Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng: Nghiên cứu ổn định mái taluy và chống sạt lở, xói lở trong công tác nạo vét sông khu vực tỉnh Đồng Tháp

Chia sẻ: ViJiji ViJiji | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:126

Thêm vào BST

Báo xấu

57
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn được nghiên cứu với mục tiêu nhằm thực trạng và nguyên nhân gây xói lở, sạt lở, đề tài dự báo các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định mái taluy bờ kênh và phân tích nghiên cứu, tính toán thủy văn để tìm ra đâu là nguyên nhân gây sạt lở bờ sông và đê bao tỉnh Đồng Tháp để làm cơ sở thiết kế sơ bộ chống sạt lở cho những công trình mới, đồng thời sẽ nhằm giảm thiểu thiệt hại hàng năm khi mùa nước nổi về. Qua đó giúp các đơn vị sử dụng có những định hướng cho công tác thiết kế, xây dựng, quản lý, khai thác các công trình bờ sông, đê bao tại tỉnh Đồng Tháp.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng: Nghiên cứu ổn định mái taluy và chống sạt lở, xói lở trong công tác nạo vét sông khu vực tỉnh Đồng Tháp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CÔNG NGHIỆP LONG AN -------------------------------- NGÔ VĂN LỘC NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH MÁI TALUY VÀ CHỐNG SẠT LỞ, XÓI LỞ TRONG CÔNG TÁC NẠO VÉT SÔNG KHU VỰC TỈNH ĐỒNG THÁP LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 8.580.201 Long An, năm 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CÔNG NGHIỆP LONG AN -------------------------------- NGÔ VĂN LỘC NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH MÁI TALUY VÀ CHỐNG SẠT LỞ, XÓI LỞ TRONG CÔNG TÁC NẠO VÉT SÔNG KHU VỰC TỈNH ĐỒNG THÁP LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 8.580.201 Người hướng dẫn Khoa học: TS. PHẠM VĂN HÙNG Long An, năm 2019
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sỹ này là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng tôi. Các số liệu khoa học sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu trong luận án do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với thực tiễn của Việt Nam. TÁC GIẢ LUẬN VĂN NGÔ VĂN LỘC
ii LỜI CẢM ƠN Lời cảm ơn đầu tiên và quan trọng nhất, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn chính TS. Phạm Văn Hùng, Phó Phân viện Trưởng, Phân viện Khoa học Công nghệ Giao thông Vận tải phía Nam đã dành nhiều thời gian cho tôi. Thầy đã gợi ý giúp tôi hình thành ý tưởng của đề tài, tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tôi vượt qua nhiều khó khăn để hoàn thành luận văn. Thầy đã truyền đạt những kiến thức sâu về chuyên ngành và tận tình hướng dẫn, cung cấp mọi tài liệu cần thiết và giới thiệu các cơ sở vật chất hỗ trợ cho đề tài. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tất cả quý Thầy, Cô trong bộ môn cũng như các Thầy, Cô trong Phòng đào tạo sau đại học đã truyền đạt kiến thức và tạo nhiều thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường. Quá trình học tập và nghiên cứu dưới sự giảng dạy tận tình của các thầy cô khoa Kỹ thuật Xây dựng trường đại học Kinh tế Công nghiệp Long An, tôi học được nhiều kinh nghiệm thực tiễn, hiểu biết sâu rộng hơn và trưởng thành hơn về kiến thức chuyên môn. Tôi xin cảm ơn gia đình, anh chị em và các bạn bè đồng nghiệp luôn ủng hộ, động viên, khích lệ và tạo điều kiện để tôi hoàn thành khóa học này. Với những kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế của bản thân, chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót khi thực hiện luận văn. Vì vậy, tôi cũng xin gởi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy, Cô phản biện và hội đồng bảo vệ luận văn đã góp ý để tìm ra những thiếu sót trong luận văn. Kính mong Thầy, Cô và các bạn bè đồng nghiệp góp ý để luận văn được hoàn thiện hơn. TÁC GIẢ LUẬN VĂN NGÔ VĂN LỘC
iii NỘI DUNG TÓM TẮT Trong những năm gần đây, tình trạng sạt lở ven sông tỉnh Đồng Tháp đã gây ra nhiều tổn thất đáng kể, ảnh hưởng nghiêm trọng đến tình hình phát triển kinh tế xã hội của cả khu vực. Sạt lở chủ yếu do dòng chảy có vận tốc quá lớn và bị thay đổi hướng do các nguyên nhân khách quan và chủ quan, gây xói lở tạo thành các hố xoáy, hàm ếch trên bờ kênh gây ra tình trạng sạt lở trên diện rộng vô cùng nguy hiểm. Để khắc phục tình trạng này, nhà nước đã dành những khoản chi không nhỏ từ ngân sách cho việc xây dựng và cải tạo các công trình phòng chống sạt lở. Tuy vậy, các sự cố sạt lở vẫn tiếp tục tái diễn tại nhiều vị trí. Câu hỏi đặt ra là làm thế nào để phòng chống sạt lở một cách hiệu quả và kinh tế. Với định hướng như vậy, luận văn này tiến hành nghiên cứu về nguyên nhân, cơ chế, mức độ tác động của các yếu tố gây ra hiện tượng sạt lở ven sông ở tỉnh Đồng Tháp. Luận văn sử dụng các số liệu thu thập được để tính toán bằng phương pháp giải tích và phương pháp mô phỏng các bài toán ổn định mái dốc bằng phần mềm SLOPE/W. Từ đó rút ra kết luận và đánh giá khả năng ứng dụng của đề tài vào thực tiễn cho khu vực ven bờ sông tỉnh Đồng Tháp nói riêng và Đồng bằng sông Cửu Long nói chung.
