Luận văn tính toán kết cấu kè biển

LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu và tìm hiểu, tác giả đã hoàn thành Luận văn Thạc sỹ với đề tài: “Nghiên cứu đánh giá những tiến bộ khoa học và tồn tại của các kết cấu bảo vệ bờ biển ở dự án Hàm Tiến Mũi Né, tỉnh Bình Thuận” Lời đầu tiên tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo GS.TS. Nguyễn Văn Mạo đã tận tình hướng dẫn hướng dẫn khoa học, đã định hướng và chỉ bảo tận tình cho tôi trong suốt thời gian làm luận văn. Thầy giáo không chỉ hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn, mà hơn nữa hai thầy đã cho tôi những kiến thức về một lĩnh vực khoa học mới với nhiều điều thú vị mà trước đây tôi chưa từng được biết và có cơ hội tiếp cận.. Tôi chân thành cảm ơn các thầy cô giáo và các cán bộ Phòng Đào tạo Đại học và sau Đại học, Khoa Công trình trường Đại học Thủy Lợi cùng tất cả các thầy cô giảng dạy lớp Cao học CH20C.ĐH2, đã tạo điều kiện và truyền dạy kiến thức cho chúng tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Nhân dịp này tôi cũng bày tỏ sự cảm ơn trân trọng đến lãnh đạo và đồng nghiệp Trung tâm Quản lý dự án và xây dựng công trình nông nghiệp & phát triển nông thôn, tỉnh Bình Thuận – nơi tôi công tác, đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn của mình. Bình Thuận, tháng 11 năm 2014 Tác giả luận văn NGUYỄN QUANG HỢP CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢN CAM KẾT Tôi là: Nguyễn Quang Hợp Học viên lớp: 20C-ĐH2 Tôi xin cam đoan luận văn Thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu đánh giá những tiến bộ khoa học và tồn tại của các kết cấu bảo vệ bờ biển ở dự án Hàm Tiến Mũi Né, tỉnh Bình Thuận” là công trình nghiên cứu của bản thân tôi. Các thông tin, tài liệu, bảng biểu, hình vẽ… lấy từ nguồn khác đều được trích dẫn nguồn đầy đủ theo quy định. Nếu có gì sai trái tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm theo quy định của nhà trường. Ninh Thuận, tháng 11 năm 2014 Tác giả luận văn NGUYỄN QUANG HỢP MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG................................................................................................6 ................................................................................................................................... 7 DANH MỤC HÌNH ẢNH.......................................................................................8 PHẦN MỞ ĐẦU......................................................................................................1 CHƯƠNG 1.............................................................................................................. 5 TỔNG QUAN CỦA DỰ ÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TRONG LUẬN VĂN.............................................................................................................. 5 1.1.1 Đặt vấn đề.........................................................................................................5 1.1.2. Tóm tắt điều kiện tự nhiên của dự án...............................................................6 1.1.3. Giới thiệu tóm tắt nội dung NC-ĐHTL-98......................................................6 1.1.4. Các tiểu dự án kè bảo vệ bờ đã được thực hiên ở bờ biển HT-MN.................8 1.2.1 Đặc điểm của kết cấu. [5].................................................................................9 1.2.1. Xây dựng theo một tiêu chí chung.................................................................11 1.2.1. Các phân tích kết cấu và ổn định MLGBT đã và đang thực hiện ở Việt Nam. [5].............................................................................................................................11 1.3.1. Nội dung phương pháp tính công trình theo lý thuyết độ tin cậy [4].............13 1.3.2. Các giả thiết...................................................................................................15 1.3.3. Các bước thực hiện bài toán...........................................................................15 1.3.6. Tính độ tin cậy của hệ thống [4]....................................................................17 1.4.1 Đặt vấn đề.......................................................................................................18 1.4.2 Nội dung phương pháp MCA.........................................................................18 1.4.3 Ưu, nhược điểm phương pháp MCA.....................................................20 1.4.3.1 Ưu điểm...............................................................................................20 1.4.3.2 Nhược điểm.........................................................................................20 CHƯƠNG 2............................................................................................................ 22 BÁO CÁO KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG..............................................................22 2.2.1 Quan sát và đánh giá Dự án kè bảo vệ chống xói từ K8 + 735 đến K 9 + 405 (Gọi tắt là Dự án ĐHTL).........................................................................................25 2.2.2 Quan sát và đánh giá Dự án thử nghiệm ANTIERO Việt – Bỉ (Gọi tắt là Dự án ANTIERO)..........................................................................................................28 2.2.3 Quan sát và đánh giá Dự án kè bảo vệ bờ K12+200 đến K14+ 200. (Gọi tắt là Dự án Bình Thuận)..................................................................................................30 2.2.4 Đo đạc phục vụ tính toán................................................................................32 2.2.4.1 Yêu cầu đo đạc....................................................................................33 2.2.4.2 Nội dung đo đạc..................................................................................34 2.2.4.2 Thống kê kết quả đo đạc.....................................................................37 2.2.4.3 Đánh giá kết quả đo hiện trạng các kết cấu........................................41 CHƯƠNG 3............................................................................................................ 43 TÍNH ĐỘ TIN CẬY AN TOÀN CỦA CÁC KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI BỜ BIỂN HÀM TIẾN MŨI NÉ..................................................................................43 3.3.1. Nhận biết hệ thống.........................................................................................48 3.3.2. Cây sự cố và hàm tin cậy...............................................................................48 3.3.3. Tính độ tin cậy an toàn của cấu kiện thoe bài toán cấp độ II.........................50 3.3.3.1 Nội dung các bước tính................................................................................50 3.3.3.2 Các biến ngẫu nhiên.....................................................................................51 3.3.3.3. Xác định hàm mật độ xác suất của các chuổi số liệu thống kê bằng phần mềm Bestfit.............................................................................................54 3.3.1.3. Tính toán xác suất hư hỏng và độ tin cậy của các cấu kiện lát mái kiểu TSC- 178 trong thân mảng theo cấp độ II bằng phần mềm VAP..........58 CHƯƠNG 4............................................................................................................ 62 PHÂN TÍCH SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP MCA...............................................62 4.3.1. Đánh giá hiệu quả về khoa học kỹ thuật của các kết cấu trong các dự án dựa trên các tiêu chí sau:.................................................................................................63 4.3.2. Đánh giá hiệu quả của các dự án ĐHTL, dự án Antiero và dự án Bình Thuận theo các tiêu chí sau:................................................................................................65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...............................................................................70 TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................73 PHẦN PHỤ LỤC.....................................................................................................1 DANH MỤC BẢNG Bảng 1-1: Đặc điểm kết cấu của ba dự án............................................................10 Bảng 2-1:Thống kê kết quả đo cường độ bê tông các cấu kiện lát mái thuộc dự án ĐHTL................................................................................................................38 Bảng 2-2:Thống kê kết quả đo cường độ bê tông các cấu kiện tường trọng lực thuộc dự án ANTIERO.........................................................................................39 Bảng 2-3:Thống kê kết quả đo cường độ bê tông các cấu kiện tường chắn sóng thuộc dự án Bình Thuận.......................................................................................39 Bảng 2-4:Thống kê kết quả đo cường độ bê tông các cấu kiện lát mái TSC -178 thuộc dự án Bình Thuận.......................................................................................39 Bảng 2-5: Thống kê kết quả đo chuyển vị theo phương ngang các....................40 cấu kiện lát mái TSC -178 thuộc dự án ĐHTL....................................................40 Bảng 2-6: Thống kê kết quả đo chuyển vị theo phương đứng các.....................40 cấu kiện lát mái TSC -178 thuộc dự án ĐHTL....................................................40 Bảng 2-7: Thống kê kết quả đo chuyển vị theo phương ngang các....................40 cấu kiện lát mái TSC -178 thuộc dự án Bình Thuận...........................................40 Bảng 2-8: Thống kê kết quả đo chuyển vị theo phương đứng các.....................40 cấu kiện lát mái TSC -178 thuộc dự án Bình Thuận...........................................40 Bảng 2-9: Thống kê kết quả đo hệ số mái dốc bảo vệ kè Dự án ĐHTL.............40 Bảng 2-10: Thống kê kết quả đo hệ số mái dốc bảo vệ kè Dự án ĐHTL...........40 Bảng 2-9: Thống kê kết quả đo hệ số mái dốc bảo vệ kè Dự án Bình Thuận....41 Bảng 3.1: Chuỗi số liệu khảo sát trọng lượng của các cấu kiện.........................52 ngẫu nhiên trong mảng.........................................................................................52 Bảng 3.2: Chiều cao sóng (Hs) tại chân công trình.............................................52 Bảng 3-3: Quan hệ giữa chiều cao sóng Hs và hệ số Kn của cấu kiện TSC178.53 Bảng 3-4: Hệ số Kn ứng với các giá trị chiều cao sóng tính toán Hs.................53 Bảng 3-5: Chuỗi số liệu thống kê trọng lượng riêng của bê tông tỷ trọng ∆.....53 Bảng 3.6: Các biến ngẫu nhiên của cơ chế mất ổn định cấu kiện......................59 Bảng 3.7: Xác suất xảy ra sự cố của cơ chế mất ổn định cấu kiện TSC-178 thuộc dự án ĐHTL................................................................................................59 Bảng 3-8: Ảnh hưởng của các biến ngẫu nhiên đến cơ chế mất ổn định cấu kiện TSC -178................................................................................................................. 60 Bảng 4-1.................................................................................................................. 66 Bảng 4-2.................................................................................................................. 67 Bảng 4-3.................................................................................................................. 67 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1....................................................................................................................... 1 Hình 2....................................................................................................................... 2 Hình 3....................................................................................................................... 2 Hình 4....................................................................................................................... 2 Hình 1-1 Kết quả tinh dòng chảy và nước dâng....................................................7 Hình 1-2: Các cấu kiện bê tông liên kết ma sat kiểu TSC-178...........................10 Hình 1-3: Phân bố xác suất của hàm Z................................................................13 Hình 1-4: Ba loại mô hình hệ thống.....................................................................17 Hình 2-1: Hiện trạng vùng dự án Hàm Tiến - Mũi Né.......................................22 Hình 2-2.................................................................................................................. 23 Hình 2-3.................................................................................................................. 24 Hình 2-4.................................................................................................................. 24 Hình 2-6: Mắt cắt ngang điển hình của dự án.....................................................26 Hình 2-7.................................................................................................................. 26 Hình 2-8a................................................................................................................ 27 Hình 2-8b................................................................................................................ 27 Hình 2-9: Kết cấu chân kè ống bê tông cốt thép đổ đầy đá hộc.........................28 Hình 2-10: Mặt cắt ngang điển hình của dự án...................................................29 Hình 2-11................................................................................................................ 29 Hình 2-12................................................................................................................ 30 Hình 2-13................................................................................................................ 31 Hình 2-14a.............................................................................................................. 31 Hình 2-14b.............................................................................................................. 32 Hình 2-15................................................................................................................ 33 Hình 2- 16............................................................................................................... 34 Hình 2-17................................................................................................................ 34 Hình 2-18................................................................................................................ 35 Hình 2-19................................................................................................................ 35 Hình 2-20................................................................................................................ 36 Hình 2-21................................................................................................................ 36 Hình 2-22................................................................................................................ 37 Hình 2-23: Sơ đồ đánh số cấu kiện Dự án Bình Thuận......................................37 Hình 2-24: Sơ đồ đánh số cấu kiện Dự án Bình Thuận......................................38 Hình 3-1: Cấu tạo của một MLGBT....................................................................44 Hình 3-2: Cây sự cố MLGBT liên kết ma sát......................................................45 Hình 3-3: Sơ đồ hệ thống MLGBT liên kết ma sát............................................47 Hình 3-4.................................................................................................................. 