ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT TRƢỢT MÁI TALUY ĐOẠN ĐÈO LA HYĐƢỜNG LA SƠN –NAM ĐÔNG - TỈNH THỪA THIÊN HUẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Quan hệ hyperbol giữa ứng su t và biến dạng trong thí nghiệm 3 trục chuẩn có tho t n ớc... Qua qu trình thí nghiệm, khảo s t, đo đạc thực tế, nghiên cứu đề xu t những giải ph p để đảm bả

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

- oOo -

PHAN NGỌC HẢI ĐĂNG

ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT TRƯỢT MÁI TALUY ĐOẠN ĐÈO LA HY-

ĐƯỜNG LA SƠN –NAM ĐÔNG - TỈNH THỪA THIÊN HUẾ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

Đà Nẵng, 2018

Trang 2

- oOo -

PHAN NGỌC HẢI ĐĂNG

ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT TRƯỢT MÁI TALUY ĐOẠN ĐÈO LA HY-

ĐƯỜNG LA SƠN –NAM ĐÔNG - TỈNH THỪA THIÊN HUẾ

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

Mã số: 85.80.205

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐỖ HỮU ĐẠO

Đà Nẵng, 2018

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Trong khuôn khổ hạn chế của luận văn, với những kết quả còn khiêm tốn trong việc nghiên cứu đề tài “Đ nh gi và đề xu t m t số giải ph p chống sạt tr t m i ta luy đoạn đ o La Hy - đ ờng La S n - Nam Đông, t nh Th a Thiên Huế t c giả luận văn hy vọng đóng góp m t phần nhỏ bé phục vụ thực tế cho lĩnh vực nghiên cứu, thiết

kế và thi công xây dựng c c công trình giao thông vùng miền núi

T c giả xin đ c bày tỏ lòng cảm n sâu sắc tới Thầy gi o: TS Đỗ Hữu Đạo đã tận tình giúp đỡ, cho nhiều nhận xét, c ch tiếp cận những kiến thức mới và h ớng giải quyết để hoàn thiện luận văn

T c giả xin chân thành cảm n c c thầy gi o trong Khoa xây dựng Cầu - Đ ờng,

Tr ờng Đại học BK Đà Nẵng, đã tạo điều kiện giúp đỡ t c giả về c c tài liệu, thông tin khoa học kỹ thuật và đóng góp nhiều ý kiến quý b u cho bài luận văn

Cuối cùng t c giả xin gửi lời cảm n chân thành đến gia đình, bạn b , đồng nghiệp đã đ ng viên và tạo mọi điều kiện thuận l i để t c giả hoàn thành luận văn Do trình đ và thời gian có hạn nên luận văn không tr nh khỏi những tồn tại, hạn chế nên

t c giả r t mong nhận đ c mọi ý kiến đóng góp và trao đổi chân thành T c giả mong muốn những v n đề còn tồn tại sẽ đ c t c giả ph t triển và nghiên cứu sâu h n góp phần đ a những kiến thức khoa học vào phục vụ trong thực tế

T c giả luận văn

Phan Ngọc Hải Đăng

Trang 4

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Những n i dung và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và ch a đ c công bố trong b t kỳ công trình khoa học nào

Trang 5

Th a Thiên Huế với đ c điểm m i dốc lớn và phức tạp, điều kiện m a nhiều vào mùa

m a nên th ờng xảy ra sạt tr t Bên cạnh đó c c giải ph p khắc phục đã p dụng

nh : t ờng chắn bê tông và rọ đ , tuy nhiên sạt tr t còn tiếp tục xảy ra nên hiệu quả mang lại không cao Do vậy việc đ nh gi nguyên nhân, c chế gây sạt tr t để tìm

m t giải ph p xử lý kịp thời là cần thiết Bài b o này giới thiệu những kết quả nghiên cứu về hiện trạng sạt lở trên c c m i dốc dọc theo đ ờng La S n - Nam Đông ở đoạn

đ o La Hy thu c t nh Th a Thiên Huế, tổng h p c c điểm sạt lở trong khu vực nghiên cứu, đ nh gi c c điều kiện tự nhiên và nhân tạo có ảnh h ởng trực tiếp đến sự m t ổn định của m i dốc Mô phỏng số bằng phần mềm PLAXIS 8.2 để tính to n ổn định của

c c điểm sạt tr t và kiến nghị m t số giải ph p khắc phục nhằm góp phần duy trì sự hoạt đ ng ổn định, lâu dài của tuyến đ ờng huyết mạch này

Từ khóa: m i dốc, sạt tr t, ổn định, giải ph p khắc phục, đ ờng đ o

ABSTRACT

La Hy mountain pass (from km12+100 to km20+300), La Son - Nam Dong Road, Thua Thien Hue Province has many high complex slopes Moreover, there is always heavy rainfall on this area in rainy seasons In addition, solutions have been applied such as retaining walls and gabions, however, the sliding still occurs so it is not high efficiency Therefore, evaluating the cause and the mechanism causing the slip to find timely solutions is necessary This paper presents the results of studies on the current erosion status on slopes along La Son - Nam Dong road in La Hy mountain pass, Thua Thien Hue province, combining erosion points in the study area, evaluating the natural and artificial conditions which have direct effects on the instability of slope FEM modelling by PLAXIS 8.2 software to calculate the stability of the sliding points, and basing on findouts, we contribute some solutions to maintain the stable operations as the longevity of this vital route

Key words: slope, slip, stabilization, solution, mountain pass

Trang 6

1 Tính c p thiết của đề tài: 1

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: 2

3 Đối t ng nghiên cứu: 2

4 Ph ng ph p nghiên cứu: 2

5 Phạm vi của đề tài: 2

6 Kết quả dự kiến: 2

Chương 1 – THỰC TRẠNG VỀ SẠT TRƯỢT MÁI TALUY TRÊN TUYẾN ĐƯỜNG VÙNG NÚI CỦA TỈNH THỪA THIÊN HUẾ 3

1.1 Giới thiệu về sạt tr t s ờn dốc, m i dốc địa hình đồi núi khu vực t nh Th a Thiên Huế, c c khu vực lân cận và hiện trạng m i dốc công trình tại đ o La Hy - tuyến đ ờng La S n - Nam Đông 3

Điều kiện tự nhiên xã h i: 3

1.1.1 1.1.1.1 Vị trí tuyến đ ờng nghiên cứu: 4

1.1.1.2 Đ c điểm địa hình, địa mạo: 4

1.1.1.3 C u trúc địa ch t: 4

Hiện trạng sạt tr t m i taluy trên c c tuyến đ ờng vùng núi Th a Thiên Huế và 1.1.2 vùng lân cận: 5

Hiện trạng sạt tr t m i taluy c c công trình tại đ o La Hy - tuyến đ ờng La S n 1.1.3 - Nam Đông 6

1.2 Nhận diện c c dạng h hỏng m t ổn định tại hiện tr ờng và kết h p với hồ s thiết kế để đ nh gi nguyên nhân gây sạt tr t m i taluy: 8

Kh i niệm hiện t ng sạt tr t: 8

1.2.1 Phân loại hiện t ng sạt tr t m i ta-luy: 8

1.2.2 1.2.2.1 Tr t đ t: 8

1.2.2.2 Sụt lở đ t đ : 9

1.2.2.3 Xói sụt đ t đ : 9

1.2.2.4 Đ đổ, đ lăn: 10

1.3 C c giải ph p th ờng sử dụng xử lý và phòng chống sạt tr t m i taluy 11

1.4 C sở lý thuyết tính to n ổn định m i dốc: 13

Ph ng ph p cân bằng giới hạn 13

1.4.1 1.4.1.1 Nhóm ph ng ph p theo lý thuyết cân bằng giới hạn của khối rắn Giả thiết tr ớc hình dạng của m t tr t) 13

1.4.1.2 Nhóm ph ng ph p dựa vào lý thuyết cân bằng giới hạn thuần tuý 15

Ph ng ph p phần tử hữu hạn 16

1.4.2 1.4.2.1 C sở lý thuyết 16

Trang 7

Ph ng ph p phần tử hữu hạn 17

1.4.2.1.2 Tích phân hàm ẩn của c c mô hình đàn dẻo kh c nhau 18

1.4.2.1.3 Ph ng ph p tính l p toàn b 19

1.4.2.1.4 1.4.2.2 C c b ớc c bản của ph ng ph p PTHH 20

1.5 C sở tính to n ổn định m i ta luy bằng phần mềm PTHH Plaxis: 20

Tổng qu t: 20

1.5.1 C c mô hình đ t trong phần mềm Plasix 8.2: 21

1.5.2 1.6 Kết luận ch ng 1: 25

Chương 2 - ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT NHÓM GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT TRƯỢT ĐOẠN ĐÈO LA HY – ĐƯỜNG LA SƠN – NAM ĐÔNG 26

