Phân tích nguyên nhân gây sự cố sạt lở bờ sông và đê bao tỉnh Đồng Tháp

- Khảo sát quá trình mất ổn định bờ sông do hạ mực nước trong 2 điều kiện nước rút nhanh không thoát nước và nước rút từ từ thoát nước bên trong bờ sông... - Khi mực nước rút chậm, cho

K THU T XÂY D NG CÔNG TRÌNH

DÂN D NG VÀ CÔNG NGHI P

V nh Long, n m 2016

*********

PHAN V N LÀO

PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN GÂY S C S T L

CHUYÊN NGÀNH: K THU T XÂY D NG

CÔNG TRÌNH DÂN D NG VÀ CÔNG NGHI P

MÃ NGÀNH: 60 58 02 08

LU N V N TH C S

K THU T XÂY D NG CÔNG TRÌNH

DÂN D NG VÀ CÔNG NGHI P

V nh Long, N m 2016

L I CÁM N

Tôi xin trân tr ng bi t n chân thành th y h ng d n TS Nguy n Minh

c Th y đã g i ý t ng c a đ tài và t n tình h ng d n, giúp đ và cung

c p t t c các tài li u có quan đ n bài lu n v n th c s này,

Chân thành c m n Ban Giám hi u tr ng, giáo viên ch nhi m l p đã quan tâm giúp đ , t o m i đi u ki n thu n l i v h c t p cùng Quý th y cô đã

t n tình truy n đ t nh ng ki n th c thi t th c trong su t khóa h c

Cu i cùng tôi mu n g i nh ng l i cám n chân thành đ n t t c nh ng

ng i thân, b n bè, các h c viên cùng khóa và đ ng nghi p trong đ n v công tác đã giúp đ và t o đi u ki n cho tôi đ hoàn thành khóa h c c ng nh hoàn thành lu n v n th c s này

Vì ki n th c có h n nên không tránh kh i nh ng thi u sót và h n ch , Tôi r t mong đ c s đóng góp ý ki n c a quý th y cô cùng các b n h c viên