49 Hình 3-5: Các bước tính toán độ tin cậy..............................................................51 Hình 3-1a: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng cấu kiện mái – Dự án ĐHTL ................................................................................................................................. 54 Hình 3-1b: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng cấu kiện mái – Dự án Bình Thuận..................................................................................................................... 55 Hình 3-1c: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng cấu kiện mái – dự án Antiero ................................................................................................................................. 55 Hình 3-2: Hàm mật độ xác suất của chiều cao sóng Hs......................................55 Hình 3-3: Hàm mật độ xác suất của hệ số Kn.....................................................56 Hình 3-4a: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng riêng của bê tông (γbt) – dự án ĐHTL................................................................................................................57 Hình 3-4b: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng riêng của bê tông (γbt) – Dự án B.Thuận............................................................................................................. 57 Hình 3-4c: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng riêng của bê tông (γbt) – Dự án Antiero............................................................................................................... 57 Hình 3-5a: Hàm mật độ xác suất của tỷ trọng ∆ – Dự án ĐHTL.......................58 Hình 3-5b: Hàm mật độ xác suất của tỷ trọng ∆ – Dự án B.Thuận...................58 Hình 3-5c: Hàm mật độ xác suất của tỷ trọng ∆ – Dự án Antiero.....................58 Hình 3-6: Ảnh hưởng của các biến ngẫu nhiên đến xác suất xảy ra sự cố của cơ chế mất ổn định cấu kiện mái kè – Dự án ĐHTL m=4,09..................................61 Hình 3-7: Ảnh hưởng của các biến ngẫu nhiên đến xác suất xảy ra sự cố của cơ chế mất ổn định cấu kiện mái kè – Dự án Bình Thuận, m=4,18........................61 Hình 3-8: Ảnh hưởng của các biến ngẫu nhiên đến xác suất xảy ra sự cố của cơ chế mất ổn định cấu kiện mái kè – Dự án Antiero, m=2,51................................62 1 PHẦN MỞ ĐẦU I. Tính cấp thiết của Đề tài: Đoạn bờ biển Hàm Tiến Mũi Né là một đoạn bờ biển trong vòng cung đường bờ Mũi Né. Dây cung theo hướng Đông - Tây, từ Mũi Né đến mũi Can dài 10 km, R= 8,5 km. Vị trí công trình trên bản đồ hành chính tỉnh Bình Thuận(Hình 1) ĐOẠN HÀM TIẾN - MŨI NÉ Hình 1 2 Một số kết cấu bảo vệ bờ biển Hàm Tiến Mũi Né, Tỉnh Bình Thuận(Hình 2, 3, 4) Hình 2 Hình 3 Hình 4 3 Đây là vùng kinh tế tổng hợp Nông – Lâm - Ngư nghiệp, Du lịch, trong đó du lịch là trung tâm của Bình Thuận, nổi tiếng của cả nước. Khu du lịch Hàm Tiến Mũi Né là một trong những khu du lich biển kết hợp nghỉ dưỡng thu hút nhiều khách du lich trong nước và quốc tế. Đây là một trong những khu du lich xanh khá lý tưởng, với những lợi thế với những vị trí địa thế tự nhiên, điều kiện khí hậu, môi trường và cảnh quan và cũng là điểm đến của du lich văn hóa lễ hội. Bờ biển Hàm Tiến Mũi Né có đường bờ loại đụn cát, bãi cát bị xói lở (tốc độ 5÷10 m/năm). Từ năm 1995 đến 2003 nhiều nghiên cứu ứng dụng tiến bộ khoa học, công nghệ và dự án đã được thực hiện nhằm khắc phục tình trạng xói lở đoạn đường bờ này. Trong đó có nhiều dự án thử nghiệm kết cấu mới. Vì vậy hiện nay ở đoạn bờ biển này đã được bảo vệ bằng nhiều loại kết cấu được thi công ở các thời điểm khác nhau và có những cải tiến khác nhau. Đến nay các kết cấu này đã làm việc được 10÷15 năm. Để có cơ sở khoa học lựa chọn kết cấu có nhiều tiến bộ để phát triển ra các dự án khác cũng như có những bổ sung cần thiết để kết cấu tiếp tục làm việc được tốt hơn cần tiến hành các nghiên cứu tổng kết so sánh những tiến bộ và tồn tại của những kết cấu bảo vệ bờ ở dự án Hàm Tiến Mũi Né tỉnh Bình Thuận. Một trong những ứng dụng tiến bộ khoa học về tính toán cho các loại kết cấu bảo vệ bờ biển đó chính là lý thuyết xắc suất thống kê và tính độ tin cậy. Phương pháp này đã và đang phát triển, thịnh hành ở các nước có nhiều bờ biển như Hà Lan, Đức, Mỹ… và đã nâng độ chính sác trong tính toán nghiên cứu. II. Mục đích của Đề tài: Áp dụng các tiến bộ của các phương pháp phân tích và tính toán công trình để nâng cao độ chính xác của các phân tích nhằm rút ra nhưng bài học lý thuyết và thực tiễn từ các dự án thử nghiệm khoa học. III. Phương pháp nghiên cứu và công cụ sử dụng: Phương pháp phân tích thống kê. Ứng dụng lý thuyết độ tin cậy và phân tích MCA. IV. Kết quả đạt được: Đánh giá được khả năng làm việc hiện hữu của từng kết cấu. 4 Tổng kết so sánh những tiến bộ khoa học và tồn tại của những kết cấu bảo vệ bờ biển ở dự án Hàm Tiến Mũi Né tỉnh Bình Thuận. Lựa chọn được kết cấu bảo vệ bờ biển làm việc hợp lý ở dự án Hàm Tiến Mũi Né tỉnh Bình Thuận. 5 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CỦA DỰ ÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TRONG LUẬN VĂN 1.1. Giới thiệu Dự án 1.1.1 Đặt vấn đề Bờ biển Hàm Tiến – Mũi né (HT-MN) dài 12 km chiếm 1/5 chiều dài bờ biển vịnh Phan Thiết, tỉnh Bình thuận. Nơi này được đánh giá là nơi có cảnh quan và điều kiện phát triển có hạng của ngành du lịch, đồng thời là nơi cung cấp nhiều đặc hải sản của thành phố Phan Thiết. Khu du lịch Hàm Tiến và Thành phố Phan Thiết là một trong những khu vực du lịch biển kết hợp nghỉ dưỡng mới hình thành nhưng được rất nhiều du khách trong nước và quốc tế biết đến. Đây là một trong những khu vực “du lịch xanh” khá lý tưởng, với những lợi thế về vị trí điạ thế tự nhiên, điều kiện khí hậu, môi trường và cảnh quan của khu vực mà cũng là điểm đến của “du lịch văn hóa – lễ hội”. Những thập niên cuối của thế kỉ XX đoạn bờ biển này xẩy ra xói lở một cách nghiêm trọng, với tốc độ biển tiến vào bờ bình quân từ 5 đến 10 m/năm đã ảnh hưởng xấu đến hoạt động kinh tế xã hội trong vùng. Các khu vực bờ biển bị xâm thực là tài nguyên vô giá mà tự nhiên đã ưu đãi cho ngành Du lịch của Thành Phố Phan Thiết, vì vậy việc nghiên cứu đề xuất giải pháp công trình hữu hiệu nhằm khắc phục triệt để tình hình xói lở đoạn này bờ biển đồng thời đảm bảo tính mỹ quan cuả một quần thể du lịch sinh thái trở nên cấp bách. Từ năm 1999 bờ biển Hàm Tiến Mũi Né đã xây dựng được nhiều tiểu dự án theo dự án nghiên cứu khả thi của Trung tâm khoa học và triển khai kỹ thuật Thủy Lợi – Trường Đại Học Thủy Lợi (NC-ĐHTL-98). Trong đó các tiểu dự án áp dụng các kết cấu cải tiến sử dụng các phương pháp tính hiện đại để phân tích kết cấu và công nghệ hoàn thiên các kết cấu mới. Các dự án đến nay đã làm việc hơn 15 năm. Luận văn lựa chọn. Luận văn lựa chọn dự án này làm đối tượng nghiên cứu nhằm rút ra những bài học về những tiến bộ khoa học và tồn tại của các kết cấu bảo vệ bờ biển ở dự án Hàm Tiến – Mũi Né, tỉnh Bình Thuận. 6 1.1.2. Tóm tắt điều kiện tự nhiên của dự án Bờ biển HT-MN là đoạn bờ khúc khuỷu gồm nhũng bộ phận bào mòn và tích tụ. Khoảng 85% diện tích tự nhiên là bãi cát và cồn cát cao biến động theo mùa. Trừ một số đoạn đường bờ là đá còn lại chủ yếu là cát thô bở rời hoặc đất pha cát dễ bị xâm thực. Gió ở đây thay đổi theo mùa. Mùa Đông, gió trong đất liền là gió Đông hoặc Đông Bắc, mùa hè gió Tây hoặc Tây Nam. Tháng chuyển mùa là tháng năm và tháng mười. Trong những tháng này hướng gió không ổn định. Kết quả đo tại trạm Phan thiết, tốc độ gió bình quân năm là 4,7 m/s, tốc độ gió bình quân năm lớn nhất là 25 m/s, tốc độ gió lớn nhất năm ứng với tần suất 1 % là 28,3 m/s Thống kê từ năm 1981 – 1997 trung bình bốn năm có một trận bão hoặc áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào Bình Thuận. Thời gian có bão hoặc áp thấp nhiệt đới vào tháng 10 chiếm khoảng 29,2%, tháng 11 chiếm khoảng 38,3 %, tháng 12 chiếm khoảng 16, 6%. Thủy triều ở đây chuyển tiếp từ nhât triều ở phía Bắc sang bán nhật triều ở phía Nam. Vào các tháng 10, tháng 11 và tháng 12 thường xuất hiện biên độ triều lớn từ 1,5 - 2m . Nước dâng do gió khi có bão khoảng 2,2 m , nước rút 0,7 m. Chiều cao sóng biển hs1% từ 2-2,5 m Dòng chảy ven bờ không chịu ảnh hưởng của cửa sông, chủ yếu chịu ảnh hưởng của sóng và thủy triều. Bùn cát ở đây gồm các hạt cát thô bở rời, đường kính hạt từ 0,1- 1,0 mm không có thành phần hạt sét. Bùn cát di chuyển qua lại theo mùa gió. 1.1.3. Giới thiệu tóm tắt nội dung NC-ĐHTL-98 Dự án đã sử dụng mô hình Typhoon- Model – Jelexlianxki- 1965 - 1966 (TM- JL-65- 66) để xác định trường vận tốc , nước dâng do bão, làm cơ sở đánh giá hiện trạng xói lở, xác định các chỉ tiêu tiêu thiết kế và đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ cho bờ biển hàm tiến Mui né. Hình 1 là trường vận tốc dòng chảy và đường nước dâng do gió Tây Nam. 7 Hình 1-1 Kết quả tinh dòng chảy và nước dâng Kết quả sử dụng TM- JL-65 tính với các số liệu cua bão Tess đổ bộ vào Bình Thuận ngày 6/11/1988 , bão cấp 10 với vận tốc gió 28 m/s cho giá trị nước dâng lớn nhất ở khu vực HT-MN là 2,27m và nước rút là 0,74m. Giải bài toán thủy động lực ( TĐ – MD) viết cho vùng nước nông ven bờ bằng phương pháp số đã được tốc độ lớn nhất của dòng chảy theo hướng Đông khi có bão cấp 11 là 1,61 m/s, khi có bão cấp 12 là 1,79m/s và theo hướng Bắc với bão cấp 11 là 0,46 m/s, với bão cấp 12 là 0,52m/s. Các tính toán đã chỉ ra khi có bão, do ảnh hưởng của nước dâng và nước rút tạo ra dòng ven bờ có vận tốc khá lớn diễn ra trong khoảng từ 1-2 h. Kết hợp việc phân tích các kết quả tính toán bằng các mô hình TM- JL-65 và TĐ – MD với các phân tích các số liệu điều tra hiện trạng, khảo sát đo đac địa hình, địa chất, khí tượng thủy văn ở khu vực nghiên cứu đã tìm ra hai khu vực đang diễn biến xói lở mạnh mẽ. Ở đây có sự phù hợp giữa các phân tích lí thuyết và thực tiễn, xem hình 1. Kết luận của NC-ĐHTL- 98 về nguyên nhân chủ yếu gây ra hiện tượng xói lở bờ biển HT-MN là do các yếu tố ngoại sinh, sóng và gió thịnh hành theo các hướng Tây Nam và Đông- Bắc luân phiên nhau trong năm. Khi thời tiết đột biến như dông, áp thấp nhiệt đới và bão thì hiện tượng xói lở ở đây diễn ra càng mạnh mẽ và phức tạp. 8 Giải pháp bảo vệ bờ của NC-DHTL- 98 là: cách bờ 200 – 300 m xây dựng đê ngầm phá sóng, thiết kế với bão cấp 12, sóng tác dụng vào bờ chỉ còn tương đương khi xẩy ra bão cấp 9 – 10. Tại các đoạn hiện tượng xói đang xẩy ra mạnh mẽ xây dựng các kè bão vệ bờ được thiết kế làm việc với bão cấp 9 – 10. Dự án được chia làm hai giai đoạn đầu tư. Giai đoạn I từ 1999 – 2000 xây dựng các kè bảo vệ bờ. Giai đoạn II từ 2001- 2010 xây dựng tuyến đê ngầm phá song. Cho đến nay Dự án mới chỉ dừng ở giai đoạn I. 1.1.4. Các tiểu dự án kè bảo vệ bờ đã được thực hiên ở bờ biển HT-MN Trên cơ sở nhưng nghiên cứu NC-ĐHTL-98, Dưới đây là một số dự án trong đó có ứng dụng các tiến bộ khoa học và kết cấu được nghiên cứu cải tiến của Việt Nam. (1) Dự án kè bảo vệ chống xói từ K8 + 735 đến K 9 + 405 (Dự án ĐHTL) Dự án này do Trung tâm Khao học và Triển khai kĩ thuật thủy lợi, trường Đại học Thủy lợi thiết kế công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng Bình Thuận thi công trong thời kì chống xói khẩn cấp trước 1999. (2) Dự án thử nghiệm ANTIERO Việt – Bỉ (Dự án ANTIERO) Tiểu dự án thử nghiệm này do trung tâm Triển khai kĩ thuật thủy lợi, trường Đại học Thủy lợi thiết kế công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng Bình Thuận thi công (2001-2003) bảo vệ bờ từ K 9 + 560 đến K 9+860 . Kết cấu vỏ kè cũng là mảng lắp ghép bằng những cấu kiện bê tông đúc sẵn liên kết ma sát, các cấu kiện thuộc kiểu TSC – 178 nhưng có cải tiến ở bề mặt để giảm mức độ xâm thực. Chân kè là hai hàng ống bê tông có tiết diện lục giác, trong bỏ đá hộc, kiểu KC- HWRU – 2001. (3) Dự án kè bảo vệ bờ K12+200 đến K14+ 200. (Dự án Bình Thuận) Dự án này do tư vấn Bình Thuận thiết kế và công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng Bình Thuận thi công. Kết cấu vỏ kè ở dự án này là mảng lắp ghép bằng những cấu kiện bê tông đúc sẵn ( liên kết ma sát TSC- 178, chân kè là hai hàng ống 9 bê tông, tiết diện lục giác, trong là đá hộc, kiểu KC- HWRU – 2001, tường đỉnh kè xây bằng bê tông. 1.2. Đặc điểm của các tiểu dự án Nhiệm vụ của dự án dựa trên cơ sở NC-DHTL- 98 xác định các tiêu chí đối với các tiểu dự án xây dựng kè bảo vệ bờ như sau : 1.2.1 Đặc điểm của kết cấu. [5] Các cấu kiện được dùng trong các kết cấu chống sóng bảo vệ mái kè tại ba tiểu dự án ĐHTL, dự án Antiero dự án Hàm Tiến Mũi Né là là các cấu kiện bê tông kiểu TSC-178. Trong kết cấu, các cấu kiện càng liên kết chặt chẽ với nhau thì lực ma sát giữa chúng càng lớn, càng có lợi về mặt ổn định cho kết cấu. Các nghiên cứu cải tiến đã xử lí mặt tiếp xúc giữa các cấu kiện bằng cách vát xiên hoặc tạo gờ có quy luật, khi lắp ghép các cấu kiện tự chèn khít vào nhau, khi đó lực ma sát giữa các cấu kiện được tăng lên rõ rệt. Các cấu kiện lắp ghép với nhau tạo thành một lớp phủ trên bề mặt mái dốc cần bảo vệ. Trong kĩ thuật thủy lợi, lớp này được gọi là lớp vỏ kè, cả kết cấu gọi là kè bảo vệ mái dốc. Kè bảo vệ mái dốc lắp ghép bằng các cấu kiện bê tông đúc sẵn thường được chia ra thành các mảng độc lập. Kích thước của mảng tùy thuộc vào quy mô của kè. Chiều dài của mảng lấy theo phương của mái dốc. Giới hạn trên của mảng là đỉnh kè, giới hạn dưới là chân kè, giới hạn bên là các mảng tiếp theo hoặc bờ. Các cấu kiện trong mảng được đặt trên tầng lọc ngược, các biên trên, biên dưới, hai bên là các kết cấu liên kết chặt xuống mái dốc. Mỗi mảng lắp ghép bằng các cấu kiện bê tông đúc sẵn (MLGBT) là một hệ kết cấu linh hoạt làm việc tương tác trong ba môi trường Nước – Đất – Công trình. Mức độ linh hoạt của kết cấu càng cao thì khả năng duy trì ổn định của hệ thống kết cấu càng tốt.(Hình 1-2) 10 Hình 1-2: Các cấu kiện bê tông liên kết ma sat kiểu TSC-178 Sự giống nhau của các kết cấu của ba dự án ĐHTL, dự án Antiero và dự án Bình Thuận là đều sử dụng cấu kiện lát mái kiểu TSC-178 nhưng lại có những được cải tiến ở các mức độ khác nhau về đỉnh kè, chân kè và hệ số mái dốc. (Bảng 1-1) TT Cấu kiện lát mái Hệ số mái dốc Kết cấu chân kè Kết cấu đỉnh kè Dự án ĐHTL Kiều TSC -178 m=4 Hai hàng ống buy hìnhtròn, đặt so le Tường đá xây vữa Dự án Antiero Kiều TSC -178 m = 2,5 Hai hàng ống buy hình Dự án Bình thuận Kiều TSC -178 m=4 Hai hàng ống buy hình lục giác kiểu KC- lục giác kiểu KC-HWRU- HWRU-2001, đặt so le Tường trọng lực 2001, đặt so le Tường bê tông Bảng 1-1: Đặc điểm kết cấu của ba dự án 11 1.2.1. Xây dựng theo một tiêu chí chung Tiêu chí của các tiểu dự án được dựa trên cơ sở NC-ĐHTL-98: (1) Đảm bảo điều kiện ổn định khi làm việc trong các điều kiện thiết kế: Mực nước triều ứng với tần suất 20% là + 1,05 m, mực nước triều thấp nhất là – 1,41 m, chiều cao nước dâng do bão 2,20 m, chiều cao nuơc rút do bão là 0,7 m, sóng tính toán với vận tốc gió 25 m/s ( hs1% = 2,5 m , λ = 3,5 m , τ = 5 s ) (2) Bảo vệ bờ, giữ đươc bãi cát phục vụ du lịch, tộn tạo cảnh quan môi trường, đáp ứng yêu cầu du lịch và hoạt động bình thường của ngư dân trong khu vực (3) Các kết cấu kè linh hoạt, dễ biến dạng theo nền để duy trì ổn định tổng thể và ổn định cục bộ, vật liệu làm kè có khả năng chống xâm thực của nước biển, thuận tiện cho duy tu bảo dưỡng (4) Kinh phí đầu tư hợp lí phù hợp với tính chất của dự án. 1.2.1. Các phân tích kết cấu và ổn định MLGBT đã và đang thực hiện ở Việt Nam.