2.1 Thống kê c c điểm sạt tr t tại đoạn đ o La Hy thu c tuyến đ ờng La S n- Nam Đông: 26

2.2 Thực nghiệm tại hiện tr ờng c c vị trí sạt tr t cụ thể trên đoạn đ o La Hy: 28

Khối l ng khảo s t: 28

2.2.1 Tiêu chuẩn khảo s t xây dựng đ c p dụng và n i dung công t c khảo s t: 29

2.2.2 2.2.2.1 Khảo s t địa ch t: 29

Mục đích: 29

2.2.2.1.1 Ph ng ph p khảo s t: 29

2.2.2.1.2 Khối l ng c c loại công t c khảo s t: 29

2.2.3 2.3 Thí nghiệm tại phòng thí nghiệm về c lý đ t đ m i taluy tại c c điểm sạt tr t: 30 Công t c x c định vị trí lỗ khoan: 30

2.3.1 Kết quả ,số liệu khảo s t địa ch t sau khi thí nghiệm, phân tích: 30

2.3.2 2.3.2.1 Vị trí sạt lở số 01 Km13+345.00): 30

2.3.2.2 Vị trí sạt lở số 02 Km14+835): 32

2.3.2.3 Vị trí sạt lở số 03 Km15+120.00): 32

2.3.2.4 Vị trí sạt lở số 04 Km17+130.00): 34

2.3.2.5 Vị trí sạt lở số 05 Km19+238.00): 36

2.4 Đề xu t c c nhóm giải ph p xử lý, gia cố: 37

Đ nh gi kh i qu t hiệu quả c c công trình phòng chống bảo vệ m i taluy đã thi 2.4.1 công trong vùng nghiên cứu: 37

C c giải ph p phi công trình: 38

2.4.2 C c giải ph p công trình: 39

2.4.3 2.4.3.1 Nhóm giải ph p phòng chống xử lý, gia cố đổ đ , đ lăn 39

2.4.3.2 Biện ph p xử lý, gia cố tho t n ớc m t và phòng h bề m t m i dốc, s ờn dốc: 40

Trang 8

2.4.3.4 Giải ph p giảm tải trọng phía trên khối đ t đ dịch chuyển: 422.4.3.5 C c giải ph p xây dựng công trình chống đỡ 422.4.3.6 C c biện ph p cải tạo tính ch t của đ t đ : 472.4.3.7 Đối với sạt tr t khu vực đ o La Hy đ ờng La S n – Nam Đông , có thể lựa chọn nhóm c c biên ph p sau: 482.5 Kết luận ch ng 2: 50

Chương 3 – KIỂM TOÁN ỔN ĐỊNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIA CƯỜNG, QUẢN LÝ SẠT TRƯỢT ĐOẠN ĐÈO LA HY 51

3.1 Tính to n, kiểm to n tại m t số điểm tr t và nguy hiểm: 51

C c dữ liệu đầu vào để tính to n: 513.1.1

3.1.1.1 Tính đổi tải trọng xe c trên m t đ ờng 51 Tính to n và kiểm to n 523.1.2

3.1.2.1 Kiểm to n m i dốc hiện trạng 53

Tại vị trí 1 533.1.2.1.1

Tại vị trí 3 543.1.2.1.2

Tại vị trí 4 563.1.2.1.3

Tại vị trí 5 : Kiểm tra ổ định t ờng chắn đ t 573.1.2.1.4

3.1.2.2 Kiểm to n m i dốc khi đã vẽ lại bình đồ thiết kế thay thế 59

Bằng phần mềm Plasix để tìm mối quan hệ giữa hệ số m i m với hệ số ổn 3.1.2.2.1

định sum-Msf : 59

Tại vi trí 1: 613.1.2.2.2

Tại vị trí 3: 633.1.2.2.3

Tại vị trí 4: 653.1.2.2.4

Kiểm to n khi sử dụng Công nghệ “soil nailing 683.1.3

3.1.3.1 Công nghệ “soil nailing 683.1.3.2 Chạy phần mềm Plaxis 8.2 70

Với vị trí 1 703.1.3.2.1

Với vị trí 3 723.1.3.2.2

Với vị trí 4 743.1.3.2.3

3.1.3.3 M t số yêu cầu khi p dụng vào thi công : 763.2 Đề xu t qu trình quản lý, duy tu bảo d ỡng sử dụng trên tuyến đ ờng La S n - Nam Đông: 773.3 Kết luận ch ng 3: 78

Trang 9

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHẦN PHỤ LỤC 1

Trang 10

Hình 1.1 Vị trí t nh Th a Thiên Huế – Việt Nam 3

Hình 1.2 Vị trí huyện Nam Đông - Th a Thiên Huế 4

Hình 1.3 Vị trí tuyến đ ờng La S n – Nam Đông , t nh Th a Thiên Huế 4

Hình 1.4 Khắc phục sạt tr t trên tuyến Quốc l 49 5

Hình 1.5 Sạt tr t trên tuyến Quốc l 49 5

Hình 1.6 Rào chắn tại tại km12 + 450 trên tuyến đ ờng tr nh Huế 6

Hình 1.7 Khắc phục sạt tr t đ t đ trên đ o Hải Vân 6

Hình 1.8 Sạt tr t đ t đ làm h hại hệ thống tho t n ớc m i ta luy Tại km13+235 đến km13+260) 7

Hình 1.9 Có điểm sạt tr t l đ gốc Tại km 14+835) 7

Hình 1.10 M i taluy d ng bị sụt lở đ t đ nghiêm trọng Tại km 15+105 đến km 15+132) 7

Hình 1.11 M i taluy d ng bị sụt lở đ t đ nghiêm trọng Đoạn km17+110 đến km 17+150) 7

Hình 1.12 Lớp bề m t m i taluy d ng bị phong hóa Tại km 14+125) 8

Hình 1.13 M i taluy âm bị sạt đang đ c xử lý bằng xây t ờng chắn, phải gia cố bằng rọ đ km19+215-km19+268) 8

Hình 1.14.S đồ tr t đ t 9

Hình 1.15 S đồ sạt tr t đ t đ 9

Hình 1.16.S đồ xói sạt đ t đ 10

Hình 1.17 S đồ đ đổ, đ lăn 10

Hình 1.18 Lực t c dụng lên phân tố đ t trong tr ờng h p m t tr t trụ tròn 14

Hình 1.19 Lực t c dụng lên phân tố đ t trong tr ờng h p m t tr t tổ h p 14

Hình 1.20 Lực t c dụng lên phân tố đ t trong tr ờng h p m t tr t gãy khúc 14

Hình 1.21 M t chảy dẻo Mohr-Coulomb trong không gian ứng su t chính 22

Hình 1.22 Quan hệ ứng su t-biến dạng đàn dẻo lý t ởng Mohr-Coulomb 24

Hình 1.23 Quan hệ hyperbol giữa ứng su t và biến dạng trong thí nghiệm 3 trục chuẩn có tho t n ớc 24

Hình 1.24 M t chảy dẻo của mô hình HS trong m t ph ng p-q 24

Hình 1.25 C c đ ờng đồng mức chảy dẻo của mô hình HS trong không gian ứng su t chính 24

Hình 2.1 Vị trí 1: vị trí tr t đ t đ , khối sạt tr t t Km13+235 đến Km13+260 26

Hình 2.2 Vị trí 1: vị trí tr t đ t đ , khối sạt tr t t Km13+235 đến Km13+260 26

Hình 2.3 Vị trí 2: hiện t ng đ đổ đ lăn đoạn t Km14+835 26

Hình 2.4 Vị trí 2: hiện t ng đ đổ đ lăn đoạn t Km14+835 26

Hình 2.5 Vị trí 3: vị trí khối sạt lở t Km15+105 đến Km15+132 27

Hình 2.6 Vị trí 3: vị trí khối sạt lở t Km15+105 đến Km15+132 27

Hình 2.7 Vị trí 4: khối sạt lở t Km17+110 đến Km17+150 sạt lở m i taluy 28

Trang 11

28

Hình 2.10 Vị trí 5: Sạt lở m i taluy âm vị trí khối sạt lở t Km19+215 đến Km19+268 28

Hình 2.11.Trắc ngang sạt tr t tại vị trí 1 31

Hình 2.12.Hình trụ lỗ khoan LK1 tại vị trí 1 32

Hình 2.13 Trắc ngang sạt tr t tại vị trí 3 33

Hình 2.14 Hình trụ lỗ khoan LK3 tại vị trí 3 34

Hình 2.19 T ờng hứng đỡ ở chân m i dốc đ ờng đào và nửa đào nửa đắp 39

Hình 2.21 T ờng ốp m t 39

Hình 2.22 Gia cố khối đ không ổn định bằng cọc neo 1- Đầu cọc neo; 2- cọc neo; 3- đế neo) 40