đ lu n v n đ c hoàn thi n h n

Xin trân tr ng c m n

V nh Long, ngày 20 tháng 8 n m 2016

Phan V n Lào

M C L C

CH NG 1 GI I THI U CHUNG 1

1.1 Ph n t ng quan 1

1.2 Tình hình s t l b sông và đê bao t nh ng Tháp 1

1.3 Tính c p thi t c a đ tài 3

1.4 T ng quan v các nghiên c u tr c 4

1.4.1 Nghiên c u ngoài n c 4

1.4.2 Nghiên c u trong n c; 5

1.5 Nhi m v c a đ tài 7

1.6 Nh ng đóng góp c a đ tài 7

1.7 Gi i h n c a đ tài 7

1.8 Ý ngh a lý thuy t và th c ti n áp d ng 8

1.8.1 Ý ngh a lý thuy t 8

1.8.2 Ý ngh a th c ti n áp d ng 8

CH NG 2 PH NG PHÁP NGHIÊN C U 9

2.1 Ph ng pháp thí nghi m đ a ch t 9

2.2 Ph ng pháp tính toán xói l b sông. 12

2.2.1 Phân tích xói l b sông ( nh h ng th y đ ng dòng ch y) 12

2.2.2 Phân tích y u t nh h ng đ n xói l b sông: 13

2.2.3 Phân tích n đ nh và xói l b sông; 15

2.3 Ph ng pháp phân tích n đ nh b sông b ng ph ng pháp cân b ng gi i h n 16

2.3.1 Ph ng pháp cân b ng gi i h n 16

2.3.2 Ph ng pháp đ n gi n Bishop, 1954 17

2.3.3 Ph ng pháp Spencer, 1967 18

2.3.4 Gi i thi u ph n m m Geo–slope/w đ phân tích n đ nh mái d c 21

2.3.4.1 Nh ng kh n ng c a Geoslope/w; 21

2.3.4.2 K t lu n 22

2.4 Các ph ng pháp phân tích 23

CH NG 3 PHÂN TÍCH T NG H P A CH T, TH Y V N T NH

NG THÁP 24

3.1 Phân tích t ng h p đ a ch t khu v c b sông và đê bao t nh ng Tháp 24

3.1.1 Phân tích t ng h p đ a ch t khu v c đê bao An Ph c huy n Tân H ng 24

3.1.2 Phân tích t ng h p đ a ch t khu v c đê bao Tân Ph c huy n Tân H ng 25

3.2 Phân tích s c s t l b sông và đê bao t nh ng Tháp; 26

3.2.1 Phân tích t ng h p đ a ch t khu v c đê bao An Ph c huy n Tân H ng 30

3.2.2 Phân tích t ng h p đ a ch t khu v c đê bao C M i huy n Tân H ng 32

3.2.3 Phân tích t ng h p đ a ch t khu v c đê bao Tân Ph c huy n Tân H ng 35

3.3 Phân tích t ng h p đi u ki n th y v n t i t nh ng Tháp 37

3.3.1 Tính toán t n su t th y v n theo công th c v ng s sau: 37

3.3.2 K t lu n 42

CH NG 4 PHÂN TÍCH CÁC S C S T L B SÔNG VÀ Ê BAO I N HÌNH T NH NG THÁP 43

4.1 Phân tích m t s s c s t l b sông và đê bao đi n hình t i t nh ng Tháp: 43

4.1.1 Phân tích n đ nh b sông và đê bao b ng Geoslop công trình An Ph c 43

4.1.2 Phân tích n đ nh b sông và đê bao b ng Geoslop công trình Tân Ph c 54

4.1.3 Phân tích n đ nh b sông và đê bao b ng Geoslop công trình C M i 64

4.2 Phân tích đi u ki n xói l b sông; 75

4.3 Ki m nghi m mô hình tính toán (so sánh mô hình tính toán t i h s an toàn Fs <1 v i m t tr t hi n tr ng; đ ng th i mô t m c n c khi x y ra

hi n t ng s t l ); 77

4.4 nh h ng c a m c n c và cao đ đ t đ p; 78

CH NG 5: K T LU N VÀ KI N NGH 80

4.1 K t lu n 80

4.2 Ki n ngh 80

TÀI LI U THAM KH O

PH L C

DANH M C B NG BI U

B ng 2.1 c đi m c a các ph ng pháp cân b ng gi i h n; 20

B ng 3.1 T ng h p phân lo i đ t công trình An Ph c 24

B ng 3.2 T ng h p phân lo i đ t công trình Tân Ph c 25

B ng 3.3 T ng h p phân lo i đ t công trình C M i 26

B ng 3.4: M c n c cao nh t n m khu v c t nh ng Tháp; 37

B ng 3.5: K t qu tính t n su t m c n c cao nh t n m t i các tr m th y v n khu v c các huy n t nh ng Tháp; 39

B ng 3.6 V đ ng t n su t theo ph ng pháp 3 đi m t n su t m c n c cao nh t hàng n m tr m th y v n Tân H ng t nh ng Tháp; 41

B ng 4.1 S c kháng c t không thoát n c sông Su m c n c 1.0 m, đ t đ p cao 5.0m 43

B ng 4.2 S c kháng c t không thoát n c sông Su m c n c 1.0 m, đ t đ p cao 4.0m 44

B ng 4.3 S c kháng c t không thoát n c sông Su m c n c 1.0 m, đ t đ p cao 3.0m 45

B ng 4.4 S c kháng c t không thoát n c sông Su m c n c 1.0m, đ t đ p cao 2.0m 46

B ng 4.5 S c kháng c t không thoát n c sông Su m c n c 1.0m, đ t đ p cao 1.0m 47

B ng 4.6 S c kháng c t không thoát n c sông Su m c n c 1.0m, đ t đ p cao 5.0m 54

B ng 4.7 S c kháng c t không thoát n c sông Su m c n c 1.0m, đ t đ p cao 4.0m 55

B ng 4.8 S c kháng c t không thoát n c sông Su m c n c 1.0m, đ t đ p cao 3.0m 56

B ng 4.9 S c kháng c t không thoát n c sông Su m c n c 1.0m, đ t đ p cao 2.0m 57

B ng 4.10 S c kháng c t không thoát n c sông Su m c n c1.0m, đ t đ p cao

1.0m 58

B ng 4.11 S c kháng c t không thoát n c sông Su m c n c 1.5 m; 64

B ng 4.12 S c kháng c t không thoát n c sông Su m c n c 1.5 m, đ t đ p 1.0m; 65

B ng 4.13 S c kháng c t không thoát n c sông Su m c n c 1.5 m, đ t đ p 2.0m; 66

B ng 4.14 S c kháng c t không thoát n c sông Su m c n c 1.5 m, đ t đ p 3.0m; 67

B ng 4.15 S c kháng c t không thoát n c sông Su m c n c 1.5 m, đ t đ p 4.0m; 68

B ng 4.16 K t qu tính toán v n t c lòng sông m c n c 1,5m 76

B ng 4.17 tra h s Manning (n) Chow, 1959; 76

B ng 4.18 tra v n t c vòng ch y n đ nh b sông cho phép; 77

DANH M C HÌNH NH

Hình 1.1 S t l công trình An Ph c 3

Hình 1.2 S t l b sông Tân Ph c 3

Hình 1.3 S t l công trình C M i đã kh c ph c 3

Hình 2.1 D ng c xác đ nh dung tr ng t nhiên 9

Hình 2.2 D ng c thí thí nghi m xác đ nh đ m t nhiên 10

Hình 2.3 D ng c thí nghi m xác đ nh gi i h n nhão 11

Hình 2.4 Thí nghi m xác đ nh gi i h n d o 11

Hình 2.5 D ng c thí nghi m 12

Hình 2.6 C ch phá ho i đi n hình d ng cung tr t tròn 16

Hình 2.7 mô hình tính toán ph ng pháp đ n gi n Bishop 18

Hình 2.8 Mô hình tính toán c a Spencer 19

Hình 3.1 bi u đ đ ng kính h t và ph n tr m h t l t sàn 24

Hình 3.2 bi u đ đ ng kính h t và ph n tr m h t l t sàn 25

Hình 3.3 bi u đ đ ng kính h t và ph n tr m h t l t sàn 25

Hình 4.1: So sánh m t tr t b sông công trình An Ph c m c n c 1.5m (a) m t tr t hi n tr ng; (b) phân tích m t tr t mô ph ng Geoslope 48