[5] Tải trọng và các tác động lên kè bảo vệ mái dốc bao gồm các lực phát sinh từ môi trường nước như lực thủy tĩnh, lực sóng…và các lực phát sinh từ điều kiên địa kĩ thuật của môi trường đất như áp lực thấm, áp lực nước đẩy nổi … Cũng như các loại kết cấu bảo vệ mái dốc khác, MLGBT liên kết ma sát có thể bị mất ổn định tổng thể như bị lún không đều, bị trượt theo mặt tiếp xúc với mái dốc hoặc bị trượt theo khối trượt của mái dốc. Cơ chế phá hoại làm tách rời các phần tử bao gồm các cấu kiện thuộc mảng và các kết cấu ở các biên dẫn đến MLGBT liên kết ma sát bị phá hoại có nhiều điểm khác so với các loại kết cấu kè khác. Giới hạn một cấu kiện tách ra khỏi mảng đã được nghiên cứu rất chi tiết, Cơ chế phá hoại cũng như tiêu chuẩn ổn định tùy thuộc vào từng loại cấu kiện và từng loại liên kết giữa các cấu kiện trong mảng. Kết quả nghiên cứu thí nghiệm MLGBT liên kết ma sát trong máng sóng và mô phỏng sự làm việc của mảng trên mô hình cơ học trong các phòng thí nghiệm của viện khoa học thủy lợi Việt Nam và trường Đại học Thủy lợi năm 1995, cũng như theo dõi sự làm việc của mảng ở ngoài hiện trường cho thấy: khi một cấu kiện 12 trong mảng bị tách rời ra khỏi mảng hoặc các kết cấu ở biên bị mất ổn định, nếu không khắc phục kip thời mảng sẽ bị sóng phá hoại hoàn toàn. Vì vậy hiện nay trong các tính toán ổn định MLGBT liên kết ma sát lấy giới hạn liên kết của các cấu kiện trong mảng và giới giới hạn liên kết các kết cấu ở các biên làm tiêu chuẩn phá hoại của mảng Trong các tính toán thiết kế hiện nay, ổn định của hầu hết các loại cấu kiện thuộc MLGBT liên kết ma sát được xét trong diều kiện cân bằng đẩy nổi . Một số cấu kiện có cải tiến hình dạng nhằm tăng diện tích tiếp xúc, giới hạn phá hoại còn được căn cứ vào độ lớn của quá trình chuyển vị của cấu kiện bị đẩy ra khỏi mảng. Ổn định của các kết cấu biên được đánh giá theo cơ chế phá hoại của kiểu kết cấu và hình thức liên kết với nền là mái dốc. MLGBT liên kết ma sát là một kết cấu không gian phức tạp, không thuộc vào các loại kết cấu truyền thống. Ở Việt Nam đã có một số phân tích kết cấu đã chọn loại kết cấu này làm đối tượng nghiên cứu. Phân tich kết cấu MLGBT liên kết ma sát dựa trên cơ sở xem mảng là kết cấu trên nền. Sử dụng sơ đồ dầm trên nền đàn hồi để tính mảng theo các bài toán phẳng. Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn, trong sơ đồ dầm trên nền đàn hồi thay thế các vị trí tiếp xúc bằng những phần tử ảo, kết quả tính toán gần đúng với quy luật phá hoại mảng trong mô hình thí nghiêm. Phân tích này cũng được xem như là một phân tích gần đúng có thể tham khảo trong các thiết kế. Phần lớn các tính toán thiết kế MLGBT liên kết ma sát hiện nay được dựa trên điều kiện ổn định đẩy nổi của các cấu kiện và ổn định của các kết cấu ở biên để quyết định điều kiện ổn định của mảng. Mặt khác các tính toán mới được xét với các tổ hợp tải trọng định trước cho từng kết cấu độc lập. Mối quan hệ làm việc có tính hệ thống của mảng cũng như tính ngẫu nhiên của các tải trọng chưa được xét tới. Hay nói một cách khác các tính toán đang được thực hiện theo mô hình thiết kế truyền thống, trong đó chỉ số đánh giá an toàn kết cấu là các hệ số an toàn. Hiện nay nhiều nước trên thế giới sử dụng mô hình thiết kế xác suất để tính toán các công trình bảo vệ bờ. Việt Nam vẫn đang thực hiện các tính toán này theo 13 mô hình thiết kế truyền thống. Đây là một trong những hạn chế của lĩnh vực công trình bảo vệ bờ ở Viêt Nam cần sớm được cải thiện. Luận văn áp dụng phương pháp lý thuyết độ tin cậy để tính độ tin cậy an toàn cho kè bảo vệ bờ biển ở ba dự án ĐHTL, dự án Antiero và dự án Bình Thuận. 1.3 Giới thiệu tóm tắt lý thuyết độ tin cậy 1.3.1. Nội dung phương pháp tính công trình theo lý thuyết độ tin cậy [4] Lý thuyết độ tin cậy đã được hình thành và phát triển dựa trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê và sớm được ứng dụng vòa kiểm tra chất lượng sản phẩm công nghiệp. Hiện nay lý thuyết này đã và đang được phát triển trong các ứng dụng vào lĩnh vực công trình xây dựng như: nhà cao tầng, công trình giao thông, công trình bến cảng, công trình thủy lợi… Nội dung phương pháp tính công trình theo lý thuyết độ tin cậy có thể tóm tắt như sau: Gọi một tổ hợp tải trọng bất kỳ tác dụng lên công trình là N và đặc trưng của kết cấu bao gồm tính chất vật liệu đảm bảo cho khả năng chịu tải trọng của công trình là thông số chịu tải R. trong một trạng thái giới hạn, tương ứng với một cơ chế phá hoại có thể thiết lập được một quan hệ hàm số được gọi là hàm tin cậy. Z=R–N (1-1) Hàm tin cậy Z là một hàm có nhiều biến và tham số ngẫu nhiên. Một dạng phân bố xác suất của hàm Z như hình 1-2. Hình 1-3: Phân bố xác suất của hàm Z Công trình được xem có sự cố khi Z < 0, điểm tương ứng với giá trị xác suất sự cố thuộc vùng có sự cố. Công trình được xem là an toàn khi Z > 0, điểm tương 14 ứng với giá trị xác suất an toàn thuộc vùng an toàn. Ranh giới giữa vùng an toàn và không an toàn có giá trị Z = 0. Tương ứng với trường hợp không xảy ra sự cố, xác suất đảm bảo an toàn của công trình là: P(R>N) hay P (Z>0) (1-2) Trong các tính toán an toàn công trình, xác suất an toàn được đối chiếu với xác suất an toàn tiêu chuẩn (Ptc), được xác định theo các tiêu chuẩn thiết kế. Trong các bài toán xác suất không phụ thuộc vào thời gian xảy ra xác suất sự cố (Psc) và xác suất an toàn (Pat) có tổng là 1, xác suất xảy ra sự cố được tính theo công thức 3-30. Psc = 1 – Pat (1-33) Khi các hàm tải trọng và hàm sức chịu tải có phân bố phù hợp với quy luật chuẩn thì hàm mật độ xác suất của N và R được viết theo (1-4) và (1-5).  1  N − N 2    , -∞ < N < ∞ f (N ) = . exp −  σ N . 2π  2  σ N   (1-4)  1  R − R 2    , -∞ < R < ∞ f ( R) = . exp −  σ R . 2π  2  σ R   (1-5) 1 1 Khi đó hàm được thành lập từ kỳ vọng toán học của hàm Z cũng có dạng phân phối chuẩn. (1-6) Z = R−N Độ lệch chuẩn của hàm Z được tính theo công thức 1-35. σ Z2 = σ N2 + σ R2 (1-7) Trong các công thức (1-4), (1-5), (1-6) và (1-7): Z , R, N và σ N , σ R , σ Z lần lượt là các giá trị bình quân số học (kỳ vọng toán học) và độ lệch chuẩn của hàm phân phối tải trọng N, sức chịu tải R và hàm tin cậy Z. Xác suất đảm bảo an toàn cho công trình không bị phá hoại được tính:  1  R − R 2   dZ P = P ( Z > 0) = ∫ . exp −   2  σ R   0 σ R . 2π ∞ 1 (1-8) 15 Xác suất đảm bảo an toàn của công trình là đại lượng tường minh để đánh giá độ tin cậy về an toàn một bộ phận hoặc của công trình. Tránh những vướng mắc về độ chính xác do lấy số thập phân khi tính xác suất, trong tính toán người ta thường sử dụng chỉ số tin cậy (β) thay cho xác suất (P). Chỉ số β được xác định theo công thức 1-9. β= Z R−N = σZ σ R2 + σ N2 (1-9) Ý nghĩa các thành phần trong công thức 1-9 như trong các công thức từ 1-32 đến 1-35. Trường hợp hàm độ tin cậy Z có dạng phân phối chuẩn thì xác suất P và độ tin cậy β của hàm Z quan hệ với nhau theo công thức 1-10. P = P(Z>0) = φ (β) (1-10) Khái niệm độ tin cậy an toàn β không tường minh nhưng trong các tính toán công trình độ tin cậy tiêu chuẩn được dùng một cách phổ biến hơn là xác suất tiêu chuẩn. Quan hệ giữa xác suất P và β được thể hiện trên hình 1-3 1.3.2. Các giả thiết Xét trường hợp Z chỉ có hai biến cơ bản Z = R – S, trong đó R và S đều có phân bố chuẩn. Theo lý thuyết xác suất thống kê Z cũng có phân bố chuẩn. 1.3.3. Các bước thực hiện bài toán - Tìm kỳ vọng µ (Z ) µ ( Z ) = µ ( R) − µ ( S ) (1-11) - Tìm phương sai σ của hàm Z σ 2 ( Z ) = σ 2 ( R) − σ 2 ( S ) (1-12) - Tìm xác suất hư hỏng của công trình được tính theo 1-13 0 P{Z < 0} = ∫f Z ( Z )d Z = φ n (− β ) (1-13) −ϖ + Trong đó: f Z - là hàm mật độ xác suất của hàm độ tin cậy Z φ n (− β ) - là hàm phân bố chuẩn β - là chỉ số độ tin cậy 16 - Tìm chỉ số độ tin cậy β= µ (Z ) τ (Z ) (1-14) Trường hợp tổng quát Z là hàm ngẫu nhiên của n biến bất định X1, X2, …..Xn, giả thiết các biến độc lập lẫn nhau từng đôi một, giá trị trung bình và phương sai của các biến đã biết. Theo cách giải bài toán ở mức độ 2 là biến của hàm Z về dạng tuyến tính. Phương pháp tuyến tính hóa dựa trên cơ sở mở rộng bằng chuỗi Taylor tại điểm Xi = Xi,0 hàm được tuyến tính hóa có dạng 1-15. n  OZ  Z = Z 0 + ∑ ( X i − X i ,0 )   n =1  OX i  0 (1-15) + Trong đó: Z0 là giá trị của hàm Z tại điểm Xi = Xi,0  OZ    là đạo hàm riêng của Z theo Xi tại điểm Xi = Xi,0  OX i  O - Kì vọng của hàm Z tính theo 1-44 n µ (Z ) = Z 0 + ∑ n =1   OZ   µ ( X ) − X  i i,0      OX i  0  2 (1-16) - Phương sai của hàm Z   OZ   σ ( Z ) = ∑ σ X i    i =1   OX i  O   n 2 2 (1-17) - Xác suất hư hỏng được tính P( Z < 0 ) = 0 ∫ f ( Z )d Z Z = φn ( − β ) (1-18) −ϖ Cách gán X0 cho giá trị trung bình của Xi được gọi là phương pháp gần đúng theo giá trị trung bình. Có thể thực hiện phương pháp gần đúng khác là điểm nằm trên đường giới hạn. Tại đó hàm mật độ xác suất có giá trị lớn nhất và được xác định theo công thức (1-47). + Trong đó: α i = X i ,0 = µ ( X i ) − α i βτ ( X i ) (1-19) τ ( X i ) σZ τ ( Z ) σX i (1-20) 17 Trong thực tế tìm được điểm thiết kế một cách trực tiếp là rất khó khăn (trừ Z là hàm tuyến tính ) do đó cần được xác định bằng cách thử dần. Trường hợp các biến cơ bản không có dạng phân bố chuẩn có thể biến đổi về phân bố chuẩn tương đương. Khi đó hàm mật độ xác suất fZ (Z) và hàm phân bố xác suất có giá trị như nhau tại điểm X0. 1.3.6. Tính độ tin cậy của hệ thống [4] Trong tính toán xác suất tổng hợp của hệ thống thường gặp những bào toán liên quan tới hàm nhiều biến. Khi tính toán các hệ thống công trình như công trình thủy lợi, người tính toán không chi gặp phải những khó khăn về mặt toán học ở các hàm nhiều biến mà còn gặp phải những khó khăn về số liệu thống kê để tạo lập các biến ngẫu nhiên. Hiện nay sự phát triển của phương pháp số cũng với máy tính điện tử đã và đang giúp cho người tính giảm bớt những khó khăn trong việc giải các bài toán. Nhiều nghiên cứu cũng như một số tính toán theo hướng tiếp cận với phương pháp Monte Carlo cũng mang lại những kết quả mong muốn. Trong tính toán với mức độ xác suất ở cấp độ II có thể tìm xác suất tổng hợp của hệ thống từ các định lý cộng và nhân xác suất. Các hệ thống được mô hình hóa thành ba loại: hệ thống nối tiếp (3-3a), hệ thống song song (1-3b) và hệ thống hỗn hợp (1-3c). Z1 Z2 Z1 Z3 Z2 a) Hệ thống nối tiếp b) Hệ thống song song Z1 Z3 Z2 c) Hệ thống hỗn hợp Hình 1-4: Ba loại mô hình hệ thống 18 1.4. Phương pháp MCA [6] 1.4.1 Đặt vấn đề Để có cơ sở đánh giá những tiến bộ khoa học và tồn tại của các kết cấu bảo vệ bờ biển ở dự án Hàm Tiến Mũi Né, luận văn tiến hành đánh giá so sánh các dự án trên những tiêu chí chung. Trong thực tế có rất nhiều các phương pháp so sánh đánh giá được sử dụng như là phương tiện hỗ trợ trong các dự án liên quan đến việc ra quyết định trên thế giới, mà lựa chọn dự án là một dạng. MCA là phương pháp đánh giá các giải pháp thay thế khác nhau dựa trên một số tiêu chí, và kết hợp các đánh giá riêng rẽ vào trong một đánh giá tổng thể. Trên cơ sở đó luận văn lựa chọn MCA là một công cụ để tiến hành nghiên cứu và đánh giá dự án HTMN được lụa chon làm đối tượng nghiên cứu. 1.4.2 Nội dung phương pháp MCA MCA giúp quản lý sự phức tạp đó bằng cách chuyển đổi từ việc đánh giá định tính sang việc cho điểm số. Tất cả các phương pháp tiếp cận MCA đều hợp nhất các đánh giá thông qua tầm quan trọng của các tiêu chí và bằng các đánh giá thực hiện. Các bước thông thường trong phân tích đa tiêu chí diễn ra như sau : Bước 1: Xác định tiêu chí đánh giá. Chúng có thể đo các kết quả chính của các giải pháp thay thế dự kiến dựa trên các mục tiêu liên quan hoặc dựa trên các tác động có thể xảy ra. Xem xét cẩn thận bộ tiêu chí dự kiến để đảm bảo: - Bộ tiêu chí hoàn chỉnh (Không có tiêu chí quan trọng nào bị bỏ sót) - Không có tiêu chí dư thừa (Có thể bao gồm các tiêu chí không quan trọng hoặc các tiêu chí mà ở đó tất cả các giải pháp thay thế đều bình đẳng) - Tiêu chí có thể đo được (có thể đánh giá được – ít nhất là về mặt định tính – Một phương án thực hiện tốt như thế nào trong mối liên quan với các tiêu chí) - Tiêu chí phải độc lập với nhau (Không tính hai lần) Bước 2: Phân tích tầm quan trọng tương đối của tiêu chí (trọng số). Hầu hết các kỹ thuật MCA giúp xác định tầm quan trọng tương đối của mỗi tiêu chí trong quá trình ra quyết định. Các phương đánh giá tầm quan trọng thay đổi 19 từ các kỹ thuật đơn giản (ví dụ, so sánh các tiêu chí với nhau để xác định tầm quan trọng tương đối của chúng) cho đến các phương pháp phức tạp hơn (ví dụ: các điều tra xã hội học để xác định tầm quan trọng của mỗi tiêu chí trong một cộng đồng bị ảnh hưởng). Bước 3. Phân tích thực hiện (cho điểm). Trước khi cho điểm cho việc thực hiện, xác định xem những điều gì sẽ giúp thực hiện tốt nhất vào tồi nhất trong một bối cảnh nhất định. Có thể cho điểm thực hiện thông qua ba cách cơ bản sau : - Định giá trực tiếp qua việc thực hiện đánh giá chuyên môn, bằng cách cho điểm cho mỗi phương án (ví dụ. thang điểm 0-100) - Quyết định cách thực hiện dựa trên các chức năng của tiêu chí cụ thể, xếp theo thứ tự tịnh tiến dần từ xấu nhất đến tốt nhất - Đánh giá việc thực hiện của các phương án. Các phương pháp thay đổi – từ thực hiện việc xếp hạng đơn giản các phương án để xác định thứ tự thực hiện của chúng (ví dụ. đối với tiêu chí 1, phương án A được cho là phương án tốt nhất, nhì là B và ba là C) đến các tính toán phức tạp (dựa trên các bộ fuzzy) Bước 4: Nhân trọng số và điểm số cho mỗi phương án và rút ra điểm tổng. Điểm số của mỗi phương án tương ứng với một tiêu chí được nhân với trọng số của tiêu chí tương đó – việc này được áp dụng cho tất cả các tiêu chí. Tổng này sẽ là điểm tổng tương ứng của phương án đưa ra. Kết quả của tất cả các phương án sẽ được so sánh và phân tích. Bước 5: Phân tích độ nhạy về điểm số hoặc trọng số. Độ nhạy chỉ ra những thay đổi trong điểm số hoặc trọng số có ảnh hưởng như thế nào đến kết quả cuối cùng. Phân tích như vậy có thể cần thiết nếu: - Có những điều không chắc chắn liên quan đến việc thực hiện một số phương án theo các tiêu chí lựa chọn; hoặc - Nếu các nhà hoạch định chính sách hay các bên liên quan tranh luận về tầm quan trọng tương đối của các tiêu chí sử dụng trong phân tích 20 1.4.3 Ưu, nhược điểm phương pháp MCA 1.4.3.1 Ưu điểm - MCA cân nhắc các tiêu chí khác nhau tại cùng một thời điểm, điều này không thể thực hiện được bằng các quá trình ra quyết định thông thường dựa trên một tiêu chí đơn lẻ; MCA có thể được sử dụng để tổng hợp ý kiến của các bên liên quan vào một bản đánh giá; MCA là một phương pháp đánh giá rõ ràng và minh bạch (Ghi lại điểm số và tầm quan trọng), dễ kiểm tra và MCA có thể hỗ trợ việc giao tiếp với các nhà hoạch dịnh chính sách và đôi khi cả với cộng đồng rộng lớn hơn. - MCA làm giảm bớt tranh luận mang tính chủ quan hoặc trừu tượng; 1.4.3.2 Nhược điểm - MCA khó giúp đạt được sự đồng thuận cho các vấn đề còn nhiều tranh cãi - Bằng cách trình bày các thông tin định lượng (tập hợp điểm số), MCA có thể tạo ra những ấn tượng sai lầm về tính chính xác do trong thực tế MCA dựa nhiều vào các ý kiến chuyên gia. 1.4 Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của luận văn Để đáp ứng mục tiêu nghiên cứu, luận văn thực hiện một số nghiên cứu cụ thể sau. (1) Khảo sát đo đạc hiện trạng ba dự án (2) Phân tích độ tin cậy an toàn của cấu kiện trong mảng lắp ghép bằng các cấu kiện bê tông đúc sẵn (3) Phân tích các dự án theo phương pháp phân tích đa mục tiêu MCA 1.5. Kết luận chương 1 (1) Dự án bảo vệ bờ biển Hàm Tiến Mũi Né không chỉ là dự án có tầm quan trọng trong việc bảo vệ cho khu kinh tế du lịch tiềm năng mà còn là nơi sử dụng nhiều kết cấu mới trong đó có những kết cấu thử nghiệm. Luận văn lựa chọn dự án này làm đối tượng nghiên cứu là một lựa chọn không chỉ phù hợp với yêu cầu đào tạo mà nó se đem lại những kết quả nghiên cứu khoa học và