ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
VÕ CHÍ CÔNG
ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH ĐƢỜNG ĐÊ
HIỆP THẠNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng - Năm 2017
ii
MỤC LỤC
TRANG PHỤ BÌA
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... i
MỤC LỤC ......................................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................. v
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................. v
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ TÌNH HÌNH
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BẢO VỆ BỜ BIỂN........................................................... 4
1.1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu ........................................................................... 4
1.1.1. Tổng quan về điều kiện tự nhiên ....................................................................... 4
a. Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình ........................................................................ 4
b. Đặc điểm địa chất ............................................................................................... 4
c. Đặc điểm khí hậu, khí tƣợng ............................................................................... 5
d. Chế độ thủy văn và hải văn................................................................................. 6
e. Tình hình ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu ......................................................... 8
1.1.2. Tình hình dân sinh - kinh tế - xã hội ................................................................. 8
1.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu ổn định đê biển và ứng dụng công nghệ bảo
vệ bờ ................................................................................................................................ 8
1.2.1. Tình hình nghiên cứu ổn định đê biển trên thế giới .......................................... 8
1.2.2. Tình hình nghiên cứu ổn định đê biển tại Việt Nam ....................................... 10
1.3. Cơ sở lý thuyết tính ổn định, tính thấm và tác dụng sóng biển trong tính toán
ổn định đê biển .............................................................................................................. 11
1.3.1. Cơ sở lý thuyết tính ổn định ............................................................................ 11
a. Phƣơng pháp cân bằng giới hạn (CBGH) – Limit equibrium method (LEM) . 11
b. Phƣơng pháp phần tử hữu hạn (PTHH) – Finite element method (FEM) ........ 12
c. Phƣơng pháp kết hợp (Enhanced limit method) ............................................... 12
1.3.2. Lý thuyết tính thấm ......................................................................................... 12
a. Nghiên cứu lý thuyết ......................................................................................... 13
b. Nghiên cứu thực nghiệm................................................................................... 13
c. Phƣơng pháp số ................................................................................................. 13
1.3.3. Tác dụng sóng biển trong tính toán ổn định đê biển ....................................... 14
a. Khái niệm về sóng............................................................................................. 14
b. Tác dụng của sóng lên công trình có mặt nghiêng ........................................... 15
1.3.4. Ứng dụng phƣơng pháp số vào tính toán ổn định đê biển .............................. 17
iii
1.4. Các giải pháp bảo vệ đê biển .................................................................................. 17
1.4.1. Giải pháp phi công trình .................................................................................. 17
1.4.2. Giải pháp công trình ........................................................................................ 18
a. Các giải pháp bảo vệ mái đê phía biển ............................................................. 18
b. Các giải pháp bảo vệ mái đê phía đồng ............................................................ 20
c. Các giải pháp bảo vệ bãi phía trƣớc đê ............................................................. 21
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 .............................................................................................. 23
CHƢƠNG 2. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐƢỜNG
ĐÊ HIỆP THẠNH, TỈNH TRÀ VINH ...................................................................... 24
2.1. Hiện trạng về đƣờng đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh .............................................. 24
2.1.1. Giải pháp thiết kế ban đầu đƣờng đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh ................... 24
2.1.2. Hiện trạng và đánh giá nguyên nhân tác động đến ổn định đƣờng đê Hiệp
Thạnh - tỉnh Trà Vinh .................................................................................................... 24
2.2. Đánh giá ổn định hiện trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh bằng mô
hình toán ........................................................................................................................ 27
2.2.1. Các điều kiện biên sử dụng tính toán .............................................................. 27
2.2.2. Phân tích ổn định trƣợt của đƣờng đê ở thời điểm hiện tại ............................. 28
a. Kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ................................................................... 28
b. Kiểm tra ổn định mái đê phía biển: .................................................................. 31
2.2.3. Ảnh hƣởng của bão đến ổn định đƣờng đê ..................................................... 33
a. Ảnh hƣởng của bão đến đƣờng đê .................................................................... 33
b. Ảnh hƣởng lở bồi sóng tràn trong bão đê biển ................................................. 34
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 .............................................................................................. 36
CHƢƠNG 3. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ ỔN ĐỊNH ĐƢỜNG ĐÊ HIỆP
THẠNH, TỈNH TRÀ VINH ....................................................................................... 38
3.1. Đề xuất giải pháp xử lý ổn định đƣờng đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh ................. 38
3.1.1. Giải pháp điều chỉnh tuyến chỉnh trị ............................................................... 38
a. Nguyên tắc lựa chọn ......................................................................................... 38
b. Giải pháp lựa chọn ............................................................................................ 38
3.1.2. Giải pháp chỉnh trị chống xói thân và mái đê ................................................. 38
a. Nguyên tắc lựa chọn ......................................................................................... 38
b. Giải pháp lựa chọn ............................................................................................ 38
3.1.2. Tính toán thiết kế nâng cấp đƣờng đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh ................. 39
a. Tính toán cao trình đỉnh đê thiết kế .................................................................. 39
b. Xác định bề rộng mặt đê ................................................................................... 40
c. Thiết kế mái đê .................................................................................................. 40
iv
d. Thiết kế bảo vệ mái đê và chân đê .................................................................... 40
3.2. Tính toán ổn định trƣợt của mái đê theo phƣơng án xử lý ..................................... 41
3.2.1. Tính toán ổn định của mặt cắt thiết kế nâng cấp đƣờng đê Hiệp Thạnh,
tỉnh Trà Vinh ................................................................................................................. 43
a. Kiểm tra ổn định mái đê phía biển .................................................................... 44
b. Kiểm tra ổn định mái đê phía đồng .................................................................. 46
c. Kiểm tra ổn định nền đƣờng ............................................................................. 48
3.2.2. Tính toán ổn định của mặt cắt đƣờng đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh với
hỗn hợp vật liệu xỉ than - tro bay - xi măng 4% cho phần mở rộng.............................. 49
a. Kiểm tra ổn định mái đê phía biển .................................................................... 50
b. Kiểm tra ổn định mái đê phía đồng .................................................................. 52
c. Kiểm tra ổn định nền đƣờng ............................................................................. 55
3.3. Đánh giá sơ bộ hiệu quả kinh tế khi thay thế lớp vật liệu mới ............................... 55
KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 .............................................................................................. 56
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 57
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao)
v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng
Tên bảng
Trang
1.1.