Hình 4.2: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình An Ph c, m c n c 1.5m, đ t đ p cao đ 5.5m (a): n đ nh b sông; (b) n đ nh đê bao 48

Hình 4.3: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình An Ph c, m c n c 2.5m, đ t đ p cao đ 5.5m (a): n đ nh b sông; (b) n đ nh đê bao 49

Hình 4.4: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình An Ph c, m c n c 3.5m, đ t đ p cao đ 5.5m (a): n đ nh b sông; (b) n đ nh đê bao 49

Hình 4.5: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình An Ph c, m c n c 4.5m, đ t đ p cao đ 5.5m (a): n đ nh b sông; (b) n đ nh đê bao 50

Hình 4.6: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình An Ph c, m c n c 1.5m, đ t đ p cao đ 4.5m (a): n đ nh b sông; (b) n đ nh đê bao 50

Hình 4.7: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình An Ph c, m c n c 1.5m, đ t đ p cao đ 3.5m (a): n đ nh b sông; (b) n đ nh đê bao 51

Hình 4.8: K t qu phân tích n đ nh mái d c b sông công trình An Ph c, m c

n c 1.5m, đ t đ p cao đ 1.5m 51 Hình 4.9: K t qu phân tích n đ nh mái d c b sông công trình An Ph c, m c

n c 1.5m, đ t đ p cao đ 1.5m 52 Hình 4.10: T ng quan h s an toàn n đ nh b sông và đê bao công trình An

Ph c khi cao đ m c n c 1,5m 52 Hình 4.11: T ng quan h s an toàn n đ nh b sông và đê bao công trình An

Ph c khi cao đ m c n c 3,5m 53 Hình 4.12: T ng quan h s an toàn n đ nh b sông và đê bao công trình An

Ph c khi chi u cao l p đ t đ p 4m 53 Hình 4.13: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình Tân Ph c, m c n c 1.5m, ch a có đ t đ p (a): n đ nh b sông; (b) n đ nh đê bao 59 Hình 4.14: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình Tân Ph c, m c n c 1.5m, đ t đ p cao đ 2.0m (a): n đ nh b sông; (b) n đ nh đê bao 59 Hình 4.15: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình Tân Ph c, m c n c 1.5m, đ t đ p cao đ 3.0m (a): n đ nh b sông; (b) n đ nh đê bao 60 Hình 4.16: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình Tân Ph c, m c n c 1.5m, đ t đ p cao đ 4.0m (a): n đ nh b sông; (b) n đ nh đê bao 60 Hình 4.17: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình Tân Ph c, m c n c 1.5m, đ t đ p cao đ 5.0m (a): n đ nh b sông; (b) n đ nh đê bao 61 Hình 4.18: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình Tân Ph c, m c n c 2.0m, đ t đ p cao đ 5.0m (a): n đ nh b sông; (b) n đ nh đê bao 61 Hình 4.19: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình Tân Ph c, m c n c 3.0m, đ t đ p cao đ 5.0m (a): n đ nh b sông; (b) n đ nh đê bao 62 Hình 4.20: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình Tân Ph c, m c n c 4.0m, đ t đ p cao đ 5.0m (a): n đ nh b sông; (b) n đ nh đê bao 62 Hình 4.21: T ng quan h s an toàn n đ nh b sông và đê bao công trình Tân

Ph c cao đ m c n c 1m 63

Hình 4.22: T ng quan h s an toàn n đ nh b sông và đê bao theo cao đ

m c n c 1m– công trình Tân Ph c 63 Hình 4.23: T ng quan h s an toàn n đ nh b sông và đê bao công trình Tân

Ph c chi u cao l p đ t đ p 4m 64 Hình 4.24: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình C M i, m c n c 1.5m, đ t đ p cao đ 5.0m (a): n đ nh b sông; (b) n đ nh đê bao 69 Hình 4.25: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình C M i, m c n c 1.5m, đ t t nhiên n đ nh b sông 70 Hình 4.26: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình C M i, m c n c 1.5m, đ t đ p 1.0m, (a) n đ nh b sông, (b) n đ nh đê bao 70 Hình 4.27: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình C M i, m c n c 1.5m, đ t đ p 2.0m, (a) n đ nh b sông, (b) n đ nh đê bao 71 Hình 4.28: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình C M i, m c n c 1.5m, đ t đ p 3.0m, (a) n đ nh b sông, (b) n đ nh đê bao 71 Hình 4.29: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình C M i, m c n c 2.5m, đ t đ p 5.0m, (a) n đ nh b sông, (b) n đ nh đê bao 72 Hình 4.30: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình C M i, m c n c 3.5m, đ t đ p 4.0m, n đ nh b sông 72 Hình 4.31: K t qu phân tích n đ nh mái d c công trình C M i, m c n c 4.5m, đ t đ p 4.0m, (a) n đ nh b sông, (b) n đ nh đê bao 73 Hình 4.32: T ng quan h s an toàn n đ nh b sông và đê bao công trình C