thực tiễn. 21 (2) Luận văn sử dụng độ tin cậy an toàn kết cấu làm chỉ tiêu đánh giá an toàn của kè và sử dụng phương pháp phân tích tổng hợp để phân tích các dự án là một cách tiếp cận hiện đại với mô hình thiết kế cũng như phương pháp phân tích các dự án xây dựng nói chung cũng như dự án bảo vệ bờ biển nói riêng. (3) Trên cơ sở nghiên cứu tổng quan của dự án và phương pháp nghiên cứu dùng trong luân văn đã xác định được các nghiên cứu cụ thể đáp ứng được mục tiêu của luận văn. 22 CHƯƠNG 2 BÁO CÁO KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG 2.1 Khảo sát hiện trạng vùng dự án bờ biển Hàm Tiến - Mũi Né Bờ biển Hàm tiến – Mũi né ( HTMN) là một phần bờ biển lõm dài 12 Km , chiếm gần 1/5 chiều dài bờ biển Phan thiết. Trên bờ là các diểm dân cư xen kẽ các dịch vụ du lịch trong những vườn dừa trồng trên bãi cát. Men theo dọc bờ là đường giao thông nối liền thành phố Phan thiết với Mũi né. Có nơi mép đường chỉ cách mép bờ 4- 5 m. Sát bờ phía Tây của Mũi Né là nơi đậu thuyền của ngư dân. Hàng năm các ngư dân ở đây khai thác khoảng 10.000 tấn hải sản phục vụ cho nhu cầu chế biến và xuất khẩu. Nơi này được đánh giá là nơi có cảnh quan và điều kiện phát triển có hạng của ngành du lịch, đồng thời là nơi cung cấp nhiều đặc hải sản của Phan thiết. Đoạn bờ biển HTMN thuộc loại bờ đụn cát, bãi cát bị xói lở. Vào những năm 90 của thế kỉ XX, tốc dộ xâm thực khoảng 5-10 m/năm đã ảnh hưởng xấu đến hoạt động kinh tế xã hội trong vùng. Tỉnh Bình Thuận đã thực hiện một số biện pháp chống xói để bảo vệ bờ nhưng tình hình xói lở bờ biển vẫn chưa được cải thiện. Hình 2-1: Hiện trạng vùng dự án Hàm Tiến - Mũi Né 23 Từ năm 1999, các dự án bảo vệ bờ biển HTMN thực hiện theo nghiên cứu khả thi của Trung tâm Khao học và Triển khai kĩ thuật thủy lợi, trường Đại học Thủy lợi (NC-ĐHTL-98). Trong NC-ĐHTL-98 đã chỉ ra những vị trí có hiện tượng xói mạnh uy hiếp an toàn dân cư và cơ sở hạ tầng và lựa chọn phương án giải pháp bảo vệ bờ cho khu vực HTMN. Nghiên cứu khả thi cũng như các dự án được thực thi ở đây đã áp dụng các tiến bộ khoa học công nghệ. Một điểm nổi bật ở đây là nơi có các dự án thử nghiệm và hoàn thiện công nghệ các kết cấu cải tiến. Trong luận văn này đề cập nghiên cứu đến ba dự án đã được ứng dụng các tiến bộ khoa học và kết cấu đươc nghiên cứu cải tiến của Việt Nam. - Dự án kè chống xói bảo vệ bờ từ K8+735 đến K9+405 (Dự án này do Trung tâm Khao học và Triển khai kĩ thuật thủy lợi, trường Đại học Thủy lợi thiết kế, công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng Bình Thuận thi công trong thời kì chống xói khẩn cấp trước 1999). (Hình 2-2) Hình 2-2 - Dự án thử nghiệm ANTIERO Việt - Bỉ (Dự án thử nghiệm này do trung tâm Triển khai kĩ thuật thủy lợi, trường Đại học Thủy lợi thiết kế, Công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng Bình Thuận thi công (2001-2003) bảo vệ bờ từ K9+560 đến K9+860) (Hình 2-3) 24 Hình 2-3 - Dự án kè bảo vệ bờ từ K12+200 đến K14+200 (Dự án này do Tư vấn Bình Thuận thiết kế và Công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng Bình Thuận thi công (2003-2004)) (Hình 2-4) Hình 2-4 Tính đến nay các dự án ở đây đã làm việc được từ 12 - 15 năm. Năm 2014 chúng tôi đã tiến hành những nghiên cứu điều tra, khảo sát, đo đạc, phân tích hiện trạng các công trình chống xói bảo vệ bờ cùng với các kết quả phân tích các thông 25 tin quá trình thực hiện dự án cũng như các nghiên cứu phân tích sự làm việc của các kết cấu mới đã được thực hiện ở đây cụ thể là các kết cấu làm việc ở ba dự án nói này. Quan sát 10 km bờ biển Hàm Tiến Mũi Né ta nhận thấy, tại các vị trí xung yếu đã được xây dựng công trình chống xói bảo vệ bờ thuộc ba dự án, hiện nay qua đánh giá quan sát thực tế tại vùng dự án đã ngăn chặn được hiện tượng xói lở sạt bờ đóng góp tích cực vào việc bảo vệ các an toàn khu dân cư đồng thời tôn tạo cảnh quan phát triển du lich và bảo đảm môi trường sinh thái bền vững. Bên cạnh đó phần bờ biển ngoài ba dự án hiện nay cũng đã ổn định, hiện tượng xói bờ là không đáng kể dân cư sinh hoạt và phát triển kinh tế, du lịch bình thường. Để có cơ sở đánh giá so sánh về mặt định tính và định lượng từng dự án, luận văn tiến hành khảo sát chi tiết ba dự án nói trên. 2.2 Khảo sát chi tiết hiện trạng ba dự án Để chống sạt lở bờ biển HT-MN một cách khẩn cấp, trước năm 1999 đã có một số dự án kè bảo vệ bờ đã được xây dựng với nhiều loại kết cấu khác nhau, bao gồm những kết cấu truyền thống như kè đá, các kết cấu mới TSC- 178. Dưới đây là ba dự án trong đó có ứng dụng các tiến bộ khoa học và kết cấu được nghiên cứu cải tiến của Việt Nam. 2.2.1 Quan sát và đánh giá Dự án kè bảo vệ chống xói từ K 8 + 735 đến K 9 + 405 (Gọi tắt là Dự án ĐHTL) Dự án này do Trung tâm Khoa học và Triển khai kĩ thuật thủy lợi, trường Đại học Thủy lợi thiết kế, Công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng Bình Thuận thi công trong thời kì chống xói khẩn cấp trước 1999. Kết cấu vỏ kè ở dự án này là mảng lắp ghép bằng những cấu kiện bê tông đúc sẵn M200 (liên kết ma sát TSC- 178) đặt trên lớp hỗn hợp dăm sạn dày 15 cm, bên dưới là lớp vải lọc POLYFELT TS –55 từ cao trình +3.50m đến cao trình đỉnh chân kè –0.50m với mái dốc m=4. Chân kè là hai hàng ống buy bê tông M200 đặt so le hàng ngoài thấp hơn hàng trong 0,5m, tiết diện tròn đường kính D =1,5m, trong là đá hộc. Đỉnh ống buy hàng trong ở cao trình –0.5m đáy ống được chôn sâu 26 đến cao trình –2.50m. Đỉnh kè bằng tường đá xây vữa M100 rộng 1,50m cao 60cm, có bố trí gờ ở cao trình +3,50m đến cao trình +3,8m, cao 0,30 m. MAËT CAÉT NGANG ÑIEÅN HÌNH KEØ ÑOAÏN : HAØM TIEÁN - MUÕI NEÙ K8 + 735 ñeán KM 9+405 50 50 50 +3.8 m =1 +3.5 .5 +2.9 50 30 m=4 20 Ñaù xaây vöõa M.100 Ñaù ñeäm 2x3x4 daø y 20 cm Vaûi loï c TS-550 .0 Möïc nöôùc max +1.05 Caáu kieän beâ toâng P.Ñ.TAC-178 D = 25 cm Ñaù daêm 2x3x4 daøy 15 cm ñaàm chaët Vaû i loïc TS-550 Ñaát caùt ñaàm baèng nöôùc GHI CHUÙ 0.0 -1.50 Caáu kieän P.Ñ.TAC-178 D = 25 cm Ñaù daêm daøy 20 cm Beø ñeäm choáng luùn Vaûi loïc TS-550 Caùt haït thoâ Vaûi loïc TS-550 - KÍCH THÖÔÙC BAÛN VEÕ LAØ CM - CAO ÑOÄ LAØ M Hình 2-6: Mắt cắt ngang điển hình của dự án Hình ảnh dự án khi mới thi công xong (năm 1999) (Hình 2-7) Hình 2-7 Hiện trạng dự án tại thời điểm khảo sát năm 2014 (Hình 2-8) -0.5 -1.0 m =1 .5 -2.50 27 Hình 2-8a Hình 2-8b Quan sát và đánh giá định tính hiện trạng dự án, nhận thấy toàn bộ kết cấu kè bảo vệ bờ không có hư hỏng lớn và vẫn làm việc bình thường đảm bảo được nhiệm vụ đề ra. Kết cấu chân kè là hàng ống bê tông tiết diện tròn bên trong là đá hộc đã được cát biển che phủ. Kết cấu vỏ kè là mảng lắp ghép các cấu kiện bê tông đúc sắn (TSC-178) không bị nứt vỡ vẫn đảm bảo tính nguyên vẹn và ổn định tổng thể của mảng trên mái dốc. Kết cấu tường đỉnh kè bằng đá xây cao 0,3m vẫn ổn định không có hiện tượng nứt gãy và làm việc bình thường. Liên kết giữa tường 28 đỉnh kè và mái kè vẫn đảm bảo. Tuy nhiên theo thời gian các cấu kiện lát mái (TSC178) cũng đã bị sóng biển sâm thực mặn và bào mòn (Hình 2-8b) 2.2.2 Quan sát và đánh giá Dự án thử nghiệm ANTIERO Việt – Bỉ (Gọi tắt là Dự án ANTIERO) Tiểu dự án thử nghiệm này do trung tâm Triển khai kĩ thuật thủy lợi, trường Đại học Thủy lợi thiết kế Công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng Bình Thuận thi công (2001-2003) bảo vệ bờ từ K9 + 560 đến K 9+860 . Kết cấu vỏ kè cũng là mảng lắp ghép bằng những cấu kiện bê tông đúc sẵn liên kết ma sát, các cấu kiện thuộc kiểu TSC - 178 M200 nhưng có cải tiến ở bề mặt để giảm mức độ xâm thực. Mái kè được làm bằng mảng mềm không bố trí mố nhám trên mảng dày 24 cm, đặt trên lớp hỗn hợp dăm sạn dày 15 cm, bên dưới là lớp vải lọc POLYFELT TS –55 từ cao trình +0,50 m đến cao trình đỉnh chân kè -1,0m với thân mảng được bố trí dốc hơn m = 2.5 (m cũ = 4). Chân kè là hai hàng ống bê tông M200 có tiết diện lục giác đặt so le hàng trong thấp hơn hàng ngoài 0,6m, trong bỏ đá hộc, kiểu KC- HWRU - 2001. Đỉnh kè được làm bằng tường bê tông trọng lực không cốt thép, có bố trí các bậc lên xuống nhằm đàp ứng yêu cầu tắm biển của du khách. ( Hình 2-9, 2-10 ), a/ b/ Hình 2-9: Kết cấu chân kè ống bê tông cốt thép đổ đầy đá hộc a/ Hai hàng ống bê tông cốt thép mặt cắt ngang hình tròn b/ Hai hàng ống bê tông cốt thép mặt cắt ngang hình lục giác, KC- HWRU – 2001 29 Hình 2-10: Mặt cắt ngang điển hình của dự án Hình ảnh dự án khi mới thi công xong năm 2003 (Hình 2-11) Hình 2-11 30 Hiện trạng dự án tại thời điểm khảo sát năm 2014 (Hình 2-12) Hình 2-12 Đặc điểm kết cấu của dự án mái kè và chân kè nằm dưới mặt cát biển tự nhiên. Qua quan sát và đánh giá định tính phần tường đỉnh kè, nhận thấy kết cấu tường vẫn ổn định không có hiện tượng nứt gãy chỉ có hiện tượng bê tông tường kè bị ăn mòn do tác động của sóng biển theo thời gian. 2.2.3 Quan sát và đánh giá Dự án kè bảo vệ bờ K 12+200 đến K14+ 200. (Gọi tắt là Dự án Bình Thuận) Dự án này do tư vấn Bình Thuận thiết kế và Công ty Cổ phần xây dựng phát triển hạ tầng Bình Thuận thi công. Kết cấu vỏ kè ở dự án này là mảng lắp ghép bằng những cấu kiện bê tông đúc sẵn M200 (liên kết ma sát TSC- 178) đặt trên lớp hỗn hợp dăm sạn dày 15 cm, bên dưới là lớp vải lọc POLYFELT TS –55 từ cao trình +2,5 m đến cao trình đỉnh chân kè –1,0 m với mái dốc m=4. Chân kè là hai hàng ống bê tông M200 có tiết diện lục giác đặt so le, hàng trong thấp hơn hàng ngoài 0,6m kiểu KC- HWRU - 2001, trong là đá hộc. Tường đỉnh kè xây bằng bê tông M200 rộng 1,5m có gờ tường cao 0,4m. Từ cao trình +2,5m đến hết mái dốc thực hiện lát mái dốc bằng đá xây vữa M75 dày 20 cm. ( Hình 2-13) 31 Hình 2-13 Hình ảnh dự án tại thời điểm khảo sát năm 2014 (Hình 2-14) Hình 2-14a 32 Hình 2-14b Quan sát và đánh giá định tính hiện trạng dự án, nhận thấy toàn bộ kết cấu kè bảo vệ bờ không có hư hỏng lớn và vẫn làm việc bình thường đảm bảo được nhiệm vụ đề ra. Kết cấu chân kè là hàng ống bê tông tiết diện lục giác kiểu KCHWRU – 2001 bên trong là đá hộc đã được cát biển che phủ. Kết cấu vỏ kè là mảng lắp ghép các cấu kiện bê tông đúc sắn (TSC-178) vẫn đảm bảo tính nguyên vẹn không bị nứt vỡ và ổn định tổng thể của mảng trên mái dốc. Kết cấu tường đỉnh kè bằng bê tông M200 vẫn ổn định không có hiện tượng nứt gãy và làm việc bình thường. Liên kết giữa tường đỉnh kè và mái kè vẫn đảm bảo. Tuy nhiên giống như hai dự án nói trên, theo thời gian các cấu kiện lát mái (TSC-178) dưới tác động liên tục của sóng biển cũng đã bị sâm thực mặn và bào mòn (Hình 2-14b). 2.2.4 Đo đạc phục vụ tính toán Để có cơ sở đánh giá so sánh các tiêu chí về mặt định lượng phục vụ cho tính toán độ tin cậy và xác suất an toàn của kết cấu mảng các dự án được nghiên cứu trong luận văn, chúng tôi đã tiến hành đo đạc một số thông số cho cả ba dự án. Các thông số đo đạc sẽ được phục vụ cho việc tính toán độ tin cậy và xác suất an toàn của cả mảng nên sẽ được lựa chọn một cách ngẫu nhiên trong mảng của từng dự án mà trong tâm là các thông số hiện trạng của cấu kiên TSC -178 đã được nêu ở phần quan sát chi tiết ba dự án. 33 2.2.4.1 Yêu cầu đo đạc Mỗi một dự án chọn một mảng đại diện điển hình. Trong mảng điển hình chọn 60 mẫu đo một cách ngẫu nhiên gồm 20 mẫu thuộc mảng, 20 mẫu biên dưới của mảng (chân kè), 20 mẫu thuộc biên trên của mảng (tường đỉnh kè) theo từng đặc trưng kết cấu có thể đo được của ba dự án. Thiết bị đo ở đây được sử dụng là thước dây, thước eke và súng bật nẩy loại N-SCHMIDT-SWITZERLAND. Đánh số thứ tự từ 1 đến 20 các mẫu đo ngẫu nhiên bằng sơn đỏ, rồi tiến hành đo. Sơ đồ đánh số các cấu kiện TSC – 178 thuộc mảng tại hiện trường dự án ĐHTL (Hình 2-15) Hình 2-15 Sơ đồ đánh số các cấu kiện TSC – 178 thuộc mảng tại hiện trường dự án Bình Thuận (Hình 2-16) 34 Hình 2- 16 2.2.4.2 Nội dung đo đạc (1) Đo suy giảm trọng lượng: Đo kích thước cấu kiện lát mái (TSC – 178) từ đó đánh giá tương đối tỷ lệ % trọng lượng cấu kiện đã bị giảm so với trọng lượng ban đầu do tác động sâm thực và bào mòn của nước biển của Dự án ĐHTL và Dự án Bình Thuận (Hình 2-17) Hình 2-17 35 (2) Đo chuyển vị tương đối giữa các cấu kiên lát mái (TSC-178). (Hình 2-18 và hình 2-19) Hình 2-18 Hình 2-19 36 (3) Đo cường độ bê tông của các cấu kiện ba dự án bằng súng bật nẩy loại N- SCHMIDT-SWITZERLAND (Hình 2-20, 2-21, 2-22) Hình 2-20 Hình 2-21 37 Hình 2-22 (4) Đo hiện trạng độ dốc mái kè của ba dự án. 2.2.4.2 Thống kê kết quả đo đạc Từ kết quả đo đạc hiện trạng các cấu kiện thuộc ba dự án, tiến hành lập hồ sơ thống kê các liệt số liệu đo được tại hiện trường. Số cấu kiện lát mái TSC - 178 được đo thể hiện như hình sơ đồ sau (Hình 22, Hình 2-24) t 15 êng ®Ønh kÎ 17 14 19 16 13 18 20 11 9 12 3 10 4 6 5 2 1 8 7 cÊu kiÖn tsc 178 èng buy ch©n kÌ d¹ng h×nh trßn Hình 2-23: Sơ đồ đánh số cấu kiện Dự án Bình Thuận 38 t êng ®Ønh kÎ 18 12 19 13 14 20 15 16 17 cÊu kiÖn tsc 178 6 7 8 1 9 2 10 3 11 4 5 èng buy ch©n kÌ h×nh lôc gi¸c Hình 2-24: Sơ đồ đánh số cấu kiện Dự án Bình Thuận 1. Cường độ bê tông được đo bằng súng bật nẩy N-SCHMIDTSWITZERLAND và được xác định giá trị cường độ bê tông theo đường chuẩn của thiết bị. Kết quả đo đạc được tính toán và hiệu chỉnh thành các giá trị cường độ bê tông tại hiện trường Rht (Chi tiết xem tại các bảng phụ lục ….). Giá trị về cường độ bê tông tại hiện trường Rht của ba dự án đang nghiên cứu trong luận văn đươc thể hiện trong các bảng sau: Bảng 2-1:Thống kê kết quả đo cường độ bê tông các cấu kiện lát mái thuộc dự án ĐHTL Số thứ tự cấu kiện Cường độ BT hiện trường của cấu kiện, Rht (Mpa) Số thứ tự cấu kiện Cường độ BT hiện trường của cấu kiện, Rht (Mpa) 1 17,4 11 17,4 2 16, 5 3 17,7 4 17, 5 5 6 17,4 15,9 12 13 14 15 18, 18, 17, 18, 1 1 5 4 16 7 8 18, 18, 0 8 17 18 19 17, 17, 5 8 17,1 17,4 9 10 19,3 17,4 20 17,8 39 Bảng 2-2:Thống kê kết quả đo cường độ bê tông các cấu kiện tường trọng lực thuộc dự án ANTIERO Số thứ tự cấu kiện Cường độ BT hiện trường của cấu kiện Rht (Mpa) Số thứ tự cấu kiện Cường độ BT hiện trường của cấu kiện Rht (Mpa) 1 2 3 4 5 18, 0 17,4 17, 5 11 12 13 14 15 18, 8 18, 5 18, 1 17,7 18, 4 6 7 8 9 10 18, 7 18, 8 18, 7 16,9 16 17 18 19 20 17,4 17, 8 17, 5 17, 8 18,4 17,4 17,4 17,4 Bảng 2-3:Thống kê kết quả đo cường độ bê tông các cấu kiện tường chắn sóng thuộc dự án Bình Thuận Số thứ tự cấu kiện Cường độ BT hiện trường của cấu kiện Rht (Mpa) Số thứ tự cấu kiện Cường độ BT hiện trường của cấu kiện Rht (Mpa) 1 2 16,9 16,3 3 17, 2 4 5 17,4 17,4 6 7 8 9 10 17, 5 17,7 18, 7 18, 4 17,4 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 19,0 18, 5 18, 1 17, 8 18, 4 17,4 18, 1 17, 8 17, 8 18,1 Bảng 2-4:Thống kê kết quả đo cường độ bê tông các cấu kiện lát mái TSC -178 thuộc dự án Bình Thuận Số thứ tự cấu kiện Cường độ BT hiện trường của cấu kiện Rht (Mpa) Số thứ tự cấu kiện Cường độ BT hiện trường của cấu kiện Rht (Mpa) 1 2 3 4 17,4 16,9 17,1 17,4 5 6 7 8 9 10 17, 5 16,9 18, 2 17,7 17, 8 17,7 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 18, 4 18, 8 18, 4 17,7 18, 7 17,4 18, 5 18, 1 18, 4 18,7 2. Chuyển vị giữa các cấu kiện lát mái TSC – 178 được tính tương đối là khoảng cách giữu cấu kiện theo phương ngang và độ chênh cao theo phương đứng với các cấu kiện xung quanh thuộc mảng. 40 Bảng 2-5: Thống kê kết quả đo chuyển vị theo phương ngang các cấu kiện lát mái TSC -178 thuộc dự án ĐHTL Số thứ tự cấu kiện Chuyển vị ngang (cm) Số thứ tự cấu kiện Chuyển vị ngang (cm) 1 1,0 11 1,0 2 0,8 12 0,8 3 0,9 13 0,6 4 0,7 14 0,7 5 0,9 15 0,7 6 0,9 16 0,7 7 0,6 17 0,9 8 0,8 18 0,8 9 0,8 19 1,1 10 1,0 20 0,8 Bảng 2-6: Thống kê kết quả đo chuyển vị theo phương đứng các cấu kiện lát mái TSC -178 thuộc dự án ĐHTL Số thứ tự cấu kiện Chuyển vị đứng (cm) Số thứ tự cấu kiện Chuyển vị đứng (cm) 1 0,6 11 0,3 2 0,5 12 0,5 3 0,6 13 0,6 4 0,4 14 0,5 5 0,4 15 0,4 6 0,5 16 0,5 7 0,6 17 0.4 8 0,5 18 0,4 9 0,5 19 0.3 10 0,6 20 0,5 Bảng 