iv ABSTRACT Sliding have intensively happened in Dong Thap province recently. This issue has caused many serious damages to property and threatened lives, which has many negative effects to the province development. Mainly status due to velocity of flow is too large and the change in direction due to objective and subjective reasons, that is the main causing to cause erosion and to creat chasm on the riverbanks. Many precautionary treatments were executed but not effective. They are inclined to only respond after the issues happen, or come with the high cost. The failures were still repetitive. The question is how to prevent sliding effectively and functional. In order to find methods to prevent sliding, this thesis would like to present the investigation of sliding at Dong Thap province and also explain the causes and the mechanism of sliding. Several scenarios were simulated by SLOPE/W software to indicate the impact of each element to slope ability. Therefrom, drawning general conclusions and ratting the ability applications of the topic to practice for the area.
5 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................... ix DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ ................................................................... xi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG VIỆT ........................................................ xv DANH MỤC VIẾT TẮT TIẾNG ANH............................................................... xvi PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG XÓI LỞ, SẠT LỞ TẠI TỈNH ĐỒNG THÁP ........................................................................................................ 5 1.1 Giới thiệu về tỉnh Đồng Tháp ........................................................................... 5 1.1.1 Vị trí địa lý .............................................................................................. 5 1.1.2 Địa hình, địa mạo .................................................................................... 6 1.1.3 Địa chất................................................................................................... 6 1.1.4 Khí hậu ................................................................................................... 7 1.1.5 Mưa ........................................................................................................ 7 1.1.6 Độ ẩm ..................................................................................................... 7 1.1.7 Điều kiện thủy văn .................................................................................. 7 1.2 Tình hình xói lở và sạt lở tại tỉnh Đồng Tháp .................................................... 8 1.2.1 Tình hình xói lở....................................................................................... 8 1.2.2 Tình hình sạt lở ...................................................................................... 12 1.2.3 Xã Long Thuận, huyện Hồng Ngự ......................................................... 13 1.2.4 Cù lao Long Phú Thuận.......................................................................... 14 1.2.5 Xã Bình Thành, huyện Thanh Bình ........................................................ 14 1.3 Các nguyên nhân gây sạt lở ............................................................................. 15 1.3.1 Ảnh hưởng của địa hình ......................................................................... 17 1.3.2 Ảnh hưởng của nước mặt, nước ngầm và dòng chảy .............................. 17 1.3.3 Khai thác cát .......................................................................................... 18 1.3.4 Các hoạt động kinh tế - xã hội khác:....................................................... 18 1.3.5 Kết cấu nền đường không ổn định .......................................................... 19 1.4 Các giải pháp phòng chống sạt lở ở tỉnh Đồng Tháp ........................................ 19
vi 1.5 Kết luận chương 1 ........................................................................................... 21 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH XÓI LỞ DO DÒNG CHẢY VÀ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BỜ SÔNG .............................................................................. 22 2.1 Giới thiệu ....................................................................................................... 22 2.2 Ảnh hưởng của thành phần hạt........................................................................ 24 2.2.1 Ảnh hưởng của đặc tính cơ lý đất đến xói lở.......................................... 26 2.2.2 Xói lở cục bộ trong đất dính khi chưa xuất hiện vết nứt......................... 29 2.2.3 Tốc độ dòng chảy giới hạn gây xói ........................................................ 30 2.3 Ảnh hưởng của nồng độ bùn cát trong dòng chảy ........................................... 30 2.3.1 Bùn cát lơ lửng...................................................................................... 31 2.3.2 Bùn cát đáy ........................................................................................... 32 2.3.3 Lượng vận chuyển bùn cát .................................................................... 32 2.4 Ảnh hưởng của khai thác cát dưới lòng sông................................................... 33 2.4.1 Vùng xói lở phía hạ lưu ......................................................................... 