M i cao đ tính toán t i m c n c 1.5m 73 Hình 4.33: T ng quan h s an toàn n đ nh b sông và đê bao theo chi u cao

l p đ t đ p – công trình C M i (tính toán t i m c n c 1.5m) 74 Hình 4.34: T ng quan h s an toàn n đ nh b sông và đê bao theo chi u cao

l p đ t đ p 4m– công trình C M i (v i cao đ m c n c 1.5m) 75

CH NG 1 GI I THI U CHUNG 1.1 Ph n t ng quan

ng Tháp là t nh đ u ngu n c a sông Ti n, có h th ng sông, ngòi, kênh, r ch ch ng ch t; nhi u ao, h l n Sông chính là sông Ti n (m t nhánh

c a sông Mê Kông) ch y qua t nh v i chi u dài 132km D c theo hai bên b sông Ti n là h th ng kênh r ch d c ngang ng liên t nh giao l u thu n

ti n v i trên 300km đ ng b và m t m ng l i sông r ch thông th ng…Có

l u l ng n c ch y kho ng 6000 m3/s vào mùa khô và 120.000 m3/s vào mùa m a T tháng 8 đ n tháng 12 hàng n m ph i đ i phó vi c ch ng l đ y khó kh n và th thách khi có l v c ng thêm m a bão l n gây s t l , xói l nhi u đo n b sông và đê bao

Do t nh ng Tháp có h th ng sông, ngòi, kênh, r ch ch ng ch t nên

th ng xuyên x y ra s c s t l b sông và đê bao kh c ph c h n ch

ch ng s t l , xói l thì ng i h c viên ph i nghiên c u k v đ a ch t, th y

v n nhi u công trình có s c x y ra trên đ a bàn t nh ng Tháp, t đó đ a

ra nhi u bi n pháp kh c ph c ch ng s t l b sông và đê bao m t cách hi u

qu nh t trên đ a bàn

1.2 Tình hình s t l b sông và đê bao t nh ng Tháp

n c ta khu v c đ ng b ng sông C u Long là vùng có n n đ a ch t

r t là y u, hàng n m ph i đ i đ u v i c n l l n kéo dài hàng tháng, khi l v

c ng thêm m a bão gây cho vi c phòng ch ng l b o v ch ng s t l b sông

và đê bao g p r t nhi u khó kh n

Hi n nay tình tr ng s t l b sông ng b ng Sông C u Long đã x y

ra nhi u n m và th ng xuyên, tình hình s t l có di n bi n ngày càng x u, gây ra nhi u thi t h i v tài s n c a nhà n c và nhân dân, th m chí là c tính

m ng con ng i c bi t trong th i gian hi n nay t i huy n Tân H ng nhi u công trình đê bao, b sông đã có nhi u s c s t l ngoài d đoán c a các c p

qu n lý nh B bao cánhđ ng Kênh C M i, B bao cánh đ ng An Ph c và

B bao cánh đ ng Tân Ph c huy n Tân H ng t nh ng Tháp, nh h ng

v đi u ki n đ a hình, đ a ch t, hình thái sông trong khu v c, s tác đ ng c a các y u t dòng ch y (v n t c dòng n c, h ng ch y, ch đ m c n c, th y tri u,…) và nh ng tác đ ng khách quan khác t các ho t đ ng c a con ng i ( nh h ng c a vi c xây d ng các công trình trên sông) Yêu c u đ t ra là c n nghiên c u xác đ nh nguyên nhân gây s c s t l b sông và đê bao t nh

ng Tháp Mô hình c a bài toán đ c s d ng là công c tính toán ph n

mi m Geoslop và có s k t h p v i các phân tích đánh giá qua s li u kh o sát th c t

T đó vi c tìm ra đ c nguyên nhân và nh ng bi n pháp ch ng s t l

b sông và đê bao nh m giúp cho chúng ta có các gi i pháp nh m h n ch

nh ng s c công trình t ng t Ngoài ra dòng ch y sông Ti n c ng nh

h ng tr c ti p làm s t l nhi u đo n b sông và đê bao t i khu v c có n n

đ t y u nh trên C th là hi n nay t i khu v c b sông và đê bao c a t nh

ng tháp nói chung c ng nh nhi u huy n th , Thành Ph nói riêng mà đ c

bi t là huy n Tân H ng th ng xuyên có nhi u s c công trình gây s t l nhi u đo n đê bao trên đ a bàn huy n Tân H ng t nh ng Tháp gây t n th t ngu n ngân sách đ a ph ng c ng nh thi t h i v s n xu t nông nghi p và hoa màu