2-7: Thống kê kết quả đo chuyển vị theo phương ngang các cấu kiện lát mái TSC -178 thuộc dự án Bình Thuận Số thứ tự cấu kiện Chuyển vị ngang (cm) Số thứ tự cấu kiện Chuyển vị ngang (cm) 1 0,7 11 0,9 2 0,6 12 0,7 3 0,5 13 0,6 4 0,7 14 0,7 5 0,8 15 0,8 6 0.6 16 0,7 7 0,6 17 1,1 8 0,7 18 1,0 9 0,8 19 0,7 10 0,8 20 0,9 Bảng 2-8: Thống kê kết quả đo chuyển vị theo phương đứng các cấu kiện lát mái TSC -178 thuộc dự án Bình Thuận Số thứ tự cấu kiện Chuyển vị đứng (cm) Số thứ tự cấu kiện Chuyển vị đứng (cm) 1 0,5 11 0,3 2 0,5 12 0,4 3 0,4 13 0,4 4 0,4 14 0,5 5 0,4 15 0,4 6 0,5 16 0,5 7 0,3 17 0.4 8 0,4 18 0,4 9 0,5 19 0.3 10 0,3 20 0,3 3. Kết quả khảo sát đo đạc hệ số mái dốc bảo vệ kè của ba dự án được thể hiện theo bảng sau: Bảng 2-9: Thống kê kết quả đo hệ số mái dốc bảo vệ kè Dự án ĐHTL TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hệ số mái - m 4.16 4.18 4.18 4.19 4.17 4.18 4.17 4.18 4.17 4.18 TT 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Hệ số mái - m 4.17 4.19 4.18 4.16 4.19 4.17 4.17 4.16 4.18 4.17 mtb (hệ số mái trung bình) = 4,18 Bảng 2-10: Thống kê kết quả đo hệ số mái dốc bảo vệ kè Dự án ĐHTL 41 TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hệ số mái - m 2.51 2.52 2.53 2.51 2.53 2.55 2.53 2.56 2.54 2.50 TT 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Hệ số mái - m 2.53 2.51 2.50 2.54 2.56 2.55 2.54 2.55 2.51 2.52 mtb (hệ số mái trung bình) = 2,51 Bảng 2-9: Thống kê kết quả đo hệ số mái dốc bảo vệ kè Dự án Bình Thuận TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hệ số mái - m 4.10 4.08 4.10 4.09 4.07 4.08 4.09 4.08 4.08 4.07 TT 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Hệ số mái - m 4.09 4.09 4.10 4.08 4.08 4.07 4.08 4.11 4.09 4.08 mtb (hệ số mái trung bình) = 4,09 2.2.4.3 Đánh giá kết quả đo hiện trạng các kết cấu. Theo TCXDVN 239 - 2006 thi bê tông M20Mpa có Ryc = 20Mpa*0,778 Ryc = 15,56 Mpa. Cấu kiện có cường độ bê tông hiện trường Rht(Mpa) >0,9Ryc thì đạt mác theo yêu cầu thiết kê. Từ các chỉ số về Rht được thống kê tại các bảng 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 nhận thấy Rht.min = 15,9 Mpa. Với 0,9Ryc = 15,56*0,9 = 14Mpa Vậy Rht.min =15,9 Mpa > 0,9Ryc =14Mpa. Kết luận cường độ bê tông tại thời điểm khảo sát được đo tại hiện trường vẫn đảm bảo theo yêu cầu thiết kế. Từ kết quả đo suy giảm trọng lượng của cấu kiện lát mái dạng TSC-178 có thể đánh giá tương đối tỷ lệ % tỷ lệ trọng lượng cấu kiện bị giảm do tác động sâm thực bào mòn của sóng biển của hai dự án ĐHTL và dự án Bình Thuận. Với dự án Antiero do có những đặc điểm riêng mái kè và chân kè thường xuyên được cát biển che phủ nên điều kiện đánh giá chi tiết độ suy giảm về khối lượng cấu kiện lát mái là chưa có điều kiện, nhưng về tổng thể kết cấu của dự án Antiero vẫn đảm bảo tính ổn định của cả mảng. Qua nghiên cứu thực tế hai dự án ĐHTL và dự án Bình Thuận thì nguyên nhân chủ yếu làm suy giảm trọng lượng là do sóng biển. Cấu kiện lát mái của dự án Antiero đã được cải tiến bề mặt (bỏ gờ phá sóng) và không thường xuyên chịu tác động của sóng biển. Do đó có thệ nhận định một cách rõ rang khả 42 năng suy giảm trọng lượng cấu kiện lát mái của dự án Antiero là ít hơn các cấu kiện lát mái của hai dự án còn lại. Đánh giá kết quả đo chuyển vị theo phương ngang giữa các cấu kiện lát mái TSC -178 nhận thấy giá trị ∆max.ngang = 1,0 cm (chuyển vị ngang hay khoảng cách giữa các cấu kiện). Theo báo cáo nghiên cứu khả thi dự án bảo vệ bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né, tỉnh Bình Thuận (Phụ lục II – Tính toán kỹ thuật) thì khe hở lắp ghép giữa các cấu kiện được đảm bảo khi năm trong khoảng từ 0,5cm ÷ 1,0cm. Vậy chuyển vị ngang (khoảng cách giữa các cấu kiện) vẫn trong điều kiện cho phép. Đánh giá kết quả đo chuyển vị theo phương đứng (chênh cao tương đối giữa các cấu kiện) nhận thấy các giá trị đều rất nhỏ ∆max.đứng = 0,6 cm nằm trong phạm vi làm việc cho Đánh giá kết quả đo hệ số mái dốc của các dự án, nhận thấy các hệ số mái dốc đo được đều lớn hơn hệ số mái dốc thiết kế từ 0,1 ÷ 0,2. Tuy nhiên kết cấu mảng vẫn đảm bảo tiêu chí biến dạng dều theo nên nên không ảnh hưởng đến ổn định tổng thể của cả mảng. 2.3 Kết luận chương 2 (1) Khu vực bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né đến nay đã trở thành một vùng du lịch biển và nghỉ dưỡng nổi tiếng của tỉnh Bình thuận và cả nước thu hút rất nhiều khách du lịch trong và ngoài nước. Qua khảo sát và điều tra tai vùng dự án Hàm Tiến Mũi né, trong khoảng 10 năm qua tại các vị trí bờ biển xung yếu đã được các các kết cấu kè thuộc ba dự án ĐHTL, ATIERO, Bình Thuận đã không còn hiện tượng xói lở và sâm thực bờ biển góp phần tích cực vào phát triển du lịch và phát triến kinh tế trong vùng. (2) Đến nay các kết cấu kè bảo vệ biển thuộc ba dự án vẫn làm việc bình thường hoàn thành tốt nhiệm vụ theo từng dự án. Về tổng thể cả ba dự án vẩn đảm bảo tính ổn định của cả mảng, không có các hư hỏng lớn chỉ có những hư hỏng theo thời gian. Các kết cấu bê tông không có hiện tượng nứt gãy, không có hư hỏng xảy ra tại các vị trí tiếp giáp giữa các biên trong mảng. Trong quá trình làm việc, đến nay 43 cường độ bê tông và các chuyển vị theo khảo sát và đánh giá vẫn trong giới hạn cho phép. Tuy nhiên bề mặt các cấu kiện lát mái dưới tác đông liên tục của sóng biển đã bị xâm thực và bào mòn làm giảm trọng lượng so với trong lượng thiết kế ban đầu. Do hệ số mái dốc bảo vệ bờ của hai dự án ĐHTL và Bình Thuận còn lớn nên diện tích chiếm đất và mức độ bê tông hóa trong các bãi biển còn nhiều, điều đó đã ảnh hưởng ít nhiều đến phát triển du lịch tai các vị trí của hai dự án ĐHTL và dự án Bình thuận. (3) Các số liệu đo đạc trong quá trình khảo sát là các số liệu đầu vào cho các phân tích độ tin cậy của kết cấu cũng như làm cơ sở cho việc phân tích MCA ở các chương tiếp theo. CHƯƠNG 3 TÍNH ĐỘ TIN CẬY AN TOÀN CỦA CÁC KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI BỜ BIỂN HÀM TIẾN MŨI NÉ 3.1 Đặt vấn đề Để có giá trị định lượng làm cơ sở đánh giá so sánh giữa các dự án tiến hành tính độ tin cậy an toàn của cấu kiện bảo vệ mái nằm trong mảng lắp ghép bê tông cho từng dự án. 44 Với kết cấu đặc trưng của các kè bảo vệ bờ biển thuộc ba dự án đang nghiên cứu đều là kết cấu mảng lắp ghép bê tông. Luận văn sử dụng bài toán phân tích hệ thống kết cấu mảng lắp ghép bê tông để tính độ tin cậy an toàn cho các kết cấu bảo vệ mái của hệ thống. 3.2 Giới thiệu tóm tắt bài toán tính độ tin cậy của hệ thống kết cấu MLGBT[5] Theo xu thế tiến bộ của thế giới, các tính toán kè bảo vệ mái dốc được thực hiện theo các thiết kế xác suất, trong đó chỉ tiêu đánh giá an toàn là độ tin cậy an toàn. Luận văn trình bày nội dung tính toán độ tin cậy an toàn của MLGBT liên kết ma sát theo hướng tiếp cận với bài toán phân tích hệ thống. Các phân tích hệ thống kết cấu kè MLGBT được tiến hành theo từng bước Hình 3-1: Cấu tạo của một MLGBT 1. Các cấu kiện trong thân mảng 2. Kết cấu chân kè 3. Kết cấu đỉnh kè 4. Kết cấu nối tiếp với các mảng bên Bước 1: Nhận biết hệ thống kết cấu MLGBT MLGBT có hai phần chính: thân mảng và các biên của mảng. Thân mảng gồm các cấu kiện liên kết với nhau theo kiểu liên kết ma sát. Các cấu kiện được đặt trên tầng lọc ngược gồm hai lớp, dưới là lớp vải lọc, trên là lớp đá dăm. Biên dưới của mảng là chân kè có kết cấu dạng tường chắn đất. Biên trên là đỉnh kè có kết cấu dạng tường chắn sóng. Hai phía còn lại của mảng tiếp xúc với các mảng khác là các hàng cấu kiện tương tự những cấu kiện ở trong thân mảng nhưng có chiều dầy lớn hơn.( hình 3-1) 45 MLGBT là một hệ kết cấu trên nền làm viêc trong điều kiện tương tác giữa ba môi trường Nước – Đất – MLGBT. Các tải trọng tác dụng vao MLGBT phát sinh từ môi trường nước và môi trường đất. Tải trọng chính tác dụng vào các cấu kiện ở trong thân mảng là các lực do sóng, lực thủy tĩnh, lực thấm đẩy nổi. Chân kè và tường chắn sóng, chịu tác dụng của sóng, áp lực nước tĩnh và áp lực đất. Bước 2: Mô phỏng hệ thống kết cấu mảng (1) Cây sự cố Các cấu kiện trong mảng, các kết cấu ở các biên, là các phần tử thuộc hệ thống kết cấu MLGBT. Các phần tử liên kết với nhau theo hình thức liên kết ma sát. Mảng được gọi là xẩy ra sự cố khi một trong các phần tử thuộc mảng xẩy ra sự cố. Từ quan điểm này có thể mô phỏng quá trình xảy ra sự cố của hệ thống theo sơ đồ hình 3-2 Hình 3-2: Cây sự cố MLGBT liên kết ma sát ( 2). Cơ chế phá hoại và hàm tin cậy Các cấu kiện ở giữa mảng bị phá hoại khi không thỏa mãn điều kiện cân bằng như ở sơ đồ hình 3-2.Trong đó tổng của thành phần trọng lượng bản thân (G cosα), lực ma sát (F ms) ở các mặt tiếp xúc của cấu kiện là các thành phần của hàm sức chịu tải. R= Gcosα +∑ Fms (3-1) Lực sóng âm (Ps )và lực đẩy nổi (Pđn) của nước tác dụng vào cấu kiện là các thành phần của hàm tải trọng. 46 N = Ps + Pđn (3-2) Theo điều kiện cân bằng đẩy nổi lập được hàm tin cậy của các cấu kiện thuộc mảng: Z1 = (Gcosα +∑ Fms ) – ( Ps + Pđn ) (3-3) Các phần tử kết cấu ở chân và tường chắn sóng ở đỉnh kè có liên kết với mái dốc theo sơ đồ hình 3-1. Kết cấu tường chăn đất ở chân kè hoặc đỉnh kè có thể bị pha hoại trượt, lật hoặc bị lún nghiêng do ứng suất nền không đảm bảo…Hiện tượng phá hoại không xẩy ra khi thỏa mãn biểu thức trạng thái giới hạn (3-4). R.m/ Kn ≥ nc N (3-4) Trong đó R, N là sức chịu tải và tải trọng tính toán, m là hệ số điều kiện, K n là hệ số tin cậy, nc là hệ số lệch tải.. Từ điều kiện an toàn (3-4) tiến hành thiết lập hàm tin cậy theo các cơ chế phá hoại lật ,trượt…cho kết cấu chân kè và tường chắn sóng ở đỉnh kè. Hai bên mảng là các cấu kiện tương tự như các cấu kiện ở trong mảng nhưng có chiều dầy dầy hơn, vì vậy các tinh toán và thiết lập hàm tin cậy tương tự như đối với các cấu kiện ở trong mảng. Các đại lượng trong các hàm tải trọng và hàm chịu tải là các đại lượng ngẫu nhiên, được xác định từ các kết quả phân tích xác suất thống kê các số liệu khảo sát đo đạc cụ thể ở từng mảng. Bước 3: Sơ đồ hóa hệ thống Căn cứ vào đặc điểm cấu tạo, cơ chế phá hoại và sơ đồ cây sự cố xác định được hệ thống kết cấu của MLGBT liên kết ma sát là một hệ thống nối tiếp. Sơ đồ hệ thống của mảng như ở hình 3-3. Trong đó X1 là các phần tử thuộc thân mảng, X 2 các phần tử biên dưới, X3 các phần tử thuộc biên trên, X 4 các phần tử ở biên phải và trái của mảng Bước 4: Tính độ tin cậy của các bộ phận và của mảng Các hàm tin cậy là hàm của các biến và tham số ngẫu nhiên, các biến và các 47 tham số này được tạo ra từ các kết quả phân tích xác xuất thống kê các số liệu quan sát, quan trắc, khảo sát … ở các mảng tính toán. Mức độ phản ảnh chính xác với các quy luật tự nhiên cũng như tình hình làm việc của mảng phụ thuộc rất nhiều vào khả năng phản ảnh các yếu tố ngẫu nhiên trong quá trình phân tích xác suất thống kê. Các hàm tin cậy là các hàm có quy luật phân bố xác suất bất kì hoặc quy luật phân bố chuẩn. Mức độ phức tạp của việc tìm xác suất hoặc độ tin cậy từ các hàm tin cậy tùy thuộc vào quy luật phân bố xác suất của hàm độ tin cậy. Tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu, bài toán được giải ở những mức độ xác suất khác nhau. Các tính toán có thể thực hiện bằng phương pháp lập bảng trong Exel hoặc sử dụng các phần mềm, tùy thuộc vào mức độ phức tạp cũng như khối lượng cần tính toán của bài toán Hình 3-3: Sơ đồ hệ thống MLGBT liên kết ma sát Hiện nay trên thế giới phần lớn các thiết kế các công trình thủy lợi, chấp nhận các kết quả tính với mức độ xác suất ở cấp độ hai. Các tính toán được thực hiện một cách gần đúng bằng cách tuyến tính hóa các hàm phi tuyến và đưa về các hàm có dạng phân bố chuẩn. (1) Tính độ tin cậy an toàn của các cấu kiện hoặc kết cấu Xác suất an toàn của cấu kiện hoặc kết cấu là xác suất P( Z > 0). Trong tính toán để tránh phiền phức về số lẻ người ta quen dùng độ tin cậy an toàn để thay thế cho xác suất. Quan hệ giữa xác suất và độ tin cây của các hàm phân bố chuẩn có thể sử dụng các bảng lập sẵn P = Φ (β ). Độ tin cậy an toàn của cấu kiện hoặc kết cấu của các hàm tin cậy có phân bố dạng chuẩn được tính theo công thức (1-9). β= Z R−N = σZ σ R2 + σ N2 (1-9) (2) Tính độ tin cậy của hệ thống kết cấu mảng MLGBT liên kết ma sát Hầu hết các bài toán tìm độ tin cậy tổng hợp của hệ thống trong đó thường 48 gặp phải những vấn đề phức tạp của hàm nhiều biến hiện nay thường phải sử dụng các phương pháp số, áp dụng phương pháp Monte Carlo … Phân tích hệ thống với mức độ xác suất ở cấp độ hai có thể sử dụng các định lí công và định lí nhân xác suất để tính độ tin cậy tổng hợp của hệ thống. Các hệ thống kết cấu MLGBT liên kết ma sát được mô tả là một hệ thống nối tiếp, xác suất an toàn của hệ thống có thể tính từ định lí cộng xác suất (3-5). Pht (Z > 0) = P1 (Z > 0) + P2 (Z > 0) + P3 (Z > 0) + P4 (Z > 0) (3-5) Trong đó P1 (Z > 0) , P2 (Z > 0) , P3 (Z > 0) , P4 (Z > 0) lần lượt là các xác suất an toàn của các cấu kiện trong thân mảng, của kết cấu biên trên, của biên dưới và của kết cấu liên kết ở hai bên. Bước 5 Phân tích kết quả Các kết quả thu được trong tính toán là các xác suất an toàn của các thành phần thuộc hệ thống mảng và xác suất an toàn của hệ thống kết cấu MLGBT liên kết ma sát. Phân tích ảnh hưởng của xác suất thành phần đến xác suất hệ thống làm cơ sở lựa chọn yếu tố tác động mạnh nhất làm thay đổi các phương án thiết kế theo hướng có lợi hoặc đưa ra những những đối tượng hoặc biện pháp sửa chữa phù hợp cho các mảng đang hiện hữu ở các công trình. 3.3. Tính độ tin cậy an toàn của của cấu kiện bê tông 3.3.1. Nhận biết hệ thống Từ kết quả khảo sát và đo đạc hiện trạng cả ba dự án nhân thấy biên trên (tường đỉnh), biên dưới (chân kè) vẫn nối tiếp với các mảng và ở trong tình trạng ổn định tổng thể của MLGBT. Từ nhận định này, luận văn chỉ xét các cấu kiện trong thân mảng. 3.3.2. Cây sự cố và hàm tin cậy (1) Qua việc nhận biết hê thống, trong cây sự cố (xem hình 3-2) luận văn chi tiến hành tính toán cho cơ chế (1). (2) Xây dựng hàm tin cậy Ổn định các cấu kiện kiểu TSC-178 ở giữa mảng trong kết cấu kè bị phá hoại khi không thỏa mãn điều kiện cân bằng đẩy nổi trên mái dốc theo công thức 3-1: 49 hs3 G = (3-6) K n .γ b ∆ 3 .m Hình 3-4 Trong đó: +G – Trọng lượng của cấu kiện (tấn); + Kn – Hệ số phụ thuộc hình dạng cấu kiện và chiều cao sóng; + HS – Chiều cao sóng (m); γb ; γn +∆ – Tỷ trọng + γb – Trọng lượng riêng của vật liệu bê tông của cấu kiện (t/m3); + γn – Trọng lượng riêng của nước (t/m3); +m – Hệ số mái dốc; m = cotgα; +α – Góc nghiêng của mái kè so với mặt phẳng nằm ngang (độ); Theo cơ chế cân bằng đẩy nổi trong công thức 3-1, các thành phần của hàm sức chịu tải (R) bao gồm: thành phần trọng lượng bản thân G, tỷ trọng ∆, hệ số K n và trọng lượng riêng γb . Các thành phần của hàm tải trọng (N) gồm: chiều cao sóng Hs , hệ số mái m Theo đó, hàm tin cậy của các cấu kiện kiểu TSC - 178 thuộc mảng theo điều kiện cân bằng đẩy nổi được viết theo 3-2:  G.∆3 hs3  −  (3-7) Z1 = R – N =   K n .