BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỬU LONG
---------------
NGUYỄN LÊ NHẬT HUY
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG XÓI LỞ BỜ SÔNG
VÀ ĐÊ BAO KHU VỰC ĐỒNG THÁP
BẰNG VẬT LIỆU RƠM CUỘN
LUẬN VĂN THẠC SĨ
XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
Vĩnh Long, năm 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỬU LONG
---------------
NGUYỄN LÊ NHẬT HUY
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG XÓI LỞ BỜ SÔNG
VÀ ĐÊ BAO KHU VỰC ĐỒNG THÁP
BẰNG VẬT LIỆU RƠM CUỘN
CHUYÊN NGÀNH:
KT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
MÃ NGÀNH: 60 58 02 08
LUẬN VĂN THẠC SĨ
XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN MINH ĐỨC
Vĩnh Long, năm 2016
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công việc do chính tôi thực hiện dưới sự hướng
dẫn của thầy TS. Nguyễn Minh Đức.
Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa được công bố ở
các nghiên cứu khác.
Tôi xin chịu trách nhiệm về công việc của mình thực hiện.
Vĩnh long, ngày 11 tháng 11 năm 2016.
Nguyễn Lê Nhật Huy
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn khoa học TS. Nguyễn Minh
Đức đã tận tình chỉ bảo , giúp đỡ, hướng dẫn và cung cấp các tài liệu cũng
như những kiến thức cần thiết để tôi hoàn thành luận văn thạc sĩ này.
Xin cản ơn các thầy cô giáo của trường đại học Cửu Long đã nhiệt tình
giúp đỡ và bộ môn thí nghiệm của trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành
Phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này.
Cuối cùng tôi muốn gởi lời cảm ơn chân thành đến tất cả người thân trong
gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ rất nhiều trong công tác thí nghiệm
và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi nghiên cứu.
Trong quá nghiên cứu không tránh khỏi những hạn chế thiếu sót. Tôi
mong rằng được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô, bạn bè đồng ngiệp để
luận văn được hoàn thiện tốt hơn.
Xin chân thành cảm ơn.
Vĩnh long, ngày 05 tháng 09 năm 2016.
Nguyễn Lê Nhật Huy
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ................................................................................... 1
1.1 GIỚI THIỆU................................................................................................. 1
1.2 TÌNH HÌNH SỰ CỐ XÓI LỞ, SẠT LỞ ĐÊ BAO TỈNH ĐỒNG THÁP,
ĐẶT BIỆT HUYỆN TÂN HỒNG. ...................................................................... 1
1.2.1 Xã Tân Thành A ..................................................................................... 1
1.2.2 Xã An Phước .......................................................................................... 2
1.2.3 Xã Tân Phước......................................................................................... 2
1.3 Tính cấp thiết của đề tài. ............................................................................... 3
1.4 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC. ....................................... 3
1.4.1 Ngoài nước. ............................................................................................ 3
1.4.2 Trong nước. ............................................................................................ 4
1.5 Ý NGHĨA LÝ THUYẾT VÀ THỰC TIỄN ÁP DỤNG................................. 6
1.5.1 Ý nghĩa lý thuyết .................................................................................... 6
1.5.2 Thực tiễn áp dụng................................................................................... 7
1.6 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU.......................................................................... 7
1.7 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................. 7
CHƯƠNG II: CƠ SƠ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......... 8
2.1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH BỜ KÈ ................. 8
