Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý đoạn đê xung yếu của sông chu trên địa phận tỉnh thanh hóa

Sân ph ch ng th m ngoài đê... Sân ph ch ng th m trong đê... là không kh thi.

L I C M N

Tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c đ n TS Nguy n Công Th ng và GS.TS Ph m Ng c Khánh, đã dành nhi u tâm huy t, t n tình h ng d n, ch b o cho tác gi trong su t quá trình th c hi n lu n v n

Tác gi xin chân thành c m n Trung tâm t v n và chuy n giao công ngh

Th y L i đã t o đi u ki n cho tác gi v th i gian, tài li u đ tham gia khoá h c và hoàn thành lu n v n

Tác gi xin chân thành c m n đ n s quan tâm và giúp đ c a phòng ào

t o i h c và Sau i h c, Khoa Công trình tr ng i h c Thu l i, cùng các

th y, cô giáo tr ng i h c Th y l i đã t o đi u ki n cho tác gi có c h i đ c

h c t p, trau d i nâng cao ki n th c trong su t th i gian v a qua

Sau cùng là c m n các b n đ ng nghi p và các thành viên trong gia đình đã

có nh ng đóng góp quý báu, đ ng viên v v t ch t và tinh th n đ tác gi hoàn thành lu n v n này

V i th i gian và trình đ còn h n ch , lu n v n không th tránh kh i nh ng thi u sót Tác gi r t mong nh n đ c s ch b o và đóng góp ý ki n c a các th y

cô giáo, các Quý v quan tâm và b n bè đ ng nghi p

Lu n v n Th c s k thu t chuyên ngành Xây d ng công trình th y v i đ

tài: “Nghiên c u đ xu t gi i pháp x lý đo n đê xung y u c a sông Chu trên đ a

Th y l i

Hà N i, tháng 11 n m 2014

Tác gi

Nguy n Vi t Ph ng

L I CAM OAN Tên tôi là Nguy n Vi t Ph ng, tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên

c u c a riêng tôi Nh ng n i dung và k t qu trình bày trong lu n v n là trung th c