ây là v n đ gây khó kh n cho các nhà qu n lý c ng nh nh ng ng i nghiên c u đ tìm ra nguyên nhân gây s t l t đó có bi n pháp kh c ph c

ch ng s t l cho công trình hi u qu nh t trên đ a bàn t nh ng Tháp sau này

Hình 1.1 S t l công trình An Ph c

Hình 1.2 S t l b sông Tân Ph c

Hình 1.3 S t l công trình C M i đã kh c ph c 1.3 Tính c p thi t c a đ tài

ng Tháp đ c bi t đ n là n i có nhi u vùng đ t y u, có h th ng sông, ngòi, kênh, r ch ch ng ch t; nhi u ao, h l n Th ng xuyên x y ra các

v s t l nghiêm tr ng vì th đ tài “Phân tích nguyên nhân gây s c s t l

b sơng và đê bao t nh ng Tháp” là r t c n thi t đ phân tích nghiên c u

đ a ch t, tính tốn th y v n đ tìm ra đâu là nguyên nhân gây s t l b sơng

và đê bao t nh ng Tháp làm c s thi t k s b cho nh ng cơng trình m i

d a vào m t c t d c – ngang đ a ch t, c ng nh tính tốn t n su t th y v n

c a nhi u vùng khác nhau trong t nh ng Tháp

Mơ hình bài tốn đ c th c hi n trên c s lý thuy t và tính tốn b ng

ph ng pháp d hi u d a trên các ph n m m Geoslop, đ t o đi u ki n cho

vi c thí nghi m sâu v mơ hình th c t đ tìm đ c k t qu chính xác M c khác, tài li u tham kh o v n i dung c a đ tài nghiên c u cịn h n ch c ng

nh ch a cĩ các ch d n c th hay quy trình, quy ph m v thi t k nên quá trình nghiên c u g p nhi u khĩ kh n

đ a ra bi n pháp ch ng s t l b sơng và đê bao t nh ng Tháp thì

ng i h c viên c n ph i nghiên c u nhi u cơng trình s t l nh B bao cánh

đ ng Kênh C M i, B bao cánh đ ng An Ph c và B bao cánh đ ng Tân

Ph c huy n Tân H ng t nh ng Tháp đ cĩ bi n pháp ch ng s t l b sơng

và đê bao trên đ a bàn t nh ng Tháp m t cách hi u qu nh t, kinh t nh t

- Khảo sát quá trình mất ổn định

bờ sông do hạ mực nước trong 2 điều kiện nước rút nhanh (không thoát nước) và nước rút từ từ (thoát nước) bên trong bờ sông

- Khi mực nước rút chậm, cho phép thoát nước khỏi bờ sông -> hệ số an toàn tăng lên

Phân tích hạ mực nước đột ngột sử dụng hệ số giảm cường độ Nghiên cứu cho thấy:

Đối với phương pháp phân tích ứng suất tổng cộng (góc ma sát trong bằng 0, kết hợp với sức kháng cắt không thoát nước, Su) Nghiên cứu đề xuất hệ số giảm sức kháng cắt không thoát nước,

R = 70% sử dụng trong phân tích hạ mực nước đột ngột nhằm kể đến ảnh hưởng của sự thay đổi phương ứng suất, tính không đẳng hướng và ảnh hưởng của gia tải trong đầm đất đối với bờ sông

- Ph ng pháp t ng h p, phân tích s li u l ch s : phân tích các s li u l ch s v th y v n,

th y l c, đ a hình qua các th i

k khác nhau đ xác đ nh nguyên nhân gây s t l

Ng c Nh n

- Mô hình MIKE 21C có kh

n ng tính toán, mô ph ng và d báo t t v ch đ th y v n, th y

l c dòng ch y, v n chuy n bùn cát và quá trình di n bi n lòng

s t l và nhân t nh h ng đ n

n đ nh b

- xu t đ c gi i pháp công trình t ng th h p lý đ ch ng

l i các tác đ ng xâm th c c a dòng ch y t nhiên và sóng tàu thuy n gây s t l , m t n đ nh

b

- ng d ng đ c mô hình toán

MIKE 21FM, nh m mô ph ng quá trình th y l c và d báo

- Ch a có tài li u nào phân tích và làm rõ nguyên nhân s t l b sông

và đê bao theo đ c đi m đ a ch t, đ a hình và th y v n t i ng Tháp

- M c n c thay đ i nh h ng l n đ n đ n đ nh mái d c

- Có th s d ng ph ng pháp cân b ng gi i h n nh m xác đ nh đ n

đ nh c a mái d c d a theo s thay đ i m c n c sông

1.5 Nhi m v c a đ tài

1.5.1 Thu th p tài li u đ a ch t, th y v n, thi t k ban đ u và thi công

t i khu v c s t l b sông và đê bao đi n hình t nh ng Tháp

1.5.2 Phân tích, tính toán xác đ nh nguyên nhân gây s c s t l b sông và đê bao đi n hình, l a ch n gi i pháp n đ nh, ch ng s t l phù h p

nh t v i đi u ki n khu v c

1.6 Nh ng đóng góp c a đ tài

Tìm ra nguyên nhân gây ra s c s t l , xói l b sông và đê bao, đ a

ra bi n pháp ch ng s t l xói l b sông và đê bao t i khu v c t nh ng Tháp

- Xem xét nh h ng c a m c n c sông t i n đ nh s c gây s t l xói l b sông và đê bao t i khu v c t nh ng Tháp