Thống kê lƣợng mƣa ngày lớn nhất (Trạm Long Hữu)
6
1.2.
Thống kê lƣợng mƣa trung bình các tháng (Trạm Càng Long)
6
2.1.
Tốc độ xói lở do sóng trong bão
34
3.1.
Thông số các lớp đất nền tự nhiên ở mặt cắt tính toán trong mô
hình mô phỏng Plaxis 8.2
41
3.2.
Thông số các lớp vật liệu xây dựng đƣờng đê ở mặt cắt tính
toán trong mô hình mô phỏng Plaxis 8.2
42
3.3.
Thông số hỗn hợp vật liệu xỉ than - tro bay - xi măng 4% ở mặt
cắt tính toán trong mô hình mô phỏng Plaxis 8.2
42
3.4.
Dung trọng khô hỗn hợp xỉ than - tro bay - xi măng 4%
55
3.5.
Bảng chênh lệch giá giữa vật liệu cát đắp và hồn hợp xỉ than tro bay- xi măng 4%
56
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
Tên hình
hình
Trang
1.1.
Bản đồ các tuyến đê biển tỉnh Trà Vinh
4
1.2.
Cơ chế phá hủy đê do sóng tràn (theo K. W. Pilarczyk, 2001)
9
1.3.
Các loại hình mất ổn định đê biển ở Việt Nam
10
1.4.
Các yếu tố của sóng
15
1.5.
Phân bố áp lực sóng lớn nhất lên mái nghiêng đƣợc gia cố
bằng các tấm bê tông
16
1.6.
Sóng tràn qua đỉnh đê
16
1.7.
Mái đê phía biển đƣợc bảo vệ bởi đá lát khan tại Hà Lan
19
1.8.
Bê tông tự chèn bảo vệ mái đê phía biển ở Anh
19
1.9.
Bảo vệ mái đê phía biển bằng nhựa Asphalt -đá đổ ở Hà Lan
19
1.10.
Mái đê phía biển đƣợc trồng cỏ tại Hà Lan
20
1.11.
Giải pháp trồng cỏ trong các ô lƣới địa kỹ thuật tổng hợp
20
1.12.
Bể bê tông trên mái đê bẫy sóng tràn
21
1.13.
Bể tiêu năng trên đỉnh đê
21
1.14.
Geotube đƣợc sử dụng bảo vệ bờ biển tại Ấn Độ
21
1.15.
Kè mỏ hàn đƣợc sử dụng ở Mỹ
22
1.16.
Mô hình đê phá sóng ngầm bảo vệ bờ biển
22
1.17.
Rừng ngập mặn bảo vệ bãi
23
1.18.
Giải pháp nuôi bãi chống xói lở
23
2.1.
Hiện trạng Geotube bị phá hoại khi sử dụng bảo vệ bờ biển
tuyến đƣờng đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh
25
2.2.
Hiện tƣợng xói lỡ vùng nghiên cứu năm 2017
25
2.3.
Hƣ hỏng mái đê phía biển và phía đồng
26
2.4.
Mái đê đƣợc gia cố lát mái bê tông phía biển ở đoạn đã nâng
cấp giai đoạn 2 bị phá vỡ
26
2.5.
Đƣờng đê hàng năm đều bị hƣ hỏng
27
2.6.
Mô hình tính toán mặt cắt hiện trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh
mô phỏng trên Plaxis 8.2
28
2.7.
Chia lƣới phần tử trên mặt cắt hiện trạng đƣờng đê Hiệp
Thạnh mô phỏng trên Plaxis 8.2
28
2.8.
Cột nƣớc thấm khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ở mặt
28
vii
Số hiệu
Tên hình
hình
Trang
cắt hiện trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2
2.9.
2.10.
Dòng thấm qua thân đê khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng
ở mặt cắt hiện trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2
Chuyển vị theo lƣới phần tử khi kiểm tra ổn định mái đê phía
đồng ở mặt cắt hiện trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh trên Plaxis
29
29
8.2
2.11.
Cung trƣợt nguy hiểm khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng
ở mặt cắt hiện trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2
30
2.12.
Hệ số ổn định khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ở mặt
cắt hiện trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2 (K=1,315)
30
2.13.
Cột nƣớc thấm khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển ở mặt
cắt hiện trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2
31
2.14.
Dòng thấm qua thân đê khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển
ở mặt cắt hiện trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2
31
2.15.
Chuyển vị theo lƣới phần tử khi kiểm tra ổn định mái đê phía
biển ở mặt cắt hiện trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2
32
2.16.
Cung trƣợt nguy hiểm khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển ở
mặt cắt hiện trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2
32
2.17.
Hệ số ổn định khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển ở mặt cắt
hiện trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2 (K=1,485)
32
2.18.
Cơ chế xói lở bờ khu vực xã Hiệp Thạnh - Trà Vinh
33
2.19.
Ảnh hƣởng sóng biển đến mái đê phía biển
34
2.20.
Cột nƣớc thấm khi xảy ra hiện tƣợng sóng tràn ở mặt cắt hiện
trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2
34
2.21.
Dòng thấm qua thân đê khi xảy ra hiện tƣợng sóng tràn ở mặt
cắt hiện trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2
35
2.22.
Chuyển vị theo lƣới phần tử khi xảy ra hiện tƣợng sóng tràn ở
mặt cắt hiện trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2
35
2.23.
Cung trƣợt nguy hiểm khi xảy ra hiện tƣợng sóng tràn ở mặt
cắt hiện trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2
36
2.24.
Hệ số ổn định khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển ở mặt cắt
hiện trạng đƣờng đê Hiệp Thạnh trên Plaxis 8.2 (K=1,046)
36
3.1.
