Hỡnh 1 : Phối cảnh khụng gian đờ biển cú kết cấu ẳ trụ rỗng trờn đỉnh
Hỡnh 1.13 Kết cấu lỗ rỗng trong cỏc nghiờn cứu của Dhinakaran, 2011
Xột về ảnh hưởng của độ sõu nước trước cụng trỡnh, Dhinakaran và cỏc cộng sự khuyến cỏo đối với mụ hỡnh thực tế nờn chọn chiều cao mụ hỡnh bằng 1.25 lõ̀n chiều sõu nước, chiều cao lớp đỏ đổ nờn bằng 0.29 lõ̀n chiều cao mụ hỡnh.
Hiện nay, với kết cấu dạng thùng chỡm ngày càng được sử dụng nhiều ở trờn cả thế giới và Việt Nam, đó cú gõ̀n chục cụng trỡnh được xõy dựng bằng thùng chỡm bờ tụng cốt thộp thụng thường, như: tụn tạo đảo Đỏ Tõy thuộc quõ̀n đảo Trường Sa, đờ chắn súng cảng trờn đảo Bạch Long Vĩ (Hải Phòng), cảng Cỏi Lõn (Quảng Ninh), đờ chắn súng cảng Tiờn sa (Đà Nẵng), nhưng chưa cú cụng trỡnh nào sử dụng thùng chỡm cú cú buụng tiờu súng (BTS). Với kinh nghiệm và thiết bị sẵn cú của cỏc đơn vị, việc thi cụng với loại kết cấu này ở nước ta là hoàn toàn khả thi. Tuy nhiờn, để cú thể sử dụng thùng chỡm cú BTS trong xõy đựng cụng trỡnh biển, cõ̀n cú những nghiờn cứu cụ thể về bố trớ, kết cấu BTS phục vụ cho cụng tỏc thiết kế.
Hỡnh 1.14: Hiệu quả giảm súng phản xạ cỏc kiểu lỗ rỗng, Nguyễn Trung Anh [28]
Nguyễn Trung Anh (2007) [28] đó tiến hành thớ nghiệm và nghiờn cứu kết cấu thùng
chỡm cú buồng tiờu súng và lỗ rỗng bề mặt. Đỏnh giỏ khả năng giảm súng phản xạ với 3 kiểu lỗ (khe ngang, khe dọc, lỗ tròn) và 3 tỷ lệ rỗng 15%, 20%, 30%. Kết cấu cú buồng tiờu súng (BTS) hiệu quả tiờu súng tốt nhất nếu B/L được xỏc định trong khoảng 0.1ữ0.27 thớch hợp cho cả 3 kiểu lỗ. Trị số B/L=0,1 là trị số khuyến cỏo khi thiết kế bề rộng BTS. Tỷ lệ mở lỗ 20% và 30% tốt hơn 15%, nhưng để lựa chọn tỷ lệ nào thiết kế thỡ chưa cú khuyến cỏo. Về hỡnh thức kiểu lỗ thỡ lỗ tròn tốt hơn khe ngang và khe dọc.
Lờ Thanh Chương và cỏc cộng sự (2017-2020) [29] [30] [31] [32] nghiờn cứu trong
mỏng súng thớ nghiệm mụ hỡnh vật lý. Dựa vào cỏc phõn tớch về sự thay đổi cỏc hệ số giảm súng, hệ số phản xạ và hệ số tiờu tỏn năng lượng súng thỡ biểu đồ biến đổi năng lượng súng khi tương tỏc với kết cấu giảm súng được xõy dựng. Với kết cấu giảm gọn tứ giỏc khi súng tới tương tỏc với cụng trỡnh thỡ phõ̀n trăm năng lượng súng truyền qua từ 24.5ữ53.6%, phõ̀n trăm năng lượng súng phản xạ khoảng 4.5ữ5.8%, phõ̀n trăm năng
lượng súng bị tiờu tỏn khoảng 41.9ữ70.5%. Với kết cấu giảm súng bỏn nguyệt khi súng tới tương tỏc với cụng trỡnh thỡ phõ̀n trăm năng lượng súng truyền qua từ 0ữ16.2%, phõ̀n trăm năng lượng súng phản xạ khoảng 10.7ữ14.3%, phõ̀n trăm năng lượng súng bị tiờu tỏn khoảng 70.9ữ89.3%.
