Nghiên Cứu Phương Pháp Cố Kết Chân Không Để Xử Lý Nền Đất Yếu Trong Xây Dựng Công Trình

• Tác giả: Nguyễn Văn Thìn
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Bá Quỳ
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Xây Dựng Công Trình Thủy
• Đề tài: Nghiên Cứu Sóng Tràn Qua Đê Biển Có Tường Đỉnh Ở Bắc Bộ
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.4. Nội dung nghiên cứu
• 0.5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 0.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• 0.7. Những đóng góp mới của luận án
• 0.8. Cấu trúc của luận án
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU SÓNG TRÀN QUA ĐÊ BIỂN CÓ TƯỜNG ĐỈNH THẤP
• 1.1. Tổng quan về nghiên cứu sóng tràn qua đê biển
• 1.1.1. Tổng quan nghiên cứu sóng tràn trên thế giới
• 1.1.2. Tổng quan nghiên cứu sóng tràn ở Việt Nam
• 1.2. Nguyên nhân, cơ chế phá hoại đê biển và giải pháp giảm thiểu
• 1.2.1. Nguyên nhân hư hỏng đê biển
• 1.2.2. Cơ chế phá hoại đê biển do sóng tràn
• 1.2.3. Giải pháp giảm thiểu sóng tràn cho đê biển Bắc bộ
• 1.3. Tổng quan về đê biển có tường đỉnh thấp ở Miền Bắc
• 1.3.1. Khái quát chung
• 1.3.2. Đê biển có tường đỉnh thấp ở Hà Tĩnh
• 1.3.3. Đê biển có tường đỉnh thấp ở Thanh Hóa
• 1.3.4. Đê biển có tường đỉnh thấp ở Nam Định
• 1.3.5. Đê biển có tường đỉnh thấp ở Hải Phòng
• 1.4. Tổng quan nghiên cứu sóng tràn qua đê biển có tường đỉnh thấp
• 1.4.1. Ở trên thế giới
• 1.5. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH VẬT LÝ MÁNG SÓNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TƯỜNG ĐỈNH THẤP ĐẾN SÓNG TRÀN QUA ĐÊ BIỂN
• 2.1. Mục đích nghiên cứu
• 2.2. Cơ sở lý thuyết về tương tự
• 2.2.1. Tương tự về hình học
• 2.2.2. Tương tự về động học
• 2.2.3. Tương tự về động lực học
• 2.3. Mô tả thí nghiệm sóng đều
• 2.4. Mô hình đê và các tham số thí nghiệm
• 2.5. Chương trình thí nghiệm
• 2.6. Trình tự thí nghiệm và các tham số đo đạc
• 2.7. Phân tích kết quả thí nghiệm
• 2.7.1. Ảnh hưởng của tường đỉnh đến lưu lượng sóng tràn trung bình
• 2.7.2. Ảnh hưởng của tường đến chiều cao sóng bắn
• 2.8. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: TƯƠNG TÁC SÓNG – TƯỜNG VÀ DÒNG CHẢY SÓNG TRÀN QUA ĐÊ BIỂN CÓ TƯỜNG ĐỈNH THẤP
• 3.1. Mô hình NLSW (Tuấn và Oumeraci, 2010)
• 3.2. Hệ phương trình cơ bản
• 3.3. Sóng tràn đối với sóng ngẫu nhiên
• 3.4. Mô hình RANS-VOF (COBRAS-UC, máng sóng số)
• 3.4.1. Giới thiệu máng sóng số
• 3.4.2. Hệ phương trình cơ bản
• 3.5. Sóng tràn đối với sóng ngẫu nhiên
• 3.6. Sóng tràn đối với sóng đều
• 3.7. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN SÓNG TRÀN QUA ĐÊ BIỂN GIAO THỦY, TỈNH NAM ĐỊNH
• 4.1. Giới thiệu công trình
• 4.2. Tính toán sóng tràn
• 4.2.1. Các công thức cơ bản
• 4.2.2. Thiết lập bảng tính toán sóng tràn
• 4.3. Xây dựng phần mềm tính toán sóng tràn
• 4.4. Kết quả tính toán sóng tràn và đề xuất mặt cắt ngang đê biển
• 4.4.1. Kết quả tính sóng tràn qua đê biển Giao Thủy, tỉnh Nam Định
• 4.4.2. Đề xuất mặt cắt ngang đê biển
• 4.4.3. Phạm vi áp dụng
• 4.5. Kết luận chương 4
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 0.9. Kết quả đạt được của luận án
• 0.10. Những đóng góp mới của luận án
• 0.11. Tồn tại và hướng phát triển
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan nghiên cứu sóng tràn qua đê biển có tường đỉnh thấp