và ch a đ c ai công b trong b t k công trình nghiên c u nào

Tác gi

Nguy n Vi t Ph ng

M C L C

M U 1

1.Tính c p thi t c a đ tài 1

2 M c đích c a đ tài 3

3 i t ng và ph m vi nghiên c u 3

3.1 i t ng nghiên c u 3

3.2 Ph m vi nghiên c u 3

4 Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u 3

4.1 Cách ti p c n 3

4.2 Các ph ng pháp nghiên c u 3

CH NG 1: T NG QUAN 4

1.1 T ng quan v h th ng đê đi u n c ta 4

1.2 H th ng đê đi u t nh Thanh Hóa 4

1.3 Hi n tr ng đo n đê sông h u sông Chu t i K38+700 đ n K39+300 5

1.3.1 Hi n tr ng đo n đê xung y u 5

1.3.2 Nguyên nhân gây s t l 6

1.4 Các gi i pháp thi t k b o v cho đo n đê sông Chu 6

1.4.1 T ng quát v các gi i pháp x lý ch ng th m cho đê hi n có 6

1.4.1.1 Kéo dài đ ng th m b ng sân ph ch ng th m 6

1.4.1.2 Gi i pháp đ p c ph n áp tiêu n c phía trong đê 8

1.4.1.3 Kéo dài đ ng th m b ng t ng ch ng th m d i n n đê 8

1.4.1.4 Gi i pháp khoan ph t n n đê 9

1.4.1.5 Gi i pháp làm h th ng gi ng gi m áp h l u 10

1.4.1.6 Xây d ng các tuy n đê quây gi m c p phía trong đê 11

1.4.1.7 T o t ng l c ng c, dâng cao m c n c n i dòng th m xu t l 11

1.4.2 Các hi n t ng x y ra và l a ch n bi n pháp x lý hi u qu cho khu v c

nghiên c u 12

CH NG 2: TÍNH TOÁN TR NG THÁI TH M VÀ N NH C A O N Ê XUNG Y U 13

2.1 Các ph ng pháp gi i bài toán th m c a đo n đê\ 13

2.1.1 Tính th m b ng ph ng pháp gi i tích 13

2.1.1.1 Ph ng pháp c h c ch t l ng 13

2.1.1.2 Ph ng pháp c h c ch t l ng g n đúng 13

2.1.1.3 Ph ng pháp t l đ ng th ng 14

2.1.2 Tính toán th m b ng ph ng pháp s d ng l i th m 14

2.1.2.1 Ph ng pháp gi i tích 14

2.1.2.2 Ph ng pháp thí nghi m t ng t đi n (EG A) 15

2.1.2.3 Ph ng pháp thí nghi m trên mô hình khe h p 15

2.1.2.4 Ph ng pháp v l i b ng tay 15

2.1.3 Tính toán th m b ng ph ng pháp s 15

2.1.3.1 Ph ng pháp sai phân h u h n 15

2.1.3.2 Ph ng pháp ph n t h u h n 16

2.2 Tính toán n đ nh b ng ph ng pháp phân tích cân b ng gi i h n chia th i 16

2.2.1 Ph ng pháp Fellenius 17

2.2.2 Ph ng pháp Bishop đ n gi n 18

2.2.3 Ph ng pháp Janbu t ng quát 19

2.3 L a ch n ph ng pháp tính toán .19

2.4 Gi i các bài toán b ng ph ng pháp ph n t h u h n 20

2.4.1 S l c v lý thuy t c a ph ng pháp ph n t h u h n 20

2.4.2 Trình t gi i bài toán b ng ph ng pháp PTHH 20

2.5 L a ch n ph n m m đ gi i các bài toán trên 22

2.6 Gi i thi u ph n m m GeoStudio: 23

2.6.1 S l c v lý thuy t c a Modul SEEP/W 23

2.6.2 S l c v lý thuy t c a Modul SLOPE/W .25

2.6.2.1 Ph ng pháp tính toán: 25

2.6.2.2 Tính toán theo xác su t: 25

2.6.2.3 Hình d ng hình h c và s phân l p: 26

2.6.2.4 M t tr t: 26

CH NG 3: NG D NG TÍNH TOÁN CHO O N Ê H U SÔNG CHU T I K38+700 N K39+300 – XU T GI I PHÁP X LÝ 27

3.1 Gi i thi u v hi n tr ng đo n đê h u sông Chu t i K38+700 đ n K39+300 27

3.1.1 Gi i thi u chung v khu v c nghiên c u 27

3.1.2 a hình, đ a m o đo n đê h u sông Chu t i K38+700 đ n K39+300 .28

3.1.3 c đi m đ a ch t công trình 31

3.1.3.1 c đi m đ a ch t th y v n 31

3.1.3.2 c đi m đ a t ng và tính ch t c lý c a đ t n n 32

3.1.4 c đi m khí t ng th y v n 43

3.1.4.1 Khí h u 43

3.1.4.2 M ng l i sông ngòi 43

3.1.4.3 Ch đ dòng ch y 44

3.1.4.4 Tình hình di n bi n s c th m, s t tr t khu v c t K38+700 đ n K39+300 đê h u sông Chu 45

3.2 Tính toán th m và n đ nh cho hi n tr ng khu v c nghiên c u 45

3.2.1 Tr ng h p tính toán 45

3.2.2 L a ch n m t c t tính toán 46

3.2.3.2 Tính toán th m cho m t c t t i K38+780 52

3.2.3.3 Tính toán th m cho m t c t t i K39+150 56

3.2.4 K t lu n 60

3.3 L a ch n gi i pháp kh c ph c s c 61

1.4.2.1 Ph ng án 1 61

1.4.2.2 Ph ng án 2 62

1.4.2.3 Ph ng án 3 62

1.4.2.4 L a ch n ph ng án 62

3.5 Tính toán n đ nh th m và n đ nh t ng th công trình sau khi kh c ph c s c .64

3.5.1 Thi t k hàm l ng xi m ng và ph gia 64

3.5.2 Tính toán l a ch n cao trình đ nh vào đáy c c 65

3.5.2.1 Cao trình đáy c c 65

3.5.2.2 Cao đ đ nh c c 65

3.5.3 Tính toán n đ nh th m và n đ nh t ng th 68

3.5.3.1 Tr ng h p tính toán 68

3.5.3.2 M t c t tính toán 68

3.5.3.3 Tính toán n đ nh th m và n đ nh t ng th cho m t c t t i K38+960m 68

3.5.3.4 Tính toán n đ nh th m và n đ nh t ng th cho m t c t C5+100m 73

3.6 K t lu n 78

K T LU N VÀ KI N NGH 80

1 K t qu đ t đ c trong lu n v n 80

2 H n ch , t n t i trong quá trình th c hi n 80

3 H ng kh c ph c, đ xu t 81

TÀI LI U THAM KH O 82

Ti ng Vi t 82

Ti ng Anh 83

DANH M C CÁC HÌNH V

Hình 1: M t s hình nh v th c tr ng mái đê 2

Hình 2: M t s hình nh v hi n t ng vòi th m phía sông 2

Hình 1.1: Gi i pháp sân ph ch ng th m ngoài đê 6

Hình 1.2: Gi i pháp sân ph ch ng th m trong đê 7

Hình 1.3: Gi i pháp c ph n áp tiêu n c phía trong đê 8

Hình 1.4: Gi i pháp t ng ch ng th m 8

Hình 1.5: Gi i pháp t o màng ch ng th m .9

Hình 1.6: Gi i pháp gi ng gi m áp nông 10

Hình 1.7: Gi i pháp gi ng gi m áp sâu 10

Hình 1.8: Xây d ng các tuy n đê quây gi m c p phía trong đê 11

Hình 1.9: ng c u s c b ng t ng l c ng c 11

Hình 2.1 : S đ l i sai phân 16

Hình 2.2: S đ chia lát tính toán n đ nh 17

Hình 2.3: Các d ng ph n t th ng s d ng trong PTHH 21

Hình 3.1: Hình nh hi n t ng vòi th m 28

Hình 3.2: B n đ v trí khu v c nghiên c u 28

Hình 3.3: Hi n tr ng phía sông khu v c nghiên c u 29

Hình 3.4: Hình nh đ nh đê k t h p đ ng giao thông 30

Hình 3.5: Hi n tr ng khu v c d án 31

Hình 3.6: Bình đ v trí các h khoan đ a ch t 33

Hình 3.7: M t c t ngang đ a ch t 1-1’ (v trí t ng ng K38+780) 34

Hình 3.8: M t c t ngang đ a ch t 2-2’ (v trí t ng ng K38+960) 34

Hình 3.9: M t c t ngang đ a ch t 3-3’ (v trí t ng ng K39+150) 35

Hình 3.10: M t c t d c đ a ch t I-I’ (mép n c phía sông) 35

Hình 3.11: M t c t d c đ a ch t II-II’ (d c đ nh đê) 36

Hình 3.12: M t c t d c đ a ch t III-III’ (d c chân đê phía đ ng đê) 36

Hình 3.13: M t c t d c đ a ch t IV-IV’ (phía trong đ ng) 37

Hình 3.14: S đ tính toán th m TH1 cho m t c t K38+960 46

Hình 3.15: Mô hình hóa tính toán th m TH1 cho m t c t K38+960 46

Hình 3.16: ng đ ng c t n c TH1 cho m t c t K38+960 47

Hình 3.17: ng bão hòa n c trong thân đê TH1 cho MC K38+960 47

Hình 3.18: ng dòng th m qua thân và n n đê TH1 cho m t c t K38+960 47 Hình 3.19: ng đ ng gradient th m thân và n n đê TH1 cho m t c t K38+960 47

Hình 3.20: K t qu tính toán n đ nh mái đê phía sông TH1 cho m t c t K38+960 48

Hình 3.21: Bi u đ Gradient th m mái phía sông TH 1 cho m t c t K38+960.48 Hình3.22: S đ tính toán th m TH2 cho m t c t K38+960 48