2.1.1 Phá hoại dạng cung trượt ........................................................................ 8
2.1.2 Phương pháp chia nhỏ mặt trượt thông thường ....................................... 9
2.1.3 Kiến nghị bởi FHWA–NHI–06–088. .................................................... 11
2.1.4 Phương pháp đơn giản Bishop, 1954 .................................................... 14
2.1.5 Phương pháp Spencer, 1967 ................................................................. 15
2.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHỐNG ÁP LỰC THỦY
ĐỘNG. .............................................................................................................. 17
2.2.1 Diễn tiến sạt lở bờ sông (Thorne and Lewin 1979) ............................... 17
2.2.2 Các giải pháp chống xói lở bờ sông. ..................................................... 19
2.2.2.1 Phương pháp gia cường cứng: sử dung rọ đá, thảm đá.................. 19
2.2.2.2 Phương pháp tường chắn.............................................................. 19
2.2.2.3 Các phương pháp ổn định bằng sinh học. ..................................... 20
2.2.2.4 Phương pháp sử dụng sơ dừa........................................................ 20
2.2.2.5 Phương pháp Cây và Brush Ốp. ................................................... 20
2.3 Phương pháp tính toán áp lực thủy động. .................................................... 22
CHƯƠNG III: TỔNG HỢP ĐỊA CHẤT ĐÊ BAO KHU VỰC ĐỒNG THÁP
VÀ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA CUỘN RƠM. ...................................................... 24
3.1 PHÂN TÍCH ĐỊA CHẤT KHU VỰC ĐÊ BAO SẠT LỞ. .......................... 24
3.1.1 Vị trí lấy mẫu đất đê bao Cả Mủi, xã Tân Thành A............................... 24
3.1.2 Tổng hợp kết quả thí nghiệm đê bao Cả Mũi, xã Tân Thành A ............. 25
3.1.2.1 Kết quả tính dung trọng tự nhiên và độ ẩm tự nhiên của đất. ........ 25
3.1.2.2 Vị trí mẫu, phân loại đất, giới hạn dẻo, giới hạn chảy và chỉ số
dẻo của đất................................................................................................. 26
3.1.2.3 Thành Phần cỡ hạt của đất............................................................ 26
3.1.3 Vị trí lấy mẫu đất đê bao An Phước, xã An Phước. .............................. 27
3.1.4 Tổng hợp kết quả thí nghiệm đê bao An Phước, xã An Phước. ............. 28
3.1.4.1 Kết quả tính dung trọng tự nhiên và độ ẩm tự nhiên của đất. ........ 28
3.1.4.2 Vị trí mẫu, phân loại đất, giới hạn dẻo, giới hạn chảy và chỉ số
dẻo của đất;................................................................................................ 29
3.1.4.3 Thành Phần cỡ hạt của đất............................................................ 29
3.1.5 Vị trí lấy mẫu đất đê bao Tân Phước, xã Tân Phước. ........................... 30
3.1.6 Tổng hợp kết quả thí nghiệm đê bao Tân Phước, xã Tân Phước............ 31
3.1.6.1 Kết quả tính dung trọng tự nhiên và độ ẩm tự nhiên của đất. ........ 31
3.1.6.2 Vị trí mẫu, phân loại đất, giới hạn dẻo, giới hạn chảy và chỉ số
dẻo của đất;................................................................................................ 32
3.1.6.3 Thành Phần cỡ hạt của đất............................................................ 32
3.2 THÍ NGHIỆM CUỘN RƠM....................................................................... 33
3.2.1 Thí nghiêm tính bền của rơm cuộn trong môi trường nước ................... 33
3.2.1.1 Dữ liệu ban đầu của rơm cuộn...................................................... 33
3.2.1.2 Các bước thi công ........................................................................ 33
3.3 MÔ HÌNH TÍNH TÓAN THỦY ĐỘNG TÁC ĐỘNG VÀO CUỘN
RƠM. ................................................................................................................ 35
3.3.1 3.3.1 Mô hình thí ngiệm 1 cuộn và 3 cuộn rơm. ................................... 35
