(Geocell) trong gia cố ổn định nền và mỏi dốc 3.3.1. Lưới địa kỹ thuật (Geogrid)
Lưới địa kỹ thuật được làm bằng chất polypropylene (PP), polyester (PE) hay bọc bằng polyetylen-teretalat (PET) với phương phỏp ộp và dón dọc. Cỏc lưới địa kỹ thuật thường làm bằng chất liệu polyetylen cú tỷ trọng cao HDPE (High Density Polyethylờn) giỳp cho lưới bền vững dưới cỏc tỏc động của mụi trường, tia cực tớm.
Lưới địa kỹ thuật gồm 3 loại:
81
thường để gia cố mỏi dốc, tường chắn.
- Lưới 2 trục (biaxial geogrid) cú sức kộo cả hai hướng, thường dựng để gia cú nền đường, nền múng cụng trỡnh.
- Lưới 3 trục (triaxial geogrid) cú sức chịu kộo theo cả hai hướng, dựng để gia cố nền đất yếu.
Hỡnh 3-14. Cỏc loại lưới địa kỹ thuật
Cụng dụng: gia cường và gia cố nền đường cao tốc, cầu cảng, đường sắt, nền múng kho bói, nhà xưởng. Chống xúi lở cho cụng trỡnh kố, đờ, tường ngăn súng, hầm đường bộ,…
3.3.2. ễ địa kỹ thuật (Geocell)
Geocell được đỏnh giỏ là một trong những kỹ thuật tiờn tiến nhất trong lĩnh vực Địa kỹ thuật, đõy là hệ thống cỏc ụ làm bằng chất dẻo được liờn kết với nhau thành cỏc khung và cú tỏc dụng giữ cỏc hạt vật liệu ở bờn trong.
Geocell được ứng dụng trong nhiều cụng trỡnh giỳp: Xử lý xúi mũn, xõm thực; Gia cố đất nền; Ổn định mỏi dốc; Ổn định dũng chảy, bảo vệ kờnh.
Hỡnh 3-16. Geocell bảo vệ mỏi dốc
Hỡnh 3-17. Geocell bảo vệ mỏi kờnh
83
Hỡnh 3-19. Geocell gia cố nền
3.4. Một số kết quả thớ nghiệm xỏc định khả năng chịu xúi của mỏi cỏ cú gia cố
Thảm cỏ đưa vào thớ nghiệm được cắt theo từng tấm (100x200)cm với chiều dày bỡnh quõn của thảm cỏ là 20cm. Hệ thống Geocell/Geogrid được gia cố dưới bề mặt của mỏi cỏ.
Hỡnh 3-20. Tấm Geogrid đặt cỏch bề mặt 5cm (a);tấm geocell cỏch bề mặt 9cm (b)
Bảng 3-5. Phõn tớch mật độ rễ cỏ
Chiều dày lớp (cm) 1-3 3-5 5-7 7-9 9-11 11-13 RAR (%) 1.411 0.941 0.762 0.527 0.267 0.238
3.4.1. Đối với cỏ khụng gia cường
Vị trớ phỏ hoại đầu tiờn xảy ra sau 30 con súng cú kớch thước 20x17x5c (dài x rộng x sõu). Vựng phỏ hoại mở rộng dần theo thời gian và phỏt triển hoàn toàn sau 18 giờ thớ nghiệm.
Hỡnh 3-21. Hố xúi sau 30 con súng
Hỡnh 3-22. Sự phỏt triển của độ sõu hố xúi theo thời gian
3.4.2. Đối với mỏi cỏ được gia cố bằng Geogrid 6,5x6,5cm
Thảm cỏ được gia cố bằng geogrid 6,5x6,5cm. Cú hai vị trớ xuất hiện phỏ hoại mỏi cỏ GA1 và GA2.
