Tài liệu Luận văn mô phỏng ứng xử cơ học kè chắn bảo vệ mái đê biển gò công dưới tác dụng của sóng biển bằng phương pháp số

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CÔNG NGHIỆP LONG AN LÊ HỒNG HIẾU MÔ PHỎNG ỨNG XỬ CƠ HỌC KÈ CHẮN BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN GÒ CÔNG DƯỚI TÁC DỤNG CỦA SÓNG BIỂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã số: 8.58.02.01 Long An - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CÔNG NGHIỆP LONG AN LÊ HỒNG HIẾU MÔ PHỎNG ỨNG XỬ CƠ HỌC KÈ CHẮN BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN GÒ CÔNG DƯỚI TÁC DỤNG CỦA SÓNG BIỂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã số: 8.58.02.01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trương Tích Thiện Long An – 2019 i LỜI CAM ĐOAN Ngoài những kết quả tham khảo từ những công trình khác như đã được ghi trong luận văn, tôi xin cam kết rằng luận văn này là do chính tôi thực hiện và luận văn chỉ được nộp tại Trường Đại học Kinh tế Công nghiệp Long An. Tôi xin cam đoan rằng: Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa từng được sử dụng hoặc công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc. HỌC VIÊN THỰC HIỆN Lê Hồng Hiếu ii LỜI CẢM ƠN Luận văn cao học hoàn thành là kết quả của quá trình học tập và nghiên cứu của học viên tại Trường Đại học Kinh tế Công nghiệp Long An. Bên cạnh những nỗ lực của học viên, hoàn thành chương trình luận văn không thể thiếu sự giảng dạy, quan tâm, giúp đỡ của tập thể Thầy, Cô khoa Kiến trúc Xây dựng (Trường Đại học Kinh tế Công nghiệp Long An) trong quá trình học tập cũng như hoàn thành luận văn cao học này. Nhân đây, tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Trương Tích Thiện cùng tập thể các thầy cô, đồng nghiệp đã tận tình quan tâm, hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm, tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành tốt luận văn này. Cũng nhân dịp này, tôi xin trân trọng cám ơn gia đình, bạn bè, tập thể lớp Cao học Xây dựng đã hỗ trợ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn. HỌC VIÊN THỰC HIỆN Lê Hồng Hiếu iii Tóm tắt luận văn Kè chắn sóng là một trong các kết cấu bảo vệ chống lại sự sói mòn nghiêm trọng tại các bờ biển trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Đã có nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề này. Tuy nhiên, đây là vấn đề rất phức tạp và thường xuyên thay đổi theo thời gian. Các bài báo và công trình nghiên cứu trong nước hầu như vẫn sử dụng các mô hình thực nghiệm đơn giản hoặc dùng phương pháp giải tích, chưa áp dụng các phương pháp số vào tính toán ứng xử của bờ kè dưới tác dụng của sóng biển. Giải quyết được bài toán mô phỏng kè chắn sóng bằng phương pháp số sẽ mở ra nhiều hướng đi mới cho quá trình nghiên cứu, cải tiến và phát triển cấu kiện tự chèn để gia cố cho công trình kè. Bằng việc sử dụng phương pháp số, nhiều phương án thử nghiệm đa dạng cho các điều kiện ngoài tự nhiên như gió, bão, sóng thần đều có thể đưa vào công cụ mô phỏng để cho kết quả và tiết kiệm thời gian, chi phí so với thực nghiệm. Trong bài báo này, nhóm tác giả sẽ sử dụng phương pháp phân tích tương tác rắn lỏng để mô phỏng sự tác động của sóng lên công trình kè bãi biển Tân Thành. Tuy nhiên, đây là vấn đề rất phức tạp và thường xuyên thay đổi theo thời gian và không gian. Các bài báo và nghiên cứu trên vẫn sử dụng các mô hình thực nghiệm đơn giản hoặc dùng phương pháp giải tích, chưa áp dụng các phương pháp số vào tính toán ứng xử của bờ đê trên biển. Trong bài báo này, nhóm tác giả lực chọn kết cấu đê biển tại bờ biển Tân Thành (Tiền Giang) và sử dụng phần mềm Ansys để mô phỏng ứng xử cơ học của kết cấu dưới tác động của sóng, bằng phân tích tương tác rắn lỏng (FSI) dựa trên nền tảng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) và phương pháp thể tích hữu hạn (FDM). Kết quả thu được về biến dạng và ứng suất trên mặt bờ đê biển sẽ được phân tích chi tiết. iv MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. xi CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 1 1.1. Giới thiệu đề tài .................................................................................................. 