Ký hiệu các lớp vật liệu mô phỏng trong Plaxis 8.2
43
viii
Số hiệu
Tên hình
hình
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
Mô hình tính toán mặt cắt nâng cấp đƣờng đê Hiệp Thạnh mô
phỏng trên Plaxis 8.2
Tạo lƣới phần tử mặt cắt nâng cấp đƣờng đê Hiệp Thạnh trên
mô hình Plaxis 8.2
Cột nƣớc thấm khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển ở mặt
cắt nâng cấp đƣờng đê Hiệp Thạnh trên mô hnh Plaxis 8.2
Dòng thấm qua thân đê khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển
ở mặt cắt nâng cấp đƣờng đê Hiệp Thạnh trên mô hình Plaxis
Trang
43
43
44
44
8.2
Chuyển vị theo lƣới phần tử khi kiểm tra ổn định mái đê phía
3.6.
3.7.
biển ở mặt cắt nâng cấp đƣờng đê Hiệp Thạnh trên mô hình
Plaxis 8.2
Cung trƣợt nguy hiểm khi kiểm tra ổn định mái đê phía biểnở
mặt cắt nâng cấp đƣờng đê Hiệp Thạnh trên mô hình Plaxis
45
45
8.2
3.8.
Hệ số ổn định trƣợt khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển ở
mặt cắt nâng cấp đƣờng đê Hiệp Thạnh trên mô hình Plaxis
45
8.2 (K = 1,256)
3.9.
Cột nƣớc thấm khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ở mặt
cắt nâng cấp đƣờng đê Hiệp Thạnh trên mô hình Plaxis 8.2
46
3.10.
Dòng thấm qua thân đê khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng
ở mặt cắt nâng cấp đƣờng đê Hiệp Thạnh trên mô hình Plaxis
8.2
46
3.11.
Chuyển vị theo lƣới phần tử khi kiểm tra ổn định mái đê phía
đồng ở mặt cắt nâng cấp đƣờng đê Hiệp Thạnh trên mô hình
Plaxis 8.2
47
3.12.
Cung trƣợt nguy hiểm khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng
ở mặt cắt nâng cấp đƣờng đê Hiệp Thạnh trên mô hình Plaxis
8.2
47
3.13.
Hệ số ổn định trƣợt khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ở
mặt cắt nâng cấp đƣờng đê Hiệp Thạnh trên mô hình Plaxis
8.2 (K = 1,275)
48
3.14.
Độ lún nền đƣờng khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ở
48
ix
Số hiệu
Tên hình
hình
Trang
mặt cắt nâng cấp đƣờng đê Hiệp Thạnh trên mô hình Plaxis
8.2 (độ lún tại tim đƣờng S = 5,148cm)
3.15.
3.16.
3.17.
Mô hình tính toán mặt cắt đƣờng đê Hiệp Thạnh sử dụng hỗn
hợp vật liệu XT-TB-XM cho phần mở rộng trên Plaxis 8.2
Tạo lƣới phần tử mặt cắt đƣờng đê Hiệp Thạnh sử dụng hỗn
hợp vật liệu XT-TB-XM cho phần mở rộng trên Plaxis 8.2
Cột nƣớc thấm khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển ở mặt
cắt đƣờng đê Hiệp Thạnh sử dụng XT-TB-XM cho phần mở
49
49
50
rộng trên Plaxis 8.2
Dòng thấm qua thân đê khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển ở
3.18.
3.19.
mặt cắt đƣờng đê Hiệp Thạnh sử dụng XT-TB-XM cho phần
mở rộng trên Plaxis 8.2
Chuyển vị theo lƣới phần tử khi kiểm tra ổn định mái đê phía
biển ở mặt cắt đƣờng đê Hiệp Thạnh sử dụng XT-TB-XM cho
50
51
phần mở rộng trên Plaxis 8.2
3.20.
Cung trƣợt nguy hiểm khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển ở
mặt cắt đƣờng đê Hiệp Thạnh sử dụng XT-TB-XM cho phần
51
mở rộng trên Plaxis 8.2
Hệ số ổn định trƣợt khi kiểm tra ổn định mái đê phía biển ở
3.21.
3.22.
3.23.
mặt cắt đƣờng đê Hiệp Thạnh sử dụng XT-TB-XM cho
phần mở rộng trên Plaxis 8.2 (K = 1,264)
Cột nƣớc thấm khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ở mặt
cắt đƣờng đê Hiệp Thạnh sử dụng XT-TB-XM cho phần mở
rộng trên Plaxis 8.2
Dòng thấm qua thân đê khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng
ở mặt cắt đƣờng đê Hiệp Thạnh sử dụng XT-TB-XM cho
52
52
53
phần mở rộng trên Plaxis 8.2
3.24.
Chuyển vị theo lƣới phần tử khi kiểm tra ổn định mái đê
phía đồng ở mặt cắt đƣờng đê Hiệp Thạnh sử dụng XT-TBXM cho phần mở rộng trên Plaxis 8.2
53
3.25.
Cung trƣợt nguy hiểm khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng
ở mặt cắt đƣờng đê Hiệp Thạnh sử dụng XT-TB-XM cho
phần mở rộng trên Plaxis 8.2
54
x
Số hiệu
hình
Tên hình
Trang
Hệ số ổn định trƣợt khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ở
3.26.
mặt cắt đƣờng đê Hiệp Thạnh sử dụng XT-TB-XM cho phần
mở rộng trên Plaxis 8.2 (K = 1,331)
54
Độ lún nền đƣờng khi kiểm tra ổn định mái đê phía đồng ở
3.27.
mặt cắt đƣờng đê Hiệp Thạnh sử dụng XT-TB-XM cho phần
mở rộng trên Plaxis 8.2 (độ lún tại tim đƣờng S = 4,8cm)
55
xi
ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH ĐƢỜNG ĐÊ HIỆP THẠNH
VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ
Học viên: Võ Chí Công Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông
Mã số: 60.58.02.05 Khóa: 31 – Trƣờng Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng
Tóm tắt: Tuyến đƣờng đê Hiệp Thạnh là tuyến đƣờng bộ kết hợp đƣờng đê ven biển nhằm
khai thác, sử dụng có hiệu quả tài nguyên biển và vùng ven biển, phục vụ phát triển kinh tế - xă hội
của địa phƣơng, tăng cƣờng củng cố quốc phòng, an ninh nhằm bảo vệ vững chắc chủ quyền của tỉnh
Trà Vinh nói riêng và của đất nƣớc nói chung.