1.8 Ý ngh a lý thuy t và th c ti n áp d ng

1.8.1 Ý ngh a lý thuy t

tài “Phân tích nguyên nhân gây s c s t l b sông và đê bao t nh

ng Tháp” có ý ngh a h t s c là quan tr ng, giúp ta tìm ra đâu là nguyên nhân gây ra s c s t l b sông và đê bao trên đ a bàn t nh ng Tháp t ng khu

v c x y ra s c , ph n nào c ng giúp cho các nhà qu n lý yên tâm hi u đ c nguyên nhân gây ra s c s t l b sông và đê bao, t đó có gi i pháp l a ch n

h i gây ra

W: Tr ng l ng c a m u đ t thí nghi m;

V: Th tích c a m u đ t thí nghi m

b Thí nghi m thí nghi m xác đ nh đ m t nhiên W% (TCVN 4196:2012:

t xây d ng - ph ng pháp xác đ nh đ m, đ hút m trong phòng thí nghi m)

e Thí nghi m thành ph n h t và ph n tr m lo t sàn b ng rây t (TCVN 6862:2012 ch t l ng đ t – xác đ nh th n ph n c p h t b ng rây sàn)

Hình 2.5 D ng c thí nghi m

Ph n tr m kh i l ng gi l i riêng trên rây

1 100%

i

m x m

Ph n tr m kh i l ng l t qua rây

1 100%

Ti

m x m

Trong đó:

m1: Kh i l ng đ t t ng c ng c a các h t có kích th c l n h n 0.1mm (g) mi: Kh i l ng đ t gi l i riêng trên m i rây (g)

mTi: Kh i l ng đ t gi l i trên rây c ng d n (g)

2.2 Ph ng pháp tính toán xói l b sông

2.2.1 Phân tích xói l b sông ( nh h ng th y đ ng dòng ch y)

Phân tích nguyên nhân xói l công trình b bao An Ph c

M t c t s t tr t đi n hình

Phân tích nguyên nhân xói l công trình b bao Tân Ph c

M t c t s t tr t đi n hình Phân tích nguyên nhân xói l công trình b bao C M i

c đi m c u trúc đ a ch t, đ a hình h p khu v c b sông, đ d c c a lòng sông, m c n c d i đ t th ng n m sâu kho ng 10m d i m t đ t Ngoài ra đ t tr ng thái đ y n i cùng làm gi m ng su t pháp h u hi u m t

tr t làm cho s c kháng c t c a đ t gi m đi và có th t o nên s m t n đ nh gây tr t l b sông Áp l c th y t nh c ng gây nh h ng l n đ n đ n đ nh

c a lòng sông hai bên b

Vai trò c a áp l c th y đ ng trong phát sinh cung tr t m t s khu

v c đ t y u sinh ra s t l là r t đáng k , ngoài ra áp l c th y đ ng có th là nguyên nhân gây phá h y n đ nh mái d c c a b , n u vào th i gian m c

n c sông dâng cao đ t ng t và ng p ph n đ t hi n tr ng hay mái d c c a b sông và sau đó l i h th p đ t ng t làm cho đ t th m n c không thoát k p

th i, đ c bi t là đ t th m n c r t cao, các kh i đ t trên b sông m t n đ nh

và b t đ u m t liên k t có th sinh ra tr t b làm s t l b sông m t cách đ t

ng t

Xác đ nh t c đ xói l b sông là m t trong nh ng công vi c quan

tr ng giúp chúng ta nhìn nh n tr c nh ng di n bi n trong t ng lai t đó đ

ra đ c các gi i pháp ng phó k p th i

Hi n t ng xói l b sông di n ra v i m c đ r t l n, nó gây thi t h i

tr c ti p cho khu v c Vì v y vi c bi t tr c di n bi n xói l b sông s có ý ngh a đ c bi t quan tr ng

Trên c s s li u đo đ c t i khu v c s t l , áp d ng công th c:

2.2.3 Phân tích n đ nh và xói l b sông;

Tình hình xói l b sông khu v c t nh ng Tháp đang di n ra ph

bi n v i tính ch t khá ph c t p Theo kh o sát m i nh t cho th y hi n toàn vùng có t i 134 đi m xói l b Trong đó nh ng đo n b sông t i khu v c huy n Tân H ng t nh ng Tháp c ng x y ra hi n t ng s t tr t, xói l b sông và đê bao

M t dòng sông g m hai y u t c b n c u thành đó là lòng d n và dòng

n c ch y trên nó Hai y u t này luôn thay đ i theo không gian l n th i gian

và gi a chúng không ng ng tác đ ng l n nhau, thông qua l c c h c, lý h c, hoá h c D i tác đ ng c a dòng n c lòng d n b thay đ i v hình d ng kích

th c, đ l n, ng c l i sau khi lòng d n đã thay đ i l i có tác đ ng tr l i dòng n c làm thay đ i tr ng thái, k t c u c a dòng n c i u này ch ng

t r ng hi n t ng xói b i bi n hình lòng d n sông là m t hi n t ng t nhiên

mà nguyên nhân chính là do s tác đ ng qua l i không ng ng gi a dòng ch y

và lòng d n

Xác đ nh t c đ xói l b sông th c ch t là xác đ nh t c đ bi n hình ngang c a lòng sông, d i tác d ng chính c a các l c th y đ ng l c h c, k t

qu là kh i đ t b sông m t n đ nh, s p đ xu ng sông

T c đ xói l b sông ph thu c vào r t nhi u y u t , nh ng ba y u t chính c n đ c quan tâm đ c bi t đó là: Dòng ch y, hình d ng lòng d n và tính n đ nh c a lòng d n t i đó

xây d ng đ c công th c th c nghi m tính t c đ xói l b sông khu v c t nh ng Tháp tr c h t ph i chu n b c s d li u v đ a hình lòng d n, tài li u th y v n dòng ch y và di n bi n xói l ngang t i đó