Hình 2.23 Bảo vệ bề m t bằng cỏ Vetiver 40

Hình 2.24 Bố trí hào chắn n ớc ngầm trên khu tr t 42

Hình 2.25 C u tạo tho t n ớc sau l ng công trình chống đỡ 44

Hình 2.26 S đồ gia cố tr t bằng cọc a) và chốt b) 44

Hình 2.27 Tại đ ờng cao tốc La S n – Túy Loan Khu vục Nam Đông) 44

Hình 2.28 Đinh đ t 45

Hình 2.29 Neo đ t 45

Hình 2.30 Neo đinh đ t bảo vệ m i ta luy 46

Hình 2.31 ng dụng neo trong đ t ổn định m i dốc và chống sạt lở 46

Hình 2.32 ng dụng neo trong đ t, khối bê tông chống sạt lở 46

Hình 2.33 Mô phỏng hệ neo mềm gia cố m i dốc 47

Hình 3.1 S đồ xếp xe x c định tải trọng xe c 52

Hình 3.2 Trắc dọc khảo s t 53

Hình 3.3 Mô hình tính to n ổn định m i dốc 53

Hình 3.4 Mô hình tải trọng 53

Hình 3.5 Phổ chuyển vị 54

Hình 3.6 Phổ chuyển vị theo ph ng ngang 54

Hình 3.7 Đ ờng cong M sf với chuyển vị Hệ số ổn định Msf = 1,542) 54

Trang 12

Hình 3.18.M t cắt qua t ờng chắn theo thiết kế 57

Hình 3.19.M t cắt ngang mô hình 57

Hình 3.20 Mô hình tải trọng to n ổn định t ờng chắn 58

Hình 3.21 Tổng chuyển vị của t ờng chắn 58

Hình 3.22 Tổng chuyển vị theo ph ng ngang của t ờng chắn 58

Hình 3.23 Tổng chuyển vị theo ph ng đứng của t ờng chắn 59

Hình 3.25 M t cắt ngang mô hình 60

Hình 3.26 Phổ dịch chuyển 60

Hình 3.27 Phổ dịch chuyển ngang 60

Hình 3.28 Đ ờng cong M sf với chuyển vị Hệ số ổn định Msf = 1.38) 60

Hình 3.29 Bình đồ đã xử lý 61

Hình 3.30 Trắc dọc đã xử lý 62

Hình 3.31 M t cắt ngang tính to n 62

Hình 3.33 Mô hình tải trọng to n ổn định m i dốc 62

Hình 3.38 Trắc dọc đã xử lý 64

Hình 3.40.Mô hình tính to n ổn định m i dốc 64

Hình 3.46.Trắc dọc đã xử lý 66

Trang 13



Hình 3.53.S đồ neo 68

Hình 3.54 M t cắt bố trí đinh đ t và t m bê tông l ới thép 70

Hình 3.55 Bố trí neo và tải trọng 71

Hình 3.59 Phổ chuyển vị theo ph ng đứng 71

Hình 3.66 Phổ chuyển vị theo ph ng đứng 73

Hình 3.71 Tổng chuyển vị 75

Hình 3.72 Tổng chuyển vị theo ph ng ngang 75

Hình 3.73 Tổng chuyển vị theo ph ng đứng 75

Trang 14

Bảng 1.1 Bảng thống kê vị trí và dạng sạt tr t, nguyên nhân sạt tr t trên đ o La Hy

11

Bảng 1.2 Bảng ch dẫn lựa chọn biện ph p xử lý sạt tr t taluy 12

Bảng 2.1.Khối l ng hạng mục công t c khảo s t: 29

Bảng 2.2.Bảng bố trí vị trí lỗ khoang 30

Bảng 2.3.Bảng tổng h p kết quả thí nghiệm lỗ khoan 01 31

Bảng 2.4.Bảng tổng h p kết quả thí nghiệm vị trí 02: 32

Bảng 3.1 C c ch tiêu c lý của đ t cho mô hình tính to n Plaxis: 51

Bảng 3.2.C c đ c tr ng vật liệu của t ờng đứng 57

Bảng 3.3.C c đ c tr ng vật liệu của bản đ y 57

Bảng 3.4.Mối quan hệ giữa m vàM sf 60

Bảng 3.5 Thống kê hệ số ổn định sum-Msf: 67

Bảng 3.6.Thông số tính to n neo: 69

Bảng 3.7 C c đ c tr ng vật liệu của bản chiều dày 10 cm 69

Bảng 3.8 C c đ c tr ng vật liệu của m t BT dày 18 cm 69

Bảng 3.9 C c đ c tr ng vật liệu của neo Anchor) 70

Bảng 3.10 C c đ c tr ng vật liệu của vữa phụt Groutbody) 70

Bảng 3.11 Thống kê hệ số ổn định sum-Msf 76

Trang 15

Phụ lục 1 B o c o tổng h p kết quả thí nghiệm đ t lớp 2 1

Phụ lục 2 B o c o kết quả thí nghiệm đ t LK 1 2

Phụ lục 3 B o c o kết quả thí nghiệm thành phân hạt bằng tỷ trọng kế LK 1 3

Phụ lục 4 B o c o kết quả thí nghiệm cắt và nén trạng th i tự nhiên LK 1 4

Phụ lục 5 B o c o kết quả thí nghiệm cắt và nén trạng th i bão hòa LK 1 5

Phụ lục 6 B o c o kết quả thí nghiệm đ t xây dựng LK 3 6

Phụ lục 18 B o c o kết quả thí nghiệm đầm nén lớp 2 18

Phụ lục 19 B o c o kết quả thí nghiệm nén đ trạng th i khô 19

Phụ lục 20 B o c o kết quả thí nghiệm nén đ trạng th i bão hòa 20

Phụ lục 21 Bình đồ sạt tr t tại vị trí 1 21

Trang 16

0 MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, d ới t c đ ng ngày càng b t l i của biến đổi khí hậu dẫn đến sự tăng đ phong hóa ngày càng nhanh ở bề m t bờ dốc, do đó làm giảm đ bền của

đ t đ D ới t c dụng của c c dòng chảy m t, bề m t bờ dốc sẽ bị bào mòn, c c công trình bảo vệ bờ dốc bị ph hoại và c c t c đ ng của con ng ời, xe c nên c c sự cố sạt lở m i taluy ở c c tuyến đ ờng, đ c biệt là c c tuyến đ ờng ở c c vùng đồi núi đang diễn biến phức tạp và tần su t xảy ra nhiều h n

L ng m a lớn kéo dài nh ảnh h ởng của c n bão số: 10,11,12 năm 2017) là nguồn bổ sung quan trọng cho n ớc d ới đ t M t kh c làm giảm đ bền khối đ t đ bờ dốc, m t kh c làm thay đổi trạng th i ứng su t theo h ớng có hại cho ổn định s ờn dốc,

m i dốc Do vậy, cùng với m a lớn, hiện t ng tr t lở ph t triển mạnh mẽ

Sạt tr t m i taluy xảy ra th ờng xuyên vào b t cứ lúc nào, ảnh h ờng trực tiếp đến

hệ thống đ ờng s , đe dọa nghiêm trọng đến tính mạng của ng ời dân và ph ng tiện tham gia giao thông Đã có nhiều tuyến đ ờng huyết mạch bị sạt tr t dẫn đến ph hủy, gây cản trở giao thông, công việc đi lại và vận chuyển hàng hóa của ng ời dân Hàng trăm

tỷ đồng của nhà n ớc bị lãng phí cho công t c khắc phục, sửa chữa c c h hỏng, c c hoạt

đ ng kinh tế xã h i cũng bị ảnh h ởng, gây thiệt hại to lớn

Tại đoạn đ o La Hy t km12+100 đến km20+300), đ ờng La S n - Nam Đông,

t nh Th a Thiên Huế với đ c điểm m i dốc lớn và phức tạp, điều kiện m a nhiều vào mùa

m a nên th ờng xảy ra sạt tr t C c đ n vị t v n thiết kế, quản lý đã có m t số biện

ph p chống sạt tr t, tuy nhiên nguyên nhân, c chế gây sạt tr t và giải ph p xử lý tại đây vẫn ch a đ c nghiên cứu, đề xu t và hệ thống hóa đầy đủ m t c ch khoa học Những nhân tố gây sạt tr t ch a đ c điều tra nghiên cứu m t c ch kỹ l ỡng, ch d ng lại ở việc x c định những nhân tố chính nh hiện t ng m a gió kết h p b t l i, do kết

Th a Thiên Huế, nhằm giảm thiểu thiệt hại và tiết kiệm chi phí cho ngân s ch Nhà n ớc,

góp phần vào sự ph t triển kinh tế xã h i của t nh Đó là lý do học viên chọn đề tài „Đánh

giá và đ giải há ch ng ái a đ n đ a H đ ng a

n - Na Đ ng nh h a hi n H

Trang 17

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

- Thống kê thực trạng sạt tr t trên đoạn đ o La Hy thu c tuyến đ ờng La S n - Nam Đông

- Đ nh gi nguyên nhân qu trình sạt tr t đ t đ trên s ờn dốc, m i dốc tại c c điểm đã sạt tr t và c c khu vực xung yếu trên đoạn đ o La Hy thu c tuyến đ ờng La

S n - Nam Đông

- Đề xu t c c giải ph p công nghệ phòng chống sạt tr t có hiệu quả, xử lý phù h p với điều kiện ở huyện Nam Đông nói riêng và t nh Th a Thiên Huế nói chung tại đ o La