3.3.2 Xác định chiều cao cột sóng và bước sóng............................................ 36
CHƯƠNG IV: PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH ĐÊ BAO, THIẾT KẾ THI CÔNG
GIA CƯỜNG ĐÊ BAO SỬ DỤNG CUỘN RƠM. ................................................ 37
4.1 Phân tích tính bền của cuộn rơm ................................................................. 37
4.2 Phân tích khả năng chịu tác động thủy động của rơm cuộn. ........................ 40
4.2.1 Một cuộn rơm liên kết đơn.................................................................... 42
4.2.2 Liên kết tam giác 3 cuộn rơm. .............................................................. 43
4.3 Ảnh hưởng rơm cuộn đối với môi trường.................................................... 44
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................... 46
5.1 PHÂN TÍCH TỔNG HỢP ĐỊA CHẤT ĐÊ BAO. ....................................... 46
5.2 KIẾN NGHỊ GIẢI PHÁP THIẾT KẾ, THI CÔNG SỬ DUNG RƠM
CUỘN CHỐNG XÓI LỞ BỜ SÔNG................................................................. 46
5.3 KIẾN NGHỊ................................................................................................ 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Hướng dẫn áp dụng phân tích ổn định mái dốc trong thiết kế................. 13
Bảng 2.2 Bảng tóm tắt một số phương pháp sinh học. ........................................... 20
Bảng 2.3 So sánh Phương pháp bảo vệ bờ sông cứng và mềm: .............................. 21
Bảng 2.4 Bảng Thông số vận tốc nước tại đầu đỉnh sóng một số loại đất khảo
sát.......................................................................................................................... 23
Bảng 3.1 Tổng hợp kết quả tính dung trọng tự nhiên và độ ẩm tự nhiên của đất .. 25
Bảng 3.2 Tổng hợp vị trí lấy mẫu, phân loại đất, giới hạn dẻo, giới han chảy và
chỉ số dẻo của đất .................................................................................................. 26
Bảng 3.3 Biểu đồ xác định đường kính hạt và phần trăm hạt lọt sàn. .................... 26
Bảng 3.4 Tổng hợp kết quả tính dung trọng tự nhiên và độ ẩm tự nhiên của
đất; ........................................................................................................................ 28
Bảng 3.5 Tổng hợp vị trí mẫu, phân loại đất, giới hạn dẻo, giới hạn chảy và chỉ
số dẻo của đất. ....................................................................................................... 29
Bảng 3.6 Biểu đồ xác định đường kính hạt và phần trăm hạt lọt sàn. ................... 29
Bảng 3.7 Tổng hợp kết quả tính dung trọng tự nhiên và độ ẩm tự nhiên của đất. .. 31
Bảng 3.8 Tổng hợp vị trí mẫu, phân loại đất, giới hạn dẻo, giới hạn chảy và chỉ
số dẻo của đất........................................................................................................ 32
Bảng 3.9 Biểu đồ xác định đường kính hạt và phần trăm hạt lọt sàn. ................... 32
Bảng 3.10 kích thước hình học của cuộn rơm đem thí nghiệm. .............................. 33
Bảng 4.1 Bảng thí nghiệm độ bền liên kết đơn một cuộn rơm............................... 37
Bảng 4.2 Bảng thí nghiệm độ bền 3 cuộn liêm kết tam giác. ................................. 38
Bảng 4.3 Tương quan hệ thể tích cuộn rơm và thời gian. ...................................... 39
Bảng 4.4 Tương quan hệ độ nổi cuộn rơm và thời gian......................................... 39
Bảng 4.5 Thí nghiệm chịu tác động thủy động của 1 cuộn rơm liên kết đơn ......... 40
Bảng 4.6 Thí nghiệm chịu tác động thủy động của 3 cuộn rơm liên kết tam giác .. 41
Bảng 4.7 Tương quan quan hệ giữa tỷ số độ nổi là phần trăm năng lượng giảm
của sóng khi qua 1 cuộn rơm liên kết đơn.............................................................. 42
Bảng 4.8 Tương quan quan hệ giữa tỷ số độ nổi là phần trăm năng lượng giảm
của sóng khi qua 1 cuộn rơm liên kết đơn.............................................................. 42
