Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu đánh giá ổn định và hiệu quả tiêu giảm sóng tràn của khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng (Luận văn thạc sĩ file word)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ THỊ HƢƠNG GIANG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU QUẢ TIÊU GIẢM SÓNG TRÀN CỦA KHỐI PHỦ RAKUNA IV CHO ĐÊ CHẮN SÓNG ĐÁ ĐỔ MÁI NGHIÊNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ THỊ HƢƠNG GIANG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU QUẢ TIÊU GIẢM SÓNG TRÀN CỦA KHỐI PHỦ RAKUNA IV CHO ĐÊ CHẮN SÓNG ĐÁ ĐỔ MÁI NGHIÊNG Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy Mã số: 62-58-40-01 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Thiều Quang Tuấn GS.TS H Sĩ Minh HÀ NỘI, NĂM 2015 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận án trung thực, không chép từ nguồn dƣới hình thức nào.Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) đƣợc thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo theo quy định Tác giả luận án Lê Thị Hƣơng Giang i LỜI CẢM ƠN Lời tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Thiều Quang Tuấn, GS.TS Hồ Sĩ Minh tận tình hƣớng dẫn tác giả suất thời gian nghiên cứu thực luận án Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn Ban Giám hiệu, phịng Đào tạo ĐH&SĐH, khoa Cơng trình, khoa Kỹ thuật biển, phịng Khoa học cơng nhệ tập thể thầy cô giáo môn Công nghệ – Khoa Cơng trình, Trƣờng Đại Học Thủy Lợi - Hà Nội, giúp đỡ tạo điều kiện để tác giả hoàn thành luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam, nơi tác giả công tác, tạo điều kiện thời gian cơng việc cho tác giả hồn thành luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn Công ty NIKKEN KOGAKU - NHẬT BẢN tạo điều kiện cho tác giả trình nghiên cứu đặc biệt quý Công ty cho phép tác giả đƣợc sử dụng loại khối phủ RAKUNA IV để công bố kết nghiên cứu luận án Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn tới gia đình ln sát cánh động viên tác giả vƣợt qua khó khăn thực luận án Tác giả luận án Lê Thị Hƣơng Giang MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT ix MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu 3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Những đóng góp luận án Cấu trúc luận án CHƢƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU QUẢ GIẢM SÓNG TRÀN CỦA KHỐI PHỦ .5 1.1 Sơ lƣợc lịch sử phát triển phân loại khối phủ 1.1.1 Sơ lƣợc lịch sử phát triển khối phủ 1.1.2 Phân loại khối phủ 1.2 Ứng dụng khối phủ dị hình Việt Nam 1.3 Tổng quan nghiên cứu ổn định thủy lực khối phủ 1.4 Tổng quan nghiên cứu sóng tràn qua đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng hiệu giảm sóng tràn khối phủ 14 1.4.1 Sóng tràn qua đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng[5][9][12][14][16][17] [26][29] [37] 