Hình3.23: Mô hình hóa tính toán th m TH2 cho m t c t K38+960 49

Hình 3.24: ng đ ng c t n c TH2 cho m t c t K38+960 49

Hình 3.25 ng bão hòa n c trong thân đê TH2 cho m t c t K38+960 49

Hình 3.26: ng dòng th m qua thân và n n đê TH2 cho MC K38+960 50

Hình 3.27: Gradient th m thân và n n đê TH2 cho MC K38+960 50

Hình 3.28: K t qu TT n đ nh mái đê phía sông TH2 cho MC K38+960 50

Hình 3.29: Bi u đ Gradient th m mái phía đ ng TH 2 51

Hình 3.30: Bi u đ Gradient bãi phía đ ng TH 2 51

Hình 3.31: ng đ ng c t n c TH1 cho MC K38+780 52

Hình 3.32: ng bão hòa n c trong thân đê TH1 cho MC K38+780 53

Hình 3.33: Gradient th m thân và n n đê TH 1 cho MC K38+780 53

Hình 3.34: K.qu TT n đ nh mái đê phía sông TH1 cho MC K38+780 53

Hình 3.35: Bi u đ Gradient th m mái phía sông TH1 cho m t c t K38+780 54

Hình 3.37: ng b.hòa n c trong thân đê TH2 cho MC K38+780 54

Hình 3.38: Gradient th m thân và n n đê TH2 cho m t c t K38+780 55

Hình 3.39: K.qu TT n đ nh mái đê phía sông TH2 cho MC K38+780 55

Hình 3.40: Bi u đ Gradient th m mái phía đ ng TH2 MC K38+780 56

Hình 3.41: Bi u đ Gradient bãi phía đ ng TH2 MC K38+780 56

Hình 3.42: ng đ ng c t n c TH1 cho m t c t K39+150 57

Hình 3.43: ng bão hòa n c trong thân đê TH1 cho MC K39+150 57

Hình 3.44: Gradient th m thân và n n đê TH1 cho MC K39+150 57

Hình 3.45: K.qu TT n đ nh mái đê phía sông TH1 cho MC K39+150 58

Hình 3.46: Bi u đ Gradient th m mái phía sông TH1 cho MC K39+150 58

Hình 3.47: ng đ ng c t n c TH2 cho m t c t K39+150 58

Hình3.48: ng bão hòa n c trong thân đê TH2 cho MC K39+150 59

Hình 3.49: Gradient th m thân và n n đê TH2 cho MC K39+150 59

Hình 3.50: K.qu TT n đ nh mái đê phía sông TH2 cho MC K39+150 59

Hình 3.51: Bi u đ Gradient th m mái phía đ ng TH2 MC K39+150 60

Hình 3.52: Bi u đ Gradient bãi phía đ ng TH2 MC K39+150 60

Hình 3.53: M t c t ngang đ i di n 66

Hình 3.54: S đ tính toán n đ nh th m m t c t C5 tr ng h p 1 68

Hình 3.55: ng bão hòa trong thân đê và n n đê m t c t C5 TH 1 68

Hình 3.56: Gradient th m thân đê và n n đê m t c t C5 TH 1 69

Hình 3.57: Gradient l n nh t trong c c Xi m ng đ t m t c t C5 TH 1 69

Hình 3.58: Bi u đ Gradient th m mái đê phía sông m t c t C5 TH 1 69

Hình 3.59: K t qu tính toán n đ nh t ng th m t c t C5 TH 1 70

Hình 3.60: S đ tính toán n đ nh th m m t c t C5 TH 2 70

Hình 3.61: ng bão hòa trong thân đê và n n đê m t c t C5 TH 2 70

Hình 3.62: Gradient th m thân đê và n n đê m t c t C5 TH 2 71

Hình 3.63: Gradient l n nh t trong c c Xi m ng đ t m t c t C5 TH 2 71

Hình 3.64: Bi u đ Gradient th m mái và c đê phía đ ng MC C5 TH2 71

Hình 3.65: Bi u đ Gradient th m ph m vi kênh phía đ ng m t c t C5 TH2 72

Hình 3.66: Bi u đ Gradient th m d i đáy ao phía đ ng MC C5 TH2 72

Hình 3.67: K t qu tính toán n đ nh t ng th MC C5 TH 2 73

Hình 3.68: S đ tính toán n đ nh th m m t c t C5+100m TH 1 73

Hình 3.69: ng bão hòa trong thân đê và n n đê MC C5+100m TH1 74

Hình 3.70: Gradient th m thân đê và n n đê m t c t C5+100m TH 1 74

Hình 3.71: Gradient l n nh t trong c c Xi m ng đ t m t c t C5+100m TH1 74

Hình 3.72: Bi u đ Gradient th m mái đê phía sông m t c t C5+100m TH1 75

Hình 3.73: K t qu tính toán n đ nh t ng th MC C5+100m TH 1 75

Hình 3.74: S đ tính toán n đ nh th m m t c t C5+100m TH 2 76

Hình 3.75: ng bão hòa trong thân đê và n n đê MC C5+100m TH2 76

Hình 3.76: Gradient th m thân đê và n n đê m t c t C5+100m TH2 76

Hình 3.77: Gradient l n nh t trong c c XM m t c t C5+100m TH2 77

Hình 3.78: Bi u đ Gradient th m mái và c đê phía đ ng MC C5+100m TH2 77

Hình 3.79: Bi u đ Gradient th m ph m vi kênh phía đ ng MC C5+100m TH2 77

Hình 3.80: Bi u đ Gradient th m d i đáy ao và ru ng tr ng phía đ ng m t c t C5+100m tr ng h p 2 78

Hình 3.81: K t qu tính toán n đ nh t ng th MC C5+100m TH2 78

DANH M C CÁC B NG BI U

B ng 3.1: B ng t ng h p ch tiêu c lý l p đ t 1, 2a và 2b 37

B ng 3.2: B ng t ng h p ch tiêu c lý c a các l p đ t 2c, 3 và 4a 39

B ng 3.3: B ng t ng h p ch tiêu c lý c a các l p đ t 4b, 5a và 5b 40

B ng 3.4: B ng t ng h p ch tiêu c lý c a các l p đ t 5c và 6 42

B ng3.5 H s th m hi n tr ng c a xi m ng đ t t kinh nghi m các công trình th c t 64

B ng 3.6: K t qu tính toán th d n ch n cao trình đ nh c c 67

M U 1.Tính c p thi t c a đ tài

T nh Thanh Hóa có 24 sông l n nh bao g m: sông Mã, sông Chu, sông Yên, sông Ho t,… H th ng sông ngòi c a Thanh Hoá phân b khá đ u v i 4 h

th ng sông đ ra bi n v i 5 c a l ch chính H th ng công trình phòng l ch y d c dòng ch y, v i t ng chi u dài đê 1008 km Toàn b h th ng đê b o v cho 17 huy n, th , thành ph v i 450 xã, trong đó có 296 xã có đê đi qua Dân s đ c b o

v c tính 2,5 tri u ng i chi m 83,4% dân s c t nh và h u h t các trung tâm kinh t , v n hoá, chính tr c a c t nh

Trong nh ng n m v a qua trên các tuy n đê sông Chu đã đ c gia c nâng

c p Vi c đ u t xây d ng công trình đê kè đã t ng b c h n ch đ c s t l t i các khu v c có di n bi n s t l , đ m b o an toàn cho các tuy n đê, an toàn tính m ng, tài s n c a các h dân s ng ven b sông, gi m thi u thi t h i, góp ph n n đ nh dân

c , phát tri n s n xu t, phát tri n kinh t - xã h i c a khu v c

Do nh h ng c a s thay đ i th i ti t và s bi n đ i khí h u trong khu v c nên m c n c trên các sông th ng xuyên có s chênh l ch r t l n gi a hai mùa (mùa l và mùa ki t l n); bên c nh đó do đ c đi m đ a ch t khu v c tuy n đê không

đ ng nh t đã xu t hi n hi n t ng th m, m ch đùn, m ch s i, s t l , lún s t khác nhau, đe do nghiêm tr ng đ n an toàn công trình đê đi u, tính m ng, tài s n c a nhân dân, nh h ng không nh đ n quá trình phát tri n kinh t , xã h i c a khu

v c

Hình 1: M t s hình nh v th c tr ng mái đê (tr t s t mái phía sông t i K38+930 và K39+00 vào n m 2010)

Hình 2: M t s hình nh v hi n t ng vòi th m phía sông

( t i v trí K38+950 và K39+00 vào n m 2010 )

Tr c th c tr ng trên, v n đ “Nghiên c u đ xu t gi i pháp x lý đo n đê

tính b c thi t nh m tìm ra gi i pháp gia c kh c ph c nh ng đo n đê xung y u v i

m c đích ng n ch n tình hình s t l , gi m thi u thi t h i do m a l gây ra trên đ a bàn t nh Thanh Hóa nói riêng và trên c n c nói chung