1 1.2. Các phương pháp chống xói lở bờ biển............................................................ 1 1.2.1. Rừng phòng hộ ven biển ............................................................................... 1 1.2.2. Xây dựng đê/kè biển ..................................................................................... 2 1.3. Tình hình xói lở ở bờ sông, bờ biển gò Công – Tân Thành, Tiền Giang ...... 8 1.4. Tình hình nghiên cứu ....................................................................................... 12 1.4.1. Nghiên cứu trong nước ............................................................................... 12 1.4.2. Nghiên cứu ngoài nước ............................................................................... 13 1.5. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................. 13 1.6. Ý nghĩa của đề tài ............................................................................................. 13 1.7. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................... 14 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ........................................................................... 15 2.1. Động học lưu chất (Computer Fluid Dynamic – CFD)................................. 15 2.1.1. Giới thiệu .................................................................................................... 15 2.1.2. Giải thuật của CFD ..................................................................................... 16 2.2. Cơ sở tính toán tác động của sóng biển lên kết cấu ...................................... 18 2.2.1. Giới thiệu .................................................................................................... 18 2.2.2. Phân loại sóng ............................................................................................. 19 2.3. Phương pháp thể tích hữu hạn (Finite Volume Method) ............................. 20 2.4. Phương pháp phần tử hữu hạn ...................................................................... 23 2.4.1. Giới thiệu .................................................................................................... 23 2.4.2. Ưu nhược điểm của phương pháp phần tử hữu hạn-PPPTHH ................... 25 v 2.5. Phân tích tương tác rắn lỏng (Fluid–structure interaction) ........................ 27 2.5.1. Giới thiệu .................................................................................................... 27 2.5.2. Phân loại bài toán tương tác rắn lỏng ......................................................... 29 2.5.3. Ưu, nhược điểm của phân tích tương tác rắn lỏng...................................... 31 CHƯƠNG 3. MÔ HÌNH TÍNH TOÁN ..................................................................... 32 3.1. Kết cấu công trình ............................................................................................ 32 3.1.1. Cấu kiện tự chèn ......................................................................................... 32 3.1.2. Phần đỉnh kè................................................................................................ 33 3.1.3. Phần mái kè ................................................................................................. 34 3.1.4. Phần chân kè ............................................................................................... 35 3.2. Đặc tính của sóng biển ở bờ biển Gò Công .................................................... 36 3.3. Xác định độ cứng đối với nền đất đàn hồi ..................................................... 38 3.4. Thiết lập mô hình mô phỏng ........................................................................... 39 3.4.1. Mô tả bài toán ............................................................................................. 39 3.4.2. Xây dựng mô hình CAD ............................................................................. 39 3.4.3. Giải bài toán lưu chất .................................................................................. 41 3.4.4. Giải bài toán kết cấu quá độ (transient) ...................................................... 52 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 59 4.1. Kết luận ............................................................................................................. 59 4.2. Kiến nghị ........................................................................................................... 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 61 PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 62 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Lở đất tử thần ngày 22/3/2014 ở tiểu bang Oso, Mỹ làm 43 người chết, 10 người bị thương, hơn 50 ngôi nhà bị phá hủy. ................................................................ 1 Hình 1.2. Rừng phòng hộ ở bãi biển Tân Thành – Gò Công (Tiền Giang). ................... 2 Hình 1.3. Đê biển khổng lồ ở Hà Lan ............................................................................ 3 Hình 1.2. Một đoạn đê chắn biển ở bờ biển Tân Thành – Tiền Giang. .......................... 3 Hình 1.3 Một đoạn kè mềm.............................................................................................. 4 Hình 1.4. Hình vẽ các loại kè mềm. ................................................................................. 5 Hình 1.7. Mặt cắt ngang kè. ............................................................................................ 6 Hình 1.8. Chi tiết cấu kiện BT tự chèn D27CM. ............................................................. 7 Hình 1.9. Chi tiết lắp ghép. ............................................................................................. 8 Hình 1.10. Mặt trên của lớp cấu kiện. ............................................................................. 8 Hình 1.11. Xói lở ở bờ biển Việt Nam. ........................................................................... 9 Hình 1.12. Bờ biển gò Công Đông – Tân Thành........................................................... 10 Hình 1.13. Đường bờ biển đoạn từ khu du lịch Tân Thành đến cửa Tiểu và hình ảnh biển xâm thực tại phía nam du lịch Tân Thành. ............................................................ 11 Hình 1.14. Tình hình hư hại tuyến kè chắn sóng tại biển Tân Thành. .......................... 11 Hình 1.15. Mô hình hình học cấu kiện PĐT CM 5874. ................................................. 12 Hình 1.16. Mô hình đê ngầm thu nhỏ. ........................................................................... 12 Hình 2.1. Cấu trúc của các phần tử chất lỏng. ............................................................. 15 Hình 2.2. Miền liên tục và miền rời rạc trong không gian 1 chiều. .............................. 17 Hình 2.3. Mô hình rời rạc hoá trong không gian1D ..................................................... 17 Hình 2.4. Thông số cơ bản của sóng. ............................................................................ 19 Hình 2.5. Các khu vực trên biển và phân loại sóng theo từng khu vực. ....................... 20 Hình 2.6. Mô phỏng lưu chất bằng phương pháp thể tích hữu hạn. ............................. 20 Hình 2.7. Ô điều khiển ................................................................................................... 22 vii Hình 2.8. Mô hình lưới trong phương pháp phần tử hữu hạn. ..................................... 25 Hình 2.9. Các dạng tiếp xúc trong Ansys Workbench. .................................................. 28 Hình 2.10. Tương tác rắn lỏng. ..................................................................................... 28 Hình 2.11. Mô phỏng tương tác rắn lỏng giữa sóng biển và kết cấu tự chèn Tetrapod bằng phương pháp số. ................................................................................................... 28 Hình 2.12. Phương pháp giải bài toán tương tác rắn lỏng. .......................................... 29 Hình 2.13. Sơ đồ phương pháp giải tương tác rắn lỏng một chiều. .............................. 30 Hình 2.14. Các bước thiết lập bài toán tương tác rắn lỏng một chiều. ........................ 