Bảng 4.9 Vận tốc đỉnh sóng trước và sau 3 cuộn rơn liên kết tam giác.................. 43
Bảng 4.10 Tương quan quan hệ giữa tỷ số độ nổi là phần trăm năng lượng giảm
của sóng khi qua 3 cuộn rơm liên kết tam giác....................................................... 43
Bảng 4.11 So sánh 1 cuộn liên kết đơn và 3 cuộn liên kết tam giác....................... 44
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Sạt lở đê bao Cả Mũi xã Tân Thành A, huyện Tân Hồng .......................... 1
Hình 1.2 Sạt lở đê bao xã An Phước, huyện Tân Hồng. ........................................... 2
Hình 1.3 Sạt lở đê bao xã Tân Phước, huyện Tân Hồng........................................... 2
Hình 2.1 Cơ chế phá hoại điển hình dạng cung trượt tròn. ...................................... 8
Hình 2.2 Phương pháp chia nhỏ mặt trượt thông thường........................................ 9
Hình 2.3 Phân tích lực trên mỗi phân tố khi không có áp lực nước ....................... 10
Hình 2.4 Phân tích lực trên mỗi phân tố khi có tác động của áp lực nước ............ 11
Hình 2.5 Mô hình tính toán phương pháp đơn giản Bishop .................................. 15
Hình 2.6 Sơ đồ tính toán của phương pháp Spencer.............................................. 17
Hình 2.7 Diễn biến xói lở. ..................................................................................... 18
Hình 2.8 Phương pháp gia cường rọ đá, thảm đá. ................................................. 19
Hình 2.9 Các loại tường chắn đất điển hình. ......................................................... 19
Hình 2.10 Bảng Thông số bề mặt sóng. ................................................................ 22
Hình 3.1 Hình ảnh vị trí và bình đồ đê bao Cả Mủi.............................................. 24
Hình 3.2 Vị trí lấy mẫu đất đê bao Cả Mũi. ......................................................... 25
Hình 3.3 Hình ảnh vị trí và bình đồ đê bao An Phước.......................................... 27
Hình 3.4 Vị trí lấy mẫu đất đê bao An Phước. ..................................................... 28
Hình 3.5 Hình ảnh vị trí và bình đồ đê bao Tân Phước......................................... 30
Hình 3.6 Vị trí lấy mẫu đất đê bao Tân Phước. .................................................... 31
Hình 3.7 Rơm cuộn ............................................................................................... 33
Hình 3.8 Lưới cước. ............................................................................................. 33
Hình 3.9 Hình ảnh rơm được cho vào bao lưới cước............................................. 34
Hình 3.10 hình ảnh 3 và 1 cuộn rơm được liên kết lại với nhau trong môi
trường nước........................................................................................................... 34
Hình 3.11 Mô hình thí nghiệm chịu thủy động của 3 rơm cuộn............................ 35
Hình 4.1 Lúa mọc trên cuộn rơm. ......................................................................... 45
1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1 GIỚI THIỆU
Đồng Tháp là một tỉnh nằm trong khu vực Đồng bằng sông Cửu Long có hệ
thống sông, ngòi, kênh, rạch chằng chịt; nhiều ao, hồ lớn. Sông chính là sông Tiền
(một nhánh của sông Mê Kông) chảy qua tỉnh với chiều dài 132km. Dọc theo hai
bên bờ sông Tiền là hệ thống kênh rạch dọc ngang. Đường liên tỉnh giao lưu thuận
tiện với trên 300km đường bộ và một mạng lưới sông rạch thông thương. Sông Tiền
có vai trò rất quan trọng đối với tỉnh Đồng Tháp sông phân chia không gian lãnh thổ
tỉnh thành hai vùng (vùng phía Bắc sông Tiền và vùng phía Nam sông Tiền - nằm
giữa sông Tiền và sông Hậu); sông chảy qua 10/12 huyện, thị xã, thành phố của
tỉnh; tập trung hầu hết các đô thị lớn, khu dân cư lớn (2 thành phố - Cao Lãnh, Sa
Đéc và 1 thị xã - Hồng Ngự).
1.2 TÌNH HÌNH SỰ CỐ XÓI LỞ, SẠT LỞ ĐÊ BAO TỈNH ĐỒNG THÁP,
ĐẶT BIỆT HUYỆN TÂN HỒNG.