đo n đê h u sông Chu

Ti p c n tr c ti p ho c gián ti p thông qua các t ch c, cá nhân khoa h c hay các

ph ng ti n thông tin đ i chúng đ n m đ c t ng quan v các nguyên nhân x y ra

s c s t l , lún s t, th m T đó nh n th y r ng khi x lý s c thì các v n đ đã quan tâm đ n đó là: n n đê, thân đê đ m b o đ b n th m và n đ nh Các v n đ

c n xem xét nh ng ch a đ c đ c p đó là: n đ nh khi x lý s t l ; x lý n n đê

c ; s d ng v t li u gia c n n đ đ m b o kh n ng ch u t i; nghiên c u v t li u x

lý n n T t c các v n đ đó d n đ n lãng phí, không phù h p v i t ng đo n đê có các đi u ki n th c t khác nhau Vì v y v i đ tài: “Nghiên c u đ xu t gi i pháp

gi i quy t đ c các nh c đi m v a nêu trên

CH NG 1: T NG QUAN 1.1 T ng quan v h th ng đê đi u n c ta

Do đ t n c ta n m trong vùng khí h u nhi t đ i gió mùa nên l , bão luôn là

m i đe do nghiêm tr ng, t hàng nghìn n m nay thì cu c đ u tranh v i thiên nhiên

đ phòng ch ng l bão luôn luôn chi m v trí hàng đ u trong l ch s phát tri n c a

đ t n c ta

n nay Vi t Nam có g n 8.000 km đê, trong đó g n 6.000 km đê sông và 2.000 km đê bi n Riêng đê sông chính có 3.000 km và 1.000 km đê bi n quan

tr ng Có g n 600 kè các lo i và 3.000 c ng d i đê Ngoài ra còn có 5000 km b bao ch ng l s m, ng n m n đ ng b ng sông C u Long Riêng h th ng sông

H ng trong đ ng b ng B c B có 3.000 km đê sông và 1.500 km đê bi n

c đi m c a quá trình hình thành các tuy n đê đ ng b ng và trung du B c

b trong bu i đ u s khai là quá trình t phát do nhân dân làm v i trình đ nh n

th c và công c lao đ ng lúc đó r t thô s V n đ ch n tuy n và x lý n n ch đ c

gi i quy t h t s c đ n gi n Ch có nh ng n m sau này m t s tuy n đê b v khi có

l l n ho c m t s n i có s đ i dòng ho c phát tri n thêm, vi c l c ch n tuy n m i

đ c chú ý đ y đ đ n các đi u ki n k thu t

Vào mùa l , đê làm vi c ng n n c Khi m c n c l phía sông lên cao chênh l ch c t n c th ng h l u đê là khá l n, khi đó c t n c th m l n, hình thành dòng th m t sông vào đ ng

Vào mùa ki t, m c n c sông xu ng th p, m t s tuy n đê có nhi u ao h phía trong đ ng, t o chênh c t n c th m cao, hình thành dòng th m t đ ng sang sông Hi n t ng th m này th ng g i là th m ng c

V i đ c đi m d ng m t c t đ c tr ng c a đê nh trên là đi u b t l i v bi n

d ng th m

1.2 H th ng đê đi u t nh Thanh Hóa

Thanh Hóa có 24 sông l n nh , v i t ng chi u dài đê: 1.008 km Trong đó:

+ Chi u dài: 315 km ( ê c p I: 64,7km; C p II:183,5km; C p III: 66,7km)

+ Kè b o v đê: 138 công trình, g m: 71.435m kè lát mái và 160 m hàn

+ Kè b o v khu dân c , bãi sông: 18 công trình, v i 14.468m kè lát mái và 10 m hàn

+ C ng d i đê: 242 c ng (trong đó có 3 âu)

1.3 Hi n tr ng đo n đê sông h u sông Chu t i K38+700 đ n K39+300

Khu v c nghiên c u là đo n đê ph c t p, tr i qua nhi u n m đã t ng x y ra nhi u hi n t ng s t l , lún s t, th m khác nhau và c ng đã đ c tu s a nhi u l n tuy nhiên ch a tri t đ , c th :

- Hoàn l u c a c n bão s 2 và s 3 tháng 8 n m 2005 gây m a l n làm mái đê phía sông, phía đ ng khu v c t K38+700 đ n K39+300 xu t hi n nhi u h s t, rãnh xói

- Tháng 5/2007, t i K39+046- K39+150 x y ra n t, s t mái đê, kè: đ nh cung s t cao trình (+8.30) và kéo dài v hai phía qua đ nh kè, xu ng mái kè (cao trình đ nh kè:+7,00), kh i đ t t t ng i xu ng, sâu t 0,5-0,9m; ph n mái kè n m trong cung s t

b tr i lên, đã đ c x lý làm kè n m 2008

- N m 2010 xu t hi n lún mái kè t i K38+930, cao trình+5,07m v i kích th c 4,3m x 4,6m sâu t 0,3m đ n 2,64m, đã đ c x lý trong mùa ki t n m 2010 (Chi

ti t xem hình 1 c a ph n m đ u)

- c bi t xu t hi n hi n t ng th m t đ ng sang sông trong đó có 2 l rò t i K38+950 và K39+000 xu t l cao trình +1.00 Mùa l n m 2010, trên mái kè b

s t lún 2 h và đã đ c x lý b ng hình th c làm l c và tu s a ph n mái kè b s t lún N m 2011 đã x lý b ng hình th c khoan ph t v a, nh ng ch a tri t đ Hi n nay n c v n ch y thành dòng qua 2 l rò t đ ng sang sông cao trình (+1.00); hai h t t c ti p t c phát tri n: t i K38+950, h s t kích th c 8,0m x 6,0m, t t sâu 0,8m ÷ 1,2m; t i K39+000, h s t kích th c 7,0m x 9,0m, t t sâu 0,8m ÷ 1,1m (Chi ti t xem hình 2 c a ph n m đ u)

Do liên ti p x y ra hi n t ng s t tr t nên đê h u sông Chu đo n t K38+700 đ n K39+300 luôn đ c xem là m t trong các tr ng đi m phòng ch ng

l t bão c a t nh Thanh Hóa

1.3.2 Nguyên nhân gây s t l

Theo k t qu kh o sát hi n tr ng, thu th p tài li u, phân tích báo cáo

kh o sát đ a hình, đ a ch t và phân tích mô ph ng bài toán tính th m và n đ nh

đê theo ph ng pháp ph n t h u h n v i nhi u tr ng h p, có th rút ra nh ng

nh n xét d i đây:

Nguyên nhân th m trên đo n đê t K38+700 đ n K39+300 đê h u sông Chu là

do trong n n đê có các l p đ t có tính th m m nh thông t đ ng sang sông k t h p

v i chênh l ch m c n c gi a hai phía sông và đ ng

1.4 Các gi i pháp thi t k b o v cho đo n đê sông Chu

1.4.1.1 Kéo dài đ ng th m b ng sân ph ch ng th m

a Sân ph ch ng th m ngoài đê

Hình 1.1: Gi i pháp sân ph ch ng th m ngoài đê

b Sân ph ch ng th m trong đê

Hình 1.2: Gi i pháp sân ph ch ng th m trong đê

i v i công trình đê, đây là gi i pháp c b n th ng đ c áp d ng ph

bi n Sân ph ch ng th m nh hình v th ng đ c đ p b ng các lo i đ t dính có

đ th m n c nh

Gi i pháp này nh m làm gi m gradient áp l c th m tác d ng lên t ng ph ,

đ m b o đi u ki n n đ nh th m cho n n c ng nh n đ nh thân đê Bi n pháp này

đ c bi t c n thi t khi có các ao h , thùng đ u g n chân đê, c n san l p tr l i t ng

ph và đ p t ng c ng ch ng th m tr c ti p t chân đê vào n n đê th m n c

m nh Tuy v y trong tr ng h p t ng ph ngoài đê phía sông đã t ng đ i dày, ch t

l ng đ t á sét đã t ng đ i t t, thì vi c t ng c ng b ng đ p thêm sân ph phía sông s có hi u qu r t th p Gi i pháp sân ph ch ng th m còn cho phép k t h p

vi c xây d ng các công trình ph c v m c tiêu phát tri n kinh t khác trên sân ph sau khi đã xây d ng

