IV. Nội dung của Luận văn
2.3.4.2. Dòng chảy sóng tràn trên đỉnh đê
Ngoài lưu lượng tràn qua đê, chế độ dòng chảy sóng tràn trên đỉnh đê và mái phía trong cũng là vấn đề đang được quan tâm nghiên cứu hiện nay. Dòng chảy sóng tràn có thể gây xói lở và làm mất ổn định đỉnh đê và mái phía trong nếu như các kết cấu này không được bảo vệ thích hợp. Do vậy tính chất của dòng chảy này
có ý nghĩa quan trọng trong việc tính toán thiết kế và kiểm tra sức chịu tải của đê chịu sóng tràn.
Hình 2.15. Sơ đồ tính toán chế độ dòng chảy (vận tốc, độ sâu) sóng tràn trên đỉnh đê và mái phía trong (Schüttrumpf và Oumeraci, 2005)
Schüttrumpf (xem Schüttrumpf, 2001 và Schüttrumpf và Oumeraci, 2005) đã tiến hành thí nghiệm mô hình sóng tràn trong máng sóng với đê với nhiều độ dốc mái trong và ngoài khác nhau. Thí nghiệm đã được thiết kế sao để vận tốc và độ sâu dòng chảy sóng tràn trên đỉnh đê và mái phía trong có thể được đo đạc một cách chi tiết. Dựa trên những kết quả của thí nghiệm này kết hợp với các phân tích lý thuyết Schüttrumpf và Oumeraci (2005) đã đưa ra một hệ thống công thức bán kinh nghiệm cho phép xác định độ sâu và vận tốc dòng chảy sóng tràn trên đỉnh đê và dọc theo mái trong (xem Hình 2.15).
Tuấn và các cộng sự (2006) thấy rằng việc sử dụng lưu lượng tràn trung bình cho các mục đích tính toán ổn định và diễn biến hình thái là không phù hợp. Vì vậy, dựa trên các quan sát và đo đạc thực nghiệm sóng tràn các tác giả đã miêu tả tính chất gián đoạn và cường độ sóng tràn trên đỉnh đê theo phương pháp tương tự quá trình sóng tràn (event-based approach). Theo đó quá trình lưu lượng tràn trên đỉnh đê được biểu diễn thông qua biểu đồ dạng tam giác (xem Hình 2.16).
Hình 2.16: Quá trình lưu lượng và tính chất gián đoạn của sóng tràn trên đỉnh đê (Tuấn và nnk, 2006)
Để đặc trưng cho tính chất gián đoạn và cường độ sóng tràn Tuấn và các cộng sự (2006) đã đưa ra một số khái niệm và thông số sóng tràn mới như : Lưu lượng tràn trung bình tức thì qcd, thời gian tràn tương đối Fcd, độ lệch sóng tràn,... Các tham số này là hàm số của các điều kiện biên thủy lực và hình học mái đê phía biển.
2.4: Thấm- Ổn định của đê biển khi có nước tràn qua: