Nghiên cứu hình dạng tối ưu của khối nêm cho móng đê biển Nam Bộ

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP NỀN MÓNG ĐÊ Ở ĐỒNG BẰNG NAM BỘ

1.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN

1.1.1. Vị trí địa lý

1.1.2. Địa chất công trình

1.1.3. Phân bố đất yếu theo mặt bằng

1.1.4. Đặc trưng cơ lý của đất bùn sét ở một số tỉnh ven biển

1.2. TẢI TRỌNG GIỚI HẠN CỦA NỀN VÀ CHIỀU CAO GIỚI HẠN CỦA ĐÊ TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN

1.3. HIỆN TRẠNG ĐẮP ĐÊ TRÊN ĐẤT YẾU

1.3.1. Đắp đê chờ nền cố kết theo thời gian

1.3.2. Thay thế nền

1.3.3. Đắp đê trên bè cây

1.4. GIẢI PHÁP MÓNG NÔNG CHO KHỐI ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU

1.4.1. Móng Top-base

1.4.2. Móng gia cố khối

1.4.3. Móng khối nêm

1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG I

2. CHƯƠNG II: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA GIẢI PHÁP MÓNG KHỐI NÊM

2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN MÓNG NÔNG

2.1.1. Nền móng nông

2.1.2. Các dạng phá hoại nền

2.1.3. Tải trọng giới hạn của nền

2.1.4. Phương pháp tính toán ứng suất, biến dạng

2.1.5. Xác định tải trọng giới hạn của nền theo thí nghiệm hiện trường

2.1.5.1. Dựa vào quan sát thí nghiệm bàn nén tại hiện trường

2.1.5.2. Dựa vào đường cong nén lún

2.2. MÓNG KHỐI NÊM CHO ĐÊ BIỂN

2.3. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG LỰC TÁC DỤNG LÊN KHỐI NÊM