Gi i pháp này có u đi m là đ n gi n, d thi công, giá thành r Nh c đi m

c b n c a gi i pháp là ph m vi x lý th ng ph i r ng, nh h ng nhi u đ n di n tích canh tác ven đê và sinh s ng c a nhân dân các làng ven đê

Gi i pháp này có th áp d ng n i có d i đ t ven đê r ng và không có dân

c sinh s ng và thu n l i cho thi công và xây d ng

1.4.1.2 Gi i pháp đ p c ph n áp tiêu n c phía trong đê

Hình 1.3: Gi i pháp c ph n áp tiêu n c phía trong đê

C ph n áp tiêu n c trong đê có tác d ng gi m gradient áp l c th m, t ng

c ng áp l c h u hi u cho l p ph th m n c y u nh ng v n t o đi u ki n cho

n c thoát qua thu n l i đ gi m áp l c th m

u đi m c a gi i pháp này là giá thành khá r d thi công Tuy nhiên khi thi công c n ph i ch n l c v t li u đ p đ m b o thoát n c t t

Nh c đi m c a gi i pháp đ p c ph n áp tiêu n c là ph m vi x lý ph i

r ng, nh h ng nhi u đ n di n tích canh tác và đ t c a nhân dân ven đê

Gi i pháp này có th áp d ng n i có d i đ t phía trong đê đ r ng không có dân c sinh s ng, thu n l i cho thi công xây d ng

1.4.1.3 Kéo dài đ ng th m b ng t ng ch ng th m d i n n đê

Hình 1.4: Gi i pháp t ng ch ng th m

Xây d ng t ng ch ng th m trong t ng ch a n c là gi i pháp k thu t đ c

áp d ng khá ph bi n nh m kéo dài đ ng vi n th m, gi m gradient áp l c gây bi n

d ng th m phía trong đê

u đi m c a gi i pháp là có th ng n ho c kéo dài đ ng th m, gi m gradient

áp l c th m, không chi m di n tích đ t ven đê, d s d ng và n đ nh lâu dài

Nh c đi m c a gi i pháp là công ngh thi công ph c t p, giá thành thi công cao, đ c bi t là khi chì u sâu t ng ch a n c c n x lý l n thì r t khó áp d ng

Gi i pháp này có th áp d ng c n i có di n tích đ t ven đê h n h p, đ c bi t

có hi u qu trong tr ng h p t ng ch a n c có chi u dày không l n

1.4.1.4 Gi i pháp khoan ph t n n đê

Hình 1.5: Gi i pháp t o màng ch ng th m

B m ph t dung d ch sét, xi m ng, silicat… t o màng ch ng th m trong t ng

ch a n c v i m c đích t ng c ng s c c n th m c a tr m tích ch a n c, kéo dài

đ ng th m, nâng cao đ b n c a tr m tích d i n n đê

u đi m c a gi i pháp là không chi m di n tích đ t ven đê, đ n gi n, d s

d ng, đây là gi i pháp có hi u qu trong tr ng h p n n đê có t ng th m n c

m nh có chi u dày m ng n m trên t ng không th m

Nh c đi m c a gi i pháp là khi n n đê có t ng th m n c m nh v i chi u dày không có gi i h n thì gi i pháp này hi u qu ch ng th m r t th p H n n a, các

đi u ki n k thu t và quy trình ph t v a gia c thân và n n đê r t ph c t p, chi phí cho khoan ph t r t t n kém

Gi i pháp này có th áp d ng nh ng n i mà đi u ki n c u trúc n n cho phép Th c t , chi u dày t ng cát th ng khá l n, t 10 đ n 30m, th m chí 60m, cho nên tính kh thi c a bi n pháp này rõ ràng h n ch

Xây d ng gi ng gi m áp k t h p v i rãnh thoát n c ngang có tác d ng thoát

n c d i đ t, gi m áp l c th m tác d ng lên l p ph th m n c y u phía trong đê

Gi ng gi m áp g m 2 lo i: Gi ng nông và gi ng sâu

u đi m c a gi i pháp gi ng gi m áp là có th làm gi m m nh áp l c th m tác d ng lên t ng ph th m n c y u phía trong đê, đ c bi t là gi i pháp gi ng nông

gi m áp có chi phí giá thành th p, th i gian thì công ng n, di n tích đ t chi m d ng

đ xây d ng nh

Nh c đi m c a gi i pháp này là k thu t thi công ph c t p (đ c bi t là khi xây

d ng gi ng gi m áp sâu), trong quá trình s d ng c n ti n hành duy tu, b o d ng

th ng xuyên, đ tin c y c a gi i pháp ph thu c vào quá trình thi công và b o trì

Gi i pháp có th áp d ng t t c nh ng n i mà đi u ki n thi công cho phép

1.4.1.6 Xây d ng các tuy n đê quây gi m c p phía trong đê

Hình 1.8: Xây d ng các tuy n đê quây gi m c p phía trong đê

D a vào đ a hình khu v c xây d ng các t ng đê quây gi m c p phía trong đê

t o ra m t c t n c trên di n r ng đ làm gi m áp l c th m phía trong đê cho các

đo n đê xung y u

u đi m c a gi i pháp này là có th áp d ng đ i v i b t k d ng c u trúc n n nào Nó t n d ng l p n c đ c tr trong các đê quây phía trong đê làm c ph n

áp Nh c đi m c a gi i pháp là n u thi t k và thi công không t t, m ch đùn, m ch

u nh c đi m c a gi i pháp là có th x lý trong tình hu ng c p bách b o v

n đ nh n n đê Nh c đi m c a nó là không có tác d ng lâu dài, mang tính t m

th i Vì v y, c n ph i x lý l i sau khi s c đã qua và ph i áp d ng các gi i pháp khác có đ tin c y cao và hi u qu h n

nghiên c u

Hi n t ng th m t i trên tuy n đê h u sông Chu đo n t K38+700 đ n K39+300 là hi n t ng th m t đ ng ra sông (th m ng c) Do đ a hình khu v c d

án phía sông c đê r t h p, chân đê g n nh sát v i dòng ch y nên các gi i pháp tác

đ ng đ n vùng h l u c a dòng th m (chân đê phía sông) nh : làm h th ng gi ng

h áp, t o t ng l c ng c, nâng cao m c n c h l u, xây d ng các tuy n đê quây

gi m c p phía trong đê, là không kh thi

Bi n pháp khoan ph t v a gia c thân đê c ng đã đ c đ a ph ng nghiên

c u th c hi n nh ng hi n nay không cho hi u qu t t Dòng th m v n có di n bi n

x u, ph c t p, nh h ng đ n an toàn c a tuy n đê

Khu v c phía đ ng c a đo n đê nghiên c u hi n nay r t nhi u ao h , và

ru ng lúa n c, đây là m t trong ngu n n c th m ra phía sông v mùa khô Các ao

h này hi n t i đ c x d ng đ nuôi cá gi ng và cá th ng ph m, là ngu n thu chính c a nhân dân khu v c d án nên gi i pháp l p ao h , t o t ng ph n áp phía

th ng l u, chuy n đ i c c u cây tr ng t nuôi cá, tr ng lúa n c sang tr ng cây màu, s gây tác đ ng t i di n tích l n, nh h ng nhi u đ n đ i s ng dân sinh, khó có th th c hi n ngay

Phía ngoài chân đê phía đ ng, trong kênh t i B9 hi n nay t n t i m t th m

c h p có chi u r ng trung bình t 10 đ n 20m N u s d ng gi i pháp xây t ng

ch ng th m thì t ng ch ng th m có th đ t t i v trí này mà không nh h ng đ n dân sinh Do v y, đây là gi i pháp phù h p nh t đ ch ng th m ng c cho đê h u sông Chu đo n t K38+700 đ n K39+300

Th c ch t c a vi c gi i quy t v n đ này là chúng ta ph i ti n hành gi i quy t bài toán th m và n đ nh t ng th c a khu v c nghiên c u

CH NG 2: TÍNH TOÁN TR NG THÁI TH M VÀ N NH

C A O N Ê XUNG Y U 2.1 Các ph ng pháp gi i bài toán th m c a đo n đê\

2.1.1.1 Ph ng pháp c h c ch t l ng

Ph ng pháp này do Vi n s N.N.Pavlôpxki kh i x ng và đ t đ c l i gi i chính xác cho m t s bài toán th m có biên đ n gi n

Trong bài toán th m ph ng, g i h là hàm s c t n c th m, ta có:

h = h(x,y) Trong môi tr ng th m v i các gi thi t đã nêu ph n trên, ph ng trình vi phân c b n c a dòng th m là:

0

2 2 2

2

=

∂

∂ +

∂

∂

y

h x

V i các đ ng vi n th m ph c t p có 2,3 hay nhi u hàng c , Pavlôpxki đã dùng

ph ng pháp phân đo n đ gi i g n đúng bài toán th m Sau đó Trugaep đã phát tri n thành ph ng pháp h s s c kháng, đ a ra các công th c gi i tích đ tính h

s s c kháng cho t ng đo n Vi n s Lavrenchiep đ xu t ph ng pháp bi n đ i các

vi n th m (có c hay không có c ) T gi thi t này, có th v đ c bi u đ áp l c

th m lên đáy công trình, tính đ c gradient và l u t c th m bình quân trong toàn

mi n th m

Trong quá trình gi i bài toán th m, d a vào s quan tr c t m h n quá trình

t n th t c t n c th m d c theo đ ng dòng đ u tiên, Len đã phát hi n ra r ng trên

nh ng đo n đ ng vi n th ng đ ng, m c đ tiêu hao c t n c th m l n h n so v i

đo n đ ng vi n n m ngang T đó Len đã đ xu t vi c c i ti n ph ng pháp c a Blai đ các k t qu thu đ c phù h p h n so v i th c t

Ngày nay m c dù đã có nhi u ph ng pháp hi n đ i đ tính th m, nh ng

ph ng pháp TL T v n còn đ c s d ng trong nh ng tr ng h p sau:

- i v i các công trình nh , t ng th m m ng, đ ng vi n th m đ n gi n: gi i theo

ph ng pháp TL T cho k t qu chính xác theo yêu c u k thu t

- i v i các công trình l n: th ng dùng ph ng pháp TL T đ s b ki m tra chi u dài đ ng vi n th m tr c khi đi vào tính toán theo các ph ng pháp chính xác h n

- i v i các công trình trên n n đá: th ng áp d ng ph ng pháp này đ tính toán

áp l c th m lên đáy công trình

2.1.2.1 Ph ng pháp gi i tích

Ph ng pháp này ch áp d ng đ c v i m t s s đ mi n th m đ n gi n nh t

2.1.2.2 Ph ng pháp thí nghi m t ng t đi n (EG A)

Ph ng pháp này d a trên c s t ng t v hình th c gi a ph ng trình mô

t dòng th m và ph ng trình dòng đi n trong môi tr ng d n đi n Vi n s Pavlôpxki đã nghiên c u dùng máy EG A đ v l i th m cho các d ng mi n th m khác nhau Ph ng pháp này có u đi m là b o đ m m c chính xác cao, gi i đ c các tr ng h p mi n th m ph c t p, môi tr ng th m không đ ng nh t, không đ ng

h ng và các bài toán th m không gian

2.1.2.3 Ph ng pháp thí nghi m trên mô hình khe h p

D a trên s t ng t v hình th c gi a ph ng trình mô t dòng th m trong môi tr ng th m v i ph ng trình mô t dòng ch y t ng c a ch t l ng nh t trong

m t khe h p gi a 2 t m kính, Aravin đã thi t l p đ c các bi u th c t ng quan

gi a 2 lo i chuy n đ ng này Trong thí nghi m, dung các tia màu đ đánh d u

đ ng dòng và dùng suy di n (theo tính ch t tr c giao c a l i th m) đ v đ ng

Hình 2.1 : S đ l i sai phân

Các đ i l ng vi phân dh, dx, dy đ c chuy n thành nh ng đ i l ng sai phân

t ng ng Δh, Δx, Δy Nh ng đ o hàm riêng c p m t và c p hai , , 22, 22

y

h x

h y

h x

a

y a x h y x h y a x h x

b

b y x h y x h b y x h x

Ph ng pháp sai phân tuy đ n gi n nh ng ít đ c dung đ gi i các bài toán

th m có đi u ki n biên ph c t p do nh ng nh c đi m v k thu t chia l i

Hình 2.2: S đ chia lát tính toán n đ nh

Xét các l c tác d ng vào 1 th i tr t có th có: Tr ng l ng b n thân th i,

l c pháp tuy n, l c ti p tuy n m t bên và đáy lát, áp l c th m, l c do đ ng đ t, t i

tr ng công trình áp l c n c do mái d c ng p n c, áp l c n c trong khe n t

H s an toàn (K) và v trí m t tr t nguy hi m nh t đ c xác đ nh b ng cách th d n Gi thi t nhi u m t tr t khác nhau, v i m i m t tr t gi đ nh, xác

đ nh các l c tác d ng vào t ng lát tr t đã đ c chia nh , dùng các ph ng trình cân b ng t nh h c đ xác đ nh h s an toàn t ng ng

1

i i

trong đó :

Wi : tr ng l ng b n thân lát th i

αi: góc gi a ti p tuy n v i đáy lát v i ph ng ngang

c’; ϕ’: L c dính và góc ma sát trong c a đ t d i đáy lát tính theo ng su t

h u hi u

li: chi u dài đáy lát th i

=

i i

i i

i

sinG

'tg'Nl'cK

i i i at

i i

F tg

l u K

c G N

α

ϕα

αα

sin

'cos

cossin

.'