γ b m  Các hàm tin cậy là hàm của các biến và tham số ngẫu nhiên, các biến và các tham số này được tạo ra từ các kết quả phân tích xác xuất thống kê các số liệu quan sát, quan trắc, khảo sát … ở các mảng tính toán. Mức độ phản ảnh chính xác với các quy luật tự nhiên cũng như tình hình làm việc của mảng phụ thuộc rất nhiều vào khả năng phản ảnh các yếu tố ngẫu nhiên trong quá trình phân tích xác suất thống kê. [4] Xác định xác suất hư hỏng và độ tin cậy của các kết cấu kiểu TSC-178 trong 50 thân mảng được thông qua giải hàm tin cậy (3-7) 3.3.3. Tính độ tin cậy an toàn của cấu kiện thoe bài toán cấp độ II Các cấp độ tiếp cận trong ứng dụng phương pháp thiết kế ngẫu nhiên được chia ra làm bốn cấp độ: * Cấp độ 0: Là phương pháp thiết kế tất định – phương pháp hệ số an toàn. Thiết kế dựa trên cơ sở các trạng thái trung bình, các trị trung bình và kèm theo hệ số an toàn thích hợp tương ứng với mỗi loại công trình; * Cấp độ I: Là phương pháp thiết kế tất định – phương pháp trạng thái giới hạn. Đây còn gọi là phương pháp tiếp cận bán ngẫu nhiên. Trong thiết kế sử dụng các 1 nhóm các hệ số an toàn cục bộ (n c, m, Kn, n, KVL) để tăng giá trị của tải trọng và giảm giá trị của độ bền. * Cấp độ II: Là phương pháp thiết kế ngẫu nhiên. Cấp độ này bao gồm một số phương pháp gần đúng để biến đổi hàm phân phối xác suất sang dạng hàm phân phối chuẩn hay phân phối Gaussian. Để xác định gần đúng các giá trị xác suất xảy ra sự cố, quá trình tuyến tính hóa toán học các phương trình liên quan cần được thực hiện. * Cấp độ III: Là phương pháp thiết kế ngẫu nhiên. Theo cấp độ tiếp cận này, các hàm phân phối xác suất của các biến ngẫu nhiên được xem xét hoàn toàn đúng với quy luật phân phối thực của chúng. Trường hợp bài toán phi tuyến, vấn đề cũng sẽ được giải quyết theo phi tuyến. Vì tính phức tạp của những công trình xây dựng trong đó có đê, kè biển, nên khả năng giải bài toán TKNN vẫn đang dừng ở mức độ 2. 3.3.3.1 Nội dung các bước tính Nội dung các bước tính được thể hiện theo sơ đồ hình 3-5 51 1. sè liÖu ®Çu vµo sè, c¸c liÖt sè liÖu: chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt, §¸, bª t«ng, vËt liÖu;t¶i träng, søc chÞu t¶i ... 2. thiÕt lËp c¸c hµm tÝnh to¸n Hµm t¶i träng N(i) hµm søc chÞu t¶i r(i) 3. thiÕt lËp hµm tIN CËY Z(i) = R(I) - n(I) 4.BIÕN §æI luËt PPSX cña c¸c biÕn ngÉu nhiªn HµM R(I) Vµ N(I) VÒ luËt ph©n phèi CHUÈN 5.TUYÕN TÝNH HãA HµM Z(I) 6.TÝNH TO¸N C¸C THAM Sè THèNG K£ CñA HµM Z(i) b»ng phÇn mÒm bestfit kú vong: ®é lÖch chuÈn: µ σ 7.TÝNH TO¸N C¸C THAM Sè THèNG K£ CñA HµM Z b»ng phÇn mÒm vap tÝnh ®é tin c©y : β Hình 3-5: Các bước tính toán độ tin cậy 3.3.3.2 Các biến ngẫu nhiên (1) Biến ngẫu nhiên G – trọng lượng của cấu kiện: 52 Trong quá trình khảo sát đánh giá đo đạc hiện trạng cấu kiện lát mái TSC178, trọng lương cấu kiện được tính toán dảm theo tỷ lệ % so với trọng lượng thiết kế ban đầu Gtk = 105 (Kg). Bảng 3.1: Chuỗi số liệu khảo sát trọng lượng của các cấu kiện ngẫu nhiên trong mảng Dự án ĐHTL Dự án B.Thuân Dự án Antiero TT cấu kiện m = 4,09 m = 4,18 m = 2,51 G (Kg) G (tấn) G (Kg) G (tấn) G (Kg) G (tấn) 1 100.5 0.1005 103.2 0.1032 104.5 0.1045 2 102.4 0.1024 101.0 0.1010 104.3 0.1043 3 102.6 0.1026 102.8 0.1028 103.7 0.1037 4 99.9 0.0999 100.2 0.1002 104.6 0.1046 5 103.1 0.1031 104.1 0.1041 104.1 0.1041 6 101.7 0.1017 99.6 0.0996 104.4 0.1044 7 103.8 0.1038 102.1 0.1021 104.1 0.1041 8 102.7 0.1027 101.4 0.1014 104.2 0.1042 9 103.5 0.1035 102.4 0.1024 103.8 0.1038 10 101.3 0.1013 103.5 0.1035 101.9 0.1019 11 104.4 0.1044 101.9 0.1019 104.0 0.1040 12 102.2 0.1022 102.3 0.1023 105.0 0.1050 13 102.9 0.1029 102.6 0.1026 103.5 0.1035 (2) Biến ngẫu nhiên Hs – chiều cao sóng: Theo kết quả phân tích tính toán khí tượng, thủy, hải văn ở khu vực bờ biển Hàm Tiến Mũi Né của Trường ĐHTL thì tham số chiều cao sóng (Hs) được lựa chọn làm tham số thiết kế là Hs.tk = 2,5 m. Do điều kiện thiết bị quan trắc còn hạn chế, nên luận văn giả định các giá trị ngẫu nhiên Hs lân cận giá tri Hs.tk và được thống kê trong bảng 3-2. Bảng 3.2: Chiều cao sóng (Hs) tại chân công trình TT Hs (m) TT Hs (m) 1 2.00 8 2.53 2 2.10 9 2.55 3 2.25 10 2.60 4 2.38 11 2.70 5 2.40 12 2.80 6 2.48 13 2.90 7 2.50 53 (3) Biến ngẫu nhiên Kn – Hệ số phụ thuộc hình dạng cấu kiện và chiều cao sóng: Theo đặc trưng của cấu kiện TSC-178 thì hệ Kn và chiều cao sóng Hs có mối quan hệ như Bảng 3-3: Bảng 3-3: Quan hệ giữa chiều cao sóng Hs và hệ số Kn của cấu kiện TSC178 TT Hs (m) Kn 1 1,5 0,036 2 2,0 0,026 3 2,5 0,017 4 3,0 0,012 5 3,5 0,009 6 4,0 0,007 7 4,5 0,006 8 5,0 0,005 Từ đặc trưng quan hệ giữa Kn và chiều cao sóng Hs của cấu kiện TSC 178 như bảng 3-3, xác định được hệ số Kn tương ứng với chiều cao sóng Hs tính toán trong bảng 3-2. Kết quả thể hiện ở Bảng 3-4: Bảng 3-4: Hệ số Kn ứng với các giá trị chiều cao sóng tính toán Hs TT Hs (m) Kn TT Hs (m) Kn 1 2 3 4 2.00 2.10 2.25 2.38 0.0260 0.0242 0.0215 0.0192 8 9 10 11 2.53 2.55 2.60 2.70 0.0167 0.0165 0.0160 0.0150 5 6 7 2.40 2.48 2.50 0.0188 0.0174 0.0170 12 13 2.80 2.90 0.0140 0.0130 (4) Biến ngẫu nhiên trọng lượng bê tông γ bt và tỷ trọng ∆ (với γ n=1,1 T/m3): Theo thiết kế γbt = 2,4 t/m3. Nhưng trong thực tế γbt phụ thuộc vào điều kiện và vật liệu thi công nên giá trị có độ chênh lệch nhất định so với giá trị γ bt thiết kế. Ở đây luận văn giả định giá trị γ bt là một đại lượng ngẫu nhiên được biến thiên trong khoảng 2,4 ± 0,1 T/m3 và được thống kế theo bảng 3-5 Bảng 3-5: Chuỗi số liệu thống kê trọng lượng riêng của bê tông tỷ trọng ∆ (chọn γn = 1,1) TT Dự án ĐHTL Dự án B.Thuận Dự án Antiero 54 m = 4,09 m = 4,18 m = 2,51 γbt (T/m3) ∆ (γbt/γn) γbt (T/m3) ∆ (γbt/γn) γbt (T/m3) ∆ (γbt/γn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2.325 2.424 2.452 2.462 2.406 2.437 2.376 2.418 2.426 2.421 2.447 2.487 2.457 2.114 2.204 2.229 2.238 2.187 2.215 2.160 2.198 2.206 2.201 2.224 2.261 2.233 2.318 2.417 2.444 2.454 2.399 2.429 2.369 2.411 2.419 2.414 2.439 2.480 2.449 2.108 2.197 2.222 2.231 2.181 2.208 2.153 2.192 2.199 2.195 2.218 2.254 2.227 2.300 2.398 2.425 2.435 2.380 2.410 2.350 2.392 2.400 2.395 2.420 2.460 2.430 2.091 2.180 2.205 2.214 2.164 2.191 2.136 2.175 2.182 2.177 2.200 2.236 2.209 3.3.3.3. Xác định hàm mật độ xác suất của các chuổi số liệu thống kê bằng phần mềm Bestfit a. Hàm mật độ xác suất của trọng lượng cấu kiện (G): Phân phối chuẩn Minimum = 0.0999 Comparison of Input Distribution and Normal(0.10,1.29e-3) Maximum = 0.1044 507.7 253.8 Mode= 0.10265 Mean= Input 0.102385 Std Deviation=1.279223e-3 Normal Variance= 1.63641e-6 Skewness= -0.392515 Hình 3-1a: Hàm mật độin xác suất Values 10^ -1 của trọng lượng Kurtosis= 2.146771 cấu kiện mái – Dự án ĐHTL Tests Run: Chi-Square 0.0 0.999 1.008 1.017 1.026 1.035 1.044 55 Minimum= Comparison of Input Distribution and Normal(0.10,1.28e-3) 0.0996 Maximum= 0.1041 564.10 282.05 Mode= 0.102075 Input Mean= 0.102085 Std Deviation=1.279223e-3 Normal 0.00 0.996 1.005 1.014 1.023 1.032 1.041 Hình 3-1b: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng Values in 10^-1 cấu kiện mái – Dự án Bình Thuận Variance= 1.63641e-6 Skewness= -0.392515 Kurtosis= 2.146771 Tests Run: Chi-Square Minimum= 0.1003 Comparison of Input Distribution and Normal(0.10,7.48e-4) Maximum= 0.1048 900.7 450.4 Mode= 0.102775 Input Mean= 0.102785 Std Deviation=1.279223e-3 Normal 0.0 1.019 1.025 1.031 1.038 1.044 1.050 Hình 3-1c: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng Values in 10^-1 cấu kiện mái – dự án Antiero Variance= 1.63641e-6 Skewness= -0.392515 Kurtosis= 2.146771 Tests Run: Chi-Square b. Hàm mật độ xác suất của chuỗi số liệu chiều cao sóng (Hs): Phân phối chuẩn Minimum= Comparison of Input Distribution and Normal(2.48,0.26) 0.1019 Maximum= 0.105 2.8 Mode= Mean= Input 1.4 0.104014 0.104008 StdDeviation=7.477316e-4 Normal 0.0 Hình Hàm mật suất của cao 2.03-2: 2.2 2.4độ xác 2.5 2.7chiều2.9 sóng Hs Variance= 5.591026e-7 Skewness= -1.496631 Kurtosis= 5.166613 Tests Run: Chi-Square c. Hàm mật độ xác suất của chuỗi số liệu hệ số Kn: Phân phối chuẩn 56 Minimum= Comparison of Input Distribution and Normal(1.81e-2,3.83e-3) Maximum= 0.026 273.4 Mode= 0.017063 Mean= Input 0.0181 136.7 Std Deviation=3.829056e-3 Normal 0.0 1.3 0.013 1.6 1.8 2.1 2.3 2.6 Hình 3-3: Hàm mật độ xác suất của hệ số Kn Values in 10^-2 Variance= 1.466167e-5 Skewness= 0.701347 Kurtosis= 2.325224 Tests Run: Chi-Square 57 d. Hàm mật độ xác suất của chuỗi số liệu thống kê trọng lượng riêng của bê tông (γbt): Phân phối chuẩn Minimum= Comparison of Input Distribution and Normal(2.43,4.12e-2) 18.8 9.4 2.325 Maximum= 2.487 Mode= 2.424 Mean= Input 2.426 Std Deviation=0.041241 Normal Variance= 1.700833e-3 Skewness= -0.912788 0.03-4a: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng Hình 2.33 2.36 2.39 2.42 2.45 2.49 Kurtosis= riêng của bê tông (γbt) – dự án ĐHTL 3.392739 Tests Run: Chi-Square Minimum= 2.318 Comparison of Input Distribution and Normal(2.42,4.10e-2) Maximum= 2.48 20 10 Mode= 2.417 Mean= Input 2.418615 Std Deviation=0.040991 Normal 0 3-4b: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng Hình 2.32 2.35 2.38 2.42 2.45 2.48 riêng của bê tông (γbt) – Dự án B.Thuận Variance= 1.680256e-3 Skewness= -0.914919 Kurtosis= 3.430675 Tests Run: Chi-Square Minimum= 2.3 Comparison of Input Distribution and Normal(2.40,4.07e-2) 15.9 7.9 0.03-4c: Hàm mật độ xác suất của trọng lượng Hình 2.30 2.33 2.36 2.40 2.43 2.46 riêng của bê tông (γbt) – Dự án Antiero Maximum= 2.46 Mode= 2.404 Mean= Input 2.399615 Std Deviation=0.040662 Normal Variance= 1.653423e-3 Skewness= -0.915602 Kurtosis= 3.404584 Tests Run: Chi-Square e. Hàm mật độ xác suất của chuỗi số liệu thống kê tỷ trọng ∆: Phân phối chuẩn 58 Minimum= Comparison of Input Distribution and Normal(2.21,3.74e-2) 2.114 Maximum= 2.261 20.7 10.4 Mode= 2.203833 Mean= Input 2.205385 Std Deviation=0.037351 Normal 0.03-5a: Hàm mật độ xác suất của tỷ trọng ∆ – Hình 2.11 2.14 2.17 2.20 2.23 2.26 Dự án ĐHTL Variance= 1.39509e-3 Skewness= -0.907975 Kurtosis= 3.391954 Tests Run: Chi-Square Minimum= 2.108 Comparison of Input Distribution and Normal(2.20,3.72e-2) Maximum= 2.254 17.4 Mode= 2.2029 Mean= Input 2.198846 8.7 Std Deviation=0.037186 Normal 0.03-5b: Hàm mật độ xác suất của tỷ trọng ∆ – Hình 2.11 2.14 2.17 2.20 2.22 2.25 Dự án B.Thuận Variance= 1.382808e-3 Skewness= -0.910496 Kurtosis= 3.379741 Tests Run: Chi-Square Minimum= 2.091 Comparison of Input Distribution and Normal(2.18,3.70e-2) Maximum= 2.236 17.5 8.8 Mode= 2.17075 Mean= Input 2.181538 Std Deviation=0.036968 Normal Hình 0.03-5c: Hàm mật độ xác suất của tỷ trọng ∆ – 2.09 2.12 2.15 2.18 2.21 2.24 Dự án Antiero Variance= 1.366603e-3 Skewness= -0.922505 Kurtosis= 3.397832 Tests Run: Chi-Square 3.3.1.3. Tính toán xác suất hư hỏng và độ tin cậy của các cấu kiện lát mái kiểu TSC- 178 trong thân mảng theo cấp độ II bằng phần mềm VAP Tổng hợp các biến ngẫu nhiên của cơ chế mất ổn định đẩy trồi của cấu kiện 59 được thống kê ở Bảng 3.6: Bảng 3.6: Các biến ngẫu nhiên của cơ chế mất ổn định cấu kiện TT 1 Biến ngẫu nhiên Trọng lượng cấu kiện Kí Đơn hiệu vị G 2 Chiều cao sóng Hệ số phụ thuộc hình Ηs 3 dạng cấu kiện và Κn Tấn Đặc trưng thống kê Dự án Luật Kỳ ĐHTL P.Phối Nor vọng µ 0.1024 B.Thuận Nor 0.1021 1.279E-03 Antiero Nor 0.1040 7.477E-04 Nor 2.48 0.257 m Nor chiều cao sóng 4 5 6 Trọng lượng riêng bê tông Tỷ trọng Hệ số mái dốc γbt Δ m T/m 3 1.81E02 Độ lệch σ 1.279E-03 3.83E-03 ĐHTL Nor 2.426 4.12E-02 B.Thuận Nor 2.419 4.10E-02 Antiero Nor 2.419 4.10E-02 ĐHTL B.Thuậ Nor 2.205 3.74E-02 Nor 2.200 3.72E-02 Nor Deter 2.182 4.09 3.70E-02 3.74E-02 n Antiero ĐHTL B.Thuậ Deter 4.18 n Antiero Deter 2.51 (Ghi chú: hệ số mái m – Kỳ vọng µ lấy theo giá trị tất định) 3.72E-02 3.70E-02 Tính toán theo VAP được xác suất xảy ra sự cố và hệ số ảnh hưởng của các biến ngẫu nhiên đến cơ chế mất ổn định của các cấu kiện kiểu TSC-178 trong thân mảng cho ba dự án ĐHTL, dự án Bình Thuận và dự án Antiero .Kết quả được thể thể hiện trong bảng sau. Bảng 3.7: Xác suất xảy ra sự cố của cơ chế mất ổn định cấu kiện TSC-178 thuộc dự án ĐHTL 60 TT Thông số Kết quả tính toán D.án B.Thuận D.án ĐHTL Kí hiệu m = 4,09 1 2 Chỉ số độ tin cậy Xác suất hư hỏng β P(Z10) 0.9999998730 m = 4,18 6,39 8.46E-11 D.án Antiero m = 2,51 4.41 5.13E-06 0.9999999999 0.9999948700 Bảng 3-8: Ảnh hưởng của các biến ngẫu nhiên đến cơ chế mất ổn định cấu kiện TSC -178 TT Biến ngẫu nhiên Kí hiệu D.án ĐHTL m = 4.09 αi 1 Trọng lượng cấu α 2 i (%) Mức độ ảnh hưởng D.án B.Thuận D.án Antiero m = 4.18 m = 2.51 αi α 2 i (%) αi αi2 (%) G -5.10E-02 0.3 -5.20E-02 0.3 -2.60E-02 0.1 2 kiện Chiều cao sóng Hệ số phụ thuộc Hs 8.28E-01 68.6 8.28E-01 68.6 8.28E-01 68.6 3 hình dạng cấu kiện Kn 5.12E-01 26.2 5.12E-01 26.2 5.23E-01 27.4 γbt 6.90E-02 0.5 6.90E-02 0.5 6.20E-02 0.4 ∆ -2.13E-01 4.5 -2.14E-01 4.6 -1.90E-01 3.6 4 5 và chiều cao sóng Trọng lượng riêng bê tông Tỷ trọng γbt/γn 61 Hình 3-6: Ảnh hưởng của các biến ngẫu nhiên đến xác suất xảy ra sự cố của cơ chế mất ổn định cấu kiện mái kè – Dự án ĐHTL m=4,09 Hình 3-7: Ảnh hưởng của các biến ngẫu nhiên đến xác suất xảy ra sự cố của cơ chế mất ổn định cấu kiện mái kè – Dự án Bình Thuận, m=4,18 62 Hình 3-8: Ảnh hưởng của các biến ngẫu nhiên đến xác suất xảy ra sự cố của cơ chế mất ổn định cấu kiện mái kè – Dự án Antiero, m=2,51 3.4 Kết luận chương 3 Qua kết quả tính toán độ tin cậy của cấu kiện TSC-178 cho ba dự án ĐHTL, dự án Bình Thuận và dự án Antiero cho ta thấy xác suất hư hỏng của các cấu kiện bảo vệ mái kè là rất nhỏ. Kết quả tính toán cũng cho ta biết được mức độ ảnh hưởng của các đại lượng ngẫu nhiên như trong lượng cấu kiện (G), chiều cao sóng biển (Hs), hệ số Kn, hệ số tỷ trọng ∆, trọng lượng riêng bê tông γbt trong các dự án đến xác suất xảy ra sự cố của cơ chế mất ổn định do ảnh hưởng của trọng lượng cấu kiện bị giảm do tác động của nước biển sâm thực và bào mòn. Kết quả tính toán cũng phụ hợp với kết quả khảo sát đánh giá hiện trang trong chương 2 của luận văn về sự ổn định của cả mảng kết cấu bảo vệ mái của hai dự án ĐHTL và dự án Bình Thuận. Kết quả tính toán về độ tin cậy an toàn của kết cấu TSC-178 sẽ được sử dụng làm tiêu chí đinh lượng để đánh giá so sánh giữa các dự án bằng phương pháp MCA sẽ được trình bày tại chương 4 của luận văn. CHƯƠNG 4 PHÂN TÍCH SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP MCA ĐÁNH GIÁ CÁC DỰ ÁN 4.1. Mục đích so sánh Qua quá trình điều tra khảo sát vùng dự án ở khu vực bờ biển Hàm Tiến – Mũi Né, từ năm 1998 đến năm 2014 nhiều nghiên cứu ứng dụng tiến bộ khoa học công nghệ đã được thực hiện nhằm khắc phục tình trạng xói lở đoạn đường bờ này. Trong đó có nhiều dự án thử nghiệm các kết cấu mới. Hiện nay đoạn bờ biển này 63 được bảo vệ bằng nhiều loại kết cấu được thi công ở các thời điểm khác nhau và có những cải tiến khác nhau. Để có cơ sở khoa học lựa chọn kết cấu có nhiều tiến bộ để phát triển ra các dự án khác cũng như có những bổ sung cần thiết để kết cấu làm việc được tốt hơn, luân văn tiến hành đánh giá hiệu quả của ba dự án và hiệu quả của khoa học kỹ thuật (tính sáng tạo, độ bền vững)của các kết cấu mới. 4.2. Phương pháp so sánh Từ các kết quả khảo sát hiện trạng và kết quả tính toán ở chương 2 và chương 3, luận văn ứng dụng phương pháp phân tích tổng hợp MCA để so sánh đánh giá cho các dự án ĐHTL, dự án Antiero và dự án Bình Thuận. 4.3. Xây dựng các tiêu chí MCA là một công cụ hỗ trợ ra quyết định dựa trên nhiều tiêu chí . MCA hỗ trợ hỗ trợ trong việc xác định hài hòa, cân bằng giữa các tiêu chí khác nhau và tìm kiếm phương án tốt nhất, xếp thứ tự các phương án, hay một danh mục các phương án lựa chọn để tiếp tục đánh giá. Luận văn tiến hành xây dựng bộ tiêu chí để so sánh trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu sau: • Bộ tiêu chí hoàn chỉnh (Không có tiêu chí quan trọng nào bị bỏ sót) • Không có tiêu chí dư thừa (Có thể bao gồm các tiêu chí không quan trọng hoặc các tiêu chí mà ở đó tất cả các giải pháp thay thế đều bình đẳng) • Tiêu chí có thể đo được (có thể đánh giá được – ít nhất là về mặt định tính – Một phương án thực hiện tốt như thế nào trong mối liên quan với các tiêu chí) • Tiêu chí phải độc lập với nhau (Không tính hai lần) Xây dựng các tiếu chí đánh giá so sánh giữa các dự án dựa trên kết quả báo cáo khảo sát hiện trạng, kết quả tính toán độ tin cậy an toàn ba dự án ĐHTL, dự án Antiero và dự án Bình Thuận. 4.3.1. Đánh giá hiệu quả về khoa học kỹ thuật của các kết cấu trong các dự án dựa trên các tiêu chí sau: 1. Nhiều ưu điểm và tính sáng tạo. 64 Cả ba dự án đều có kết cấu được áp dụng nhũng tiến bộ khoa hoc, sử dụng kết cấu bê tông mảng mềm, cấu kiện lát mái là cấu kiện thuộc kiểu TSC-178, nhưng dự Antiero có thêm những cải tiến ở bề mặt để giảm mức độ sâm thực. Hai dự án Antiero và dự án Bình Thuận đã có cải tiến sử dụng kết cấu ống buy lục giác bên trong có đá đổ HWRU-2001 của Trường ĐHTL so với kết cấu chân kè là ống buy hình tròn của dự án ĐHTL. 2. Tính bền vững cao Qua kết quả khảo sát hiện trạng, đến nay các kết cấu của các dự án đều thể hiện được tiêu chí bền vững của kết cấu bê tông mảng mềm nhưng ở các mức độ khác nhau, trong đó nổi trội hơn cả là kết cấu của dự án Antiero 3. Tôn tạo vẻ đẹp. Các kết cấu đều hài hòa với cảnh quan môi trường xung quanh về du lịch biển. 4. Dễ dàng quan sát sự cố. Theo thiết kế thì kết cấu của dự án Antiero có đặc điểm phần mái và chân kế thường xuyên năm dưới lớp cát biển nên khó quan sát sự cố hơn so với hai dự án ĐHTL và dự án Bình Thuận, trong năm chỉ có chỉ có thể quan sát được trong một thời gian ngắn. 5. Dễ sửa chữa. Một trong những ưu điểm của kết cấu bê tông mảng mềm dễ dàng sửa chữa khi một bộ phận trong kết cấu gặp sự cố. Tương tự như ở mục 4, do đặc thù có các kết cấu bị cát biển che phủ nên việc sủa chữa các bộ phân kết cấu bi hư hỏng có khó khăn hơn hai dự án còn lại. 6. Độ tin cậy an toàn của kết cấu bảo vệ mái. Từ kết quả tính toán độ tin cậy an toàn ở chương 3 đã chỉ ra đổ tin cây an toàn của cấu kiện trong kết cấu mảng kè bảo vệ mái của dự án Bình thuận là lớn nhất, tiếp theo là dự án ĐHTL và cuối cùng là dự án Antiero. Tuy nhiên xác suất hư hỏng của kết cấu là rất nhỏ không ảnh hưởng đến ổn định tổng thể của cả mảng. 7. Khả năng thi công. 65 Các kết cấu mới, được áp dụng các tiến bộ khoa học, đòi hỏi biện pháp thi công phức tạp, nhưng vẫn đảm bảo được tính khả thi. Trong ba dự án thì dự án Antiero là thi công khó khăn hơn những dự án còn lại. 8. Tuổi thọ của kết cấu công trình. Đến nay các kết cấu đã làm việc được trên 10 năm và vẫn làm việc bình thường, không có hư hỏng lớn, chỉ có những hư hỏng theo thời gian và vẫn trong giới hạn cho phép nên chưa đủ khả năng đánh giá tiêu chí này. Từ kết quả khảo sát nhận thấy kết cấu Dự án Antiero sẽ có tuổi thọ kết cấu công trình lớn hơn kết cấu của hai dự án còn lại. 9. Giá thành kinh tế của kết cấu. Vì dự án Antiero có đọ dốc mái nhỏ chiều dài kết cấu mái bảo vệ bờ ngắn hơn nhưng kết cấu tường trọng lực lại lớn hai dự án còn lại hơn. Tuy nhiên giá thành kinh tế được tính trên một m dài của dự án Antiero so với hai dự án còn lại vẫn thấp hơn. 10. Khả năng áp dụng ra các dự án khác. Đến nay qua quá trình khảo sát, điều tra thi hại dạng kết cấu bảo vệ bờ của thì dự án Bình Thuận phổ biến hơn cả. Kết cấu chân kè dạng ống buy hình tròn của dự án ĐHTL đã không còn được sử dụng. Kết cấu Antiero còn đang ở mức độ thử nghiệm. 4.3.2. Đánh giá hiệu quả của các dự án ĐHTL, dự án Antiero và dự án Bình Thuận theo các tiêu chí sau: 1. Khả năng chống xói bảo vệ bờ Từ báo cáo khảo sát đo đạc hiện trạng nhận thấy cả ba dự án ĐHTL đều phát huy được khả năng chống xói bảo vệ bờ. Tuy nhiên với những ứng dụng khoa học ở các mức độ khác nhau thì dự án Antiero đạt ưu thế hơn cả, sau đó đến dự án Bình Thuận và cuối cùng là dự án ĐHTL. 2. Hiệu quả khoa học kỹ thuật về tính sáng tạo và độ bền vững của từng kết cấu. Tiêu chí này sẽ được tổng kết và đưa ra kết luận sau khi có kết quả đánh giá 66 ở mục 4.3.1. 3. Tôn tạo cảnh quan môi trường. Nhìn chung các dự án đều tôn tạo canh quan môi trường góp phần không nhỏ vào phát triển du lịch trong vùng. Qua quan sát hiện trạng ba dự án nhận thấy dự án Bình Thuận là nổi trội hơn cả, sau đó là đến dự án Antiero và cuối cùng là dự án ĐHTL. 4. Tạo bãi tắm biển. Đây là một thế mạnh nổi trội của dự án Antiero so với tất cả các kết cấu bảo vệ bờ khác ở Việt Nam. Tại vị trí dự án Antiero đảm nhận nhiệm vụ bảo vệ bờ vẫn duy trì được bãi tắm biển và thu hút khách du lịch. Tại những vị trí các dự án ĐHTL và dự án Bình Thuận chỉ đảm nhiệm nhiệm vụ bảo vệ bờ còn bãi tắm biển đã không còn nữa, 5. Giá trị kinh tế (so với các kết cấu khác). So sánh giá trị kinh tế trên một đơn vị chiều dài như nhau thi dự án Antiero mang lại giá trị kinh tế cao hơn so với hai dự án còn lại vì ngoài nhiệm vụ bảo vệ bờ dự án này còn tham gia tích cực vào việc phát triển du lịch và kinh tế trong vùng. 4.4. Phân tích thực hiện cho điểm. Sử dụng thang điểm để đánh giá tầm quan trọng tương đối giữa các tiêu chí đã được xây dựng ở phần trên. Trong luận văn đề xuất thang điểm từ 0 ÷ 5 áp dụng cho đánh giá các tiêu chí được xây dựng như sau: (Bảng 4-1) TT 1 2 3 4 5 Điểm -+/+ ++ Ý Nghĩa Không phù hợp, mức độ đáp ứng tiêu chí rất thấp Gần như không phù hợp, mức độ đáp ứng tiêu chí thấp Có thể chấp nhận được, tuy nhiên cần có các biện pháp cải thiện Phù hợp, nhưng vẫn có thể cải thiện để làm cho tốt hơn Rất phù hợp Bảng 4-1 67 Đánh giá cho điểm các theo tiêu chí về khoa học kỹ thuật theo thang điểm từ 0 ÷ 5 cho các tiêu chí hiệu quả về khoa học kỹ thuật (tính sáng tạo, độ bền vững) của các kết cấu. (Bảng 4-2) Dự án Tiêu chí đánh giá hiệu quả KHKT Dự án Dự án của kết cấu mới ĐHTL Antiero Nhiều ưu điểm và tính sáng tạo Tính bền vững cao Tôn tạo vẻ đẹp Dễ dàng quan sát sự cố. Dễ sửa chữa. Độ tin cậy an toàn của kết cấu bảo vệ +/+/+/+ + ++ ++ + +/+/- Thuận + + + + + + mái. 7 Khả năng thi công. +/8 Tuổi thọ của kết cấu công trình. 9 Giá thành kinh tế của kết cấu. +/10 Khả năng áp dụng ra các dự án khác. +/Tổng cộng Bảng 4-2 +/- + +/+ + + ++ +/+/+/+ ++ TT 1 2 3 4 5 6 Bình Bổ sung thêm kết quả đánh giá từ bảng 4-2, tiến hành đánh giá cho điểm các tiêu chí của dự án theo thang điểm từ 0 ÷ 5 cho ba dự án (Bảng 4-3) TT 1 2 3 4 5 Dự án Tiêu chí đánh giá hiệu quả của Dự án Dự án dự án ĐHTL Antiero Chống xói lở bảo vệ bờ biển Hiệu quả về khoa học kỹ thuật của + + Thuận + +/- ++ ++ +/-+/+/- + ++ ++ ++ + -+/+ kết cấu mới Tôn tạo cảnh quan môi trường Tạo bãi tắm biển Giá trị kinh tế Tổng cộng Bảng 4-3 Bình 68 Từ kết quả đánh giá các tiêu chí về hiệu quả khoa học kỹ thuật của các kết cấu mới (bảng 4-2) cho ta thấy ĐHTL là có thế chấp nhận được nhưng cần có biện pháp cải thiện. Dự án Antiero và dự án Bình Thuận có kết cấu là sự cải tiến so với kết cấu ĐHTL và đã phù hợp với các tiêu chí đề ra. Các kết cấu của hai dự án Antiero và dự án Bình Thuận đã được cải tiến và áp dụng nhiều tiến bộ khoa học để đáp ứng nhiệm vụ bảo vệ bờ biển và là các kết cấu linh hoạt có ổn định cao, thuận tiện cho duy tu bảo dưỡng. Kết quả đánh giá các tiêu chí của dự án cho ta cái nhìn tổng thể để so sánh giữa các dự án với nhau (bảng 4-3). Qua đó thấy được nổi trội của dự án Antiero so với hai dự án còn lại. Kết quả đánh giá cũng chi ra được yêu cầu cần cải thiện của dự án ĐHTL và đề xuất cải thiện cho dự án Bình Thuận. 69 4.5. Kết luận chương 4 Hiện nay, việc xây dựng nghiên cứu úng dung phương pháp phân tích so sánh đa tiêu chí MCA đã được nhiều học giả trên thế giới xây dựng mô hình lý thuyết và đã có những ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó có lĩnh vực xây dựng cơ bản. Trên cơ sơ này luận văn đã ứng dụng phương pháp so sánh đa tiêu chí cho việc so sánh và luận chứng giữa các dự án ĐHTL, dự án Antiero và dự án Bình Thuận từ đó đánh giá so sánh những tiến bộ khoa học và tồn tại của các kết cấu và các dự án bảo vệ bờ biển Hàm Tiến Mũi Né, tỉnh Bình Thuận. Từ kết quả đánh giá cho ta thấy sự cần thiết áp dụng các tiến bộ khoa học vào các kết cấu bảo vệ bờ biển không những vừa đảm bảo các tiêu chí về kinh tế kỹ thuật mà còn đảm bảo các tiêu chí về lợi ích xã hội, tôn tạo cảnh quan môi trường, phát triển kinh tế trong vùng dự án. Kết quả đánh giá cho ta cái nhìn tổng quan trên nhiều tiêu chí của các dự án cũng như các kết cấu bảo vệ bờ mà nổi trội hơn cả là dự án Antiero. 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Những kết quả đạt được Với các nội dung luận văn đã nghiên cứu: Tổng quan về các dự án bảo vệ bờ biển Hàm Tiến Mũi Né, tỉnh Binh Thuận; Báo cáo khảo sát hiện trạng ba dự án ĐHTL, dự án Antiero và dự án Bình Thuận; Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định kết cấu bảo vệ bờ của các dự án; Lý thuyết độ tin cậy, phân tích rủi ro và các bài toán tính độ tin cậy an toàn của kè bảo vệ mái dốc lắp ghép bằng các cấu kiện bê tông đúc sẵn; Tính toán áp dụng cho các kết cấu bảo vệ mái cho ba dự án bảo vệ bờ biển Hàm Tiến Mũi Né tỉnh Bình Thuận; Phân tích sử dụng phương pháp MCA để so sánh và đánh giá các dự án, tác giả đưa ra một số kết qủa đạt được như sau: 1.Lập báo cáo khảo khảo sát hiện trạng ba dự án từ đó đánh giá hiện trạng ba dự ĐHTL, dự án Antiero và dự án Bình Thuận. Các dự án này đến nay vẫn làm việc bình thường, đảm bảo tính ổn đỉnh tổng thể của cả mảng chỉ có hư hỏng theo thời gian. Các chuyển vị tương đối là rất nhỏ và cường độ bê tông có giảm nhưng giới hạn cho phép. Đánh giá tương đối mức độ sâm thực bào mòn bê tông làm giảm trọng lượng của các cấu kiện lát mái của ba dự án. 2.Tiến hành tính toán độ tin cậy an toàn của kết cấu cấu bảo vệ mái dốc cho từng dự án để làm tiêu chí định lượng so sánh giữa các kết cấu của các dự án. Qua kết quả tính toán ảnh hưởng của các đại lượng ngẫu nhiên như G (trọng lượng cấu kiện lát mái), Hs (chiều cáo song biển), γbt (trọng lượng riêng bê tông), Kn (hệ số ổn định phụ thuộc vào hình dạng cấu kiện và chiều cao sóng biển), ∆ (tỷ trọng) và kết quả đo hiện trạng hệ số mái dốc m của các dự án đến cơ chế mất ổn của cấu kiện lát mái. Xác định độ tin cậy an toàn cũng như xác suất hư hỏng của các cấu kiện lát mái cho từng dự án. 3.Trên cơ sở báo cáo khảo sát hiện trạng, kết quả tính toán tính độ tin cậy an toàn của các cấu kiện lát mái ứng dụng phương pháp MCA để đánh giá so sánh các dự án được nghiên cứu. Xây dựng và phân tích tầm quan trọng các 71 tiêu chí đánh giá hiệu quả về khoa học kỹ thuật (tính sáng tạo và độ bền vững) của các kết cấu làm việc cho từng dự án. Xây dựng và phân tích tầm quan trọng các tiêu chí đánh giá hiệu quả của các dự án ĐHTL, dự án Antiero và dự án Bình Thuận. Kết quả đánh giá trên nhiêu tiêu chí (MCA) cho ta cái nhìn tổng thể về các dự án cũng như các tiến bộ khoa học được được áp dụng ở đây cho các kết cấu bảo vệ bờ của các dự án. Từ kết quả đánh giá trên nhiềuđưa ra kết luận dự án Antiero là phù hợp nhất, sau đó là đến dự án Bình Thuận và cuối cùng là dự án ĐHTL. Việc nghiên cứu đánh giá tổng kết so sánh những tiến bộ khoa học và tồn tại của các kết cấu bảo vệ bờ biển ở dự án Hàm Tiến Mũi Né, tỉnh Bình Thuận là rất cần thiết. Qua nghiên cứu chúng ta đánh giá được khả năng làm việc hiện hữu của các loại kết cấu ở dự án từ đó cho ta cái nhìn tổng quan để lựa chọn được kết cấu bảo vệ bờ biển làm việc hợp lý ở bờ biển Hảm tiến Mũi Né tỉnh Bình Thuận. 5.2. Những tồn tại Phương pháp thiết kế công trình theo lý thuyết độ tin cậy và phân tích rủi ro là một phương pháp tiên tiến trên thế giới, đã nhiều nước đã nghiên cứu và áp dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt tại Hà Lan, một nước đi đầu trong công tác phòng chống lũ và bảo vệ bờ biển. Phương pháp so sánh đa tiêu chí MCA MCA đã được nhiều học giả trên thế giới xây dựng mô hình lý thuyết và đã có những ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó có lĩnh vực xây dựng cơ bản. Tuy nhiên, ở Việt Nam hai phương pháp này vẫn còn rất mới mẻ và bắt đầu nghiên cứu, ứng dụng trong một số lĩnh vực. Riêng đối với tác giả, chỉ mới được biết và tiếp cận phương pháp tính toán này trong thời gian làm luận văn. Vì vậy, với những hiểu biết ban đầu của mình về hai phương pháp này nên trong tính toán bài toán ứng dụng và so sánh đa tiêu chí MCA sẽ không tránh khỏi những sai sót. Trong quá trình khảo sát, do thời gian quan sát cũng như dụng cụ đo còn hạn chế nên kết quả đo đạc khảo sát còn ở một mức độ nhất định. Một số 72 biến ngẫu nhiên do thiếu số liệu để phân tích nên việc lựa chọn các hàm phân phối mới mang tính đại diện và dựa theo các hàm đặc trưng. Các tính toán mới dừng lại ở cấp độ II, tuy nhiên với việc thiếu số liệu xác định phân phối một số biến ngẫu nhiên nên tính toán ở cấp độ II là hợp lý. Trong ứng dụng phương pháp so sánh đánh giá đa tiêu chí cho các dự án MCA việc xây dựng, phân tích tầm quan trọng cũng như việc đánh giá cho điểm các tiêu chi dựa trên hiểu biết chủ quan của tác giả. Tuy nhiên, các tiêu chí được xây dựng trên cơ sơ khảo sát thực tế hiện trạng các dự án và kết quả tính toán độ tin cậy an toàn của kết cấu nên vẫ đưa ra được đánh giá chấp nhận được. 5.3. Kiến nghị Việt Nam là một nước có hệ thống sông suối dày đặc, bờ Biển trải dài trên 3.000km dọc theo lãnh thổ từ Bắc vào Nam nên hệ thống công trình phòng chống lũ và bảo vệ bờ có vai trò hết sức quan trọng. Đặc biệt, trong điều kiện hiện nay Việt Nam là một trong những nước chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của hiện tượng nước biển dâng do biến đổi khí hậu toàn cầu. Bình Thuận cũng như cả nước, vấn đề bảo vể bờ biển là một vấn đề cấp thiết trước thiên tai do biến đổi khí hậu gây ra. Việc ứng dụng lý thuyết độ tin cậy và phân tích rủi ro là ưu điểm lớn nhất để giải quyết được bài toán mang tính hệ thống và kể được sự ảnh hưởng ngẫu nhiên của điều kiện biên. Phương pháp thiết kế công trình theo lý thuyết độ tin cậy và phân tích rủi ro là một phương pháp tiên tiến với cách tiếp cận mới, cần được tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện phương pháp tính toán và ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành, nhiều lĩnh vực. Ứng dụng rộng rãi hơn phương pháp so sánh đa tiêu chí MCA trong lĩnh xây dựng cơ bản mả cụ thể ở đây là việc quản lý dự án để có thế lựa chon được những dự án phù hợp nhất với nhiều tiêu chí đề ra ở Việt Nam. 