14 1.4.2 Tính tiêu giảm sóng tràn khối phủ thơng qua hệ số chiết giảm sóng tràn γr 15 1.5 Kết luận Chƣơng I 16 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU TRÊN MƠ HÌNH VẬT LÝ VỀ ỔN ĐỊNH THỦY LỰC CỦA KHỐI PHỦ RAKUNA IV KHI CÓ SÓNG TRÀN 18 2.1 Giới thiệu khối phủ RAKUNA IV 18 2.2 Cơ sở khoa học ổn định thủy lực khối phủ mái nghiêng [13] 19 2.2.1 Các chế phá hỏng đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng 21 2.2.2 Các hình thức dịch chuyển khối phủ mái dốc 22 2.2.3 Cơ sở đánh giá mức độ hƣ hỏng lớp phủ 23 2.2.4 Đặc điểm ổn định khối phủ mái dốc 24 2.2.5 Phân tích thứ nguyên theo định luật Pi - Buckingham ổn định khối phủ có sóng tràn [2][10][11][28] 25 2.2.6 Xác định tham số chi phối 26 2.2.7 Cơ sở lý thuyết phép phân tích thứ nguyên 26 2.2.8 Thiết lập phƣơng trình chung ổn định khối phủ 28 2.3 Cơ sở khoa học xác định tính chiết giảm sóng tràn .29 2.4 Mơ hình vật lý nghiên cứu ổn định tính chiết giảm sóng tràn khối phủ 31 2.4.1 Lý thuyết tƣơng tự tỉ lệ mô hình .31 2.4.2 Thiết kế mơ hình bố trí thí nghiệm 32 2.4.3 Chƣơng trình thí nghiệm .37 2.4.4 Trình tự thí nghiệm 38 2.4.5 Số liệu đo đạc 39 2.4.6 Đánh giá sai số kết đo 45 2.5 Kết luận Chƣơng 45 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU SỰ ỔN ĐỊNH VÀ TÍNH NĂNG GIẢM SĨNG TRÀN CỦA KHỐI PHỦ RAKUNA IV .46 3.1 Nội dung nghiên cứu 46 3.2 Phân tích kết thí nghiệm 46 3.2.1 Nghiên cứu ổn định khối phủ RAKUNA IV có sóng tràn 46 3.2.2 Sóng tràn tính chiết giảm sóng tràn khối phủ RAKUNA IV 55 3.2.3 Nghiên cứu khả chiết giảm sóng tràn khối phủ RAKUNA IV mơ hình tốn 60 3.3 Kết luận chƣơng 73 CHƢƠNG ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ LỚP PHỦ ĐÊ CHẮN SÓNG CẢNG NGHI SƠN-THANH HÓA 74 4.1 Giới thiệu đê chắn sóng cảng Nghi Sơn - Thanh Hóa 74 4.1.1 Sơ lƣợc cảng Nghi Sơn[3][4] 74 4.1.2 Điều kiện biên thiết kế 76 4.2 Thiết kế mặt cắt ngang đê chắn sóng 76 4.2.1 Cao trình đỉnh đê 77 4.2.2 Tính tốn ổn định khối phủ 78 4.2.3 Chiều rộng đỉnh đê 80 4.3 So sánh khối lƣợng chi phí xây lắp 80 4.4 Kết luận Chƣơng 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 I Tóm tắt kết đạt đƣợc luận án 82 II Những đóng góp luận án 84 III Những tồn hƣớng phát triển 84 IV Kiến nghị 85 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 PHỤ LỤC 91 PHỤ LỤC A 91 PHỤ LỤC B 101 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Đê chắn sóng Cơ Tơ – Quảng Ninh [Nguồn: Internet] Hình 1.2 Đê chắn sóng Tiên Sa-Đà Nẵng [Nguồn: Internet] .9 Hình 1.3 Khối phủ Accropod đƣợc sử dụng Đê chắn sóng cảng Dung Quất Quảng Ngãi [Nguồn: Internet] .9 Hình 2.1 Cấu kiện RAKUNA IV, Nhật Bản .18 Hình 2.2 Một số hình ảnh ứng dụng khối phủ RAKUNA IV Nhật Bản 19 Hình 2.3 Tác động sóng lên khối phủ [13] 21 Hình 2.4 Các chế phá hỏng đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng [13] .21 