L c th m bi u th thông qua áp l c n c tác d ng lên đáy d i theo ph ng pháp tuy n và m t tr t (kN/m2)

− +

ϕ

− α +

− + +

=

ω ω

α

ω

A cos D kW ' tg sin D X

X W

m

' tg u sec sin D X

X W l ' c K

i n

li i

li i n

li i i

trong đó :

Xli, Xri, Eli, Eri: L c t ng tác theo ph ng đ ng bên trái và bên ph i,

theo ph ng ngang bên trái và bên ph i lát th i

2.4 Gi i các bài toán b ng ph ng pháp ph n t h u h n

Ph ng pháp ph n t h u h n (PTHH) ra đ i vào cu i nh ng n m 50 nh ng

r t ít đ c s d ng vì công c tính toán còn ch a phát tri n Vào cu i nh ng n m

60, ph ng pháp PTHH đ c bi t phát tri n nh vào s phát tri n nhanh chóng và s

d ng r ng rãi c a máy tính đi n t n nay có th nói r ng ph ng pháp PTHH

đ c coi là ph ng pháp có hi u qu nh t đ gi i các bài toán c h c v t r n nói riêng và các bài toán c h c môi tr ng liên t c nói chung nh các bài toán th y khí

l c h c, bài toán v t tr ng và đi n tr ng

bi t thu n l i đ i v i nh ng bài toán mà mi n nghiên c u g m nhi u mi n con có

nh ng đ c tính c lý khác nhau, ví d nh bài toán phân tích ng su t trong đ p, trong n n không đ ng ch t, bài toán th m qua đ p v t li u đ a ph ng…

1 Chia mi n tính toán thành nhi u các mi n con g i t t là các ph n t

Các ph n t này đ c n i v i nhau b i m t s h u h n các đi m nút Các đi m nút này có th là đ nh các ph n t , c ng có th là m t s đi m đ c quy c trên m t (c nh) c a ph n t

Các ph n t th ng đ c s d ng là các ph n t d ng thanh, d ng ph ng,

d ng kh i trên hình 2.3

2 Trong ph m vi c a m i ph n t ta gi thi t m t d ng phân b xác đ nh nào

đó c a hàm c n tìm

Thông th ng gi thi t các hàm này là nh ng đa th c nguyên mà các h s

c a đa th c này g i là các thông s Trong ph ng pháp PTHH, các thông s này

mô hình này đ c thi t l p trên c s nguyên lý bi n phân Lagrange

b Mô hình cân b ng: ng v i mô hình này ta bi u di n d n đúng d ng phân

b c a ng su t hay n i l c trong ph n t H ph ng trình c b n c a bài toán s

d ng mô hình này đ c thi t l p trên c s nguyên lý bi n phân Castigliano

c Mô hình h n h p: ng v i mô hình này ta bi u di n g n đúng d ng phân

b c a c chuy n v l n ng su t trong ph n t Ta coi chuy n v và ng su t là 2

y u t đ c l p riêng bi t H ph ng trình c b n c a bài toán s d ng mô hình này

đ c thi t l p trên c s nguyên lý bi n phân Reisner-Hellinger

Nh trên đã nói, các hàm x p x th ng đ c ch n d i d ng đa th c nguyên D ng c a đa th c này đ c ch n nh th nào đó đ bài toán h i t , có ngh a là ta ph i ch n đa th c th nào đó đ khi t ng s ph n t lên khá l n thì k t

gi m b t m t s yêu c u nào đó nh ng v n đ m b o nghi m đ t đ c đ chính xác yêu c u

Trong 3 mô hình trên thì mô hình t ng thích đ c s d ng r ng rãi h n c , còn 2 mô hình sau ch s d ng có hi u qu trong m t s bài toán nh t đ nh

3 Thi t l p h ph ng trình c b n c a bài toán:

thi t l p h ph ng trình c b n cho bài toán gi i b ng ph ng pháp PTHH ta d a vào các nguyên lý bi n phân T các nguyên lý bi n phân ta rút ra

đ c h ph ng trình c b n c a bài toán d a trên thu t toán c a ph ng pháp PTHH có d ng h ph ng trình đ i s tuy n tính:

2.5 L a ch n ph n m m đ gi i các bài toán trên

Hi n nay có khá nhi u ph n m m tính toán ph c v cho thi t k và thi công

v đ a k thu t nh b ph n m m GEOSTUDIO, PLAXIS, GEO5, PLaC M i

ph n m m đ u có th m nh, đi m y u riêng V ph ng di n so sánh u, nh c c a các ph n m m tác gi không phân tích lu n v n này do tính b n quy n c a t ng

ch n b ph n m m GEO-Studio làm công c đ tính toán

2.6 Gi i thi u ph n m m GeoStudio:

Trong ph n ng d ng tính toán cho công trình, tác gi s d ng ph n m m

GEOSTUDIO đ tính toán ki m tra n đ nh th m, tr t mái đê và phân tích tr ng

thái ng su t, bi n d ng qua đê h u sông Chu GEOSTUDIO là m t b ch ng

trình đ gi i các bài toán a k thu t, do Công ty GEO-SLOPE International Ltd

c a Canada s n xu t Cho đ n th i đi m hi n nay, b ch ng trình này đã đ c h n

100 n c trên th gi i s d ng và đ c đánh giá là b ch ng trình m nh nh t, k t

qu tính toán có đ tin c y cao, nó g m 8 MODUL sau:

MODUL 1 (SLOPE/W) : Phân tích n đ nh mái d c

MODUL 2 (SEEP/W) : Phân tích th m

MODUL 3 (SIGMA/W) : Phân tích ng su t - bi n d ng

MODUL 4 (CTRAN/W) : Phân tích v n chuy n v t ô nhi m

MODUL 5 (TEMP/W) : Phân tích đ a nhi t

MODUL 6 (QUAKE/W) : Bài toán đ ng đ t phân tích đ ng th i d a

trên t h p các MODUL trên

MODUL 7 (VADOSE/W): Phân tích b c h i theo ph ng pháp Ph n t h u

d và th m chuy n ti p; th m n đ nh và không n đ nh SEEP/W ghép đôi v i

SLOPE/W phân tích n đ nh mái d c trong đi u ki n có áp l c n c l r ng ph c

t p, ghép đôi v i SIGMA/W đ gi i quy t bài toán c k t th m

Trong lu n v n này s d ng Modul SEEP/W đ tính toán ki m tra n đ nh

th m cho công trình và s d ng Modul SLOPE/W đ phân tích n đ nh mái d c

Modul SEEP/W đ c thi t l p theo ph ng pháp ph n t h u h n đ tính

toán cho dòng th m trong đ i bão hoà và không bão hoà Ph n khác nhau chính c a

dòng th m trong đ i bão hoà và không bão hoà là ch , trong đ i bão hòa thì h s

th m là h ng s , trong đ i không bão hoà thì h s th m thay đ i r t l n theo s

thay đ i c a áp l c n c l r ng S thay đ i c a h s th m khi áp l c n c l

r ng thay đ i làm cho các ph ng trình trong ph ng pháp ph n t h u h n tr nên

không tuy n tính

S thay đ i dung l ng th tích n c trong m t đ n v ph n t t i m t đi m

trong không gian chính b ng hi u l u l ng n c ch y vào và ch y ra và đ c bi u

di n b ng ph ng trình vi phân (2-2):

t

h m

Q y

h k x

h k

∂ γ

= +

h k x

h k

[M] : Ma tr n th m n c c a ph n t

t : dày ph n t {Q}: Vect dòng ch y

Trong tr ng h p th m n đ nh: [K] {H} = {Q} (2-5)