Qua theo dõi và phân tích s b xói l b sông khu v c này cho th y

t c đ xói l b x y ra vào mùa l l n h n r t nhi u l n so v i mùa ki t và thành ph n v n t c mép h xói phía b l liên quan ch t ch h n t i t c đ

xói l b (so v i v n t c trung bình m t c t và v n t c trung bình th y tr c t i

v trí sâu nh t trên m t c t ngang) b i v y tích s gi a kh n ng gây xói l và

th i gian duy trì xói l ch đ c bi t chú ý vào mùa l , trong đó thành ph n v n

t c Vi là giá tr v n t c trung bình th y tr c t i v trí mép h xói phía b l

c a các m t c t ngang xem xét, v n t c kh i đ ng c a bùn cát c u t o lòng

d n t i t ng m t c t xem xét Vì khu v c xói l b sông có đi u ki n đ a ch t

t ng đ i đ ng nh t nên h s Manning đ c l y nh nhau cho m i m t c t

và b ng 0,025 m/s)

2.3 Ph ng pháp phân tích n đ nh b sông b ng ph ng pháp cân b ng gi i

h n

2.3.1 Ph ng pháp cân b ng gi i h n

- Theo Naresh et al, 2006, FHWA-NHI-06-088 trên n n đ t y u thông

th ng x y ra khi kè b lún xu ng, đ t vùng nh h ng xung quanh tr i lên và

t đ p

Mái d c phá ho i

Tâm cung tr t

KL đ t

đ p

B m t đ t đ p sau phá ho i

H ng d ch chuy n m t tr t

- Mô men gây tr t (Driving moment), M D: t o ra b i kh i l ng b n thân kè (c ng t i tr ng bên trên n u có) k t h p v i cánh tay đòn là kho ng cách ngang t tâm tr ng l c (và t i tr ng bên trên n u có ) đ n tâm c a cung phá ho i (LW)

- Mô men kháng tr t (Resisting moment) M R: t o ra b i t ng l c kháng c t c a đ t d c theo cung tr t nhân v i bán kính cung tr t (LS)

- H s an toàn, FS (Factor of safety) ch ng m t n đ nh d ng cung

tr t đ c tính theo công th c (1) trên

Phá ho i tr t x y ra khi h s an toàn nh h n 1 (mô men gây tr t

l n h n mô men kháng tr t)

2.3.2 Ph ng pháp đ n gi n Bishop, 1954

N m 1955 ph ng pháp đ n gi n Bishop đ c đ xu t gi a trên s c i

ti n c a ph ng pháp chia nh m t tr t Ph ng pháp này tính đ n l c h u

hi u gi a c nh bên c a các phân t chia nh T ng t nh ph ng pháp chia

nh m t tr t, ph ng pháp đ n gi n Bishop gi thi t m t tr t d ng cung

tròn và đ c chia nh thành nhi u phân t nh hình 1.2 d a vào ph ng

trình cân b ng mô men quanh đi m O đ i v i t t c các phân t , h s an toàn

S

W

m W

b

c F

1

sin

1 ' tan '

m( )  cos   sin  tan  ' (3)

- Do Fs xu t hi n trong c 2 v c a ph ng trình (4), ph ng pháp tính toán th sai đ tính toán đúng d n giá tr Fs

mô men đ i v i t ng phân t riêng l M i phân t đ c chia d c theo m t

tr t L c tác đ ng vào m i phân t đ c di n gi i trong hình sau:

Hình 2.8 Mô hình tính toán c a Spencer

- H p l c t ng tác gi a các phân t , Q đ c tính theo công th c (4)

cos

2 sin 2 2 cos 2

1 2

' tan '

S

u S

S

F

H

h r

HF

h H F

c Hb

Nh đã trình bày trên, h s an toàn Fs thu đ c t ph ng pháp

Spencer th a mãn c cân b ng l c theo 2 ph ng (đ ng và ngang) và cân

Lower Karafiath 0 X X X Góc nghiên trung bình

Nh n xét: Theo b ng 2.1 trên ta nên ch n ph ng pháp tính thõa mãn cân b ng l c và mô men, trong các ph ng pháp ta ch n ph ng pháp Spencer vì nó đ n gi n nh t trong các ph ng pháp trong các ph ng pháp cân b ng l c và mô men