1.2.1 Xã Tân Thành A
Hình 1.1 Sạt lở đê bao Cả Mũi xã Tân Thành A, huyện Tân Hồng
Vào Tháng 11/2010 Một đoạn đê bao Cả Mủi thuộc xã Tân Thành A đã xảy ra
sạt lở gần 64m trong quá trình thi công. Được biết đê bao này đang phục vụ cho 800
hecta lúa vụ mùa.
2
1.2.2 Xã An Phước
Hình 1.2 Sạt lở đê bao xã An Phước, huyện Tân Hồng.
Vào tháng 09/1015 tiếp tục đê bao An phước thuộc xã An phước đã xảy ra sạt
lở gần 108m trong quá trình thi công. Đê bao này cũng đang phục vụ cho 900 hecta
lúa vụ mùa.
1.2.3 Xã Tân Phước.
Hình 1.3 Sạt lở đê bao xã Tân Phước, huyện Tân Hồng
3
Vào tháng 08/1015 cũng trong huyện Tân Hồng đã xảy ra thêm một vụ sạt lở
đê bao thuộc xã Tân Phước trong quá trình thi công. Vụ sạt lở chia làm 6 đoạn với
chiều dài trung bình khoảng 30m. Đê bao này cũng đang phục vụ cho 900 hecta lúa
vụ mùa.
1.3 Tính cấp thiết của đề tài.
Bên cạnh những thuận lợi mà sông Tiền và hệ thống kênh rạch chằn chịt mang
lại thì cũng có những khó khăn nhất định. Cấu tạo phổ biến ở bờ sông tỉnh Đồng
tháp là những lớp cát, lớp đất dính như á sét, sét, bùn là một trong các yếu tố gây
xói lở, sạt lở bờ sông và công tác bảo vệ những tuyến đê bao khi mùa nước nổi về
luôn luôn là điều cấp thiết. Trong khi đó rơm là loại vật liệu rất dồi dào có sẵn tại
địa phương vì làm lúa 3 vụ mùa. Khi gia công rơm thành cuộn chi phí giá thành rẻ
với khoảng 15.000 – 20.000 ngàn/ 1 cuộn. Vì thế đê tài “Nghiên cứu giải pháp
chống xói lở bờ sông và đê bao khu vực Đồng Tháp bằng vật liệu rơm cuộn”.
Sẽ nhằm giảm thiểu thiệt hại hàng năm khi mùa nước nổi về. qua đó Qua đó giúp
các đơn vị sử dụng có những định hướng cho công tác thiết kế, xây dựng, quản lý,
khai thác các công trình bờ sông, đê bao tại tỉnh Đồng Tháp.
1.4 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC.
1.4.1 Ngoài nước.
S
T
T
1
2
3
Bài báo nghiên cứu
Tác giả
Nội dung nghiên cứu
Bentrou
The
practical
streambank p, G.
Hướng dẫn sử dụng các phương
bionengineering guide. USDA and J.C
pháp sinh học trên bờ sông.
Hoag.
NRCS. Aberdeen, ID.55p.
(1998).
Channel Erosion Analysis and
Control. In Woessmer, W. and Fischen
D.F. Potts, eds. Proceedings ich, J.C. Xói mòn bờ sông Phân tích và
Headwaters
Hydrology. (1989). kiểm soát Thuỷ văn.
American Water Resources
Association. Bethesda, Md.
Guidelines
for
Bank Johnson Dự án môi trường ở ven bờ sông
4
Stabilizaton Projects in the
Riverine
Environments of King County.
King County Department of
Public Works, Surface Water
Management
Division, Seattle, Wash.
4
5
6
7
,A.W.
Stabilizaton. Quản lý nước mặt .
and
J.M.
Stypula.
eds.
(1993).
Julien,P
River
Mechanics.
Oxford
.
Press: 434p Sedimentation and
(2002),
Erosion. Oxford Press: 371p.
(2010).
Wandering river. Discover, Kunzig,
10(1), 69-71.