Hy, sử dụng vật liệu mới, thân thiện với môi tr ờng và mang lại hiệu quả cao

3 Đối tượng nghiên cứu:

- Đối t ng nghiên cứu:s ờn, m i dốc nhằm đảm bảo ổn định m i taluy ở môi

tr ờng địa ch t vùng núi của đ ờng ô tô của tuyến đ ờng La S n - Nam Đông về tình hình địa ch t, địa hình, thủy văn, c c nguyên nhân gây ra tình trạng sạt lở m i taluy để

t đó đề xu t c c giải ph p phù h p đề phòng chống sạt lở m i taluy

- Phạm vi nghiên cứu: đoạn km12+100 đến km20+300, đây là đoạn đ o La Hy có nhiều điểm sạt tr t và m t ổn định vào mùa m a bão

4 Phương pháp nghiên cứu:

- Ph ng ph p thu thập: thu thập hồ s tài liệu, thống kê, đo vẽ, khảo s t hiện trạng

- Ph ng ph p khảo s t: khoan l y mẫu, thí nghiệm c c ch tiêu c lý, tại m t số

vị trí đã sạt tr t

- Ph ng ph p tính to n ổn định: sử dụng phần mềm Plaxis 8.2 để kiểm to n ổn định c c điểm sạt tr t và đ nh gi nguy c xảy ra m t ổn định của s ờn dốc

Qua qu trình thí nghiệm, khảo s t, đo đạc thực tế, nghiên cứu đề xu t những giải

ph p để đảm bảo ổn định m i taluy, giảm tình trạng sạt tr t đ ờng tại tuyến đ ờng La

S n Nam Đông đoạn qua đ o La Hy dự kiến kết quả nh sau:

- Thống kê kết quả đo đạc, khảo s t thực tế về tình hình sạt lở

- Nhận dạng c c h hại trên tuyến đ ờng nghiên cứu làm c sở đề xu t giải ph p

- M t số kết quả thí nghiệm đ t đ tại khu vực nghiên cứu

- Đ nh gi và đề xu t c c giải ph p phù h p để đảm bảo ổn định m i taluy

- Sử dụng phần mềm Plaxis để mô phỏng tính to n và kiểm to n cho m t số điểm sạt

tr t Dùng công nghệ “soil nailing hay còn gọi là “đinh đ t gia cố m i taluy

- Đề xu t qu trình quản lý sau khi gia cố để giảm rủi ro đến công trình và ph ng tiện tham gia giao thông trên tuyến

Trang 18

1 Chương 1 – THỰC TRẠNG VỀ SẠT TRƯỢT MÁI TALUY TRÊN TUYẾN ĐƯỜNG VÙNG NÚI CỦA TỈNH THỪA THIÊN HUẾ

1.1 Giới thiệu về sạt trượt sườn dốc, mái dốc địa hình đồi núi khu vực tỉnh Thừa Thiên Huế, các khu vực lân cận và hiện trạng mái dốc c ng trình tại đ o La H -

tu ến đường La Sơn - Nam Đ ng

Đi kiện ự nhi n ã h i:

1.1.1

Th a Thiên Huế là m t trong 4 t nh thu c vùng kinh tế trọng điểm miền Trung,

có tọa đ địa lý 16-16,8 đ vĩ Bắc và 107,8-108,2 đ kinh Đông

T nh Th a Thiên Huế có diện tích tự nhiên là 5.062,59 km², chiếm h n 1,5% diện tích toàn quốc, nằm ven biển vùng Bắc Trung B Việt Nam, phía Bắc gi p t nh Quảng Trị; phía đông gi p biển Đông; phía nam gi p thành phố Đà Nẵng và t nh Quảng Nam; phía tây gi p n ớc C ng hòa Dân chủ Nhân dân Lào, dân số theo kết quả điều tra tính đến năm 2012 là 1.115.523 ng ời

Th a Thiên Huế nằm trên trục đ ờng giao thông quan trọng xuyên Bắc-Nam, trục hành lang Đông - Tây nối Th i Lan – Lào - Việt Nam theo Quốc l 9 Th a Thiên Huế ở vào vị trí trung đ của cả n ớc, nằm giữa thành phố Hà N i và thành phố Hồ Chí Minh là hai trung tâm lớn của hai vùng kinh tế ph t triển nh t n ớc ta, là n i giao thoa giữa điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã h i của cả hai miền Nam - Bắc Th a Thiên Huế là m t trong những trung tâm văn hóa, du lịch, trung tâm gi o dục đào tạo, y tế lớn của cả n ớc và là trục ph t triển kinh tế trọng điểm của vùng kinh tế miền Trung

nh 1.1 Vị trí tỉnh Thừa Thiên uế – Việt Nam

Huyện Nam Đông là m t huyện miền núi của t nh Th a Thiên Huế Tổng diện tích tự nhiên 65.051,8 ha trong đó diện tích đ t nông nghiệp có 4.019,38 ha, đ t lâm nghiệp chiếm 41.799,31 ha, còn lại là đ t kh c và ch a sử dụng Dân số 25.046 ng ời gồm 2 dân t c Kinh và C -tu, trong đó ng ời dân t c thiểu số 9.320 ng ời) chiếm 41% Toàn huyện có 10 xã và 1 thị Tr n ,trong đó có 7 xã đ c biệt khó khăn mà 6 xã là

ng ời dân t c thiểu số chiếm trên 70% Địa bàn huyện ch có 1 tuyến đ ờng thông

th ng ra ngoài

Trang 19

nh 1.2 Vị trí huyện Nam Đông - Thừa Thiên uế 1.1.1.1 Vị trí tuyến đường nghiên cứu:

Tuyến đ ờng La S n - Nam Đông, t nh Th a Thiên Huế, dài 38,5 km, là tuyến

giao thông huyết mạch nối trung tâm thành phố Huế t quốc l 1A tại ngã ba La S n

đi huyện Nam Đông Trong đó có đoạn đ o La Hy t km12+100 đến km 20+30) là khu vực nghiên cứu của luận văn

nh 1.3 Vị trí tuyến đường La Sơn – Nam Đông , tỉnh Thừa Thiên uế

1.1.1.2 Đặc điểm địa h nh, địa mạo:

- Khu vực khảo s t thu c dạng địa hình đồi núi bóc mòn

- Qu trình địa mạo chủ yếu ở đây là sự bào mòn, vận chuyển và tích tụ c c loại vật liệu trầm tích có thành phần và nguồn gốc kh c nhau Bề m t địa hình t ng đối dốc, bị chia cắt của nhiều khe suối nhỏ Thành phần vật ch t chủ yếu của dạng địa hình này là sản phẩm phong ho tại chỗ của đ t đ Thực vật ph t triển chủ yếu là c c loại cây công nghiệp l y gỗ, cây hoang dại lau l ch, hoa màu và cây ăn quả Nên m i ta luy

ở địa điểm nghiên cứu kém ổn đinh, dễ xảy ra m t ổn định gây ra sạt tr t

1.1.1.3 Cấu trúc địa chất:

Về m t c u trúc địa ch t, phần lớn diện tích vùng nghiên cứu nằm trong tờ bản

đồ địa ch t H ng Ho - Huế - Đà Nẵng e-48-xxxv & e-48-xxxvi & e49-xxxi tỷ lệ 1/200.000 do Cục địa ch t Việt Nam xu t bản năm 1995 [16]

Khu vực nghiên cứu

Trang 20

Thành phần vật ch t chủ yếu là sản phẩm phong ho tại chỗ của đ t đ tại chỗ: Sét pha sỏi sạn cu i, sét màu x m vàng nâu đỏ, đ hòn phủ lên tầng đ gốc…Bên d ới

Ngày 20/9/2016, Chi cục Quản lý đ ờng b 2.6 Cục Đ ờng b 2) cho biết, ảnh

h ởng t bão số 4 và những ngày m a sau đó đã gây ra hàng chục điểm sạt lở, h hỏng cầu trên tuyến đ ờng Hồ Chí Minh nh nh Tây và Quốc l 49 đi qua địa bàn huyện A L ới Th a Thiên Huế) Theo đó, tại tuyến đ ờng Hồ Chí Minh nh nh Tây

xu t hiện tình trạng sạt lở đ t đ taluy d ng nhiều vị trí, đ c biệt là t xã A Roàng đến xã H ng Nguyên Km378+000 đến Km412+500) làm ch tắc giao thông tại 16 điểm, l p cống rãnh với khối l ng đ t đ ớc tính khoảng 6.000m3; sạt lở taluy âm và

m i taluy 4 vị trí tại Km387, Km404 và Km406 làm xói lở, h hỏng nhiều cống và nhiều đoạn rãnh dọc đ xây