31 Hình 3.1. Theo thứ tự là mặt bằng, mặt cạnh A, mặt cạnh B và mặt cắt của cấu kiện. 32 Hình 3.2. Toàn thể hình chiếu bằng của kè bảo vệ. ...................................................... 33 Hình 3.3. Chi tiết đỉnh kè............................................................................................... 33 Hình 3.4. Hình ảnh đá dăm ngoài thực tế. .................................................................... 34 Hình 3.5. Chi tiết mái kè. ............................................................................................... 34 Hình 3.6. Chân kè giữa hai ống buy. ............................................................................. 35 Hình 3.7. Bản đồ khí hậu Gò Công. .............................................................................. 36 Hình 3.8. Vận tốc sóng phân bố trên biển khi có gió mùa Đông Bắc. .......................... 37 Hình 3.9. Vận tốc sóng phân bố trên biển khi có gió mùa Đông Bắc. .......................... 37 Hình 3.10. Mô hình 2D bằng Ansys Workbench. .......................................................... 40 Hình 3.11. Cấu tạo của các vật rắn............................................................................... 40 Hình 3.12. Vùng lưu chất............................................................................................... 41 Hình 3.13. Công cụ chia lưới mịn tại mặt tiếp xúc. ...................................................... 41 Hình 3.14. Lưới biên lưu chất. ...................................................................................... 42 Hình 3.15. Các vùng trong miền lưu chất. .................................................................... 42 Hình 3.16. Đặt tên cho các vùng trong miền lưu chất. ................................................. 42 Hình 3.17. Khởi động mô – đun Fluent. ........................................................................ 43 Hình 3.18. Thiết lập chung. ........................................................................................... 44 viii Hình 3.19. Chọn mô hình rối. ........................................................................................ 45 Hình 3.20. Thiết lập cho dòng chảy của sóng trong kênh mở. ...................................... 45 Hình 3.21. Thiết lập cho dòng chảy của sóng trong kênh mở. ...................................... 46 Hình 3.22. Chọn thông số vật liệu cho lưu chất. ........................................................... 46 Hình 3.23. Chọn thông số vật liệu cho lưu chất. ........................................................... 47 Hình 3.24. Chọn thông số vật liệu cho lưu chất. ........................................................... 47 Hình 3.25. Đặt điều kiện biên cho không khí. ............................................................... 48 Hình 3.26. Đặt điều kiện biên cho sóng. ....................................................................... 48 Hình 3.27. Đặt điều kiện biên cho sóng. ....................................................................... 49 Hình 3.28. Chọn phương pháp giải. .............................................................................. 49 Hình 3.29. Giải. ............................................................................................................. 50 Hình 3.30. Áp suất trên thành kè và trạng thái của sóng tại thời điểm t = 0,05s. ........ 50 Hình 3.31. Áp suất trên thành kè và trạng thái của sóng tại thời điểm t = 0,5s. .......... 51 Hình 3.32. Áp suất trên thành kè và trạng thái của sóng tại thời điểm t = 1s. ............. 51 Hình 3.33. Áp suất trên thành kè và trạng thái của sóng tại thời điểm t = 1,45s. ....... 51 Hình 3.34. Áp suất trên thành kè và trạng thái của sóng tại thời điểm t = 2s. ............. 51 Hình 3.35. File Excel kết quả áp suất. .......................................................................... 52 Hình 3.36. Thông số vật liệu bê tông............................................................................. 53 Hình 3.37. Thông số vật liệu đất. .................................................................................. 53 Hình 3.38. Chia lưới tự do với kích thước lưới 0,05 m. ................................................ 53 Hình 3.39. Đặt điều kiện biên nền đàn hồi. ................................................................... 54 Hình 3.40. Áp tải theo thời gian đã được chuyển đổi từ Fluent. ................................... 54 Hình 3.41. Áp suất và đồ thị áp suất tác dụng lên mặt phẳng bờ kè. ............................ 55 Hình 3.42. Đồ thị chuyển vị theo thời gian. .................................................................. 55 Hình 3.43. Chuyển vị tại thời điểm 0,1s. ....................................................................... 55 ix Hình 3.44. Chuyển vị tại thời điểm 0,5s ........................................................................ 56 Hình 3.45. Chuyển vị tại thời điểm 1s ........................................................................... 56 Hình 3.46. Chuyển vị tại thời điểm t lần lượt là 1,5s .................................................... 56 Hình 3.47. Chuyển vị tại thời điểm 2s ........................................................................... 56 Hình 3.48. Đồ thị ứng suất theo thời gian ..................................................................... 57 Hình 3.49 Ứng suất tại thời điểm 0,1s. ......................................................................... 57 Hình 3.50. Ứng suất tại thời điểm 0,5s. ........................................................................ 57 Hình 3.51. Ứng suất tại thời điểm 1s. ........................................................................... 57 Hình 3.52. Ứng suất tại thời điểm t lần lượt là 1,5s...................................................... 58 Hình 3.53. Ứng suất tại thời điểm 2s ............................................................................ 58 x DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. Hệ số nền ứng với từng loại đất....................................................................... 38 xi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CFD Computational Fluid Dynamic FEM Finite Element Method FVM Finite Volume Method PPPTHH Phương pháp phần tử hữu hạn PPTTHH Phương pháp thể tích hữu hạn 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu đề tài Trong hàng chục năm trở lại đây, trên khắp thế giới nói chung cũng như ở Việt Nam nói riêng, hiện tượng xói lở bờ biển đã trở thành vấn đề rất nghiêm trọng và cấp thiết hơn hẳn so với bồi tụ và được nhiều tổ chức khoa học và các nhà khoa học quan tâm. Xói lở bờ biển đã trở thành một trong những hiện tưọng thiên nhiên đe dọa khủng khiếp đến các cộng đồng dân cư và các hệ sinh thái ven bờ (đất ngập nước ven biển, cỏ biển, rạn san hô, rừng ngập mặn, v.v...). Hiện nay, xói lở bờ biển đã và đang xảy ra trên hầu hết các đoạn bờ biển cấu tạo do trầm tích bở rời, chưa được gắn kết như: cuội, sỏi, cát, bột-sét. Hình 1.5. Lở đất tử thần ngày 22/3/2014 ở tiểu bang Oso, Mỹ làm 43 người chết, 10 người bị thương, hơn 50 ngôi nhà bị phá hủy. 1.2. Các phương pháp chống xói lở bờ biển 1.2.1. Rừng phòng hộ ven biển Rừng phòng hộ ven biển được xây dựng và phát triển phục vụ mục đích ngăn cản sóng, chống sạt lở, bảo vệ các công trình ven biển, tăng độ bồi tụ phù sa, mở rộng diện 2 tích bãi bồi ra biển, hạn chế xâm nhập mặn, bảo vệ và phát triển nguồn lợi thủy sản. Trên thế giới và ở Việt Nam, rừng phòng hộ ven biển phần lớn là rừng ngập mặn. Hình 1.2.Rừng phòng hộ ở bãi biển Tân Thành – Gò Công (Tiền Giang).[nguồn: internet] 1.2.2. Xây dựng đê/kè biển 1.2.2.1. Đê biển Đê biển là rào cản hoặc tường vuông góc với bờ biển, thường được làm bằng bê tông, đá hoặc gỗ. Vật liệu được xây dựng trên phần hạ lưu, nơi mà sự dao động bờ biển chủ yếu theo một hướng, tạo ra bãi biển rộng và dồi dào hơn, do đó bảo vệ bờ biển. Đê biển không bảo vệ bãi biển chống lại các đợt sóng gây ra bởi bão và nếu đặt quá gần nhau tạo ra dòng chảy mang vật liệu ngoài khơi. Đê biển mang lại hiệu quả về chi phí, đòi hỏi ít bảo trì và là một trong những biện pháp phòng chống bờ biển phổ biến nhất. 3 Hình 1.3. Đê biển khổng lồ ở Hà Lan. [nguồn: internet] Hình 1.4. Một đoạn đê chắn biển ở bờ biển Tân Thành – Tiền Giang. [nguồn: internet] 4 1.2.2.2. Kè mềm (Soft