Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu kết cấu đập hở dạng khung ống thép tròn chắn lũ bùn đá khu vực miền núi phía Bắc

Lũ bùn đá là một dạng thiên tai nghiêm trọng, gây ra những thiệt hại lớn về người và tài sản, đặc biệt tại các khu vực miền núi phía Bắc Việt Nam. Với tần suất và cường độ ngày càng gia tăng do biến đổi khí hậu, nhu cầu về các giải pháp phòng chống hiệu quả trở nên cấp thiết. Trong số các biện pháp công trình, đập hở chắn lũ bùn đá bằng khung ống thép tròn nổi bật với khả năng linh hoạt và hiệu quả. Tuy nhiên, các tác động động lực từ dòng chảy bùn đá và va chạm của vật liệu rắn đặt ra thách thức lớn đối với sự ổn định và an toàn của kết cấu. Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển và đánh giá các giải pháp kết cấu đập hở dạng khung ống thép tròn có khả năng hấp thụ lực, nhằm nâng cao hiệu suất bảo vệ và tối ưu hóa thiết kế.

Các nhà nghiên cứu, kỹ sư kết cấu, kỹ sư thủy lợi, và các chuyên gia trong lĩnh vực phòng chống thiên tai và quản lý rủi ro thiên tai, đặc biệt là những người quan tâm đến giải pháp công trình chắn lũ bùn đá tại khu vực miền núi.

Luận án "Nghiên cứu kết cấu đập hở dạng khung ống thép tròn chắn lũ bùn đá khu vực miền núi phía Bắc" tập trung giải quyết vấn đề cấp bách về phòng chống lũ bùn đá, một loại hình thiên tai có sức tàn phá lớn tại các khu vực miền núi, đặc biệt là phía Bắc Việt Nam. Công trình nghiên cứu này đề xuất một giải pháp kết cấu đập hở dạng khung ống thép tròn có khả năng hấp thụ lực, nhằm giảm thiểu tác động động lực từ va chạm của đá khối và dòng chảy bùn đá. Luận án đã sử dụng phương pháp tổng hợp, kết hợp nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm mô hình và mô phỏng số. Cụ thể, các thí nghiệm mô hình được tiến hành để xác định đặc trưng cơ học của vật liệu, độ cứng của lò xo và lực va chạm, đồng thời kiểm tra hành vi của khung ống thép tròn dưới tác dụng của dòng chảy bùn đá trong điều kiện thực tế. Song song đó, phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) được áp dụng để xây dựng mô hình số, phân tích ứng xử của kết cấu khung ống thép tròn có và không có thiết bị hấp thụ lực dưới tác dụng của lực va chạm, từ đó đánh giá ảnh hưởng của các tham số thiết kế như liên kết chân khung và góc nghiêng của thanh chống. Những kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc thiết kế, xây dựng các công trình đập chắn lũ bùn đá bền vững, hiệu quả hơn, góp phần quan trọng vào công tác phòng chống và giảm nhẹ rủi ro thiên tai tại các vùng núi phía Bắc Việt Nam.