Riêng tuyến Quốc l 49 đ t đ sạt lở taluy d ng, tại Km75+050 tràn m t đ ờng làm tắc giao thông c ch thị tứ Bốt Đỏ 3 Km); đ t đ l p nhiều đoạn rãnh dọc và cống tho t n ớc với khối l ng ớc tính 300m3 Tình trạng sạt lở tuyến đ ờng này còn làm

h hỏng nhiều cống tho t n ớc trên tuyến t Km50+000 đến Km60+000, qua địa bàn

2 xã H ng Nguyên và Hồng Hạ, tuyến đ ờng Hồ Chí Minh và QL49 có khoảng 40 điểm sạt tr t mới và cũ Trong đó, có nhiều điểm v a khắc phục xong lại “t i diễn sạt tr t và m t số điểm khối l ng đ t đ phải khắc phục, dỡ tải lên đến 25.000m3, gây r t nhiều khó khăn cho lực l ng chức năng.[9]

H nh 1.4 Khắc phục sạt trượt trên tuyến

Quốc lộ 49

nh 1.5 Sạt trượt trên tuyến Quốc lộ 49

Khu vực sạt tr t Khu vực

sạt tr t

Trang 21

M a lũ diễn biến phức tạp t cuối th ng 12 năm 2016 đến nay đã làm Quốc l 1A tại Km12 + 450 thu c tuyến đ ờng tr nh Huế qua địa bàn ph ờng H ng Hồ, thị

xã H ng Trà xảy ra hiện t ng sụt tr t đ t sâu tổng khối l ng thi công khoảng 25 nghìn mét khối đ t đ và có d u hiệu mở r ng dịch chuyển lan tỏa, tiềm ẩn nguy c

m t an toàn giao thông ATGT) trên tuyến và khu vực [10]

nh 1.6 Rào chắn tại tại km12 + 450

trên tuyến đường tránh uế

nh 1.7 Khắc phục sạt trượt đất đá trên

đèo ải Vân

Khối l ng sạt tr t tràn ra khu vực nền m t đ ờng làm cản trở việc l u thông

xe c qua khu vực

Nhận é :

Đ c điểm tự nhiên khu vực miền trung th ờng mùa m a lũ kéo dài nên hiện trạng sạt tr t th ờng xảy ra vào mùa m a lũ Nên công t c khắc phục sửa chữa kịp thời r t khó khăn

Hệ thống sạt tr t diễn biến ph t triển ngày càng phức tạp và khó kiểm so t Cần

đề xu t c c ph ng n phòng chống sạt tr t m i dốc

Việc sạt tr t ảnh h ởng nghiệm trọng tới l u thông đ ờng b lẫn đ ờng sắt qua khu vực, qu trình khắc phục là dọn dẹp khối l ng đ t đ sạt tr t xuống khu vực l u thông mà không xử lý m i taluy, việc này ch mang tính ch t tạm thời ch a dứt điểm,

dẫn tới việc mỗi khi mùa m a bão tới những điểm sạt tr t này lại tiếp tục xảy ra

Hiện ng ái a các c ng nh i đ a H - tu n đ ng a

1.1.3

n - Na Đ ng

Qua thực tế và khảo s t địa hình cũng nh địa ch t th y rằng hiện t ng sạt tr t

m i taluy chủ yếu xảy ra trên nền đ ờng đào và bị t c đ ng vào mùa m a bão D ới

t c dụng của c c dòng chảy m t, bề m t bờ dốc sẽ bị bào mòn làm đ t bão hòa n ớc gây nên sạt tr t m i taluy, công trình bảo vệ bờ dốc bị ph hoại và đ c thể hiện c c hình ảnh đ c chụp tại hiện tr ờng bị ảnh h ởng của c n bão số: 10,11,12 năm 2017

Khu vực sạt tr t Khu vực sạt tr t

Trang 22

nh 1.8 Sạt trượt đất đá làm hư hại hệ

thống thoát nước mái ta luy (Tại

Theo hình 1.9 vị trí 02 lý trình Km14+835 thì sau khi bị sạt lở, đ dốc m i taluy

r t lớn dễ tiếp tục xảy ra hiện t ng đ đổ đ lăn, m t m i taluy bị lở nên không còn lớp m t bảo vệ

nh 1.10 Mái taluy dương bị sụt lở đất

Hình 1.10 vị trí 03 tại km15+105 đến Km15+132 việc sạt tr t gây m t ổn định

hệ thống bậc n ớc phía trên và ảnh h ởng đến đ ổn định c c khối đ t kế bên

Sụt lở m i taluy d ng khối l ng lớn và trên diện r ng, ảnh h ởng đến đ ổn định c c khối đ t kế bên, ảnh h ởng m t đ ờng, hệ thống tho t n ớc ngang và làm l p

m i taluy âm nh hình 1.11 vị trí 04 lý trình Km17+110 đến Km 17+150

Trang 23

nh 1.12 Lớp bề mặt mái taluy dương

bị phong hóa (Tại Km14+125)

nh 1.13 Mái taluy âm bị sạt đang được xử lý bằng xây tường chắn, phải gia cố bằng rọ đá (Km19+215 đến

Km19+268)

Nh hình 1.12 lý trình Km14+125 sự phong hóa làm m t đi lớp bảo vệ bề m t bên ngoài dễ dẫn đến sạt tr t m i ta luy, sự phong hóa ch a làm h hỏng bề m t m i taluy

Vị trí sạt lở m i taluy d ng khối l ng lớn và trên diện r ng, ảnh h ởng đến đ

ổn định c c khối đ t kế bên, ảnh h ởng m t đ ờng và hệ thống tho t n ớc ngang và

làm l p m i taluy âm thể hiện qua hình 1.13 tại Km19+215 đến Km19+268

Ghi chú: Tại c c vị trí số 01, 02, 03, 04 là c c vị trí nguy hiểm điển hình đ c

lựa chọn để phân tích ổn định và đề xu t giải ph p xử lý ở ch ng 2 và tính to n đ ổn

định m i dốc tr ớc và sau khi xử lý tại ch ng 3

1.2 Nhận diện các dạng hư hỏng mất ổn định tại hiện trường và kết hợp với hồ sơ thiết kế để đánh giá ngu ên nhân gâ sạt trượt mái talu :

Khái niệ hiện ng :

- C c điều kiện và nguyên nhân chính ph t sinh ra hiện t ng sạt tr t

Đ c tr ng hiện t ng sạt tr t m i ta-luy bao gồm [11]:

1.2.2.1 Trượt đất:

Tr t đ t là hiện t ng cả nguyên khối đ t đ nằm trên s ờn đồi hay m i dốc bị dịch chuyển nh m t cố thể theo nguyên lý trọng lực, h ớng di chuyển tịnh tiến xuống phía d ới trên m t m t liên tục, gẫy khúc ho c có dạng cung tròn trong lòng đ t gọi là

m t tr t Đ t đ và cây cối nằm bên trên khối tr t, trong qu trình dịch chuyển không bị x o tr n Cây cối mọc trên thân khối tr t vẫn còn nguyên nh ng sẽ bị

Trang 24

nghiêng đều theo m t h ớng còn gọi là hiện t ng cây say, r ng say) Đ t đ trên thân khối tr t và phía d ới bề m t tr t vẫn có đ ẩm bình th ờng nh ng đ t tại m t

tr t lại có đổ ẩm cao, tăng vọt và trạng th i đ t đ tại đó bị cà n t, vò nhàu, vỡ vụn

nh 1.14.Sơ đồ trượt đất

Hiện t ng này xu t hiện tại:

Vị trí 3 t km15+105 đến km 15+132 của tuyến La S n – Nam Đông nh hình 1.10)

1.2.2.2 Sụt lở đất đá:

Khối đ t sạt tr t có xu h ớng dịch chuyển xuống cuối dốc, đ t đ trong khối

tr t bị x o tr n cùng cây cối Tốc đ sạt tr t th ờng diễn ra kh nhanh ảnh h ởng đến đ ổn định của c c khối đ t kề bên L ng đ t sạt có thể chuyến m t thể tích kh lớn, có thể tràn l p h n m t đoạn đ ờng Đây là loại sạt tr t phổ biến trên c c tuyến

đ ờng ở c c t nh miền núi

nh 1.15 Sơ đồ sạt trượt đất đá

Vị trí 1 t km13+235 đến km13+360 của tuyến La S n – Nam Đông (nh hình 1.8)

1.2.2.3 Xói sụt đất đá:

Do t c đ ng bào xói của n ớc m t và p lực thủy đ ng của n ớc ngầm gây ra Đây là hiện t ng biến dạng cục b của s ờn đồi ho c m i dốc d ới t c đ ng trực tiếp của dòng chảy t l u vực phía trên đổ về ho c kết h p với t c đ ng của dòng chảy

Trang 25

ngầm Đối với nền đ ờng đào lúc đầu xu t hiện hiện t ng xói đ t và đ t bị bóc t ng mảng ở phía trên đ nh ta-luy sau đó ph t triển mạnh dần xuống phía d ới dọc theo dòng chảy và tỷ lệ với l u tốc dòng chảy, khối l ng xói sạt không lớn Hậu quả cuối cùng của hiện t ng này th ờng để lại trên m t địa hình những rãnh xói, những hang hốc Sản phẩm của xói sạt là những đống đ t đ ở chân dốc, l p m t đ ờng ho c l p suối

nh 1.16.Sơ đồ xói sạt đất đá

Vị trí 1 t km13+235 đến km13+360 của tuyến La S n – Nam Đông (nh hình 1.8)