Rock) Hình 1.5 Một đoạn kè mềm. [nguồn: internet] Kết cấu chính của hệ thống kè mềm là các bao địa kỹ thuật Soft Rock tạo thành từ các lớp vải địa kỹ thuật không dệt Terrafix hoặc Secutex được sản xuất tại Đức. Độ bền đặc biệt của các lớp vải không dệt giúp bao địa kỹ thuật Soft Rock có thể chịu được các điều kiện khắc nghiệt bên ngoài như địa hình không bằng phẳng, thủy triều, các loại tải trọng va đập. Với việc bổ sung thêm lớp bảo vệ, Soft Rock RS tăng cường khả năng kháng tia UV, tăng tính bền chắc của bao. Hệ lưới sợi được sản xuất theo phương thức dệt xuyên kim 3 phương, các sợi đan xen giúp giữ lại các hạt cốt liệu, đảm bảo hiệu suất lọc. Ngoài ra, khả năng chống xói mòn sẽ tăng lên sau khi thảm thực vật được tạo thành trên bề mặt bao. 5 Hình 1.6. Hình vẽ các loại kè mềm. [nguồn: internet] Công tác thi công kè mềm không quá phức tạp, vật liệu lấp đầy bao địa kỹ thuật Soft Rock có thể tận dụng nguồn đất cát có sẵn tại hiện trường. Điều này giúp giảm đáng kể chi phí vận chuyển, chi phí vận liệụ, chi phí thi công, qua đó mang lại hiệu quả kinh tế cao cho toàn bộ công trình. 1.2.2.3. Kè bảo vệ mái nghiêng Để giảm thiểu nguy cơ xói lở, trong xây dựng người ta sử dụng kết cấu bảo vệ mái nghiêng được gọi là kè bảo vệ mái nghiêng (KBVMN). Kè có hai bộ phận chính chịu tác động trực tiếp của sóng và dòng chảy là thân kè và chân kè. Trong nhiều năm nay Việt Nam đã sử dụng công nghệ truyền thống, nghiên cứu sáng chế và ứng dụng nhiều công nghệ nước ngoài nên hiện nay kết cấu kè này tồn tại ở nước ta tương đối phong phú và đa dạng. 6 Hình 1.7. Mặt cắt ngang kè. [nguồn: bản vẽ sở nông nghiệp và PTNT Tiền Giang] Độ dốc phía biển thông thường có hệ số mái nghiêng m = cotg 𝛼> 1. Thân kè chủ yếu được đắp bằng đất, trên nó có lớp gia cố. Lớp gia cố có rất nhiều loại: đá lát khan, đá xây, đá đổ, tấm bê tông đúc sẵn, xi măng,… Ngoài ra kè chắn sóng mái nghiêng còn ứng dụng nhiều cấu kiện tự chèn liên kết chặt chẽ nhằm tiêu hao năng lượng sóng và giảm ứng suất trên kè.  Ưu điểm: Đặc điểm của kè mái nghiêng là độ dốc mái phía biển tương đối thoải, tính ổn định tốt, phản xạ sóng trước đê ít, đáy đê rộng, ứng suất phân bố đều trên đất nền. Trong quá trình xây dựng có thể tận dụng được vật liệu dễ kiếm tại địa phương. Do kích thước lớn nên độ ổn định của công trình tốt, có thể thích ứng với hầu hết các địa hình.  Nhược điểm: Tốn nhiều vật liệu, thời gian trong quá trình xây dựng và không thể tận dụng mép ngoài bờ kè để neo đậu tàu. 1.2.2.4. Cấu kiện tự chèn Cấu kiện bê tông tự chèn gia cố nền công trình kè luôn được che kín chống lại mọi tác động xâm thực gây mất ổn định cho công trình, hấp thụ năng lượng sóng, giảm tải trọng tác động lên kè. Các kích thước hình học được tham khảo trong bản thiết kếLiên tiếp hai năm 2005 và 2006, bão đã đổ bộ trực tiếp vào Thanh Hóa và Nam Định với cấp độ lớn hơn cấp độ thiết kế, đê biển bị tràn, kè bảo vệ mái nghiêng bị hư 7 hỏng, có kè bị phá hủy hoàn toàn. Trên cùng đoạn đê được sử dụng nhiều loại kết cấu thì kết cấu kè bằng các cấu kiện bê tông tự chèn có mức độ hư hỏng ít hơn so với các hình thức kết cấu khác. Hình 1.8. Chi tiết cấu kiện BT tự chèn D27CM. [nguồn: bản vẽ sở nông nghiệp và PTNT Tiền Giang] Nhờ kiểu dáng và khả năng tạo liên kết của ngàm cấu kiện, chân cấu kiện sau khi gài hoàn toàn vào trong ngàm cấu kiện thì ngoài khả năng tạo ra liên kết gài tự chèn ba chiều trong mảng bê tông, ngàm cấu kiện còn có tác dụng như một khóa mềm khóa chân cấu kiện, triệt tiêu hoàn toàn chuyển vị đứng gây trượt theo các mặt bên và chuyển vị xoay của cấu kiện, hướng chuyển vị tự do duy nhất của cấu kiện là hướng về phía mặt phẳng nền công trình. Vì vậy, khi nền công trình bị lún hay biến dạng cục bộ võng xuống thì các cấu kiện cũng chuyển vị theo và mảng bê tông lắp ghép cũng biến dạng mềm tương ứng theo mặt nền, hiện tượng trượt và xoay theo mặt bên của cấu kiện tạo ra khe hở tại các mặt bên tiếp giáp bị triệt tiêu hoàn toàn, nói cách khác là liên kết gài tự chèn ba chiều trong mảng bê tông lắp ghép không bị phá hủy, nền công trình luôn được che kín chống lại mọi tác động xâm thực gây mất ổn định cho công trình.