Sau khi xác đ nh đ c véc t thu l c nút, có th tính Gradient, v n t c dòng

ch y và l u l ng dòng th m qua m t m t c t theo ph ng ngang

2.6.2.1 Ph ng pháp tính toán:

Các ph ng pháp tính toán s d ng trong SLOPE/W đ tính toán n đ nh là:

Ph ng pháp Ordinary (hay còn g i là Fellenius), ph ng pháp Bishop đ n gi n hoá, ph ng pháp Janbu đ n gi n hoá, ph ng pháp Spencer, ph ng pháp Morgen–Price, ph ng pháp c a Hi p h i các k s , ph ng pháp Lowe-Karafiath,

ph ng pháp cân b ng gi i h n t ng quát (GLE), ph ng pháp ng su t ph n t

h u h n H n n a r t nhi u hàm s bi u di n quan h các l c tác đ ng gi a các

c nh c a các d i c ng đ c s d ng đ i v i các ph ng pháp GLE và Price mà các ph ng pháp này r t ch t ch v m t toán h c

Morgenstern-SLOPE/W đ a ra r t nhi u các ph ng pháp tính toán khác nhau đ cho

ng i dùng có th ch n ph ng pháp phù h p nh t v i bài toán c a mình

2.6.2.2 Tính toán theo xác su t:

SLOPE/W có th th c hi n tính toán n đ nh mái d c v m t xác suât, đ tính toán s thay đ i và m c đ không ch c ch n c a các thông s đ u vào S d ng

ph ng pháp Monter-Carlo, vi c tính toán t n su t cho phép b n đ nh l ng v m t

th ng kê t n su t phá ho i c a mái d c Các k t qu t các phép th Monter-Carlo

có th s d ng đ tính toán t n su t phá ho i c a mái d c và tính toán m t đ t n

su t c ng nh hàm phân ph i c a h s an toàn S thay đ i có th xem xét đ i v i các thông s c a v t li u nh dung tr ng, l c dính và góc ma sát, áp l c k r ng, t i

tr ng và h s đ ng đ t

2.6.2.3 Hình d ng hình h c và s phân l p:

SLOPE/W có th s d ng đ mô hình hoá r t nhi u d ng hình h c và đ phân l p c a mái d c nh nhi u lo i đ t, m t ph n ng p trong n c, các đ a t ng không liên t c và có chi u d y khác nhau, các l p đ t không c t xuyên đ c, các

v t n t do kéo khô ho c ch a đ y n c Các k n t do kéo có th mô hình b ng cách th hi n m t đ ng n t ho c là góc nghiêng l n nh t c a m t tr t

2.6.2.4 M t tr t:

SLOPE/W dùng m t l i các tâm tr t và r t nhi u bán kính đ mô hình m t

tr t d ng tr ho c hình d ng ph c h p SLOPE/W c ng còn có th th hi n m t

tr t d ng kh i ho c m t tr t do ng i tính v đ mô hình hoá nh ng m t tr t không ph i d ng tr tròn

CH NG 3: NG D NG TÍNH TOÁN CHO O N Ê H U SÔNG CHU

T I K38+700 N K39+300 – XU T GI I PHÁP X LÝ

3.1 Gi i thi u v hi n tr ng đo n đê h u sông Chu t i K38+700 đ n K39+300

3.1.1 Gi i thi u chung v khu v c nghiên c u

Khu v c nghiên c u n m trên b h u sông Chu đo n t ng ng t K38+700

đ n K39+300 thu c xã Thi u Tâm, huy n Thi u Hóa, t nh Thanh Hóa ây là đo n

đê k t h p đ ng giao thông liên huy n c a nhân dân đ a ph ng và các xã lân c n

nh đê đ c tr i nh a n m 2008 v i b r ng m t B=5,0m, l r ng 1,0m Phía đ ng

là kênh t i B9 cách chân đê t 12m÷20m ch y d c theo đê, phía trong kênh B9 là

ao sâu ru ng tr ng k t h p v i nhà dân xen k Phía sông ch l u dòng ch y áp sát chân đê t o thành v c sâu gây nguy hi m đ n an toàn c a đê nên đây là m t trong các tr ng đi m phòng ch ng l t bão c a t nh Thanh Hóa, nhi u n m đã x y ra

hi n t ng s t tr t:

- Sau c n bão s 2 và s 3 tháng 8/2005 mái đê phía sông và phía đ ng xu t

hi n nhi u h t t, rãnh xói

- Tháng 5/2007, t i K39+046- K39+150 x y ra n t, s t mái đê, kè: đ nh cung

s t cao trình (+8.30) và kéo dài v hai phía qua đ nh kè, xu ng mái kè (cao trình

đ nh kè:+7,00), kh i đ t t t ng i xu ng, sâu t 0,5m÷0,9m; ph n mái kè n m trong cung s t b tr i lên

- c bi t xu t hi n hi n t ng th m t đ ng sang sông trong đó có 2 l rò t i K38+950 và K39+000 xu t l cao trình +1.00 Mùa l n m 2010, trên mái kè b

s t lún 2 h và đã đ c x lý b ng hình th c làm l c và tu s a ph n mái kè b s t lún N m 2011 đã x lý b ng hình th c khoan ph t v a, nh ng ch a tri t đ Hi n nay n c v n ch y thành dòng qua 2 l rò t đ ng sang sông cao trình (+1.00); hai h t t c ti p t c phát tri n: t i K38+950, h s t kích th c 8,0m x 6,0m, t t sâu 0,8m÷1,2m; t i K39+000, h s t kích th c 7,0m x 9,0m, t t sâu 0,8m÷1,1m

Hình 3.1: Hình nh hi n t ng vòi th m

Hình 3.2: B n đ v trí khu v c nghiên c u

ây là đo n đê k t h p đ ng giao thông liên huy n c a nhân dân đ a

ph ng và các xã lân c n nh đê đ c tr i nh a n m 2008 v i b r ng m t B=5,0m, l r ng 1,0m Phía đ ng là kênh t i B9 cách chân đê t (12-20), phía trong kênh B9 là ao sâu ru ng tr ng k t h p v i nhà dân xen k Phía sông ch

l u dòng ch y áp sát chân đê t o thành v c sâu gây nguy hi m đ n an toàn c a đê,

c th đ c đi m đ a hình chia làm 3 khu v c nh sau:

Khu v c nghiên c u

- Khu v c phía sông: ây là khu v c đê sát sông, phía ngoài mái đê phía sông

là mái kè, lòng sông bi n đ i t cao trình -2,0 đ n -3,0 Khu v c nghiên c u

m t c t t lòng sông b thu h p do phía b tà xu t hi n m t bãi cát b i cao trình m t bãi trung bình +1,0, chi u r ng bãi kho ng 70m L ch sâu khu v c nghiên c u áp sát vào phía b h u

Mái kè phía sông 

Hình 3.3: Hi n tr ng phía sông khu v c nghiên c u

- Trong ph m vi đê: nh đê cao trình trung bình kho ng +12,25, m t đê r ng 5,5m

đ n 6,5m k t h p làm giao thông Mái đê phía sông có h s mái m=2,0, m t s v trí

đ c làm kè đá gia c Mái đê phía đ ng h s mái m=2,5÷3, tr ng c Phía ti p giáp chân đê phía đ ng là kênh B9 b r ng m t kho ng 8m, b r ng đáy kho ng 3,5m