ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ VÀ TIÊU CHUẨN MỚI. CHUYÊN ĐỀ XÓI NGẦM TRONG CÔNG TRÌNH THỦY.TS.NGUYỄN ĐỨC MẠNH

PHỐI HỢP GIỮA CÔNG TY CPTV CẢNG – KỸ THUẬT BIỂN & BỘ MÔN XD CẢNG - ĐƯỜNG THỦY, ĐHXD HỘI THẢO KHOA BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOAHỌC HỌC CÔNG NGHỆ ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ VÀ TIÊU CẤP TRƯỜNG NĂMCHUẨN 2017 MỚI TRONG KHẢO SÁT, THIẾT KẾ VÀ KHAI THÁC CƠNG TRÌNH CẢNG CHUN ĐỀ XĨI NGẦM TRONG CƠNG TRÌNH THỦY TS NGUYỄN ĐỨC MẠNH 1 contact: manhnd@nuce.edu.vn TP HỒ CHÍ MINH, 25/12/2017 NỘI DUNG BÁO CÁO TỔNG QUAN VỀ XÓI NGẦM ĐẤT XÓI NGẦM ĐỐI VỚI CƠNG TRÌNH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HĨA LỎNG CỦA CƠNG TRÌNH SỰ CỐ ĐÊ CHẮN SĨNG THÙNG CHÌM DO HĨA LỎNG TỔNG QUAN VỀ XÓI NGẦM TỔNG QUAN VỀ XÓI NGẦM 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ TỔNG QUAN VỀ XÓI NGẦM Nghiên cứu giới ▪ Đã nghiên cứu từ lâu (bởi Terzaghi, 1943); ▪ Tập trung vào mô hình tốn thí nghiệm; ▪ Quy trình đánh giá xói ngầm – cho cơng trình kiểu đập Nghiên cứu Việt Nam ▪ Đã có nghiên cứu liên quan xói ngầm, với cơng trình thực tế ▪ Chưa có nghiên cứu chuyên sâu, hệ thống xói ngầm; 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ TỔNG QUAN VỀ XĨI NGẦM Định nghĩa xói ngầm: Xói ngầm kết q trình rửa trơi hạt đất ảnh hưởng dịng nước đất Xói dạng ống Xói tiếp xúc 1.2 CƠ CHẾ HÌNH THÀNH XĨI NGẦM Xói ngược Xói khuyếch tán TỔNG QUAN VỀ XĨI NGẦM Thí nghiệm HET 1.3 XĨI DẠNG ỐNG TỔNG QUAN VỀ XĨI NGẦM Ixói = ? 1.4 XÓI NGẦM NGƯỢC TỔNG QUAN VỀ XĨI NGẦM Thí nghiệm LTHE Vxói = ? 1.5 XĨI NGẦM TIẾP XÚC Hướng dịng TỔNG QUAN VỀ XĨI NGẦM Điều kiện xuất (Wan et Fell 2004) : - Điều kiện : df < On - Điều kiện : Pf ≤ Pgh - Điều kiện : v ≥ vc i ≥ ic 1.6 XÓI NGẦM KHUYẾCH TÁN 10 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XÓI NGẦM CỦA CƠNG TRÌNH 23 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XĨI NGẦM CỦA CƠNG TRÌNH TÍNH TỐN GIÁ TRỊ NGƯỠNG GÂY XĨI TÍNH TỐN ĐẶC TRƯNG DỊNG THẤM -ỨNG SUẤT TRONG CƠNG TRÌNH SO SÁNH GIÁ TRỊ TÍNH TỐN – GIÁ TRỊ NGƯỠNG GÂY XÓI 3.1 CÁC BƯỚC ĐÁNH GIÁ XÓI NGẦM 24 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XÓI NGẦM CỦA CƠNG TRÌNH Kè bến nhập liệu, Hịa Phát, Kinh Mơn, Hải Dương K4 K3   TuyÕn mÐp bÕn  CTMB +3.00  MNCTK +2.00      K2 Đuờng tự nhiên MNTTK - 1.70  m= 2.5  m=4 K1   CT§B -4.70 -6 - 5.70 w = 1.74g/cm3  = 457' -8.05 -8 c = 0.061kg/cm2 B = 0.95 -10 -10.75 w = 1.77g/cm3  = 03' c = 0.074kg/cm2 B = 0.69 Loại đất Hệ số thấm K (m/s) 510-3 Khả xói khuyếch tán Có Lớp - Bùn sét pha 210-6 không Lớp – Sét pha cát Lớp – Sét pha 610-4 110-5 không không Đất san lấp 3.1 CÁC BƯỚC ĐÁNH GIÁ XÓI NGẦM 25 -12 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XĨI NGẦM CỦA CƠNG TRÌNH Velocity Gradient 0.45 0.0016 0.4 0.0014 0.35 0.0012 0.3 XY-Gradient 0.0018 0.001 0.25 0.0008 0.2 0.0006 0.15 0.0004 0.1 0.0002 0.05 Ixoi = 0.39 0 10 20 30 40 50 3.2 KHẢ NĂNG XÓI NGẦM KÈ GẦM BẾN Time (hr) 10 20 30 26 Time (hr) 40 50 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XĨI NGẦM CỦA CƠNG TRÌNH Gradient gây xói: ick = 0.36 m1=1:1.5, m2=1:2 m1=m2=1:2 imax =0.694, vmax=3.810-4m/s imax=0.71; vmax=3.910-4m/s m1=m2=1:1.5 m1=m2=1:1.25 imax=0.813; vmax = 4.5810-4m/s imax=0.824; vmax = 5.110-4m/s Khi mặt cắt ngang bị thu hẹp: ▪ Gradient thấm – vấn tốc dòng thấm tăng lên chân phía bờ; ▪ Đường