Hỡnh 1.15: Cấu kiện cú bố trớ lỗ tiờu súng hỡnh lăng thể tứ giỏc (TG1) và bỏn nguyệt
(BN2) bằng bờ tụng cốt thộp đỳc sẵn của Viện KHTL miền Nam
Hỡnh 1.16: Biểu đồ năng lượng súng qua kết cấu, Lờ Thanh Chương [30]
Thiều Quang Tuấn và cộng sự [33] [34] đó kế thừa và tiến hành thớ nghiệm với kết cấu
lăng thể tam giỏc (Hỡnh 1.15). Kết quả thớ nghiệm và phõn tớch xõy dựng cụng thức thực nghiệm xỏc định súng truyền qua kết cấu với độ tin cậy 85%. Quỏ trỡnh truyền súng qua đờ giảm súng kết cấu rỗng bị ảnh hưởng bởi hai yếu tố quan trọng là chiều cao lưu khụng tương đối đỉnh đờ Rc/Hm0 và chỉ số súng vỡ trờn mỏi cụng trỡnh Iribarren ξ0. Kết quả của quỏ trỡnh phõn tớch cho thấy chu kỳ phổ Tm-1,0 nờn được sử dụng để thay thế cho chu kỳ đỉnh Tp nhằm thể hiện rừ tõ̀m ảnh hưởng của súng dài trong khu vực nước nụng. Cụng thức thực nghiệm ỏp dụng cho đờ giảm súng kết cấu rỗng trờn bói nụng của rừng ngập
mặn đó được xõy dựng với độ tin cậy cao dựa trờn cỏc so sỏnh với cỏc cụng thức hiện cú được đưa ra để tăng độ tin cậy cho kết quả thực nghiệm như d’Angremond etal. (1996) [35], Van der Meer and Daemen (1994) [36], Van der Meer và nnk (2005) [37] kết quả của nghiờn cứu này khỏ phù hợp với cỏc kết quả ngiờn cứu trước đõy.
Nhúm tỏc giả đưa ra khuyến cỏo tham số trong quỏ trỡnh thiết kế, nghiờn cứu kết cấu rỗng cõ̀n lưu ý:
- Tham số độ cao lưu khụng tương đối Rc/Hm0. - Cõ̀n cú giải phỏp bảo vệ chõn
Hỡnh 1.17: Kết cấu hỡnh thang khụng cú cọc (trỏi), cú cọc (phải) [34]
Thiều Quang Tuấn và cỏc cộng sự với cỏc kết quả nghiờn cứu từ năm 2018 đến 2019 [38] [39] cho cấu kiện dạng phức hợp (Hỡnh 1.17) trong mỏng súng, với điều kiện thủy hải văn khu vực đồng bằng sụng Cửu Long, nhúm tỏc giả đó xõy dựng được phương phỏp và cụng thức bỏn thực nghiệm xỏc định súng truyền qua kết cấu hỡnh thang rỗng khụng cú cọc và cú cọc ở trờn.
Theo số liệu đo đạc thực nghiệm đó thực hiện những đỏnh giỏ và phõn tớch độc lập về mức độ ảnh hưởng của cỏc tham số chi phối đến quỏ trỡnh tiờu hao năng lượng súng làm suy giảm chiều cao súng để từ đú xõy dựng phương phỏp tớnh toỏn truyền súng qua đờ trong trường hợp tổng quỏt.
Truyền súng qua thõn đờ rỗng khụng cọc chịu sự chi phối chủ yếu của ba tham số chớnh đú là: ảnh hưởng của độ sõu ngập nước tương đối của đỉnh đờ Rc/Hm0, ảnh hưởng của bề
rộng tương đối của đỉnh đờ B/Hm0 và ảnh hưởng của tương tỏc súng với mỏi đờ thụng qua giỏ trị độ dốc súng tại vị trớ cụng trỡnh sm.