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Mai Văn Công, 2010; Báo cáo chuyên đề 7.1.1 “Nghiên cứu đánh giá các phương pháp tiến bộ khoa học kỹ thuật phân tích khả năng chịu tải trong các công trình xây dựng trên thế giới và trong nước”; thuộc Đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu cơ sở khoa học và giải pháp kỹ thuật nhằm đảm bảo an toàn các công trình xây dựng trong điều kiện thiên tai bất thường miền Trung”. [2] Mai Văn Công, 2006; Thiết kế công trình theo lý thuyết ngẫu nhiên và phân tích độ tin cậy; Bài giảng Khoa Kỹ Thuật Biển, Trường Đại học Thủy lợi. [3] Nguyễn Văn Mạo, 1999; Tuyển tập những công trình khoa học trường Đại Học Thủy Lợi, tập III. [4] Nguyễn Văn Mạo, Nguyễn Hữu Bảo, Nguyễn Lan Hương, 2014; Cơ sở tính độ tin cậy an toàn đập. [5] Nguyễn Văn Mạo, Nguyễn Quang Hùng, 2014; Tính độ tin cậy an toàn kè bảo vệ mái dốc lắp ghép bằng cấu kiện bê tông đúc sẵn; Tạp chí khoa học Kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường, Trường Đại học Thủy Lợi số 44 (3/2014). [6] Lưu Đức Cường; Tạp chí Quy hoạch Xây Dựng số 37. [7] Trung tâm khoa và triển khai kỹ thuật thủy lợi – Trường đại học Thủy Lợi, 10/1998; Báo cáo nghiên cứu khả thi Dự án bảo vệ bờ biền Hàm Tiến – Mũi Né, Tỉnh Bình Thuận. [8] Nguyễn Văn Mạo, 2000; Cơ sở tính toán công trình thủy lợi. [9] Nguyễn Văn Mạo, Nguyễn Cảnh Thái, Nguyễn Quang Hùng, Phạm Ngọc Quý, Nguyễn Lan Hương, 2013; Giới thiệu và cơ sơ thiết kế công trình Thủy Lợi. [10] Nguyễn Hữu Bảo, 2002; Giáo trình xác suất thống kế ứng dụng. PHẦN PHỤ LỤC Phụ Lục số 1: Kết quả đo cường độ bê tông cấu kiện kiểu TSC-178 dự án ĐHTL STT (order ) Vuøng thöû / caáu kieän beâ toâng (Structure) Cöôøng ñoä beâ toâng theo ñöôøng chuaån cuûa thieát bò (Compressive strength acording to directrix of equipment) Heä soá hieäu chænh ñöôøng chuaån (Correct factor acording to directrix) Cöôøng ñoä neùn cuûa beâ toâng (compressive strength) Rn Goùc baén ( Angle of fire ) Trò soá baät naåy Ni ( Reading number on Rebound Hammer ) Trò soá baät naåy trung bình ( Averag e reading number ) N ( Ñoä ) ( Vaïch ) ( Vaïch ) (Mpa) - (Mpa) HS bieán ñoäng cöôøng ñoä BT (coefficien t of variation) vht Heä soá (factor ) ta % 4.3 1.94 Cöôøng ñoä BT hieän tröôøng cuûa caáu kieän (compressive strength of structure) Rht (Mpa) 1 Cấu kiện số 1 0 25,27,26,25,28,27,28,26,25,25 26.2 18.9 1.00 18.9 2 Cấu kiện số 2 0 24,26,25,26,27,26,27,25,26,24 25.6 17.9 1.00 17.9 16.5 3 Cấu kiện số 3 0 26,25,27,28,26,28,27,26,25,26 26.4 19.2 1.00 19.2 17.7 4 Cấu kiện số 4 0 26,27,25,28,25,26,26,27,27,26 26.3 19.1 1.00 19.1 17.5 5 Cấu kiện số 5 0 27,25,26,25,27,26,26,28,25,27 26.2 18.9 1.00 18.9 17.4 6 Cấu kiện số 6 0 26,24,25,24,26,25,25,27,24,26 25.2 17.3 1.00 17.3 15.9 7 Cấu kiện số 7 0 25,27,26,27,28,27,28,26,27,25 26.6 19.6 1.00 19.6 18.0 8 Cấu kiện số 8 0 26,28,25,28,29,26,27,29,28,26 27.2 20.5 1.00 20.5 18.8 9 Cấu kiện số 9 0 26,28,27,28,27,28,28,29,28,26 27.5 21.0 1.00 21.0 19.3 10 Cấu kiện số 10 0 25,27,26,27,26,24,27,28,27,25 26.2 18.9 1.00 18.9 17.4 11 Cấu kiện số 11 0 27,25,26,25,27,26,26,28,25,27 26.2 18.9 1.00 18.9 17.4 12 Cấu kiện số 12 0 26,28,25,28,27,25,28,26,28,26 26.7 19.7 1.00 19.7 18.1 13 Cấu kiện số 13 0 26,27,26,27,26,27,27,28,27,26 26.7 19.7 1.00 19.7 18.1 14 Cấu kiện số 14 0 26,27,25,28,25,26,26,27,27,26 26.3 19.1 1.00 19.1 17.4 17.5 Cöôøng ñoä beâ toâng theo ñöôøng chuaån cuûa thieát bò (Compressive strength acording to directrix of equipment) Heä soá hieäu chænh ñöôøng chuaån (Correct factor acording to directrix) Cöôøng ñoä neùn cuûa beâ toâng (compressive strength) Rn HS bieán ñoäng cöôøng ñoä BT (coefficien t of variation) vht STT (order ) Vuøng thöû / caáu kieän beâ toâng (Structure) Goùc baén ( Angle of fire ) Trò soá baät naåy Ni ( Reading number on Rebound Hammer ) Trò soá baät naåy trung bình ( Averag e reading number ) N 15 Cấu kiện số 15 0 27,28,26,28,25,26,27,28,28,26 26.9 20.1 1.00 20.1 18.4 16 Cấu kiện số 16 0 26,26,26,26,26,26,26,26,26,26 26.0 18.6 1.00 18.6 17.1 17 Cấu kiện số 17 0 26,25,26,28,26,27,25,27,24,28 26.2 18.9 1.00 18.9 17.4 18 Cấu kiện số 18 0 24,26,27,25,28,27,26,27,28,25 26.3 19.1 1.00 19.1 17.5 19 Cấu kiện số 19 0 26,27,27,28,26,27,28,25,26,25 26.5 19.4 1.00 19.4 17.8 20 Cấu kiện số 20 0 25,28,26,27,27,28,25,26,27,26 26.5 19.4 1.00 19.4 17.8 Phụ Lục số 2: Kết quả đo cường độ bê tông kết cấu tường trọng lực dự án Antiero Heä soá (factor ) ta Cöôøng ñoä BT hieän tröôøng cuûa caáu kieän (compressive strength of structure) Rht STT (order) Vuøng thöû / caáu kieän beâ toâng (Structure) Cöôøng ñoä beâ toâng Trò soá baät naåy theo ñöôøng chuaån trung bình cuûa thieát bò ( Average (Compressive reading number ) strength acording to N directrix of equipment) Heä soá hieäu chænh ñöôøng chuaån (Correct factor acording to directrix) Cöôøng ñoä neùn cuûa beâ toâng (compressive strength) Rn HS bieán ñoäng cöôøng ñoä BT (coefficient of variation) vht Heä soá (factor) ta Cöôøng ñoä BT hieän tröôøng cuûa caáu kieän (compressive strength of structure) Rht Goùc baén ( Angle of fire ) Trò soá baät naåy Ni ( Reading number on Rebound Hammer ) ( Ñoä ) ( Vaïch ) ( Vaïch ) (Mpa) - (Mpa) % - (Mpa) 3.4 1.94 18.0 1 Cấu kiện số 1 0 26,27,26,25,28,27,28,26,27,26 26.6 19.6 1.00 19.6 2 Cấu kiện số 2 0 25,26,28,26,27,26,27,25,25,27 26.2 18.9 1.00 18.9 17.4 3 Cấu kiện số 3 0 27,25,25,28,26,28,27,26,25,26 26.3 19.1 1.00 19.1 17.5 4 Cấu kiện số 4 0 26,27,25,27,25,26,26,27,27,26 26.2 18.9 1.00 18.9 17.4 5 Cấu kiện số 5 0 27,25,26,25,27,26,26,28,25,27 26.2 18.9 1.00 18.9 17.4 6 Cấu kiện số 6 0 26,24,25,27,26,25,28,27,26,28 26.2 18.9 1.00 18.9 17.4 7 Cấu kiện số 7 0 26,27,28,27,28,27,28,26,26,28 27.1 20.4 1.00 20.4 18.7 8 Cấu kiện số 8 0 26,28,25,28,29,26,27,29,28,26 27.2 20.5 1.00 20.5 18.8 9 Cấu kiện số 9 0 26,28,26,28,27,27,28,27,28,26 27.1 20.4 1.00 20.4 18.7 10 Cấu kiện số 10 0 25,27,25,27,26,24,27,26,27,25 25.9 18.4 1.00 18.4 16.9 11 Cấu kiện số 11 0 27,25,26,28,27,26,29,28,27,29 27.2 20.5 1.00 20.5 18.8 12 Cấu kiện số 12 0 27,28,26,28,27,25,28,26,28,27 27.0 20.2 1.00 20.2 18.5 13 Cấu kiện số 13 0 26,27,26,27,26,27,27,28,27,26 26.7 19.7 1.00 19.7 18.1 14 Cấu kiện số 14 0 25,27,28,27,25,26,26,27,27,26 26.4 19.2 1.00 15 Cấu kiện số 15 0 27,28,26,28,25,26,27,28,28,26 26.9 20.1 1.00 19.2 20.1 17.7 18.4 Cöôøng ñoä beâ toâng Trò soá baät naåy theo ñöôøng chuaån trung bình cuûa thieát bò ( Average (Compressive reading number ) strength acording to N directrix of equipment) Heä soá hieäu chænh ñöôøng chuaån (Correct factor acording to directrix) Cöôøng ñoä neùn cuûa beâ toâng (compressive strength) Rn HS bieán ñoäng cöôøng ñoä BT (coefficient of variation) vht Heä soá (factor) ta Cöôøng ñoä BT hieän tröôøng cuûa caáu kieän (compressive strength of structure) Rht STT (order) Vuøng thöû / caáu kieän beâ toâng (Structure) Goùc baén ( Angle of fire ) Trò soá baät naåy Ni ( Reading number on Rebound Hammer ) 16 Cấu kiện số 16 0 26,28,26,26,26,26,26,26,26,26 26.2 18.9 1.00 18.9 17.4 17 Cấu kiện số 17 0 26,25,26,28,26,27,28,27,24,28 26.5 19.4 1.00 19.4 17.8 18 Cấu kiện số 18 0 24,26,27,25,28,27,26,27,28,25 26.3 19.1 1.00 19.1 17.5 19 Cấu kiện số 19 0 26,27,27,28,26,27,28,25,26,25 26.5 19.4 1.00 19.4 17.8 20 Cấu kiện số 20 0 27,28,28,27,27,28,25,26,27,26 26.9 20.1 1.00 20.1 18.4 Phụ Lục số 3: Kết quả đo cường độ bê tông cấu kiện lát mái TSC -178 dự án Bình Thuận STT (order) Vuøng thöû / caáu kieän beâ toâng (Structure) Cöôøng ñoä beâ toâng Trò soá baät naåy theo ñöôøng chuaån trung bình cuûa thieát bò ( Average (Compressive reading number ) strength acording N to directrix of equipment) Heä soá hieäu chænh ñöôøng chuaån (Correct factor acording to directrix) Cöôøng ñoä neùn cuûa beâ toâng (compressive strength) Rn HS bieán ñoäng cöôøng ñoä BT (coefficient of variation) vht Heä soá (factor) ta Cöôøng ñoä BT hieän tröôøng cuûa caáu kieän (compressive strength of structure) Rht Goùc baén ( Angle of fire ) Trò soá baät naåy Ni ( Reading number on Rebound Hammer ) ( Ñoä ) ( Vaïch ) ( Vaïch ) (Mpa) - (Mpa) % - (Mpa) 3.5 1.94 17.4 1 Cấu kiện số 1 0 26,27,26,25,26,27,26,26,27,26 26.2 18.9 1.00 18.9 2 Cấu kiện số 2 0 25,26,27,26,27,26,25,25,25,27 25.9 18.4 1.00 18.4 16.9 3 Cấu kiện số 3 0 27,25,25,27,26,26,27,26,25,26 26.0 18.6 1.00 18.6 17.1 4 Cấu kiện số 4 0 26,27,25,27,25,26,26,27,27,26 26.2 18.9 1.00 18.9 17.4 5 Cấu kiện số 5 0 27,25,26,28,27,26,26,26,25,27 26.3 19.1 1.00 19.1 17.5 6 Cấu kiện số 6 0 26,24,25,27,26,25,28,25,26,27 25.9 18.4 1.00 18.4 16.9 7 Cấu kiện số 7 0 26,27,27,27,28,27,26,26,26,28 26.8 19.9 1.00 19.9 18.2 8 Cấu kiện số 8 0 26,28,25,28,25,26,27,25,28,26 26.4 19.2 1.00 19.2 17.7 9 Cấu kiện số 9 0 26,28,26,26,27,27,27,27,25,26 26.5 19.4 1.00 19.4 17.8 10 Cấu kiện số 10 0 25,27,26,28,26,26,26,27,28,25 26.4 19.2 1.00 19.2 17.7 11 Cấu kiện số 11 0 27,25,26,28,27,26,29,26,27,28 26.9 20.1 1.00 20.1 18.4 12 Cấu kiện số 12 0 27,28,26,28,27,25,28,28,28,27 27.2 20.5 1.00 20.5 18.8 13 Cấu kiện số 13 0 26,27,28,27,26,27,27,28,27,26 26.9 20.1 1.00 20.1 18.4 14 Cấu kiện số 14 0 25,27,28,27,25,26,26,27,27,26 26.4 19.2 1.00 19.2 17.7 15 Cấu kiện số 15 0 27,28,28,28,25,26,27,28,28,26 27.1 20.4 1.00 20.4 18.7 Cöôøng ñoä beâ toâng Trò soá baät naåy theo ñöôøng chuaån trung bình cuûa thieát bò ( Average (Compressive reading number ) strength acording N to directrix of equipment) Heä soá hieäu chænh ñöôøng chuaån (Correct factor acording to directrix) Cöôøng ñoä neùn cuûa beâ toâng (compressive strength) Rn HS bieán ñoäng cöôøng ñoä BT (coefficient of variation) vht Heä soá (factor) ta Cöôøng ñoä BT hieän tröôøng cuûa caáu kieän (compressive strength of structure) Rht STT (order) Vuøng thöû / caáu kieän beâ toâng (Structure) Goùc baén ( Angle of fire ) Trò soá baät naåy Ni ( Reading number on Rebound Hammer ) 16 Cấu kiện số 16 0 26,28,26,26,26,26,26,26,26,26 26.2 18.9 1.00 18.9 17.4 17 Cấu kiện số 17 0 26,26,28,28,26,27,28,27,26,28 27.0 20.2 1.00 20.2 18.5 18 Cấu kiện số 18 0 27,26,27,25,28,27,26,27,28,26 26.7 19.7 1.00 19.7 18.1 19 Cấu kiện số 19 0 26,27,27,28,26,27,28,28,26,26 26.9 20.1 1.00 20.1 18.4 20 Cấu kiện số 20 0 27,28,28,27,27,28,27,26,27,26 27.1 20.4 1.00 20.4 18.7 Phụ Lục số 4: Kết quả đo cường độ bê tông tường chắn sóng dự án Bình Thuận STT (order) Vuøng thöû / caáu kieän beâ toâng (Structure) Cöôøng ñoä beâ toâng Trò soá baät naåy theo ñöôøng chuaån Heä soá hieäu trung bình cuûa thieát bò chænh ñöôøng ( Average (Compressive chuaån (Correct reading number) strength acording to factor acording N directrix of to directrix) equipment) Cöôøng ñoä neùn cuûa beâ toâng (compressive strength) Rn HS bieán ñoäng cöôøng ñoä BT (coefficient of variation) vht Heä soá (factor) ta Cöôøng ñoä BT hieän tröôøng cuûa caáu kieän (compressive strength of structure) Rht Goùc baén ( Angle of fire ) Trò soá baät naåy Ni ( Reading number on Rebound Hammer ) ( Ñoä ) ( Vaïch ) ( Vaïch ) (Mpa) - (Mpa) % - (Mpa) 3.7 1.94 16.9 1 Cấu kiện số 1 0 26,25,26,25,26,25,27,26,27,26 25.9 18.4 1.00 18.4 2 Cấu kiện số 2 0 25,24,28,26,25,24,26,25,25,27 25.5 17.8 1.00 17.8 16.3 3 Cấu kiện số 3 0 27,25,25,25,26,27,27,26,27,26 26.1 18.8 1.00 18.8 17.2 4 Cấu kiện số 4 0 26,27,25,27,25,26,26,27,27,26 26.2 18.9 1.00 18.9 17.4 5 Cấu kiện số 5 0 27,25,26,25,27,26,26,28,25,27 26.2 18.9 1.00 18.9 17.4 6 Cấu kiện số 6 0 26,24,25,28,26,25,28,27,26,28 26.3 19.1 1.00 19.1 17.5 7 Cấu kiện số 7 0 26,25,28,27,26,25,27,26,26,28 26.4 19.2 1.00 19.2 17.7 8 Cấu kiện số 8 0 26,28,25,28,28,26,27,29,28,26 27.1 20.4 1.00 20.4 18.7 9 Cấu kiện số 9 0 26,28,26,28,27,27,26,27,28,26 26.9 20.1 1.00 20.1 18.4 10 Cấu kiện số 10 0 26,27,27,27,26,24,25,26,27,27 26.2 18.9 1.00 18.9 17.4 11 Cấu kiện số 11 0 27,25,26,29,27,26,29,28,27,29 27.3 20.7 1.00 20.7 19.0 12 Cấu kiện số 12 0 27,28,26,28,27,25,28,26,28,27 27.0 20.2 1.00 20.2 18.5 13 Cấu kiện số 13 0 26,27,26,27,26,27,27,28,27,26 26.7 19.7 1.00 19.7 18.1 14 Cấu kiện số 14 0 25,27,28,27,25,27,26,27,27,26 26.5 19.4 1.00 19.4 17.8 15 Cấu kiện số 15 0 27,28,26,28,25,26,27,28,28,26 26.9 20.1 1.00 20.1 18.4 16 Cấu kiện số 16 0 26,28,26,26,26,26,26,26,26,26 26.2 18.9 1.00 18.9 17.4 Cöôøng ñoä beâ toâng Trò soá baät naåy theo ñöôøng chuaån Heä soá hieäu trung bình cuûa thieát bò chænh ñöôøng ( Average (Compressive chuaån (Correct reading number) strength acording to factor acording N directrix of to directrix) equipment) Cöôøng ñoä neùn cuûa beâ toâng (compressive strength) Rn HS bieán ñoäng cöôøng ñoä BT (coefficient of variation) vht Heä soá (factor) ta Cöôøng ñoä BT hieän tröôøng cuûa caáu kieän (compressive strength of structure) Rht STT (order) Vuøng thöû / caáu kieän beâ toâng (Structure) Goùc baén ( Angle of fire ) Trò soá baät naåy Ni ( Reading number on Rebound Hammer ) 17 Cấu kiện số 17 0 26,25,28,28,26,27,28,27,24,28 26.7 19.7 1.00 19.7 18.1 18 Cấu kiện số 18 0 27,26,27,25,28,27,26,27,27,25 26.5 19.4 1.00 19.4 17.8 19 Cấu kiện số 19 0 26,27,27,28,26,27,28,25,26,25 26.5 19.4 1.00 19.4 17.8 20 Cấu kiện số 20 0 27,28,28,27,27,26,25,26,27,26 26.7 19.7 1.00 19.7 18.1 [...]... 1.2.1 Đặc điểm của kết cấu [5] Các cấu kiện được dùng trong các kết cấu chống sóng bảo vệ mái kè tại ba tiểu dự án ĐHTL, dự án Antiero dự án Hàm Tiến Mũi Né là là các cấu kiện bê tơng kiểu TSC-178 Trong kết cấu, các cấu kiện càng liên kết chặt chẽ với nhau thì lực ma sát giữa chúng càng lớn, càng có lợi về mặt ổn định cho kết cấu Các nghiên cứu cải tiến đã xử lí mặt tiếp xúc giữa các cấu kiện bằng cách... bao gồm các cấu kiện thuộc mảng và các kết cấu ở các biên dẫn đến MLGBT liên kết ma sát bị phá hoại có nhiều điểm khác so với các loại kết cấu kè khác Giới hạn một cấu kiện tách ra khỏi mảng đã được nghiên cứu rất chi tiết, Cơ chế phá hoại cũng như tiêu chuẩn ổn định tùy thuộc vào từng loại cấu kiện và từng loại liên kết giữa các cấu kiện trong mảng Kết quả nghiên cứu thí nghiệm MLGBT liên kết ma sát... liên kết với nền là mái dốc MLGBT liên kết ma sát là một kết cấu khơng gian phức tạp, khơng thuộc vào các loại kết cấu truyền thống Ở Việt Nam đã có một số phân tích kết cấu đã chọn loại kết cấu này làm đối tượng nghiên cứu Phân tich kết cấu MLGBT liên kết ma sát dựa trên cơ sở xem mảng là kết cấu trên nền Sử dụng sơ đồ dầm trên nền đàn hồi để tính mảng theo các bài tốn phẳng Sử dụng phương pháp phần... bờ biển Hàm Tiến Mũi Né đã xây dựng được nhiều tiểu dự án theo dự án nghiên cứu khả thi của Trung tâm khoa học và triển khai kỹ thuật Thủy Lợi – Trường Đại Học Thủy Lợi (NC-ĐHTL-98) Trong đó các tiểu dự án áp dụng các kết cấu cải tiến sử dụng các phương pháp tính hiện đại để phân tích kết cấu và cơng nghệ hồn thiên các kết cấu mới Các dự án đến nay đã làm việc hơn 15 năm Luận văn lựa chọn Luận văn. .. hoạt của kết cấu càng cao thì khả năng duy trì ổn định của hệ thống kết cấu càng tốt.(Hình 1-2) 10 Hình 1-2: Các cấu kiện bê tơng liên kết ma sat kiểu TSC-178 Sự giống nhau của các kết cấu của ba dự án ĐHTL, dự án Antiero và dự án Bình Thuận là đều sử dụng cấu kiện lát mái kiểu TSC-178 nhưng lại có những được cải tiến ở các mức độ khác nhau về đỉnh kè, chân kè và hệ số mái dốc (Bảng 1-1) TT Cấu kiện... trường cho thấy: khi một cấu kiện 12 trong mảng bị tách rời ra khỏi mảng hoặc các kết cấu ở biên bị mất ổn định, nếu khơng khắc phục kip thời mảng sẽ bị sóng phá hoại hồn tồn Vì vậy hiện nay trong các tính tốn ổn định MLGBT liên kết ma sát lấy giới hạn liên kết của các cấu kiện trong mảng và giới giới hạn liên kết các kết cấu ở các biên làm tiêu chuẩn phá hoại của mảng Trong các tính tốn thiết kế hiện... loại cấu kiện thuộc MLGBT liên kết ma sát được xét trong diều kiện cân bằng đẩy nổi Một số cấu kiện có cải tiến hình dạng nhằm tăng diện tích tiếp xúc, giới hạn phá hoại còn được căn cứ vào độ lớn của q trình chuyển vị của cấu kiện bị đẩy ra khỏi mảng Ổn định của các kết cấu biên được đánh giá theo cơ chế phá hoại của kiểu kết cấu và hình thức liên kết với nền là mái dốc MLGBT liên kết ma sát là một kết. .. Trong đó có nhiều dự án thử nghiệm kết cấu mới Vì vậy hiện nay ở đoạn bờ biển này đã được bảo vệ bằng nhiều loại kết cấu được thi cơng ở các thời điểm khác nhau và có những cải tiến khác nhau Đến nay các kết cấu này đã làm việc được 10÷15 năm Để có cơ sở khoa học lựa chọn kết cấu có nhiều tiến bộ để phát triển ra các dự án khác cũng như có những bổ sung cần thiết để kết cấu tiếp tục làm việc được tốt hơn... tin cậy an tồn của cấu kiện trong mảng lắp ghép bằng các cấu kiện bê tơng đúc sẵn (3) Phân tích các dự án theo phương pháp phân tích đa mục tiêu MCA 1.5 Kết luận chương 1 (1) Dự án bảo vệ bờ biển Hàm Tiến Mũi Né khơng chỉ là dự án có tầm quan trọng trong việc bảo vệ cho khu kinh tế du lịch tiềm năng mà còn là nơi sử dụng nhiều kết cấu mới trong đó có những kết cấu thử nghiệm Luận văn lựa chọn dự án... cứu tổng kết so sánh những tiến bộ và tồn tại của những kết cấu bảo vệ bờ ở dự án Hàm Tiến Mũi Né tỉnh Bình Thuận Một trong những ứng dụng tiến bộ khoa học về tính tốn cho các loại kết cấu bảo vệ bờ biển đó chính là lý thuyết xắc suất thống kê và tính độ tin cậy Phương pháp này đã và đang phát triển, thịnh hành ở các nước có nhiều bờ biển như Hà Lan, Đức, Mỹ… và đã nâng độ chính sác trong tính tốn ... Trong tiểu dự án áp dụng kết cấu cải tiến sử dụng phương pháp tính phân tích kết cấu cơng nghệ hồn thiên kết cấu Các dự án đến làm việc 15 năm Luận văn lựa chọn Luận văn lựa chọn dự án làm đối... kết cấu truyền thống Ở Việt Nam có số phân tích kết cấu chọn loại kết cấu làm đối tượng nghiên cứu Phân tich kết cấu MLGBT liên kết ma sát dựa sở xem mảng kết cấu Sử dụng sơ đồ dầm đàn hồi để tính. .. Thuận sử dụng cấu kiện lát mái kiểu TSC-178 lại có cải tiến mức độ khác đỉnh kè, chân kè hệ số mái dốc (Bảng 1-1) TT Cấu kiện lát mái Hệ số mái dốc Kết cấu chân kè Kết cấu đỉnh kè Dự án ĐHTL