1.2.2.4 Đá đổ, đá lăn:

Là hiện t ng c c tảng, c c khối đ t trên cao s ờn đồi ho c m i dốc bị lở và

r i tự do xuống m t đ ờng tạo thành t ng đống vụn, t ng mảng ho c thành t ng khối lớn có kích th ớc vài cm đến hàng chục mét, gây m t ổn định cho m i dốc, cản trở giao thông, đ c biệt đe dọa đến an toàn giao thông cho ng ời và ph ng tiện tham gia giao thông trên đ ờng

nh 1.17 Sơ đồ đá đổ, đá lăn

Tại vị trí 2 Km14+835 của tuyến La S n – Nam Đông (nh hình 1.9)

Trang 26

ảng 1.1 ảng thống kê vị trí và dạng sạt trượt, nguyên nhân sạt trượt trên đèo La y

Nguy

c

Bảo vệ m i dốc ch a h p lý vào mùa m a có l ng m a lớn, thiết kế bậc n ớc ch a phù h p

2 Km14+838 Khối :đ đổ đ lăn Nguy

Nguy

c

Bảo vệ m i dốc ch a h p lý vào mùa m a có l ng m a lớn,

4 Km17+110

đến

km17+150

Hỗn h p:tr t đ t, sạt đ t đ , xói đ t đ

Đang

tr t

Bảo vệ m i dốc ch a h p lý vào mùa m a có l ng m a lớn, thiết kế bậc n ớc ch a phù h p

5 Km19+215

đến

km19+268

Hỗn h p: sạt đ t đ , xói đ t đ

Nguy

c

Bảo vệ m i dốc sau l ng

t ờng chắn ch a đ c xem xét

1.3 Các giải pháp thường sử dụng xử lý và phòng chống sạt trượt mái talu

C c giải ph p xử lý sạt tr t đ c phân loại và chia ra 2 loại giải ph p nh sau:

+ Biện ph p cắt c giảm tải;

+ Biện ph p t ờng chắn đ xây móng nông chịu p lực đ t;

- Các giải há ới [11]:

+ Biện ph p đầm r i, đầm lăn để gia cố ch t bề m t ta-luy;

+ Biện ph p sử dụng rọ đ không g Terramesh, bọc nhựa );

+ Biện ph p t ờng đ t có cốt dùng vải địa kỹ thuật và cốt liệu kh c;

+ Biện ph p trồng cỏ Vetiver có khả năng chống xói cao;

+ Biện ph p gia cố bề m t bằng khối xây, bêtông, t m l t;

+ Biện ph p hạ mực n ớc ngầm và tho t n ớc ngầm;

Trang 27

+ Biện ph p t ờng chắn móng cọc chống tr t sâu;

+ Biện ph p sử dụng đinh đ t, neo đ t;

Để lựa chọn đ c giải ph p xử lý hiệu quả ta có bảng ch dẫn lựa chọn giải ph p

xử lý hay nhóm c c giải ph p và phụ thu c vào t ng điều kiện vị trí công trình cụ thể:

ảng 1.2 ảng chỉ dẫn lựa chọn biện pháp xử lý sạt trượt taluy [11]

Biện ph p 2: Nếu tr t đ t gây sạt lún qu lớn và nguy hiểm, cần xem xét ph ng n tr nh tuyến tạm thời ho c cầu tạm đi qua khu vực tr t đ t

Tr t đ t quy mô

v a:

Có thể hót sạt ho c xếp tạm 3-4 hàng rọ đ , với chiều cao không qu 4 m

r t lớn: Chủ yếu hót sạt để đảm bảo giao thông

Sạt tr t quy mô v a: Chủ yếu hót sạt để đảm bảo giao thông

Sạt tr t quy mô nhỏ: Có thể xếp tạm 2-3 hàng rọ đ , cao không qu 3m ho c hót sạt để đảm bảo giao thông

Xói sụt

đ t đ

Xói sạt lớn đến r t

lớn: Chủ yếu hót sạt để đảm bảo giao thông

Xói sạt quy mô v a: Chủ yếu hót sạt để đảm bảo giao thông và bổ sung biện ph p tho t n ớc

Xói sạt quy mô nhỏ:

Có thể xếp tạm 2-3 hàng rọ đ , cao không qu 3m

ho c hót sạt để đảm bảo giao thông kết h p tiến hành gia cố bề m t bằng cỏ ho c trồng cây nếu có thể)

Đ đổ, đ

lăn

Đ lở khối lớn đến r t

Đ lở quy mô v a: Đ t biển b o hiệu nguy hiểm

Đ lở quy mô nhỏ: Chủ đ ng dọn dẹp bề m t taluy kết h p xếp rọ đ làm t ờng chờ

Tr t đ t quy mô

v a:

Xây dựng t ờng chắn BTCT cọc khoan nhồi

ho c cọc ray; Cắt c giảm tải kết h p gia cố bề

m t và tho t n ớc

Trang 28

m t không cắt c giảm tải)

Sạt tr t quy mô v a: Xây dựng hệ thống t ờng chắn, kết h p tho t n ớc và gia cố bề m t Sạt tr t quy mô nhỏ: Xây t ờng chắn ho c xếp rọ đ ho c gia cố bề m t

t ờng chắn bảo vệ chân ta-luy

Xói sạt quy mô v a: Xây dựng hệ thống t ờng chắn, kết h p tho t n ớc và gia cố bề m t

Xói sạt quy mô nhỏ:

Xây t ờng chắn th p kết h p c c biện ph p gia

Nhận é : Tại khu vực nghiên cứu khi xảy ra sạt tr t th ờng đ c xử lý bằng

c c biện ph p tạm thời nh : đ t biển b o, san l p hay hót sạt ch a xử lý triệt để c c

h hỏng đã xảy ra

Đ : Nên xử lý triệt để bằng c c biện ph p kiên cố, bền vững để đạt hiệu quả

về kỹ thuật lẫn kinh tế để không phải xử lý nhiền lần

1.4 Cơ sở lý thu ết tính toán ổn định mái dốc:

Trang 29

ph ng ph p tính to n, đồng thời xem khối tr t nh là m t vật thể rắn ở trạng th i cân bằng giới hạn

+Các giả thiết tính toán

Để lập ph ng trình cân bằng giới hạn của khối đ t tr t c c t c giả nh : K.E.Pettecx n, W Fellenius, Bishop, Sokolovski, K Terzaghi đều dựa vào công thức của A.C Coulomb Định luật Mohr - Coulomb) để x c định ứng su t cắt [13]:

 - ứng su t ph p giới hạn vuông góc với m t tr t) ở trạng th i cân bằng giới hạn

c - Lực dính đ n vị của đ t ở trạng th i giới hạn ứng với hệ số ổn định của m i dốc

- Góc ma s t trong của đ t ứng với trạng th i giới hạn của đ t

u - p lực n ớc lỗ rỗng

Ph ng trình cân bằng giới hạn đ c x c định dựa trên c c giả thiết:

+ Đ t đ c xem nh vật liệu tuân theo định luật Mohr - Coulomb

+ Hệ số ổn định hệ số an toàn) nh nhau cho t t cả c c điểm trên m t tr t + Trạng th i cân bằng giới hạn ch xảy ra trên m t tr t

nh 1.20 Lực tác dụng lên phân tố đất trong trường hợp mặt trượt gãy khúc

nh 1.18 Lực tác dụng lên phân tố đất

trong trường hợp mặt trượt trụ tròn

nh 1.19 Lực tác dụng lên phân tố đất trong trường hợp mặt trượt tổ hợp

Trang 30

Hình 1.18), 1.19) và 1.20) thể hiện c c hình d ng m t tr t C c gi trị đ c định nghĩa nh sau :

W- Trọng l ng của mảnh tr t với bề r ng b và chiều cao trung bình h

N - Tổng lực ph p tuyến tại đ y m t tr t của phân tố đ t

S- Lực cắt di chuyển lực cắt hoạt đ ng) tại đ y m t tr t của phân tố

đ t, ho c là Sm khi m t tr t có hình dạng b t kỳ

EL, ER - Lực ph p tuyến bên tr i và bên phải của mỗi phân tố đ t XL,

XR-Lực cắt bên tr i và bên phải của mỗi phân tố đ t

f - khoảng c ch t tâm quay đến ph ng của lực ph p tuyến N

x - Khoảng c ch theo ph ng ngang t đ ờng trọng tâm của mỗi phân tố

đ t đến tâm cung tr t tròn hay tâm mômen khi cung tr t có hình dạng

b t kỳ)

e - Khoảng c ch theo ph ng đứng t tâm của mỗi phân tố đ t đến tâm

cung tr t tròn hay tâm mômen khi cung tr t có hình dạng b t kỳ)

d- Khoảng c ch vuông góc t đ ờng t c dụng của tải trọng ngoài đến

tâm cung tr t tròn hay tâm mômen

h - Chiều cao trung bình của mỗi phân tố đ t

b - Chiều r ng theo ph ng ngang của mỗi phân tố đ t

β- Chiều dài đ y m t trự t

a - Khoảng c ch t h p lực n ớc bên ngoài n ớc ngập hai bên ta-luy)

tới tâm quay hay tâm mômen

,

L R

A A - H p lực t c dụng của n ớc

ω - góc nghiêng của đ ờng tải trọng ngoài so với ph ng ngang

α- Góc h p giữa tiếp tuyến tại đ y mỗi m t tr t với ph ng nằm ngang

Hệ số ổn định của m i dốc có thể đ c x c định t điều kiện cân bằng mômen

ho c cân bằng lực ho c điều kiện cân bằng giới hạn tổng qu t [13]