So với cỏc nghiờn cứu về súng truyền, phản xạ, nghiờn cứu sự ổn định lực súng tỏc dụng lờn kết cấu rỗng đang còn hạn chế. Sau đõy là một vài cụng bố trong nước về ổn định và lực tỏc dụng lờn cỏc kết cấu rỗng cho 2 giải phỏp giảm súng xa bờ và đờ, tường biển sỏt bờ.
Nguyễn Viết Thanh (2014) [40], giới thiệu chi tiết ba phương phỏp tớnh toỏn ỏp lực
súng tỏc dụng lờn kết cấu rỗng dạng nửa hỡnh tròn, tỏc giả gọi là “đờ bỏn nguyệt”. Trờn cơ sở tớnh toỏn, phõn tớch đó khuyến nghị sử dụng phương phỏp của Yuan Dekui và Tao Jianhua [41] để tớnh toỏn ỏp lực súng lờn đờ bỏn nguyệt cú đặc trưng Hỡnh 1.18. Phương phỏp Tanimoto và Takahashi [42] và phương phỏp của Xie Shileng [43] được tỏc giả khuyến cỏo ỏp dụng đờ bỏn nguyệt Hỡnh 1.18. Mặt khỏc, tỏc giả khuyến cỏo để ỏp dụng thiết kế cõ̀n cú thớ nghiệm mụ hỡnh vật lý để cú cơ sở tin cậy.
Hỡnh 1.18: Sơ đồ lực Yuan Dekui và Tao Jianhua và mặt cắt đặc trưng tớnh toỏn [41]
Trõ̀n Văn Thỏi và cộng sự (2018) [44], đó xõy dựng phương phỏp tớnh ổn định kết cấu
rỗng dạng nửa đường tròn với tờn gọi của nhúm tỏc giả “Đờ trụ rỗng” trờn nền đất yếu. Phương phỏp được đề xuất là xỏc định lực súng theo phương phỏp Tanimoto và Takahashi [42]. Sử dụng nguyờn lý ổn định nền múng trờn nền đất sột mềm. Kết quả, để tớnh toỏn ổn định đờ trụ rỗng theo lý thuyết trờn cõ̀n thử dõ̀n chiều cao đỏ đổ trong lòng đờ để tăng tải trọng bản thõn kết cấu. Kết quả nghiờn cứu này đó được nhúm nghiờn cứu đưa vào tiờu chuẩn cơ sở “Cụng trỡnh thủy lợi – Đờ trụ rỗng – Yờu cõ̀u thiết kế, thi cụng và nghiệm thu” của Viện Thủy cụng năm 2018.
1.2.2.2 Nghiờn cứu về kết cấu rỗng trong cụng trỡnh đờ, tường biển
Súng tràn qua kết cấu cụng trỡnh biển dạng tường đứng hoặc thựng chỡm cú mặt tiếp súng đục lỗ phụ thuộc vào nhiều tham số cụng trỡnh bao gồm: độ rỗng của tường, bề rộng và chiều cao của buồng hấp thụ, và việc bố trớ cỏc lỗ thoỏt khớ. Cỏc ảnh hưởng khỏc
sẽ phỏt sinh do cỏc điều kiện khỏc như ma sỏt, rối, cộng hưởng và điều kiện súng tới, đặc biệt là chiều dài súng cục bộ và gúc súng tới. Cú thể tiến hành cỏc thớ nghiệm đặc trưng khỏc nhau trờn mụ hỡnh vật lý cho mỗi trường hợp như trờn.
Một số nhận định về quy mụ của cỏc ảnh hưởng cú thể thu được từ một trong số ớt cỏc nghiờn cứu (xem Franco và Franco, 1999 [45]) cho đờ chắn súng dạng thùng chỡm trong điều kiện súng phi xung kớch. Cỏc nghiờn cứu đó được tiến hành đối với cỏc dạng kết cấu mặt lỗ hỡnh tròn hoặc hỡnh chữ nhật với độ rỗng 20%. Ảnh hưởng của việc thoỏt khớ cũng đó được nghiờn cứu.
Hỡnh 1.19: Tường biển mặt lỗ Caen, Phỏp