2.4. NGHIÊN CỨU ỨNG SUẤT, BIẾN DẠNG MÓNG KHỐI NÊM BẰNG MÔ HÌNH SỐ

2.4.1. Lựa chọn phần mềm

2.4.2. Trình tự tính toán

2.4.3. Xây dựng mô hình tính toán

2.4.4. Chia lưới phần tử

2.4.5. Thực hiện tính toán

2.4.6. Kết quả tính toán

2.4.7. Bình luận kết quả

2.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG II

3. CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU ỨNG SUẤT, BIẾN DẠNG MÓNG KHỐI NÊM TRÊN MÔ HÌNH VẬT LÝ

3.1. MỤC TIÊU, VỊ TRÍ, SỐ LƯỢNG KHỐI NÊM THÍ NGHIỆM

3.2. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM

3.3. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM

3.3.1. Cảm biến ứng suất

3.3.2. Tấm nén phẳng và đồng hồ đo lún

3.3.3. Khung truyền lực

3.3.4. Kích thủy lực

3.3.5. Thiết bị ghi, lưu trữ và xử lý kết quả

3.3.6. Thiết bị, dụng cụ khác

3.3.7. Nguyên lý đo ứng suất, biến dạng

3.4. THIẾT KẾ MÔ HÌNH

3.4.1. Xác định giới hạn biên

3.4.2. Vị trí cảm biến ứng suất và kích thước khối nêm thí nghiệm

3.5. XÂY DỰNG MÔ HÌNH

3.5.1. Bể thí nghiệm

3.5.2. Đắp đất trong mô hình

3.5.3. Chế tạo khối nêm

3.5.4. Thi công, lắp đặt

3.6. THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU TRÊN MÔ HÌNH

3.7. QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM

3.8. XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

3.9. BÌNH LUẬN KẾT QUẢ

3.10. KẾT LUẬN CHƯƠNG III

4. CHƯƠNG IV: NGHIÊN CỨU HÌNH DẠNG HỢP LÝ CỦA KHỐI NÊM ĐỂ LÀM MÓNG ĐÊ BIỂN NAM BỘ

4.1. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ỨNG SUẤT, BIẾN DẠNG

4.2. PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN MÔ HÌNH VẬT LIỆU

4.2.1. Các mô hình vật liệu trong Plaxis 3D

4.2.2. Lựa chọn mô hình vật liệu trên phần mềm Plaxis 3D để mô phỏng lại kết quả thí nghiệm trên MHVL

4.2.3. Xây dựng mô hình và chia lưới phần tử

4.2.4. Thực hiện tính toán và xem kết quả

4.2.5. Phân tích kết quả, lựa chọn mô hình vật liệu

4.3. ẢNH HƯỞNG CỦA GÓC VÁT KHỐI NÊM ĐẾN ỨNG SUẤT TRONG NỀN

4.4. ẢNH HƯỞNG CỦA HÌNH DẠNG MẶT BẰNG KHỐI NÊM ĐẾN ỨNG SUẤT, BIẾN DẠNG CỦA MÓNG

4.4.1. Nghiên cứu với kích thước nền của MHVL

4.4.2. Xây dựng mô hình nghiên cứu

4.4.3. Nghiên cứu ứng suất đáy móng khối nêm với nền đê thực tế

4.5. HIỆU CHỈNH CÔNG THỨC GIẢI TÍCH ĐÃ THIẾT LẬP

4.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG IV

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu

Luận án 'Nghiên cứu hình dạng tối ưu của khối nêm cho móng đê biển Nam Bộ' tập trung vào việc xác định hình dạng hợp lý của khối nêm nhằm cải thiện hiệu quả của móng đê biển trong điều kiện đất yếu tại Nam Bộ. Mục tiêu chính là nghiên cứu ứng suất và biến dạng của nền móng khối nêm, từ đó đề xuất giải pháp thiết kế phù hợp với điều kiện tự nhiên và kinh tế. Đặc biệt, luận án nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng vật liệu tại chỗ, nhằm giảm thiểu chi phí và tác động đến môi trường. Theo quy hoạch thủy lợi, việc xây dựng đê biển mới là cần thiết để kiểm soát mặn, lũ và triều cường, đồng thời bảo vệ dân cư và cơ sở hạ tầng.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát của nghiên cứu là xác định hình dạng hợp lý của khối nêm cho móng đê biển Nam Bộ. Mục tiêu cụ thể bao gồm nghiên cứu ứng suất, biến dạng của nền móng khối nêm, thiết lập công thức tính ứng suất đáy móng khối nêm, và đánh giá hiệu quả của giải pháp này trong điều kiện thực tế. Việc nghiên cứu này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại ứng dụng thực tiễn cao trong xây dựng đê biển tại khu vực này.

II. Tổng quan về nền móng đê biển

Chương này trình bày tổng quan về các giải pháp nền móng đê biển ở đồng bằng Nam Bộ, đặc biệt là các đặc điểm tự nhiên và địa chất của khu vực. Đất nền ở đây chủ yếu là đất yếu, điều này đặt ra thách thức lớn cho việc thiết kế và thi công móng đê biển. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc sử dụng khối nêm có thể cải thiện đáng kể khả năng chịu tải và ổn định cho đê biển. Hình dạng của khối nêm cũng ảnh hưởng lớn đến ứng suất phân bố trong nền, do đó việc nghiên cứu hình dạng tối ưu là rất cần thiết.

2.1. Đặc điểm tự nhiên và địa chất

Đồng bằng Nam Bộ có đặc điểm địa chất phức tạp với nhiều loại đất yếu như bùn sét, điều này ảnh hưởng đến khả năng chịu tải của nền móng. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng các giải pháp nền móng phù hợp có thể giảm thiểu rủi ro sụt lún và tăng cường độ ổn định cho móng đê biển. Các giải pháp như móng khối nêm đã được đề xuất nhằm cải thiện tình trạng này, với mục tiêu tối ưu hóa hình dạng và vật liệu sử dụng.

III. Phương pháp nghiên cứu

Luận án áp dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm để xác định hình dạng tối ưu của khối nêm. Phương pháp mô hình số và mô hình vật lý được sử dụng để phân tích ứng suất và biến dạng của móng đê biển. Các phần mềm như Plaxis 3D được sử dụng để mô phỏng và tính toán ứng suất trong nền. Kết quả từ các thí nghiệm thực tế sẽ được so sánh với các mô hình lý thuyết để đánh giá tính chính xác và hiệu quả của các giải pháp đề xuất.

3.1. Mô hình số và mô hình vật lý

Mô hình số được xây dựng dựa trên các thông số địa chất thực tế của khu vực nghiên cứu. Các thí nghiệm mô hình vật lý được thực hiện để kiểm tra tính khả thi của khối nêm trong điều kiện thực tế. Kết quả từ mô hình số và mô hình vật lý sẽ cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng để xác định hình dạng tối ưu của khối nêm, từ đó đề xuất giải pháp thiết kế hiệu quả cho móng đê biển.

IV. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng hình dạng của khối nêm có ảnh hưởng lớn đến ứng suất và biến dạng của nền móng. Các thí nghiệm cho thấy rằng khối nêm với góc vát 450 cho kết quả tốt nhất về khả năng chịu tải và ổn định. Việc sử dụng vật liệu tại chỗ không chỉ giảm chi phí mà còn tăng cường tính bền vững cho công trình. Những phát hiện này có thể được áp dụng rộng rãi trong thiết kế và thi công móng đê biển tại Nam Bộ.

4.1. Phân tích kết quả

Phân tích kết quả cho thấy rằng khối nêm có khả năng phân bố ứng suất tốt hơn so với các loại móng truyền thống. Điều này giúp giảm thiểu nguy cơ sụt lún và tăng cường độ ổn định cho móng đê biển. Các số liệu thu thập được từ thí nghiệm và mô hình số đã chứng minh tính khả thi của giải pháp này, mở ra hướng đi mới cho việc thiết kế nền móng trong điều kiện đất yếu.

V. Kết luận và kiến nghị

Luận án đã xác định được hình dạng tối ưu của khối nêm cho móng đê biển Nam Bộ, đồng thời đề xuất các giải pháp thiết kế phù hợp với điều kiện địa chất tại khu vực. Kết quả nghiên cứu không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại ứng dụng thực tiễn cao, góp phần vào việc xây dựng các công trình đê biển bền vững và hiệu quả. Kiến nghị cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến ứng suất và biến dạng của nền móng trong các điều kiện khác nhau.

5.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Cần thực hiện thêm các nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến ổn định của móng đê biển. Việc áp dụng công nghệ mới trong thiết kế và thi công cũng cần được xem xét để nâng cao hiệu quả và tính bền vững cho các công trình đê biển trong tương lai.

Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu hình dạng hợp lý của khối nêm để làm móng đê biển Nam Bộ