1.4.1.2 Nhóm phương pháp dựa vào lý thuyết cân bằng giới hạn thuần tuý [13]

Nhóm lý thuyết này dựa trên giả thuyết chính cho rằng, tại mỗi điểm trong khối đắp đ t đều thoả mãn điều kiện cân bằng giới hạn Việc m t điểm m t ổn định đ c giải thích là do sự xu t hiện biến dạng tr t tại điểm đó Còn m i đ t m t ổn định là do

sự ph t triển của biến dạng tr t trong m t vùng r ng lớn giới hạn của khối đ t đắp Hiện nay có phần mềm Plasix để phân tích ổn định m i dốc không cần giả định m t

tr t Hệ số ổn định đ c tính bằng c ch triết giảm K lần c,φ đến khi m i dốc m t ổn

Trang 31

định khi chuyển vị của c c điểm trên m t dốc tăng mạnh Hệ số ổn định của m i dốc K làm cho chuyển vị của m i dốc vô cùng lớn

Trong hai nhóm ph ng ph p nêu trên "nhóm ph ng ph p dựa vào lý thuyết cân bằng giới hạn thuần tuý" vẫn mô phỏng đ c gần đúng trạng th i ứng su t trong khối đ t bị ph hoại, về m t to n học mang tính logic cao, nh ng điểm hạn chế là ch a xét đ c biến dạng thể tích của khối đ t Nhóm ph ng ph p "dựng m t tr t giả định" tuy có nh c điểm là xem khối tr t nh là m t cố thể và đ c giới hạn bởi m t

tr t và m t m i dốc, đồng thời xem trạng th i ứng su t giới hạn ch xảy ra trên m t

tr t mà thôi, thực tế thì m t tr t xảy ra r t phức tạp, phụ thu c vào sự t c dụng của tải trọng ngoài, vào tính ch t của c c địa tầng và vào c c yếu tố kh c

to n tử vi phân L ở trên Mối liên hệ giữ công thức 1.3) và 1.4) tạo bởi liên quan kết

c u đại diện là ứng xử vật liệu Mối liên quan kết cầu giữ tỷ lệ ứng su t và biến dạng,

đ c trình bày trong sổ tay mô hình vật liệu Material Modal Manual) có thể tham khảo trong menu Helf của ch ng trình Plaxis

Với ε là véc t 6 thành phần biến dạng, u là véc t chuyển vị 3 ph ng

Mối quan hệ giữa ứng su t và biến dạng:

Kết h p công thức 1.3) (1.4) (1.5) (1.6) dẫn đến công thức vi phân riêng b thứ hai về chuyển vị u

Trang 32

T t nhiên để kết h p trực tiếp, công thức cân bằng biểu diễn Gelerkin 1967),

su t trên số gia thời gian nhỏ

Nếu công thức 1.9) xem xét trạng th i ứng su t hiện thời i, ứng su t ch a x c định ζi loại tr sử dụng 1.16):

 T dV   uTpidV   uTtids   i 1dV (1.10) Nên chú ý rằng c c công thức 1.10) đến 1.17) x c định trong không gian 3 chiều

Ph ng ph p phần tử hữu hạn

1.4.2.1.2

Theo ph ng ph p phần tử hữu hạn, m t vật thể liên tục đ c chia ra thành m t

số l ng hữu hạn phần tử Mỗi phần tử bao gồm m t số nút Mỗi nút sẽ có số bậc tự

do t ng ứng c c gi trị riêng ch a x c định của v n dề về nguyên tắc điều kiện biên phải đ c giải quyết Trong tr ờng h p này lý thuyết biến dạng c c bậc tự do t ng ứng c c c u kiện chuyển vị Với m t số phần tử, chuyển vị u thu đ c t c c gi trị nút rời rạc trong đó véc t v dùng chức năng n i suy thu đ c bỏi ma trận N:

Mối liên hệ đ ng học:

Trong mối liên quan này B là ma trận n i suy biến dạng, mà bao gồm tích phân

t ng phần của hàm n i suy, trong 1.11) và 1.12) có thể sử dụng biến, số gia, dạng

nh nhau

Công thức 1.17) có thể đ c viết d ới dạng:

(B  )T dV (N )TpidV (N )TtidS(B   )T i 1dV (1.13) Chuyển vị riêng rẽ của c c nút có thể đ a ra bên ngoài tích phân:

Trang 33

có sự xu t hiện của véc t phản lực t b ớc tr ớc Sự kh c nhau giữa véc t ngoại lực

và véc t n i lực đ c cân bằng bới số gia ứng su t ∆ζ

Mối liên hệ giữa số gia ứng su t và biến dạng là phi tuyến Kết quả là, số gia biến dạng th ờng không đ c tính to n trực tiếp, và ph ng ph p l p toàn b thích h p cho giải ph ng trình cân bằng 1.22) cho t t cả c c điểm vật liệu

Tích phân hàm ẩn của c c mô hình đàn dẻo kh c nhau

1.4.2.1.3

Số gia ứng su t ∆ζ chứa tích phân của loại ứng su t theo 1.3) Với mô hình đàn dẻo kh c thì số gia ứng su t có thể đ c tính to n theo công thức:

Với De là ma trận đàn hồi của vật liệu số gia ứng su t hiện thời, ∆ε là biến dạng

d đ c x c định t số gia chuyển vị ∆ν x c định t ma trận n i suy B, nh 1.12) Với vật liệu đàn h i ∆εp=0, với vật liệu có tính đàn dẻo số gia biến dạng dẻo đ c x c định theo công thức công thức Vermmeer 1979):

h p chuyển t trạng th i ứng xử đàn hồi sang trạng th i ứng xử đàn dẻo H n nữa, nó

có thể chứng minh tích phân hàm ẩn, trong c c diều kiện x c định, đ a đến ma trận vi phân x c định và đối xứng  /  , mà đ c x c định có ảnh h ởng trong qu trình

l p Do những u điểm này, hạn chế đ c tạo ra ở đây là tích phân hàm ẩn và chú ý việc đ a ra c c loại tích phân theo thời gian kh c

Với ω=1, công thức 1.24) đ c rút gọn nh sau:

Trang 34

ζtr là véc t ứng su t phụ, tham khảo ứng su t đàn hồi và ứng su t thí nghiệm, mà

là trạng th i ứng su t mới khi xem xét ứng xử vật liệu đàn hồi tuyến tính

Số gia b i số đàn dẻo ∆λ dùng trong công thức 1.19) có thể đ c tính t điều kiện mà trạng th i ứng su t mới làm thỏa mãn điều kiên đàn dẻo

Trong công thức K là ma trận đ cứng, ∆v là véc t chuyển bị gia tăng, fexi là véc

t ngoại lực và fin i1 là véc t n i lực, ch số trên i thể hiện số b ớc l p Tuy nhiên, do quan hệ giữa số gia ứng su t và biến dạng th ờng không tuyến tính, ma trận đ cứng không thể tính chính x c tr ớc đ c Do đó, ch ng trình l p yêu cầu phải thõa mãn

cả điều kiện cân bằng và mối liên quan liên tục Ch ng trình l p đ c viết nh sau:

Ch số j thể hiện số lần l p, δv là véc t chuyển vị gia tăng sau, mà đ c tính t

số gia chuyển vị ở b ớc thứ i:

Trang 35

 vi vj (1.26) Khi n là số lần l p của i Ma trận đ cứng K dùng trong 1.25), thể hiện ứng xử của vật liệu theo c c x p x M t c ch chính x c ma trận đ cứng, tích phân phải đ p ứng cân bằng với m t sai số nh t định

Trong tr ờng h p đ n giản nh t K cho ứng xử đàn hồi tuyến tính, có dạng:

Trong đó Delà ma trận vật liệu đàn hồi theo định luật Hook và B là ma trận n i suy biến dạng Dùng ma trận đ cứng đàn hồi cho ch ng trình l p đ n giản thô) h n