R.(198).
Streambank slumping and its Sekely,
contribution to the phosphorus A.C.,
and suspended sediment loads Mulla,
of the Blue Earth River, D. J., &
Minnesota. Journal of Soil and Bauer,
Water Conservation,57(5),243- D.W.
250.
(2002)
Terzagh
Theoretical Soil Mechanics.
i,K.
Wiley: New York. 510p.
(1948).
Cơ sông. Bồi lắng và xói mòn.
Phân tích sông và nghiên cứu.
Sạt lở bờ sông bởi phốt pho và
ngưng tải trầm tích của sông Blue
Earth , Minnesota . Tạp chí của đất
và nước Bảo tồn
Cơ học đất lý thuyết.
1.4.2 Trong nước.
S
T
T
1
Bài báo nghiên cứu
Tác giả
Nội dung nghiên cứu
Kè Xuân Canh và bờ sông
khu vực cửa vào sông Đuống
Mất ổn định và bị sạt lở do
Phân tích xác định nguyên
Nguyễn
dòng chảy với vận tốc lớn tác
nhân gây sạt lở kè Xuân Canh,
Thanh Hùng. động mạnh tới lòng sông cùng
đê tả sông Luống.
với địa chất lòng sông yếu nên
bị dòng chảy có lưu tốc lớn
gây xói liên tục.
5
2
Xác định nguyên nhân sạt lở và
dự báo diễn biến lòng dẫn sông
Cần Thơ khu vực cầu Trà Niền
bằng mô hình MIKE21C
3
Nghiên cứu dự báo phòng
chống xói lở bờ sông Cửu
Long
4
Phòng chống xói lở ở Việt Nam
áp dụng phương pháp kỹ thuật
sông ngòi truyền thống của
Nhận Bản.
Th.S.Hồ
Việt Cường,
Th.SNguyễn
Thị
Ngọc
Nhẫn Phòng
thí nghiệm
trọng điểm
Quốc Gia về
động
lực
học
sông
biển.
PGS.TS Lê
Sâm,
GS.TSKH
Nguyễn Ân
Niên, PSG.
Lê
Ngọc
Bích, TS Lê
Mạnh Hùng,
Ths. Đinh
Công Sản,
Ks.
Lê
Thành
Chương, Ks.
Nguyễn
Tuấn Long,
Ks. Trần Bá
Hoàng, Ks.
Vũ
Văn
Nghị,
TS
Trương
Ngọc
Tường, Ths.
Lâm
đạo
Nguyên,
Ths.Phạm
Bách Việt,
Ks.Đỗ Văn
Khiết.
Hirotada
MATSUKI
tiến sĩ, kỹ
sư: Chuyên
Nguyên nhân chính gây sạt lở
bờ sông Cần Thơ khu vực cầu
Trà Niền do đặc điểm hình
thái, địa chất lòng dẫn và các
tác động chế độ thủy lực dòng
chảy và do dòng chảy có vận
tốc vượt quá vận tốc cho phép
không xói của lòng dẫn.
Nguyên nhân chính của hiện
tượng xói lở bờ sông Cửu
Long là do dòng nước có vận
tốc lớn, đặc biệt trong mùa lũ
vượt trội rất nhiều so với vận
tốc không xói cho phép của
vật liệu cấu tạo nên lòng dẫn.
Tường chắn dẫn dòng được
làm bằng những sọt tre và
được kết nối với bờ sông bằng
một số rào chắn bằng tre.
6
gia JICA
5
6
7
Tường chắn có hàng rào chắn
sẽ giữ trầm tích và tạo thành
bức tường bảo vệ phần chân
kè rộng dưới nước.
Paul
Hướng dẫn kỹ thuật ứng dụng
Trương,
công nghệ cỏ Vetiver, giảm
Sử dụng cỏ Vetiver ( Hương
Trần
tân
nhẹ thiên tai bảo vệ môi
Bài ) Chống xói lở bờ sông.
Văn, Elise
trường.
Pinnes.