85
Hỡnh 3-23. Vị trớ xuất hiện xúi trờn thảm cỏ gia cố geogrid 6,5x6,5cm
Hỡnh 3-25. Hư hỏng tại vị trớ GA1 sau 6 giờ thớ nghiệm
87
Hỡnh 3-27. Hư hỏng tại vị trớ GA1 sau 18 giờ thớ nghiệm
Hỡnh 3-29. Hư hỏng tại vị trớ GA1 theo thời gian
89
Hỡnh 3-31. Hư hỏng tại vị trớ GA2 theo thời gian
Hỡnh 3-32. Đường bao hố xúi tại vị trớ GA1 và GA2
3.4.3. Đối với mỏi cỏ được gia cố bằng geogrid 3,9x3,9cm
Thảm cỏ được gia cố bởi geogrid 3,9x3,9cm, tại điểm GB xuất hiện phỏ hoại sau 30 con súng.
Hỡnh 3-33. Hư hỏng tại vị trớ GB sau 30 con súng
91
Hỡnh 3-35. Hư hỏng tại vị trớ GB sau 12 giờ thớ nghiệm
Hỡnh 3-37. Hư hỏng tại vị trớ GB sau 24 giờ thớ nghiệm
93
Hỡnh 3-39. Đường bao đỏy hố xúi tại vị trớ GB theo thời gian
3.4.4. Đối với mỏi cỏ gia cố bằng geocell
Mỏi cỏ được gia cố bằng geocell ở độ sõu 9cm, điểm xuất hiện phỏ hoại sau 30 con súng là GC.
Hỡnh 3-41. Hư hỏng tại vị trớ GC sau 6 giờ thớ nghiệm
95
Hỡnh 3-43. Hư hỏng tại vị trớ GC sau 18 giờ thớ nghiệm
Hỡnh 3-45. Đường bao đỏy hố xúi tại vị trớ GC theo thời gian
Bảng 3-6. Tổng hợp kết quả thớ nghiệm
Thời gian Cú khụng gia cố Cỏ gia cố geogrid 6,5x6,5cm GA1 Cỏ gia cố geogrid 6,5x6,5cm GA2 Cỏ gia cố geogrid 3,9x3,9cm GB geocell GCCỏ gia cố Sau 30 con súng 17x20x5.1 10.4x7.4x5.2 5.8x16.2x4.6 14.7x5.3x3.4 8.1x7.2x2.4 Sau 6h 20x35x9.8 19.6x11.2x7.5 17.8x34.2x7.5 20.1x13.8x5.4 10.7x11.8x4.2 Sau 12h 37x35x14.9 20.4x14.5x9.7 20.8x39.3x10.6 22x29x6.5 19x19x10 Sau 18h 50x35x20 40x23.9x11.6 23.2x39.9x12.4 30.5x30.5x7.4 28x29x20 Sau 24h 47.9x29.4x13.3 88x74x12.4 54x68x8
97
Hỡnh 3-46. So sỏnh phạm vi mở rộng hố xúi theo thời gian
Từ những kết quả thớ nghiệm trờn rỳt ra được những nhận xột sau:
+ Khả năng chịu xúi của mỏi cỏ được tăng lờn đỏng kể khi chỳng ta bố trớ hệ thống gia cường geocell/geogrid ở phớa dưới. Đặc biệt, từ độ sõu lắp đặt hệ thống gia cường thỡ sự phỏt triển của hố xúi theo chiều sõu rất chậm.
+ Việc tăng khả năng chịu xúi của hệ thống gia cường được sắp xếp theo thứ tự: Geocell – Geogrid 3,9x3,9cm - Geogrid 6,5x6,5cm – Cỏ khụng gia cố.
