩ Chương 3: Vật liệu đất có pha trộn phụ gia Consolid 3-1 Nguyên lý làm việc của Consolid 3-2 Ứng dụng công nghệ phụ gia Consolid để bọc thân đê 3-3 Kết cấu đê biển khi sử dụng phụ gia Consolid để gia cố 3-4 Kết luận Chương 4 : Ứng dụng tính toán 4-1 Giới thiệu công trình 4-2 Quá trình xói lở mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua 4-3 Tính toán xói lở mái đê biển bằng đất khi có sóng tràn. .. đưa ra khái niệm lượng tràn trên con sóng và lượng tràn lớn nhất trên con sóng Nghiên cứu quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia CONSOLID Học viên: Nguyễn Toàn Thắng 28 Luận văn thạc sĩ Hình 2.1: Sóng tràn qua đỉnh đê 2.1.2 Lượng tràn cho phép Cần nhấn mạnh rằng trong quá trình thiết kế đê biển sẽ dẫn đến khái niệm lượng sóng tràn cho phép hay còn... và xói lở mái đê biển khi ứng dụng phụ gia Consolid 4-5 Nhận xét kết quả tính toán Kết luận và kiến nghị I Những kết quả đạt được của luận văn II Những tồn tại và kiến nghị Tài liệu tham khảo Nghiên cứu quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia CONSOLID Học viên: Nguyễn Toàn Thắng Luận văn thạc sĩ 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ... tới hạn Khi cần thiết phải thay đổi phương pháp thi công và trong Nghiên cứu quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia CONSOLID Học viên: Nguyễn Toàn Thắng 26 Luận văn thạc sĩ một số trường hợp đặc biệt thậm chí phải thay đổi toàn bộ thiết kế Có thể gặp trường hợp này khi thi công những đê lớn trên nền đất yếu Sóng tràn gây xói mái, mất ổn định mái. .. đe biển điển hình và cơ sở áp dụng cho từng vùng cụ thể Nghiên cứu quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia CONSOLID Học viên: Nguyễn Toàn Thắng 27 Luận văn thạc sĩ CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT SÓNG TRÀN 2.1 Các tham số cơ bản Các khái niệm, thuật ngữ, và ký hiệu cơ bản sau đây về sóng tràn được sử dụng thống nhất trong quá trình nghiên cứu: 2.1.1 Sóng. .. thời gian nhất định và cỏ được chăm sóc tốt Ở Hà Lan có rất nhiều công trình nghiên cứu về cường độ của cỏ và các kết quả nghiên cứu này tập hợp thành cuốn TAW, 1998 Hình 1.4 Trồng cỏ Vetiver chống xói bảo vệ mái phía đồng Nghiên cứu quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia CONSOLID Học viên: Nguyễn Toàn Thắng 16 Luận văn thạc sĩ Cơ chế tải trọng và. .. lũ có vận tốc cao có thể phá bờ, mở cửa sông mới từ phía trong Đối với đê biển, các cơ chế mất ổn định mất được K.W.Pilarczyk mô tả trong Hình4-1 a Mực nước biển cao tràn đỉnh đê b Sóng vỗ tràn nước qua đỉnh đê c Trượt vòng cung mái đê phía biển d Trượt mái đê phía bên trong e Xói lở cục bộ mái đê phía biển f Trượt mái đê phía biển do đất bị hoá lỏng Nghiên cứu quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có. .. phù sa Hàm lượng bùn cát tăng khi tuyến đê càng ở xa cửa sông Nghiên cứu quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia CONSOLID Học viên: Nguyễn Toàn Thắng 6 Luận văn thạc sĩ - Bộ phận bảo vệ: Mái đê cửa sông, ven biển Bắc bộ phần lớn được bảo vệ bằng cỏ Những đoạn chịu tác dụng trực tiếp của sóng được bảo vệ bằng kè lát mái, hoặc tấm bê tông kết hợp... Nhượng, đê Hội Thống ( Hà Tĩnh) Nghiên cứu quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia CONSOLID Học viên: Nguyễn Toàn Thắng Luận văn thạc sĩ 10 - Một vấn đề tồn tại lớn đối với đê biển Bắc Trung Bộ là hệ thống cống dưới đê hầu hết được xây dựng từ vài chục năm trước đây với kết cấu tạm bợ và đang bị xuống cấp nghiêm trọng Cần có quy hoạch lại, sửa chữa và . Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia CONSOLID III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: - Điều. quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia CONSOLID CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN KHI CÓ SÓNG TRÀN QUA 1.1. Hiện. Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu quá trình xói mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn qua và biện pháp gia cố mái đất bằng phụ gia CONSOLID PHẦN MỞ ĐẦU I. Tính cấp thiết của đề tài: Đê biển ở Việt