Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu hiện tượng nứt dăm đê sông vùng đồng bằng sông Hồng và dự báo khả năng bị nứt của một số đoạn đê

Luận án này nghiên cứu hiện tượng nứt dăm trên đê sông, một vấn đề ngày càng trở nên cấp thiết đối với hệ thống đê điều tại Đồng bằng sông Hồng. Trong bối cảnh thay đổi về điều kiện tự nhiên và hoạt động giao thông, các vết nứt dăm xuất hiện với tần suất và quy mô lớn hơn, đe dọa an toàn đê. Nghiên cứu này nhằm làm sáng tỏ cơ chế hình thành vết nứt và cung cấp cơ sở khoa học cho công tác dự báo, sửa chữa, nâng cấp đê.

Luận án này hướng đến các nhà khoa học, kỹ sư, cán bộ quản lý trong lĩnh vực thủy lợi, xây dựng công trình thủy, và các cơ quan quản lý đê điều, đặc biệt là những người quan tâm đến an toàn và bền vững của hệ thống đê sông tại Đồng bằng sông Hồng.

Luận án tiến sĩ kỹ thuật này tập trung vào hiện tượng nứt dăm trên đê sông tại Đồng bằng sông Hồng, một khu vực có hệ thống đê điều quan trọng cho sản xuất nông nghiệp và đời sống. Đề tài xuất phát từ thực trạng các vết nứt dăm trên mặt và mái đê ngày càng phổ biến và nghiêm trọng hơn trong những năm gần đây, đặc biệt vào mùa khô, do sự thay đổi của môi trường (ít bị ngâm nước hơn vì các hồ chứa thượng nguồn) và áp lực giao thông tăng cao. Mặc dù đã có các nghiên cứu trước đây, nhưng cơ chế phát sinh vết nứt, đặc biệt là các câu hỏi về sự xuất hiện theo mùa và vị trí nứt, vẫn chưa được giải thích đầy đủ. Mục tiêu chính của luận án là làm sáng tỏ cơ chế gây ra hiện tượng nứt dăm đê thông qua quan sát thực địa, thí nghiệm trong phòng (nghiên cứu sự biến đổi thể tích của đất thân đê theo chu kỳ khô-ướt) và mô phỏng bằng mô hình toán. Nội dung nghiên cứu bao gồm việc xác định ảnh hưởng của hàm lượng hạt sét và hạt mịn trong đất đắp thân đê, phân tích sự biến đổi thể tích và ứng suất kéo gây biến dạng do thay đổi độ ẩm, giải thích các hiện tượng nứt đê đã xảy ra trong lịch sử, và cuối cùng là phân tích, dự báo khả năng phát sinh nứt dăm cho một số đoạn đê điển hình, từ đó đề xuất giải pháp sửa chữa, xử lý phù hợp. Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết (tổng hợp tài liệu trong và ngoài nước), thực nghiệm (khoan lấy mẫu, thí nghiệm vật lý và cơ học đất tại hiện trường và phòng thí nghiệm để xác định cơ chế nứt do thay đổi độ ẩm), mô hình số (sử dụng phần mềm chuyên ngành như Abaqus, Ansys để mô phỏng và so sánh với mô hình vật lý), và phương pháp chuyên gia. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở thân, mặt và mái đê sông Hồng thuộc các tỉnh/thành phố trọng điểm như Hà Nội, Hải Phòng, Bắc Giang, Bắc Ninh, Hà Nam, Hải Dương, Hưng Yên, Nam Định, Ninh Bình, Thái Bình, Vĩnh Phúc, tập trung vào giai đoạn khởi phát vết nứt do thay đổi môi trường cuối mùa khô. Luận án không đi sâu vào sự phát triển vết nứt trong mùa mưa hay ảnh hưởng của nước mưa và tải trọng giao thông sau đó. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý và bảo vệ hệ thống đê điều.