+ Tuy nhiờn khi hố xúi phỏt triển đến vị trớ đặt hệ thống gia cố thỡ việc tăng khả năng chịu xúi của hệ thống gia cố được sắp xếp theo thứ tự: Geogrid 3,9x3,9cm - Geogrid 6,5x6,5cm – Geocell - Cỏ khụng gia cố.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Những kết quả đạt được
Do điều kiện kinh tế cũn khú khăn nờn đờ biển Việt Nam đa phần cú cao trỡnh đỉnh thấp. Với thực trạng đờ biển như hiện nay thỡ chỉ chống được bóo từ cấp 10 trở xuống và mực nước triều với mức tần suất 5%. Tuy nhiờn, những năm gần đõy tỡnh hỡnh bóo lũ thiờn tai xảy ra rất thất thường, khú dự đoỏn, những cơn bóo cấp 11, 12 kốm theo nước dõng, triều cường làm súng đỏnh trực tiếp vào đờ và tràn qua mặt đờ, gõy xúi lở, vỡ đờ. Súng tràn gõy xúi mỏi trong đang là một trong những nguyờn nhõn chớnh gõy ra hư hỏng và vỡ đờ ở nước ta, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khớ hậu và nước biển dõng như hiện nay. Luận văn đó nờu khỏi quỏt đặc điểm đờ biển của Việt Nam, qua đú rỳt ra cỏc dạng súng tràn đặc trưng của từng vựng miền. Đờ biển miền Bắc thường bị súng tràn qua từ phớa biển, trong khi đú súng tràn qua đờ từ phớa đồng lại khỏ phổ biến đối với đờ biển miền Trung. Đờ biển miền Nam thỡ tương đối ổn định, lý do là khu vực này ớt cú cỏc điều kiện thủy hải văn bất lợi như bóo mạnh, nước dõng cao, hơn nữa lại cú hệ thống rừng phũng hộ.
Luận văn đó nờu túm tắt một số giải phỏp bảo vệ mỏi đờ. Ở Việt Nam, do quan điểm thiết kế đờ khụng cho phộp nước tràn nờn hầu hết cỏc tuyến đờ ở nước ta mới chỉ được gia cố chống súng cho mỏi thương lưu bằng cỏc loại kết cấu khỏc nhau, mỏi hạ lưu chỉ được trồng cỏ với mục đớch chống xúi do mưa. Kết cấu bảo vệ mỏi đờ phớa biển ở Việt Nam phần lớn là kết cấu cứng ở dạng kố lỏt mỏi, ngoài dạng truyền thống là kố đỏ lỏt khan và kố đỏ đổ, trong những năm gần đõy đó cú nhiều phỏt minh, sỏng chế về hỡnh thức cấu kiện kố lỏt mỏi như cấu kiện Tsc-178, cụng nghệ neo gia cố tấm lỏt mỏi bảo vệ đờ biển...Đối với mỏi đờ phớa đồng thỡ giải phỏp chống xúi bằng cỏ đang được xem là một giải phỏp khả thi, chiếm nhiều ưu điểm và thõn thiện với mụi trường.
Luận văn đó nờu túm tắt và đỏnh giỏ một số nguyờn nhõn gõy hư hỏng mỏi đờ như nguyờn nhõn hư hỏng do lũ sụng, nguyờn nhõn từ phớa biển, nguyờn nhõn thiết kế, nguyờn nhõn thi cụng, nguyờn nhõn quản lý. Trong đú nguyờn nhõn từ phớa biển gõy ra
99
súng tràn qua đỉnh đờ là một trong những nguyờn nhõn chớnh gõy hư hỏng đờ biển của nước ta.
Nghiờn cứu tớnh toỏn tải trọng súng tràn là một phần rất quan trọng và khụng thể tỏch rời trong cụng tỏc thiết kế đờ biển, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khớ hậu và mực nước biển dõng. Luận văn đó nờu túm tắt một số nghiờn cứu về súng tràn qua đờ trong điều kiện bóo gồm: cơ chế phỏ hoại đờ biển do súng tràn, cỏc khỏi niệm cơ bản về súng tràn, lưu lượng súng tràn qua đờ, dũng chảy súng tràn qua đờ.