Nghiên cứu sóng tràn qua đê biển có tường đỉnh thấp là một lĩnh vực quan trọng trong kỹ thuật xây dựng công trình thủy. Phương pháp cố kết chân không được áp dụng để xử lý nền đất yếu, giúp tăng cường độ bền và ổn định cho các công trình. Các nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng sóng tràn có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho đê biển, đặc biệt là trong điều kiện bão và triều cường. Việc hiểu rõ cơ chế hoạt động của sóng tràn và ảnh hưởng của tường đỉnh thấp là rất cần thiết để phát triển các giải pháp kỹ thuật hiệu quả. Theo Saville (1955), nghiên cứu đầu tiên về sóng tràn đã mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo. Các nghiên cứu sau này đã cải tiến các công thức tính toán và đưa ra các mô hình thực nghiệm để dự đoán lưu lượng sóng tràn. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc áp dụng công nghệ xử lý nền đất yếu trong thiết kế và xây dựng đê biển.

1.1 Tổng quan nghiên cứu sóng tràn trên thế giới

Nhiều quốc gia có bờ biển đã thực hiện các nghiên cứu sâu rộng về sóng tràn. Các nghiên cứu này không chỉ tập trung vào lý thuyết mà còn bao gồm các thí nghiệm thực tế để xác định các yếu tố ảnh hưởng đến lưu lượng sóng tràn. Các công trình nghiên cứu của Owen (1980) và Van der Meer (1995) đã chỉ ra rằng độ nhám của mái đê và các yếu tố hình học có ảnh hưởng lớn đến lưu lượng sóng tràn. Việc áp dụng công nghệ cố kết chân không trong xây dựng đê biển có thể giúp cải thiện khả năng chống chịu của đê trước sóng tràn, từ đó bảo vệ tài sản và tính mạng của người dân ven biển.

1.2 Tổng quan nghiên cứu sóng tràn ở Việt Nam

Việt Nam có hơn 3260 km bờ biển và hệ thống đê biển đang phải đối mặt với nhiều thách thức từ thiên nhiên. Các nghiên cứu về sóng tràn qua đê biển ở Việt Nam vẫn còn hạn chế, đặc biệt là trong việc áp dụng các phương pháp hiện đại như cố kết chân không. Việc nghiên cứu sóng tràn không chỉ giúp nâng cao độ tin cậy trong thiết kế đê biển mà còn góp phần bảo vệ môi trường sinh thái và phát triển bền vững cho các vùng ven biển. Các giải pháp như xây dựng tường đỉnh thấp đã được đề xuất như một phương án khả thi để giảm thiểu tác động của sóng tràn.

II. Mô hình vật lý máng sóng nghiên cứu ảnh hưởng của tường đỉnh thấp đến sóng tràn qua đê biển

Mô hình vật lý máng sóng là một công cụ quan trọng trong việc nghiên cứu ảnh hưởng của tường đỉnh thấp đến sóng tràn. Các thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện kiểm soát cho phép đánh giá chính xác các yếu tố ảnh hưởng đến lưu lượng sóng tràn. Việc sử dụng mô hình này giúp xác định được các tham số quan trọng như chiều cao sóng bắn và lưu lượng sóng tràn trung bình. Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy rằng tường đỉnh thấp có thể làm giảm đáng kể lưu lượng sóng tràn qua đê, từ đó bảo vệ các công trình ven biển. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ xử lý nền đất yếu có thể cải thiện khả năng chịu lực của đê, giúp tăng cường độ bền cho các công trình.

2.1 Mô tả thí nghiệm sóng đều

Thí nghiệm sóng đều được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của tường đỉnh thấp đến sóng tràn. Các tham số như chiều cao sóng, lưu lượng sóng tràn và áp lực sóng được đo đạc và phân tích. Kết quả cho thấy rằng tường đỉnh thấp có khả năng giảm thiểu sóng tràn hiệu quả, đặc biệt trong các điều kiện sóng lớn. Việc áp dụng phương pháp cố kết chân không trong thiết kế đê biển có thể giúp tăng cường khả năng chống chịu của đê trước các tác động của sóng tràn.

2.2 Phân tích kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng tường đỉnh thấp không chỉ giảm lưu lượng sóng tràn mà còn ảnh hưởng đến chiều cao sóng bắn. Các số liệu thu thập được từ thí nghiệm đã được phân tích để xác định mối quan hệ giữa các tham số sóng và hình học tường. Việc hiểu rõ các yếu tố này sẽ giúp cải thiện thiết kế đê biển, từ đó bảo vệ tốt hơn cho các khu vực ven biển. Sự kết hợp giữa công nghệ xử lý nền đất yếu và thiết kế tường đỉnh thấp có thể tạo ra những giải pháp bền vững cho các công trình ven biển.