Nghiên cứu cơ sở khoa học lựa
chọn giải pháp bảo vệ bờ sông
trong điều kiện nước lũ dâng Th.s
Bùi
Kè kết hợp với các loại vải địa
cao, đề xuất giải pháp và thiết Xuân Thư
kỹ thuật và bằng thực vật.
kế cho đê Hữu Hoàng Long –
Tỉnh Ninh Bình.
Sử dụng lục bình chống xói lở bờ sông của một số nhà dân.
Nhìn chung nguyên nhân chính gây xói lở bờ sông, đê bao là do sóng có vận
tốc lớn, đặc biệt trong mùa lũ. Các đề tài sử dụng vật liêu thiên nhiên giúp ít rất
nhiều trong việc chống xói lở bờ sông. Nhưng bên cạnh đó thì việc thi công trồng
cỏ đòi hỏi thời gian biện pháp thi công củng cố lâu dài, lục bình thì bây giờ là vấn
nạn trước sự sinh sôi nảy nở nhanh gây cản trở lòng sông còn thi công bằng sọt tre
đồi hỏi chi phí lớn. Trong khi sử dụng vật liệu thiên nhiên rơm cuộn chống sạt lở bờ
sông đê bao dễ thi công, chi phí thấp, cơ động, bảo vệ đê bao khi mùa lũ về khi
dòng nước có vận tốc dòng chảy lớn.
1.5 Ý NGHĨA LÝ THUYẾT VÀ THỰC TIỄN ÁP DỤNG
1.5.1 Ý nghĩa lý thuyết
- Tổng hợp tài liệu khảo sát địa chất đê bao tỉnh Đồng Tháp. Thống kê, phân
tích tổng hợp các số liệu, kết hợp với kiến thức khoa học, quy trình, quy phạm để
đánh giá tổng kết về địa chất đê bao tỉnh Đồng Tháp.
- Phân tích đánh giá tính chất cơ lý của rơm như tính nổi tính tan rã trong nước
cũng như tính ổn định khi chịu áp lực thủy động cũng như sự liên kết, làm việc
của các cuộn rơm với nhau.
7
1.5.2 Thực tiễn áp dụng
- Xác định thành phần cỡ hạt và phân loại đất bờ sông và đê bao tại nơi khảo
sát.
- Tính toán giải pháp kỹ thuật các biện pháp thiết kế thi công sử dụng rơm
cuộn chống xói lở bờ sông và đê bao khu vực Đồng Tháp.
1.6 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Thu thập tài liệu địa chất và bản vẽ thiết kế và biện pháp thi công của đê bao.
- Thiết kế và tính toán phương pháp thi công gia cường chống xói lở bờ sông
và đê bao sử dụng rơm cuộn tại khu vực Đồng Tháp.
Thu thập hồ sơ thiết kế bản vẽ và phương pháp thi công của công trình
đê bao.
Lấy mẫu địa chất tại vị trí sạc lở đê bao đem thí nghiệm xác định thành
phần cỡ hạt, phân loại đất.
Thí nghiệm tính bền của rơm cuộn trong môi trường nước. Khả năng
ứng sử của rơm cuộn trước sóng.
Thiết kế biện pháp thi công rơm cuộn đưa vào sử dụng.
1.7 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
- Lấy mẫu đất thí nghiệm nông 6 – 7m . Hạn chế về địa chất.
- Chỉ khảo sát dòng chảy sóng tác động vuông gốc với bờ bao không xét đến
dòng chảy song song với bờ bao. Quá trình kháo sát chiều cao cột sóng khoảng 10
– 30cm vì quá trình tạo sóng bằng thủ công.
8
CHƯƠNG II: CƠ SƠ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH BỜ KÈ
2.1.1 Phá hoại dạng cung trượt
- Theo tiêu chuẩn FHWA–NHI–06–088 của Mỹ đề xuất bởi Naresh et al.