Đề tài hƣớng đến đánh giá hiện trạng tuyến đƣờng đê Hiệp Thạnh để xác định đƣợc các
nguyên nhân gây mất ổn định mái đê phía biển và mái đê phía đồng; đánh giá đƣợc độ ổn định của
thân đê và đề xuất giải pháp xử lý (bề mặt, thân đê) thông qua mô hình mô phỏng bằng phần mềm
Plaxis.
Trong luận văn này đề xuất sử dụng phế phẩm tại Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải tro bay - xỉ
than - xi măng để sửa chữa các thân đê bị hƣ hỏng; đồng thời đề xuất các giải pháp xử lý tăng cƣờng
khả năng chống thấm, ổn định của tuyến đƣờng đê Hiệp Thạnh bằng cách tiến hành tính toán thiết kế
nâng cấp tuyến đƣờng đê Hiệp Thạnh theo quy hoạch thông qua mô hình tính toán tren Plaxis. Song
song với giải pháp nâng cấp này tác giả đã tiến hành thay thế lớp cát đắp bằng hỗn hợp xỉ than – tro
bay – xi măng 4% và kiểm tra độ ổn định giải pháp này thông qua mô hình tính.
Từ khóa: Sử dụng phế phẩm tro bay – xỉ than – xi măng thay thế lớp cát trong gia cố đắp nền
xây dựng công trình.
ASSESSING THE STABILITY OF HIEP THANH DYKE LINE AND
PROPOSING THE HANDLING SOLUTIONS
Abbtract: Hiep Thanh dyke line is the road line combining with the coastal dyke way for
efficient exploitation and utilization of marine and coastal resources, contributing to the local socioeconomic development, enhancing the national defense and security in order to firmly protect the
sovereignty of Tra Vinh province in particular and the country in general.
The topic aims to evaluate the status quo of Hiep Thanh dyke line in order to determine the
causes for the unstability of coastal side and field side; to evaluate the stability of the dyke body and
give the handling proposal (surface, dyke body) through the Plaxis simulation model.
In this thesis, the author has proposed to use the waste products of Duyen Hai Thermal Power
Plant including fly-ash, cinder, cement to repair the damaged dyke bodies; propose the handling
solutions to enhance the waterproof ability and the stability of Hiep Thanh dyke line by calculating
and designing the Hiep Thanh dyke line renovation plans via the Plaxis model. In parallel to this
renovation solution, the author has replaced the sand layer with the mixture of fly-ash, cinder, cement
4% and check its stability via the calculation model.
Keywords: use the waste products including fly-ash, cinder, cement to replace the sand layer
in construction works foundation reinforcement
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết lự chọn ề ài
Trà Vinh là một tỉnh thuộc đồng bằng sông Cửu Long. Phía Bắc và Tây Bắc giáp
tỉnh Vĩnh Long. Phía Đông Bắc giáp tỉnh Bến Tre với sông Cổ Chiên. Phía Tây Nam
giáp tỉnh Sóc Trăng với sông Hậu. Phía Nam và Đông Nam giáp biển Đông với hơn 65
km bờ biển, nơi có 2 cửa sông (Cung Hầu và Định An) đƣợc xem là 2 cửa sông quan
trọng thông thƣơng khu vực đồng bằng sông Cửu Long với biển Đông, nối với cả nƣớc
và quốc tế. Do vậy, Trà Vinh có địa thế và tầm quan trọng phát triển về kinh tế và bảo
đảm an ninh quốc phòng đối với khu vực đồng bằng sông Cửu Long;
Trƣớc tình hình biến đổi khí hậu (BĐKH) đã và đang diễn ra ngày càng gay gắt
phức tạp với tốc độ nhanh và cực đoan; với dự báo theo kịch bản phát thải cao, trƣớc
mắt đến năm 2020, mực nƣớc biển sẽ dâng cao thêm 9 cm; chế độ động lực dòng chảy
ven biển sẽ bị thay đổi và sóng biển cao sẽ làm tình hình sạt lở thân đê nghiêm trọng,
không đảm bảo an toàn để bảo vệ sản xuất và tính mạng tài sản của ngƣời dân ở khu
vực ven sông ,ven biển;
Tuyến đƣờng đê Hiệp Thạnh là tuyến đƣờng bộ kết hợp đƣờng đê ven biển nhằm
khai thác, sử dụng có hiệu quả tài nguyên biển và vùng ven biển, phục vụ phát triển
kinh tế - xă hội của địa phƣơng, tăng cƣờng củng cố quốc phòng, an ninh nhằm bảo vệ
vững chắc chủ quyền của tỉnh Trà Vinh nói riêng và của đất nƣớc nói chung;
Tuyến đƣờng đê Hiệp Thạnh đƣợc hình thành trên cơ sở tận dụng tối đa các
tuyến đƣờng hiện có kết hợp với việc đầu tƣ xây dựng mới, kết nối thuận lợi với mạng
lƣới giao thông và phù hợp với các quy hoạch của tỉnh;
Tuyến đƣờng đê Hiệp Thạnh có thể kết hợp với hệ thống đê biển và hệ thống
đƣờng phòng thủ ven biển nhằm tạo thuận lợi trong xử lý các tình huống ứng phó với
thiên tai và tăng cƣờng củng cố quốc phòng, an ninh khu vực;
Chính vì vậy việc nghiên cứu đánh giá ổn định tuyến đƣờng đê Hiệp Thạnh, tỉnh
Trà Vinh là một vấn đề cần thiết và cấp bách để ứng dụng các giải pháp xử lý ổn định
bền vững một cách hiệu quả.