đ cứng vật liệu mà không bị tăng, thậm chí ngay cả khi dùng mô hình đàn dẻo không liên kết Ph ng ph p kỹ thuật chuyên dùng nh Riks, 1979), phép v t qu làm chùng và phép ngoại suy Vermmer & Van langen, 1989) có thể dùng để cải thiện qu trình l p H n nữa ch ng trình l p t ng b ớc tự đ ng, nh Van langen & Vermmer 1990), có thể dùng để cải thiện p dụng thực tế Mô hình vật liệu với ứng xử tuyến tính trong phạm vi đàn hồi, nh mô hình Morh-Coulomb, dùng ma trận đ cứng đàn hồi th ờng thích h p, vì ch ma trận đ cứng đ c hình thành và phân tích tr ớc b ớc tính to n đầu tiên

1.4.2.2 Các bước cơ bản của phương pháp PT

Chia l ớt phần tử hữu hạn

Chuyển vị tại c c nút là c c ẩn số

Chuyển vị bên trong phần tử đ c n i suy t c c gi trị của chuyển vị nút

Thiết lập mô hình vật liệu quan hệ giữa ứng su t và biến dạng)

Điều kiện biên về chuyển vị, lực

Giải hệ ph ng trình tổng thể cân bằng lực cho kết quả chuyển vị nút

Tính c c đại l ng kh c biến dạng, ứng su t)

Ph ng ph p PTHH là m t công cụ hữu ích cho việc mô phỏng c c bài to n địa

kỹ thuật Trong đó mô hình vật liệu có ý nghĩa quan trọng khi mô phỏng ứng xử thật của đ t, c c điều kiện biên đ c lựa chọn phải thích h p với c c giai đoạn thi công

kh c nhau Với ph ng ph p PTHH có thể x c định đ c c chế ph hoại

Plaxis là phần mềm trên c sở phần tử hữu hạn, dùng để phân tích c c bài to n địa kỹ thuật nh chuyển vị, ổn định, dòng th m Plasix đ c sử dụng r ng rãi trong tính to n c c công trình thực tế vì nó sử dụng đ n giản, thân thiện với ng ời dùng và kết quả đ ng tin cậy

K ận: T c giả lựa chọn dùng phần mềm Plasix để tính to n và nghiên cứu

Trang 36

C c b ớc mô hình hóa trong Plaxis:

- Hiển thị kết quả phân tích

M t số đ c điểm quan trọng của phầm mềm Plaxis 8.2 nh :

+ C c thông số hình học đầu vào và điều kiện biên có thể đ c nhập vào bằng sự

hỗ tr của c c ch ng trình vẽ CAD) Dễ dàng ph t sinh l ới phần tử hữu hạn 2D; + Cho phép tự đ ng ph t sinh l ới phần hữu hạn 2D với lựa chọn là l ới tổng thể

+ Sự thay đổi p lực n ớc lỗ rỗng theo thời gian có thể đ c tính to n bằng phân tích cố kết;

+ Đ c tích h p mô hình đ t đ ng h ớng, tuyến tính đ n giản của Coulomb và c c mô hình đ t phi tuyến, phức tạp h n nh : mô hình Hardening Soil,

Mohr-mô hình Soft-Soil-Creep, Mohr-mô hình Soft-Soil, Mohr-mô hình Cam-Clay cải tiến

Các h nh đ ng hần P a i 8 2[12]:

1.5.2

Mối quan hệ giữa ứng su t và biến dạng là yếu tố quan trọng của c c ch ng trình phần tử hữu hạn vì c c ch ng trình này tính to n ứng su t và chuyển vị trong

Trang 37

đ t chịu t c dụng của tải trọng ngoài Công thức quan hệ giữa ứng su t và biến dạng

đ n giản nh t là mối quan hệ tuyến tính tuân theo định luật Hooke:

E

Trong đó: σ là ứng su t, ε là biến dạng, E là mô đun đàn hồi

Hai mô hình đ t nền trong Plaxis th ờng đ c sử dụng để tính to n cho cả đ t dính và đ t rời là mô hình Mohr-Coulomb MC) và mô hình Hardening Soil HS)

Mô hình Mohr-Coulomb là m t mô hình đàn hồi và dẻo hoàn toàn Tức là xem

đ t ch làm việc trong giai đoạn đàn hồi với quan hệ giữa ứng su t và biến dạng là tuyến tính, quan hệ này tuân theo đinh luật Hooke Khi trạng th i đ t v t qua giai đoạn làm việc đàn hồi này thì xem nh đ t bị ph hoại hoàn toàn, tức là biến dạng ph t triển lớn đến vô cùng trong khi ứng su t không tăng

nh 1.21 Mặt chảy dẻo Mohr-Coulomb trong không gian ứng suất chính

Trang 38

tải trong thí nghiệm nén 3 trục E50, đ cứng khi dỡ tải trong thí nghiệm nén 3 trục E ur,

đ cứng khi gia tải trong thí nghiệm nén 1 trụcE oed C c thông số c bản trong mô hình HS) nh sau:

1 C c thông số về c ờng đ giống nh mô hình MC:

E Đ cứng tiếp tuyến trong thí nghiệm nén 1 trục kN/m2);

m Số mũ m; Hệ số đ t mềm =1, cứng = 0.5)

ref ur

E Đ cứng khi gia tải/dỡ tải kN/m2), E ur ref=3E50ref

c : Nh trong mô hình Mohr – Coulomb m c định c increment =0)

3 C c thông số sau có thể đ c sử dụng thay thể cho c c thông số c bản đ

cứng của đ t và đ c gọi là c c thông số thay thế alternatives:

và ứng su t lệch có dạng hyperbol

Trang 39

nh 1.22 Quan hệ ứng suất-biến dạng

đàn dẻo lý tưởng Mohr-Coulomb

nh 1.23 Quan hệ hyperbol giữa ứng suất và biến dạng trong thí nghiệm 3 trục chuẩn có thoát nước.

Mô hình HS có xét đến chỏm mũ chảy dẻo dùng để mô hình cho 2 loại tăng bền: tăng bền tr t do biến dạng d d ới t c dụng của tải trọng lệch ban đầu; và tăng bền nén do t c dụng của tải trọng trục đ ng h ớng Khi đ t rời chịu tải trọng nén đ ng

h ớng, biến dạng của vật liệu đ t sẽ không tuân theo đ ờng biến dạng đàn hồi liên tục của mô hình MC Thực tế sẽ hình thành biến dạng thể tích dẻo Chỏm mũ chảy dẻo

đ c dùng để mô hình những biến dạng này Hình 1.24 và hình 1.25 mô tả mô hình

HS và m t chảy dẻo trong m t ph ng p-q và trong không gian ứng su t chính

nh 1.24 Mặt chảy dẻo của mô

h nh S trong mặt phẳng p-q

nh 1.25 Các đường đồng mức chảy dẻo của mô h nh S trong không gian

ứng suất chính

Plaxis là phần mềm trên c sở phần tử hữu hạn, dùng để phân tích c c bài to n địa kỹ thuật nh chuyển vị, ổn định, dòng th m Plasix đ c sử dụng r ng rãi trong tính to n c c công trình thực tế vì nó sử dụng đ n giản, thân thiện với ng ời dùng và kết quả đ ng tin cậy Luận văn sẽ sử dụng phần mềm Plaxis 8.2 để phân tích, tính to n

c c m i dốc, điểm sạt tr t đ c trình bày trong ch ng 3

Trang 40

1.6 Kết luận chương 1:

Đ t là m t loại vật liệu phức tạp, c c ch tiêu c lý không bền vững khi chịu t c

đ ng của môi tr ờng, đ c biệt là hiện t ng m a Do đó việc phân tích ổn định m i dốc theo ph ng ph p t t định không phản ảnh đúng thực tế

Tại khu vực đ o La Hy – La S n – Nam Đông – T nh Th a Thiên Huế có địa hình đồi núi, địa ch t không ổn định, bề măt địa hình phức tạp t ng đối dốc, thành phần vật ch t chủ yếu của dạng địa hình này là đ b t kết sản phẩm phong hóa

Nhận dạng loại h hỏng điển hình của khu vực nhiên cứu Đồng thời t c giả cũng giới thiệu c c giải ph p xử lý hiện hành ở Việt Nam và c c tr ờng h p p dụng cụ thể của công trình

Ch ng 2 sẽ đ a ra c c đ nh gi và đề xu t c c giải ph p chống sạt tr t tại c c

vị trí điển hình ở ch ng 1

Đa số dạng sạt tr t ở khu vực nghiên cứu: tr t đ t, sạt đ t đ , xói đ t đ Quy

mô trung bình đến lớn Nguyên nhân chủ yếu do m a lũ làm sạt tr t hệ thống m i dốc trên tuyến đ ờng

Trên c sở lý thuyết tính to n đã nêu, nhận th y phân tích ổn định theo phần mềm PTHH Plaxis sẽ cho chúng ta c ch tiếp cận kh ch quan và phản nh chính x c

h n

Lựa chọn phần mềm Plaxis 8.2 đạt hiệu quả nên sử dụng để phân tích ổn định

m i dốc điển hình cho luận văn đ c thể hiện tại ch ng 3

Định dạng
Số trang	136
Dung lượng	23,41 MB