Súng tràn là một trong những nguyờn nhõn chớnh gõy hư hỏng đờ biển trong bóo, tuy nhiờn vai trũ quan trọng của súng tràn vẫn chưa được thể hiện trong cỏc tiờu chuẩn thiết kế đờ biển hiện hành của Việt Nam. Hiện nay mụ hỡnh vật lý, mụ hỡnh toỏn và mụ hỡnh kinh nghiệm cú khả năng mụ phỏng và dự đoỏn súng tràn qua đờ biển với độ tin cậy khỏ cao. Do vậy, việc ứng dụng những mụ hỡnh tớnh toỏn này vào tớnh toỏn thiết kế cũng như nghiờn cứu cơ chế hư hỏng đờ biển là hết sức quan trọng và cần thiết. Luận văn đó giới thiệu tổng quan về nghiờn cứu xúi mỏi hạ lưu đờ biển khi cú súng tràn qua.
Luận văn đó ứng dụng mụ hỡnh toỏn để tớnh toỏn cho trường hợp mỏi cỏ hạ lưu đờ biển bằng phần mềm BREID. Kết quả tớnh toỏn cho thấy mỏi cỏ cú sức chịu tải khỏ tốt và vượt xa những giới hạn được quy định trong những tiờu chuẩn hoặc hướng dẫn an toàn về khả năng chịu xúi của mỏi cỏ do súng tràn hiện hành. Cỏc kết luận từ cỏc nghiờn cứu đó gợi mở ra một tiềm năng lớn vể việc ứng dụng giải phỏp mỏi cỏ cho đờ biển chịu súng tràn. Đõy là một giải phỏp khả thi về kinh tế lẫn kỹ thuật phự hợp với điều kiện khớ hậu nhiệt đới đặc biệt là kinh tế ở nước ta. Ngoài ra đờ biển mỏi cỏ là giải phỏp xanh và bền vững cú tớnh phự hợp cao rong bối cảnh biến đổi khớ hậu như hiện nay.
Ngoài cỏc mỏi cỏ tự nhiờn, cỏc giải phỏp gia cường mỏi cỏ bằng một số hệ thống kết cấu địa kỹ thuật bổ sung cú thể được ỏp dụng nhằm tăng thờm khả năng chịu xúi của mỏi cỏ cho một số trường hợp yờu cầu chịu xúi cao hay mức độ chịu súng tràn lớn. Luận văn đó giới thiệu túm tắt về cụng nghệ lưới địa kỹ thuật (geogrid) và ụ địa kỹ
thuật (geocell) ứng dụng trong gia cố ổn định nền và mỏi dốc, đồng thời giới thiệu một số kết quả thớ nghiệm về khả năng chịu xúi của mỏi cỏ cú gia cố. Qua đú thấy được rằng sức chịu xúi của mỏi cỏ cú gia cố tăng lờn đỏng kể so với mỏi cỏ thụng thường.
2. Tồn tại và kiến nghị
Việc ứng dụng cỏc mụ hỡnh tớnh toỏn hiện đại bờn cạnh cỏc thớ nghiệm hiện trường cú thể trợ giỳp trong phõn tớch, đỏnh giỏ cơ chế hư hỏng của mỏi cỏ đờ biển, nõng cao chất lượng thiết kế. Luận văn đó ứng dụng mụ hỡnh toỏn để mụ hỡnh húa súng tràn và cơ chế xúi mỏi hạ lưu cho trường hợp mỏi cỏ thụng thường, trường hợp mỏi cỏ cú gia cố mới chỉ đưa ra cỏc kết quả thớ nghiệm mà chưa dựng mụ hỡnh toỏn để mụ phỏng được.