2. Đối ƣợng nghiên cứu
Nghiên cứu môi trƣờng địa chất nền đê và các yếu tố ảnh hƣởng đến ổn định thân
đê đoạn từ Km2+108 đến Km7+260 thuộc tuyến đƣờng đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh;
Nghiên cứu trên mô hình đánh giá ổn định thân đê trƣớc và sau khi đề xuất biện
pháp xử lý;
Sử dụng một số loại vật liệu hỗn hợp nhƣ: Tro bay - xỉ than - xi măng; cọc đất xi măng để sửa chữa các thân đê bị hƣ hỏng, tăng cƣờng khả năng chống thấm.
2
3. Mục tiêu nghiên cứu
3.1. Mục tiêu tổng quát
Xác định đƣợc các nguyên nhân gây mất ổn định thân đê; đánh giá đƣợc độ ổn
định của đê hiện trạng, đề xuất giải pháp ổn định (bề mặt, thân đê).
3.2. Mục tiêu cụ thể
Đánh giá các yếu tố gây mất ổn định: Nền đất yếu bên dƣới, triều cƣờng, sóng biển;
Đánh giá độ ổn định của thân đê thông qua mô hình;
Đề xuất sử dụng vật liệu phế phẩm sẵn có tại địa phƣơng để gia cố sửa chữa thân
đê; ứng dụng xây dựng hoàn chỉnh hệ thống đƣờng giao thông kết hợp xây dựng
đƣờng đê ven biển khác của tỉnh hƣớng tới ổn định;
Giảm giá thành xây dựng công trình;
Góp phần làm giảm ô nhiễm môi trƣờng vì chất thải xỉ than, tro bay đƣợc thải ra
từ các Nhà máy thuộc Trung tâm Nhiệt điện Duyên Hải.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu và tổng quan lý thuyết phục vụ đề tài về ổn định đê biển tại Hồ sơ thiết
kế bản vẽ thi công; hồ sơ hoàn công tuyến đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh;
- Nghiên cứu hồ sơ thiết kế, hồ sơ địa chất đánh giá các giai đoạn hƣ hỏng;
- Nghiên cứu sử dụng vật liệu, kết cấu mới ổn định thân đê, mái taluy;
- So sánh kết quả nghiên cứu đạt đƣợc với các nghiên cứu khác.
5. Ý nghĩ kho học à giá ị hực tiễn củ ề tài nghiên cứu
* Ý nghĩa khoa học:
- Đánh giá mức độ ổn định, biến dạng của đất nền đƣờng đê khi có sự thay đổi
loại vật liệu đắp trong khu vực tỉnh Trà Vinh;
- Đề xuất phƣơng pháp đánh giá độ ổn định và biến dạng khi có sự thay đổi về
loại vật liệu đắp.
* Ý nghĩa thực tiễn:
- Bền vững hóa hệ thống đê kết hợp đƣờng giao thông tại tỉnh Trà Vinh;
- Góp phần nâng cao việc sử dụng vật liệu tại địa phƣơng (tro bay - xỉ than - xi
măng; cát đen - tro bay - xi măng); tạo thêm việc làm cho một số ngành công nghiệp
tại địa phƣơng. Các biện pháp trên mang lại hiệu quả tối đa về vận động nội lực tại địa
phƣơng, trong nƣớc cho việc ứng dụng phế phẩm thực tế tại tỉnh Trà Vinh, đặc biệt là
các phế phẩm từ Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải;
- Kết quả nghiên cứu của luận văn có thể làm cơ sở tham khảo, phục vụ công
tác thiết kế, xây dựng các công trình có sử dụng kết cấu gia cố nền đƣờng.
3
6. Cấu trúc của luận ăn
Lời cảm ơn
Mở đầu
Chƣơng 1: Tổng quan về khu vực nghiên cứu và tình hình ứng dụng công nghệ bảo vệ bờ biển
Chƣơng 2: Đánh giá hiện trạng và kiểm tra ổn định đƣờng đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh
Chƣơng 3: Đề xuất giải pháp xử lý ổn định đƣờng đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh
Kết luận và kiến nghị
Danh mục các tài liệu tham khảo
4
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
VÀ TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BẢO VỆ BỜ BIỂN
1.1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
1.1.1. Tổng quan về điều kiện tự nhiên
a. Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình
Đƣờng đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh thuộc địa giới xã Long Hữu và Hiệp
Thạnh, thị xã Duyên Hải tỉnh Trà Vinh, có tổng diện tích 7055ha. Bắc giáp sông Thâu
Râu – ranh giới với xã Mỹ Long Nam huyền Cầu Ngang, Nam giáp sông Láng Chim –
ranh giới với xã Trƣờng Long Hòa và Long Toàn thị xã Duyên Hải, Tây giáp đƣờng
tỉnh 914 và Đông giáp biển.
Hình 1.1: Bản đồ các tuyến đê biển tỉnh Trà Vinh
Đây là vùng có cao độ địa hình khá thấp. Hàng năm, vào mùa mƣa lũ triều
cƣờng, các vũng trũng thƣờng bị ngập mặn 0,5 - 0,8m kéo dài trên 3 tháng do tuyến đê
hiện trạng đã bị hƣ hỏng nhiều đoạn và xuống cấp.
Dọc theo tuyến, hai bên nhà cửa thƣa thớt. Đoạn đầu tuyến (từ Km0+000 đến
Km2+409) cao trình bình quân mặt đất tự nhiên từ +2.00m đến +2.50m, chủ yếu là đất
trồng hoa màu; đoạn cuối tuyến (từ Km2+409 đến Km7+397 tại sông Giăng) cao độ thấp
+1.10m đến +1.30m, ở phía đồng có đê bảo vệ, hầu hết đƣợc tận dụng để đào ao nuôi tôm;
phía biển nhiều năm qua phần lớn các ao bị bỏ hoang do ngập triều.
b. Đặc điểm địa chất
Theo số liệu kết quả khoan và thí nghiệm địa chất 9 lỗ khoan x30m trên tuyến đê
5
hiện trạng do Viện Kỹ thuật Biển thực hiện (tháng 02/2013) đặc trƣng tiêu chuẩn về cơ
lý của các lớp đất từ mặt đất tự nhiên đến độ sâu khoan thăm dò (30m) nhƣ sau:
- Lớp 1: Đất tầng mặt, dày 3,7m, cát mịn màu nâu vàng, kết cấu chặt vừa. Dung
trọng γ = 1,94 T/m3; góc ma sát trong φ = 18°40’; lực dính C = 1,0 T/m2; hệ số thấm k
= 3,98x10-4 cm/s.