mực nước bão hịa nâng cao hơn; ▪ Gradient thủy lực i> ixói  rủi ro bị xói ngầm 3.3 SỰ THAY ĐỔI HÌNH HỌC CỦA CƠNG TRÌNH 27 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XĨI NGẦM CỦA CƠNG TRÌNH Phủ mái chống thấm Gradient gây xói: ick = 0.36 Sử dụng lớp phủ mái chống thấm: ▪ Gradient thấm giảm imax=0.55; ▪ Đường mực nước bão hịa hạ thấp; ▪ Cần có lớp lọc chân thoát nước 3.4 THAY ĐỔI KẾT CẤU CƠNG TRÌNH 28 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XĨI NGẦM CỦA CƠNG TRÌNH Loại đất n e Cu k (m/s) Xói khuyếch tán G1 0.30 0.493 2.51 4.80E-04 Khơng C 0.33 0.429 8.73 1.60E-02 Không Velocity X 0.007 X-Velocity Magnitude (m/sec) Vận tốc gây xói 0.006 tiếp xúc: vtx = 0.003m/s 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 10 15 20 X (m) 3.4 XÓI NGẦM TIẾP XÚC GIỮA HAI LOẠI ĐẤT 29 25 30 35 40 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XĨI NGẦM CỦA CƠNG TRÌNH Lớp phủ mái khơng thấm Kéo dài đường thấm Khơng có lớp phủ mái 3.4 XÓI NGẦM TIẾP XÚC GIỮA HAI LOẠI ĐẤT Có lớp phủ mái chống thấm 30 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XĨI NGẦM CỦA CƠNG TRÌNH Thơng số n e Cu k (m/s) Đất D Đất F 0.35 0.33 0.538 0.49 27.18 13.72 4.80E-04 2.30E-04 3.5 ĐÁNH GIÁ XĨI NGẦM NGƯỢC Gradien thủy lực gây xói ngược ixn (m/m) 0.41 31 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XÓI NGẦM CỦA CƠNG TRÌNH Bộ phận nước ngang Khơng có phận nước 3.5 ĐÁNH GIÁ XĨI NGẦM NGƯỢC Có phận nước 32 PHƯƠNG PHÁP PHÁT HIỆN XÓI NGẦM 33 PHƯƠNG PHÁP PHÁT HIỆN XÓI NGẦM Hình dạng hình học kết cấu • Hình dạng bên ngồi, bên kết cấu • Chi tiết phân vùng kết cấu khác Điều kiện địa tầng xây dựng • Kết cấu địa tầng… • Sự có mặt lỗ hổng, hang động, vết đứt gãy, tầng đất yếu… • Tầng nước ngầm Đặc điểm địa kỹ thuật cơng trình • Các đặc tính đất: đường kích thước hạt, hệ số thấm… • Thơng tin thu q trình thí nghiệm Điều kiện thủy lực, dịng thấm • Điều kiện thủy lực đặc biệt… • Sự hình thành dịng thấm, gradient thấm… Trạng thái ứng suất 4.1 THÔNG SỐ KHI XEM XÉT XÓI NGẦM 34 PHƯƠNG PHÁP PHÁT HIỆN XĨI NGẦM 3.2 QUY TRÌNH PHÁT HIỆN XĨI NGẦM 35 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1) Xói ngầm đất hình thành kiểu khác nhau: xói ngầm dạng ống, xói ngầm tiếp xúc, xói ngầm ngược xói ngầm khuyếch tán 2) Ngun nhân hình thành xói ngầm đất đa dạng, phức tạp, tương ứng với kiểu xói ngầm khác 3) Việc đánh giá khả xói ngầm cơng trình thực mơ hình tốn, số liệu thu thập từ thực địa; 4) Phát đánh giá rủi ro xói ngầm cần thơng qua nhiều bước khác nhau: phân tích đánh giá tài liệu thu thập, đánh giá trường, phân tích rủi ro; 5) Cần có nghiên cứu tồn diện, tổng thể cố liên quan đến xói ngầm, xếp loại, đưa cảnh báo công trình 36 ... XĨI NGẦM 34 PHƯƠNG PHÁP PHÁT HIỆN XÓI NGẦM 3.2 QUY TRÌNH PHÁT HIỆN XĨI NGẦM 35 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1) Xói ngầm đất hình thành kiểu khác nhau: xói ngầm dạng ống, xói ngầm tiếp xúc, xói ngầm. .. nghiên cứu liên quan xói ngầm, với cơng trình thực tế ▪ Chưa có nghiên cứu chuyên sâu, hệ thống xói ngầm; 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ TỔNG QUAN VỀ XÓI NGẦM Định nghĩa xói ngầm: Xói ngầm kết q trình rửa trơi hạt... v ≥ vc i ≥ ic 1.6 XÓI NGẦM KHUYẾCH TÁN 10 TỔNG QUAN VỀ XĨI NGẦM Có bốn loại xói ngầm bản: ▪ Xói dạng ống; ▪ Xói ngược; ▪ Xói tiếp xúc; ▪ Xói khuyếch tán Điều kiện sinh xói ngầm: ▪ Điều kiện tách