Hình 2.5 Các hình thức dịch chuyển khối phủ [13] 22 Hình 2.6 Sơ đồ xác định diện tích xâm thực tƣơng đối [13] .23 Hình 2.7 Đặc tính ổn định khối phủ có liên kết khơng có liên kết [13] 25 Hình 2.8 Xác định chiều cao lƣu khơng Rc tính tốn sóng tràn [16], [29] .30 Hình 2.9 Máng sóng sử dụng để thực thí nghiệm .33 Hình 2.10 Mặt cắt ngang đê mơ hình mơ hình đê máng sóng .34 Hình 2.11 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 35 Hình 2.12 Xếp khối thành 04 dải màu khác để tiện cho việc phân tích ổn định 35 Hình 2.13 Xếp khối phủ cho đê mơ hình 36 Hình 2.14 Hiệu chỉnh đầu đo sóng .36 Hình 2.15 Điều khiển máy tạo sóng phịng điều khiển 36 Hình 2.16 Đo thể tích nƣớc tràn dụng cụ đo thể tích chuyên dụng 36 Hình 2.17 NCS trao đổi với hai thầy hƣớng dẫn thí nghiệm .36 Hình 2.18 Đồn cơng ty Nikken kiểm tra thí nghiệm .36 Hình 2.19 Hình ảnh khối bị dịch chuyển thời điểm N z khác 40 Hình 3.1 Quan hệ số ổn định Ns với mức độ hƣ hỏng theo số sóng độ dốc sóng (khi có sóng tràn) 48 Hình 3.2 Quan hệ số ổn định Ns với mức độ hƣ hỏng Nz = 3000 sóng theo chiều cao lƣu khơng tƣơng đối Rc/Hm0 49 vi Hình 3.3 Ổn định khối phủ có sóng tràn so với trƣờng hợp đê khơng sóng tràn (Tuấn nnk, 2012)[30] 51 Hình 3.4 Quan hệ Fs chiều cao lƣu không tƣơng đối Rc/Hm0 53 Hình 3.5 Số liệu thực nghiệm đƣờng cong đặc tính ổn định khối phủ RAKUNA IV có sóng tràn 55 Hình 3.6 Biến thiên r so với m1,0 56 Hình 3.7 Hệ số chiết giảm sóng tràn khối phủ Tetrapod .57 Hình 3.8 Kết sóng tràn đƣợc phân tích lại theo hệ số chiết giảm sóng tràn khối phủ Tetrapod 58 Hình 3.9 Hệ số chiết giảm sóng tràn khối phủ RAKUNA IV 58 Hình 3.10 Kết sóng tràn đƣợc phân tích lại theo hệ số chiết giảm sóng tràn khối phủ RAKUNA IV .59 Hình 3.11 Giá trị hàm mật độ F mặt thoáng chất lỏng [23] 61 Hình 3.12 Kiểm định tƣơng tác sóng với cơng trình đê ngầm đá đổ [22] 62 Hình 3.13 Sơ đồ bố trí thí nghiệm mơ hình vật lý 64 Hình 3.14 Vị trí đầu đo mơ hình tốn 64 Hình 3.15 Đê mơ hình máng sóng vật lý (khối phủ RAKUNA IV) 64 Hình 3.16 Thơng số sóng đầu vào cho mơ hình IH2 - VOF 65 Hình 3.17 Kết kiểm định đƣờng q trình sóng điều kiện mực nƣớc 0.52m 66 Hình 3.18 So sánh phổ sóng tính tốn thực đo .66 Hình 3.19 Ảnh hƣởng hệ số cản phi tuyến β đến lƣu lƣợng sóng tràn 68 Hình 3.20 Ảnh hƣởng hệ số cản tuyến tính α đến lƣu lƣợng sóng tràn 68 Hình 3.21 Trƣờng lƣu tốc dòng chảy theo phƣơng ngang với trƣờng hợp sóng dài (H15T30), ∆t = 1,49s 70 Hình 3.22 Trƣờng lƣu tốc dịng chảy theo phƣơng ngang với trƣờng hợp sóng ngắn (H15T20), ∆t = 0,8s 71 Hình 3.23 Trƣờng dịng chảy β = 0,8 (H15T30), ∆t = 1,1s 72 Hình 4.1 Mặt khu cảng phục vụ Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn 75 Hình 4.2 Đƣờng tần suất mực nƣớc tổng hợp 76 Hình 4.3 Mặt cắt ngang đê chắn sóng có sóng tràn .80 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Sơ lƣợc trình phát triển loại khối phủ Bảng 1.2 Phân loại khối phủ theo hình dạng, cách xếp, số lớp yếu tố ổn định [13] Bảng 1.3 Một số thông số đê chắn sóng số cảng biển tiêu biểu Bảng 1.4 Hệ số ổn định KD (SPM-1977) [31] 10 Bảng 1.5 Hệ số ổn định KD (SPM-1984) [32] 11 Bảng 1.6 Cơng thức tính tốn ổn định khối phủ Van der Meer (1988) [34][35][36] .12 Bảng 1.7 Cơng thức tính tốn ổn định khối phủ số tác giả [13][25][30] .13 Bảng 1.8 Hệ số chiết giảm sóng tràn γr số loại khối phủ phổ biến [16][29] 15 Bảng 2.1 Mức độ hƣ hỏng tiêu chuẩn Nod với khối phủ bê tông [13] .24 Bảng 2.2 Tỉ lệ số đại lƣợng vật lý [2] 31 Bảng 2.3 Kích thƣớc khối phủ ngoài, lớp lớp lõi 32 Bảng 2.4 Tóm tắt chƣơng trình thí nghiệm 38 Bảng 2.5 Chƣơng trình thí nghiệm kết đo sóng tràn .42 Bảng 2.6 Kết thơng số sóng số khối dịch chuyển (Rakuna IV xếp 02 lớp) 44 Bảng 3.1 Kết số liệu tính tốn biến đổi Ns Nod theo Nz 47 Bảng 3.2 Quan hệ số ổn định mức độ hƣ hỏng theo thời gian (có sóng tràn) .50 Bảng 3.3 Quan hệ hệ số gia tăng ổn định Fs chiều cao lƣu không tƣơng đối Rc/Hm0 52 Bảng 3.4 Sự ổn định khối phủ kể đến hệ số gia tăng ổn định Fs 54 Bảng 3.5 Các kịch thí nghiệm dùng cho kiểm định mơ hình tốn 63 Bảng 3.6 Tóm tắt kịch kết kiểm định mơ hình 67 Bảng 3.7 Kết hiệu chỉnh kiểm định thông số độ nhạy mô hình .69 Bảng 3.8 Kết đo đạc lƣu lƣợng tràn mô 69 Bảng 3.9 Các kịch xem xét hình thành đệm nƣớc 70 Bảng 4.1 Cao trình đỉnh đê cho phép sóng tràn 77 Bảng 4.2 Cao trình đỉnh đê khơng cho phép sóng tràn .78 Bảng 4.3 Trọng lƣợng khối phủ RAKUNA IV - trƣờng hợp sóng khơng tràn 79 Bảng 4.4 Trọng lƣợng khối phủ RAKUNA IV - trƣờng hợp sóng tràn 79 Bảng 4.5 So sánh khối lƣợng chi phí xây lắp đê (tính cho 100 m dài) 80 N0 N500 N2000 N1000 N3000 Hình RAK-2 (H15T15) N0 N500 N1000 N2000 N = 3000 Hình RAK-3 (H15T20) N0 N500 N1000 N3000 N2000 Hình RAK-4 (H15T25) N0 N500 N1000 N2000 N3000 Hình RAK-5 (H17T18) N0 N500 N1000 N3000 N2000 Hình RAK-6 (H17T20) N0 N500 N1000 N3000 N2000 Hình RAK-7 (H17T25) N0 N500 N1000 N3000 N2000 Hình RAK-8 (H20T20) N0 N500 N2000 N1000 N3000 Hình RAK-9 ( H20T25) ... ? ?Nghiên cứu đánh giá ổn định hiệu tiêu giảm sóng tràn khối phủ RAKUNA IV cho đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng? ?? hồn tồn mang tính thời cấp thiết Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu ổn định hiệu tiêu giảm. .. nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: Khối phủ RAKUNA IV đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng có sóng tràn Phạm vi nghiên cứu: Ổn định khối phủ RAKUNA IV 02 lớp mái phía biển đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng. .. nghiên cứu De jong gợi mở hƣớng tiếp cận Dn nghiên cứu ổn định khối phủ có sóng tràn 1.4 Tổng quan nghiên cứu sóng tràn qua đê chắn sóng đá đổ mái nghiêng hiệu giảm sóng tràn khối phủ 1.4.1 Sóng