- Lớp 2: dày 18,8m; bùn sét lẫn cát màu xám xanh, trạng thái chảy. Dung trọng γ
= 1,73 T/m3; góc ma sát trong φ = 6°57’; lực dính C = 0,6 T/m2; độ sệt B = 1,96; hệ số
thấm k = 5,23x10-6 cm/s.
- Lớp 3: sét lẫn cát vàng nâu, xám xanh, trạng thái dẻo cứng. Lớp này nằm xen
kẻ với lớp 4, khi khoan đến độ sâu 30m vẫn chƣa phát hiện đáy lớp. Dung trọng γ =
1,92 T/m3; góc ma sát trong φ = 17°50’; lực dính C = 1,7 T/m2; độ sệt B = 0,43; hệ số
thấm k = 4,33x10-7 cm/s.
- Lớp 4: cát lẫn sét màu vàng nâu, xám xanh, trạng thái deo. Lớp này nằm xen kẻ
với lớp 3; k khi khoan đến độ sâu 30m vẫn chƣa phát hiện đáy lớp. Dung trọng γ =
2,00 T/m3; góc ma sát trong φ = 20°02’; lực dính C = 1,1 T/m2; độ sệt B = 0,55; hệ số
thấm k = 2,88x10-5 cm/s.
c. Đặc điểm khí hậu, khí tượng
- Khí hậu, thời tiết
Mang đặc tính chung của khí hậu Vùng Đồng bằng sông Cửu Long, khu vực
đƣờng đê Hiệp Thạnh, tỉnh Trà Vinh có chế độ nhiệt đới gió mùa, hàng năm có 02
mùa mƣa, nắng rõ rệt:
+ Mùa nắng từ tháng XI năm trƣớc đến tháng IV năm sau, lƣợng mƣa không đáng
kể (dƣới 2%), lƣợng bốc hơi lớn, cƣờng độ bức xạ mạnh, quá trình oxy hóa trong đất
tăng, cộng với tình trạng dòng chảy kiệt nên lƣợng nƣớc ngọt phục vụ tƣới hạn chế gây
hạn hán, gió chƣớng đẩy nƣớc mặn xâm nhập sâu vào nội đồng làm ảnh hƣởng nghiêm
trọng đến sự phát triển của cây trồng.
+ Mùa mƣa từ tháng V đến tháng XI, mƣa dầm tập trung vào các tháng VII đến tháng
X, lƣu lƣợng bình quân là 1620,7mm/năm (thống kê chung cho cả Tỉnh). Theo số liệu đo mƣa
tại trạm Long Hữu (thị xã Duyên Hải); từ năm 1993 đến nay, lƣơng mƣa ngày khá lớn
>50mm rất thƣờng xảy ra. Mặt khác, hạn Bà Chằn xuất hiện dài hơn và không cố định, gây
nhiều khó khăn trong dự báo thời tiết chủ động tƣới tiêu, gây thiệt hại đáng kể cho sản xuất và
sinh hoạt của nhân dân.
- Các ặc ƣng khí ƣợng chủ yếu:
+ Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình hàng năm là 30°C, cao nhất vào tháng V (34°C)
và thấp nhất vào tháng I (25,7°C).
+ Độ ẩm: Độ ẩm không khí bình quân là 84,8% và khác biệt rõ rệt theo mùa, cao nhất
6
là tháng VIII đến tháng X (87%); thấp nhất tháng III-V (79%-80%).
+ Mưa: Theo số liệu đo mƣa tại tỉnh Trà Vinh, lƣợng mƣa ngày lớn nhất và
lƣợng mƣa bình quân tháng nhƣ sau:
Bảng 1.1. Thống kê lượng mưa ngày lớn nhất (Trạm Long Hữu)
Năm
R1,max
2001 2002 2003
2004
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
66,5
105,8
99,6
60,1
61,5
58,5
107
111
73,6
70,5
72,9
118
(mm)
Bảng 1.2. Thống kê lượng mưa trung bình các tháng (Trạm Càng Long)
Năm
Rm
I
II
III
IV
0,4
3,8
1,1
30,3
V
VI
VII
VIII
IX
228,4 138,1 386,7 197,1 192,8
X
XI
XII
277
26
6,2
(mm)
+ Gió, bão: Gió Tây Nam mang theo nhiều hơi nƣớc, gây ra mƣa từ tháng V đến
tháng X hàng năm với vận tốc Vtb = 3-4 m/s. Gió mùa Đông Bắc hoặc gió chƣớng
Đông Nam thịnh hành từ tháng XI năm trƣớc đến tháng III năm sau, tốc độ gió trung
bình Vtb = 2-3 m/s, gần trực diện với các cửa sông lớn làm nƣớc biển dâng cao và đẩy
mặn truyền sâu vào nội đồng.
Vào mùa mƣa thƣờng có giông nhƣng ít có bão; gió không vƣợt quá cấp 7.
d. Chế độ thủy văn và hải văn
- Thủy ăn:
+ Sông ngòi kênh rạch
Vùng xây dựng tiếp giáp cửa Cung Hầu sông Cổ Chiên về phía Đông Bắc, trực
tiếp chịu ảnh hƣởng mạnh mẽ của chế độ bán nhật triều không điều ở Biển Đông.
Rạch phía Bắc có sông Thâu Râu, rạch phía Nam có sông Láng Chim; và nối liền
02 sông này là rạch Ông Ta, sông Giăng, rạch Ngà Cái, rạch Ông Lá, phân bố khá
đồng đều trên toàn mặt bằng 02 xã Long Hữu và Hiệp Thạnh.