2.3.4 Gi i thi u ph n m m Geo–slope/w đ phân tích n đ nh mái d c

Geoslope/w là m t modul phân tích n đ nh mái d c trong b ch ng trình Geoslope c a Canada, b ch ng trình đ c đánh giá m nh nh t hi n nay trong vi c gi i các bài toán đ a k thu t và môi tr ng

k t qu phân tích theo xác su t

Geoslope/w s d ng lý thuy t cân b ng các l c và mômen đ tính h s

an toàn ch ng l i s phá h y Lý thuy t cân b ng gi i h n t ng quát ( General limit Equilibrium – Gle) đ c trình bày và s d ng nh v n đ liên quan đ n

h s an toàn c a t t c các ph ng pháp nói chung cho bài toán n đ nh

tr t

Geoslope/w s d ng r ng r i trên nhi u qu c gia trên th gi i, n c ta

m t s công ty t v n thi t k công trình th y l i, xây d ng và giao thông

Geoslope/w s d ng đ n gi n, tr c quan, k t qu chính xác, trình bày

đ p, hoàn toàn trong môi tr ng Window, có th in tr c ti p, dán ho c k t

xu t k t qu khác sang ng d ng c a Window

2.3.4.2 K t lu n

Sau khi ki m toán r t nhi u tr ng h p, nhi u gi i pháp nâng cao m c

đ n đ nh n n đ p b ng ch ng trình Geoslope/w, có nh ng k t lu n sau;

- Geoslope/w ch là công c tính toán khi thi t k , vi c mô t chính xác

đi u ki n làm vi c c ng nh các thông s đ u vào là r t quan tr ng, quy t

- Ki n ngh th ng nh t s d ng ph ng pháp Fellenius (Kmin=1.2) và

ph ng pháp Bishop (Kmin=1.4) đ ki m toán tiêu chu n n n đ p trên đ t y u nghiên c u Geoslope/w ki m tra và thay th các ch ng trình c khác (Bishop, các ch ng trình t l p, …) trong các bài toán tính n đ nh

 Dung tr ng bão hòa

 Góc ma sát trong t ng c ng =0

 L c dính t ng c ng c=Su

 Áp l c n c sông l r ng không đ a vào phân tích n đ nh

- Ph ng pháp phân tích ng su t t ng c ng đ c áp d ng trong đi u

ki n đ t sét bão hòa n c sông, đ a ch t b sông và đê bao t i khu v c t nh

ng Tháp ch y u là đ t sét bão hòa n c sông

- S c kháng c t không thoát n c sông là kh n ng ch ng c t c a đ t trong đi u ki n gia t i nhanh không cho đ t thoát n c sông và không c k t

- Khi phân tích n đ nh mái d c ta s d ng s c kháng c t không thoát

n c sông đ tính toán kh n ng ch ng c t c a đ t n n

- Ph ng pháp cân b ng gi i h n

3.1.2 Phân tích t ng h p đ a ch t khu v c đê bao Tân Ph c huy n Tân

H ng

Hình 3.2 bi u đ đ ng kính h t và ph n tr m h t l t sàn

B ng 3.2 T ng h p phân lo i đ t công trình Tân Ph c

3.1.3 Phân tích t ng h p đ a ch t khu v c đê bao C M i huy n Tân H ng

Hình 3.3 bi u đ đ ng kính h t và ph n tr m h t l t sàn

Qui mô s t l : v s c l n v i chi u dài đo n h n 100m ê bao này

c ng đang ph c v cho 900 ha lúa v mùa

Cao đ đ t đ p và mái d c đ t đ p t i khu v c m t c t s t l : đ t t ng

l p t cao đ t nhiên bình quân 2.3 m đ p đ n cao trình 5.5m, mái d c (mái taluy) m=1.5m

M t c t s c s t tr t đi n hình công trình An Ph c

- S c s t l đê bao Tân Ph c xã Tân Ph c

Th i gian x y ra s c : vào ngày 8/2015 t i xã Tân Ph c, huy n Tân

H ng đã x y ra thêm m t v s c l đê bao thu c xã Tân Ph c trong quá trình thi công

Qui mô s t l : v s c l chia làm 3 đo n v i chi u dài đo n 1 là 46m và

đo n 2 là 20m và đo n 3 là 25m ê bao này c ng đang ph c v cho 900 ha lúa v mùa

Cao đ đ t đ p và mái d c đ t đ p t i khu v c m t c t s t l : đ t t ng

l p t cao đ t nhiên bình quân 2.2m đ p đ n cao trình 5.0m, mái d c (mái taluy) m=1.25m

M t c t s c s t tr t đi n hình công trình Tân Ph c

- S c s t l b sông và đê bao C M i xã Tân Thành A;

Th i gian x y ra s c : vào tháng 11/2010 m t đo n đê bao C M i thu c xã Tân Thành A đã x y ra s t l b sông và đê bao trong quá trình thi công

Qui mô s t l : v s c l v i chi u dài đo n g n 18m ê bao này c ng đang ph c v cho 800 ha lúa v mùa

Cao đ đ t đ p và mái d c đ t đ p t i khu v c m t c t s t l : đ t t ng

l p t cao đ t nhiên bình quân 1.95m đ p đ n cao trình 5.5m, mái d c (mái taluy) m=1.5m

M t c t s c s t tr t đi n hình công trình C M i

* Mô t và k t lu n v lo i đ t khu v c s t l ;

- t t nhiên sét y u, đ r ng x p cao

- t t nhiên ngang m t ru ng, đa ph n là đ t sét bão hòa, có th áp

d ng ph ng pháp phân tích ng su t t ng c ng không thoát n c v i c = Su