Cần cú những nghiờn cứu tổng quan đỏnh giỏ lại tiềm năng của cỏc loại cỏ bản địa lẫn ngoại lai trong việc ỏp dụng cho bảo vệ gia cường chống xúi cho mỏi đờ biển ở nước ta. Để phỏt huy hiệu quả tốt, cụng tỏc nghiờn cứu này cần cú sự tham gia tớch cực của cỏc nhà khoa học về nụng nghiệp trồng trọt và thực vật học.
Cỏc kết luận từ cỏc nghiờn cứu đó gợi mở ra một tiềm năng lớn về việc ứng dụng giải phỏp mỏi cỏ cho đờ biển chịu súng tràn. Đõy là một giải phỏp khả thi về kinh tế lẫn kỹ thuật phự hợp với điều kiện khớ hậu nhiệt đới đặc biệt là kinh tế ở nước ta. Vỡ vậy, cần ứng dụng thớ điểm cho điều kiện cụ thể của Việt Nam để đỏnh giỏ cụ thể hiệu quả của giải phỏp này.
101
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt:
1. Bộ Nụng nghiệp và PTNT, 14TCN 130-2002, Hướng dẫn thiết kế đờ biển, Hà Nội, 2002.
2. Bộ Tài nguyờn và mụi trường, Kịch bản biến đổi khớ hậu, nước biển dõng cho Việt Nam, Hà Nội, 6/2009.
3. Vũ Minh Cỏt, Bỏo cỏo tổng kết đề tài Nghiờn cứu, đề xuất mặt cắt ngang đờ biển hợp lý với từng loại đờ và phự hợp với điều kiện từng vựng từ Quảng Ninh đến Quảng Nam, Hà Nội, 2009.
4. Vũ Minh Cỏt, Giỏo trỡnh cơ sở kỹ thuật bờ biển, Hà Nội, 2005.
5. Nguyễn Cảnh Cầm, Thủy lực – Tập II, NXB Nụng nghiệp, Hà Nội, 2006.
6. Đại học Thủy lợi, Bài giảng thiết kế đờ và cụng trỡnh bảo vệ bờ, NXB Xõy dựng, Hà Nội, 2001.
7. Lương Phương Hậu và nnk , Cụng trỡnh bảo vệ bờ biển và hải đảo, NXB Xõy dựng, Hà Nội, 2001.
8. Hoàng Việt Hựng, Tổng hợp cỏc giải phỏp gia cường đờ biển tràn nước, Tạp chớ địa kỹ thuật, 2-2009.
9. Nguyễn Văn Mạo, Bỏo cỏo khoa học Tổng kết đỏnh giỏ cỏc kết cấu bảo vệ chõn kố mỏi đờ biển và nghiờn cứu cỏc loại hỡnh phự hợp, Hà Nội, 2000
10.Vũ Thanh Te, Nghiờn cứu giải phỏp khoa học cụng nghệ để xõy dựng đờ biển chống được cỏc cơn bóo và triều cường theo tần suất thiết kế, Hà Nội, 2008.
11.Ngụ Trớ Viềng, Nghiờn cứu cơ sở khoa học và đề xuất cỏc giải phỏp khoa học cụng nghệ đảm bảo sự ổn định và độ bền của đờ biển hiện cú trong trường hợp súng, triều cường tràn qua đờ, Bỏo cỏo tổng hợp đề tài KC08.15/06-10, Đại học Thủy Lợi, 06/2010.
12.Ngụ Trớ Viềng (chủ biờn), Thủy cụng, NXB Xõy dựng, Hà Nội, 2004.
13.Tụn Thất Vĩnh, Cụng trỡnh bảo vệ bờ, đờ, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2003.
Tiếng Anh:
14.Holger Schuttrumpf, Janine Moller, and Hocine Oumeraci, Overtopping flow parameters on the inner slope of seadikes
15.TAW, Technical Report Wave Run-up and Wave Overtopping at Dikes, Delft, May 2002.
16.Tingqiu Li, Peter Troch, Julien De Rouck, Wave overtopping over a sea dike, Journal of Computational Physics, 2004.