+ Thủy triều - mực nước
Diễn biến mực nƣớc trong vùng theo chế độ bán nhật triều không đều, trong
tháng có 2 chu kỳ triều là triều cƣờng và triều kém. Triều cƣờng có đỉnh cao và chân
thấp duy trì từ 4-5 ngày vào những ngày giữa tháng và cuối tháng âm lịch; triều kém
đỉnh thấp và chân cao thƣờng xuất hiện ở hai nữa đầu chu kỳ triều.
Theo số liệu thủy văn từ năm 1993 đến nay tại trạm Đại Ngãi (sông Hậu) và trạm
Bến Trại (Cổ Chiên), các mực nƣớc triều điển hình đƣợc xét chọn để thiết kế cao trình
đỉnh đê cho toàn vùng dự án đê biển tỉnh Trà Vinh nhƣ sau:
Mực nƣớc max đã xuất hiện: Hmax = 2.14m (sông Hậu, tháng X/2011);
7
Mực nƣớc min đã xuất hiện: Hmin = -1.98m (sông Hậu, tháng VI/2007).
- Hải văn:
Tham khảo kết quả nghiên cứu của Viện Kỹ thuật Biển về đặc điểm tình hình hải
văn vùng biển tỉnh Trà Vinh nhƣ sau:
+ Lưu tốc, hướng dòng ven bờ bãi biển
Dòng hải lƣu en bờ: Hải lƣu gió, hải lƣu trôi, các dòng thẳng đứng gồm nƣớc
trồi và nƣớc chìm... Vào mùa đông với gió mùa Đông Bắc, dòng hải lƣu là hệ thống
vòng tròn ngƣợc chiều kim đồng hồ; vào mùa hè thì ngƣợc lại, hình thành xoáy
nghịch lại với hƣớng hải lƣu chính thuận chiều kim đồng hồ theo hƣớng Tây Nam –
Đông Bắc.
Dòng chảy do sóng dọc bờ và dòng ngang bờ: Khi độ dốc sóng lớn hơn 2,5%
thì sóng sẽ vỡ trƣớc khi đến bờ. Phía trong vùng sóng vỡ, đƣờng mặt sóng không còn
đối xứng, vận tốc phân bố chất lỏng ở đỉnh sóng hƣớng vào bờ sẽ lớn hơn vận tốc chân
sóng hƣớng ra khơi; vì vậy, bên trong vùng vỡ sóng, phía trên mặt sẽ luôn nhận đƣợc
nƣớc từ ngoài khơi mang vào.
+ Đặc điểm sóng của vùng biển tỉnh Trà Vinh
Sóng tại vùng ven biển phía Đông Đồng bằng sông Cửu Long thƣờng là sóng hỗn
hợp gió lừng. Độ cao và chu kỳ trung bình năm là 1,6m à 5,5 giây tƣơng ứng; độ cao
và chu kỳ sóng cực ại là 10,5m và 11,5 giây tƣơng ứng.
Sóng có độ cao lớn tập trung vào hƣớng Đông Bắc từ tháng XI đến tháng II năm
sau, tần suất lớn nhất vào tháng XII là 32%. Vào 2 tháng chuyển mùa từ gió Đông Bắc
sang Tây Nam, hƣớng sóng chủ yếu là hƣớng Tây (≥40%, cao nhất 54% vào tháng
VIII), còn hƣớng Tây Bắc chỉ khoảng 10%.
Riêng tại vùng ven biển tỉnh Trà Vinh, theo kết quả khảo sát của GS.TS.Trần
Nhƣ Hối thì ộ cao sóng cực lớn tần suất 1% tại chân ê biển khi ngập sâu nhất
hầu hết Hs = 0,8 – 1,0m [1].
+ Đặc điểm nước dâng do gió chướng và bão
Nƣớc dâng do gió chƣớng: Xảy ra từ tháng I đến tháng III hoặc IV; độ dâng tại
Vàm Kinh là 28cm, tại Mỹ Thanh là 44cm, tại Đại Ngãi sâu trong đất liền chỉ 21cm.
Nƣớc dâng do bão: Thực tế qua cơn bão số 5 năm 1997 cho thấy: bão cấp 1011, tốc độ di chuyển 20km/giờ, mƣa to 100-150mm và gió mạnh tại Cà Mau, Rạch Giá
đạt 12m/s (cấp 6: tại Phú Quốc 40cm/s (cấp 13) gây nƣớc dâng cao dọc theo bờ biển
phía Đông Đồng bằng sông Cửu Long trƣớc khi bão đổ bộ 12 giờ và kéo dài 20 giờ
sau đó, có thể hiện sự tƣơng quan với khoảng cách từ điểm tính đến tâm bão.
8
+ Tình hình xâm thực vùng bờ biển
Với đặc điểm hải văn nêu trên, hàng năm vào mùa gió bão, bờ biển tỉnh Trà Vinh
đã bị xâm thực của dòng sóng và triều cƣờng, ăn sâu vào đất liền làm hƣ hại hàng
nghìn mét đê, làm gãy đổ nhiều diện tích rừng phòng hộ, gây thiệt hại rất nhiều diện
tích đồng ruộng, vƣờn tƣợc, nhà cửa của cƣ dân vùng ven biển. Đặc biệt, tại xã Hiệp
Thạnh, thị xã Duyên Hải, theo quan trắc 20 năm qua, bờ biển đã ăn sâu vào đất liền
2,5km và làm mất 6000ha đất ven biển.
e. Tình hình ảnh hưởng của biến đổi khí hậu
Tình hình biến đổi khí hậu đã và đang diễn ra ngày càng gay gắt phức tạp trên
phạm vi toàn cầu; Đồng bằng sông Cửu Long là vùng bị ngập nặng, 2 tỉnh Bến Tre và
Trà Vinh chịu ảnh hƣởng thiệt hại nặng nề nhất.
Theo kịch bản trung bình do Bộ Tài nguyên & Môi trƣờng đã công bố, đến năm
2050 mực nƣớc biển dâng cao thêm 30cm và đến cuối thế kỷ 21 sẽ là 100cm. Và nhƣ
thế, 45,7% diện tích đất tự nhiên Trà Vinh sẽ bị ngập chìm sâu trong nƣớc, dãy đất ven
biển và cửa sông phục vụ nuôi trồng thủy sản và sản xuất nông nghiệp sẽ bị biến mất
dƣới mực nƣớc biển
1.1.2. Tình hình dân sinh - kinh tế - xã hội
Thị xã Duyên Hải có dân số 56.000 ngƣời; trong đó 02 xã Long Hữu và Hiệp
Thạnh có khoảng 17.500 ngƣời, phân bố không đồng đều, thƣa thớt ở ven đê biển và
đông đúc ở các khu thị tứ dọc theo QL 53 và ĐT 914.
Kinh tế của xã chủ yếu là nông nghiệp bao gồm các ngành sản xuất: trồng lúa và
hoa màu 300 ha, nuôi trồng thủy sản quảng canh cải tiến 3000 ha. Ngoài ra, trong vùng
có gần 100 cơ sở công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp, đa số là chế biến nông – lâm –
thủy sản, số ít còn lại là cơ sở dệt may, gia công sửa chữa cơ khí, xây dựng. Hiện nay,
các xã đều có chợ và đã có 01 chợ đầu mối quy mô khá lớn ở thị xã Duyên Hải, bảo
đảm cung ứng đầy đủ kịp thời nhu cầu sản xuất, sinh hoạt đời sống cho ngƣời dân.
1.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu ổn ịnh ê biển và ứng dụng công
nghệ bảo vệ bờ
1.2.1. Tình hình nghiên cứu ổn định đê biển trên thế giới
Nghiên cứu ổn định của đê biển có ý nghĩa to lớn trong bảo vệ đới bờ, vấn đề này
đã đƣợc nhiều quốc gia quan tâm đặc biệt là các quốc gia phát triển nhƣ Hà Lan, Đức,
Mỹ, Nhật Bản… Các vấn đề liên quan đến ổn định của hệ thống đê biển có thể kể đến
bao gồm mất ổn định do sóng tràn, mất ổn định do xói lở bãi phía trƣớc đê hay mất ổn
định do sóng trong bão. Đặc biệt trong thời gian gần đây vấn đề mực nƣớc biển dâng
do biến đổi khí hậu đã đe dọa nghiêm trọng đến ổn định hệ thống đê của các khu vực
ven biển trên thế giới. Đến nay đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu liên quan đến
9
các vấn đề nêu trên, tuy nhiên trong khuôn khổ luận văn này tác giả chỉ tổng quan một
số các nghiên cứu điển hình đƣợc áp dụng phổ biến trên thế giới.
De Waal và Van der Meer (1992) đã nghiên cứu sóng tràn qua đê mái nhẵn
không thấm. Trong đó lƣu lƣợng sóng tràn trung bình đƣợc quan tâm thêm độ thiếu
hụt của độ cao lƣu không đỉnh đê. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu này vẫn còn
nhiều hạn chế nhƣ không xét đến ảnh hƣởng của độ nhám mái đê, ảnh hƣởng của cơ
đê và nhất là tính sóng tràn thông qua sóng leo [14]. Van der Meer and Janssen (1995)
đã nghiên cứu bổ sung và làm hạn chế các thiếu hụt trƣớc đó bằng cách tính toán trực
tiếp sóng tràn thông qua độ lƣu không tƣơng đối. Sóng tràn còn phụ thuộc vào tính
chất tƣơng tác sóng với công trình thể hiện qua các sóng vỡ và sóng không vỡ. Trong
nghiên cứu này đã xây dựng đƣợc công thức tính toán sóng tràn có thể áp dụng cho đê
có cơ ở phía biển và xem xét độ nhám của mái đê.
K.W.Pilarczyk (2001) đã nghiên cứu đƣa ra cơ chế phá huỷ đê khi sóng tràn qua
việc mô tả tác động của sóng tràn với mặt cắt đê biển (hình 1.2). Mái đê phía biển chịu
trực tiếp tải trọng của sóng tác dụng. Thân đê có thể bị phá hỏng ở phía biển do tác
động của sóng và áp lực thấm đẩy ngƣợc dƣới đáy viên gia cố. Đỉnh đê có thể bị xói
bề mặt, lớp sét bọc ngoài thân đê có thể bị xói, trƣợt cục bộ do thấm hoặc trƣợt tổng
thể cả mái. Nhƣ vậy khi sóng tràn, cả mái trong đồng và mái ngoài biển đều có thể bị
phá hủy [16].
Hình 1.2. Cơ chế phá hủy đê do sóng tràn (theo K. W. Pilarczyk, 2001)
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, hàng năm bão ngày càng gia tăng cả về số
lƣợng và độ mạnh. Nhƣ là hệ quả, tốc độ xói lở mạnh mẽ có thể diễn ra dọc các đới
ven bờ trong tƣơng lai. Kriebel và Dean (1993) đã nghiên cứu và đƣa ra công thức dự
báo tốc độ xói lở bờ biển gây bởi sóng trong bão [18].
Bên cạnh cơ chế phá hủy đê do sóng tràn, xói lở bờ biển là một nguyên nhân ảnh
hƣởng đến ổn định lâu dài của đê biển. Mực nƣớc biển dâng cao đã làm cƣờng hóa xói lở
bờ biển. Để dự báo sự gia tăng mức độ xói lở do dâng cao mực nƣớc biển, Bruun (1962)
đã đƣa ra quan hệ giữa mức độ gia tăng xói lở và lƣợng dâng cao mực nƣớc [11].
Tại các đoạn bờ có đê, biển sẽ không tiếp tục lấn sâu vào đất liền và xói theo
phƣơng ngang chuyển sang xói theo phƣơng thẳng đứng, làm hạ thấp địa hình bãi biển
- Xem thêm -
.PDF 
80 
11 
55 