2006, về nền và móng đưa ra bởi hiệp hội quản lý đường cao tốc liên bang (The
Federal Highway Administration), dạng phá hoại của kè, đê, đập ... trên nền đất yếu
thông thường xảy ra khi kè bị lún xuống, đất vùng ảnh hưởng xung quanh trồi lên
và xuất hiện mặt trượt cung tròn như minh họa hình 2.1.
LW
Bề mặt đất đắp
sau phá hoại
KL đất
đắp
Tâm cung trượt
LS
Mái dốc
phá hoại
Đất đắp
Sét mềm
Hướng dịch
chuyển mặt trượt
Lực kháng
trượt
Tổng sức kháng cắt
dọc mặt cung trượt
Hình 2.1 Cơ chế phá hoại điển hình dạng cung trượt tròn.
Lực lực gây ra trượt và lực kháng trượt trong phá hoại trượt của mái dốc như sau:
- Mô men gây trượt (Driving moment), MD: tạo ra bởi khối lượng bản thân kè
(cộng tải trọng bên trên nếu có) kết hợp với cánh tay đòn là khoảng cách ngang từ
tâm trọng lực (và tải trọng bên trên nếu có ) đến tâm của cung phá hoại (LW)
- Mô men kháng trượt (Resisting moment) MR: tạo ra bởi tổng lực kháng cắt
của đất dọc theo cung trượt nhân với bán kính cung trượt (LS).
- Hệ số an toàn, FS (Factor of safety) chống mất ổn định dạng cung trượt được
tính theo công thức (1) dưới
9
FS
MR
MD
(1)
- Phá hoại trượt xảy ra khi hệ số an toàn nhỏ hơn 1 (mô men gây trượt lớn hơn
mô men kháng trượt)
2.1.2 Phương pháp chia nhỏ mặt trượt thông thường
- Có một vài phương pháp sử dụng phân tích ổn định cung trượt được áp dụng
cho đập và kè trên nền đất yếu. Phương pháp đơn giản nhất được biết đến đó là
phương pháp chia nhỏ mặt trượt thông thường (oridinary method of slides or
Fellenius’s method). Phương pháp chia nhỏ mặt trượt thông thường có thể thực hiện
đơn giản bằng tính toán tay và cũng giựa theo tính toán lực trượt và lực kháng trượt.
Khi phân tích ổn định, khối lượng đất trong phạm vi mặt trượt được chia nhỏ thành
nhiều phần như trong hình 2.2.
Tâm cung trượt, O
Bán kính cung trượt
Đất
đắp
Mực nước
ngầm
Đất đắp
Đất yếu
Mặt cung
trượt
Đất tốt
Hình 2.2 Phương pháp chia nhỏ mặt trượt thông thường
10
c = lực dính của phân tố đất dọc theo
mặt trượt
Đường kéo dài
từ tâm cung
trượt
Phân tố
đất
= góc ma sát trong của phân tố đất
WT = tổng trọng lượng phân tố đất
N = WT cos
Không có
áp lực nước
Tâm trọng
lực, cg
T = WT sin
Ntan: Lực kháng trượt
c: Lực kháng trượt
T: Lực trượt
Hình 2.3 Phân tích lực trên mỗi phân tố khi không có áp lực nước
- Mỗi phần chia nhỏ được coi như một phân tố độc lập khi phân tích lực tác
động như trong hình 2.3 và 2.4 (lần lượt trường hợp không có và có tác động của
áp lực nước). Những giả thiết sau được đưa ra bởi phương pháp chia nhỏ mặt trượt
thông thường.
- Lực kháng cắt của đất được xây dựng dựa trên công thức Mohr–Coulomb:
c ( u ) tan
(2)
Trong đó:
= lực kháng cắt hữu hiệu
c
= thành phần lực dính của đất
(–u)tan = thành phần lực ma sát của đất
= tổng áp lực vuông góc với mặt trượt tại đáy mỗi mặt trượt
do trọng lượng nước và bản thân đất phía trên mặt trượt
u
= áp lực nước có hướng ngược với
= góc ma sát trong của đất dọc theo mặt trượt
- Xem thêm -