35 2.4.2 Vùng xói lở phía thượng lưu ................................................................. 37 2.5 Ảnh hưởng của mực nước sông và nước lũ ................................................ 38 2.5.1 Ảnh hưởng của mực nước sông đến đường bão hòa nước trong thân nền đường và công trình ven sông ......................................................................... 39 2.5.2 Ảnh hưởng của mực nước lũ lên nền đường và công trình ven sông ....... 39 2.6 Ảnh hưởng của xói lở đến mái taluy và nền đường, công trình ven sông.......... 40 2.6.1 Chiều sâu hố xói do dòng chảy đối với mái taluy nền đường có gia cố mái ....................................................................................................................... 40 2.6.2 Ổn định chống sạt lở mái taluy do hiện tượng xói lở của dòng chảy lũ gây ra .................................................................................................................... 42 2.6.3 Xói lở do nước mặt chảy xói lở mặt mái dốc .......................................... 43 2.7 Kết luận chương 2 ........................................................................................... 43 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI TALUY CỦA KÊNH, LÒNG SÔNG ............................................................................... 45 3.1 Giới thiệu ....................................................................................................... 45 3.2 Phương pháp xác định ổn định mái dốc .......................................................... 46 3.3 Vị trí cung trượt nguy hiểm nhất ..................................................................... 47
vii 3.3.1 Phương pháp tính toán ổn định mái dốc trên cơ sở trạng thái cân bằng giới hạn – phương pháp phân mảnh....................................................................... 47 3.4 Cơ sở lý thuyết ............................................................................................... 50 3.4.1.1 Phương pháp Fellenius 1927 ......................................................... 52 3.4.1.2 Phương pháp đơn giản hóa của Janbu (1973) ................................ 53 3.4.1.3 Phương pháp đơn giản hóa của Bishop .......................................... 54 3.5 Kết luận chương 3 .......................................................................................... 55 CHƯƠNG 4: KIỂM TOÁN XÓI LỞ, SẠT LỞ KHU VỰC VEN SÔNG TIỀN TỈNH ĐỒNG THÁP ........................................................................................... 57 4.1 Giới thiệu ....................................................................................................... 57 4.1.1 Xã Long Thuận, huyện Thanh Bình ...................................................... 58 4.1.1.1 Đặc trưng địa chất ......................................................................... 59 4.1.1.2 Chỉ tiêu cơ lý................................................................................. 59 4.1.2 Xã Thường Phước 1, huyện Hồng Ngự ................................................. 60 4.1.2.1 Đặc trưng địa chất ......................................................................... 60 4.1.2.2 Chỉ tiêu cơ lý................................................................................. 61 4.1.3 Đặc trưng bùn cát .................................................................................. 61 4.1.4 Chế độ dòng chảy .................................................................................. 62 4.1.5 Địa chất, thổ nhưỡng khu vực ven sông Tiền......................................... 64 4.1.6 Địa hình và hình thái lòng dẫn ............................................................... 64 4.2 Phương pháp tính toán giải tích ...................................................................... 66 4.2.1 Xói lở dạng hàm ếch ............................................................................. 66 4.2.2 Chiều sâu hố xói.................................................................................... 73 4.2.3 Xói lở do khai thác cát .......................................................................... 74 4.2.3.1 Ảnh hưởng của độ dốc lòng sông .................................................. 74 4.2.3.2 Ảnh hưởng của đường kính cỡ hạt................................................. 75 4.2.3.3 Ảnh hưởng của chiều dài vùng khai thác ....................................... 76 4.2.3.4 Ảnh hưởng của chiều sâu vùng khai thác....................................... 77 4.3 Phương pháp tính toán mô phỏng ................................................................... 77
viii 4.3.1 Xã Long Thuận, huyện Thanh Bình ...................................................... 78 4.3.1.1 Phân tích tính toán......................................................................... 78 4.3.1.2 Kết quả phân tích .......................................................................... 78 4.3.1.3 Đánh giá ........................................................................................ 97 4.3.2 Xã Thường Phước 1, huyện Hồng Ngự ................................................. 97 4.3.2.1 Phân tích tính toán......................................................................... 97 4.3.2.2 Kết quả phân tích .......................................................................... 98 4.3.2.3 Đánh giá ...................................................................................... 100 4.4 Kết luận chương 4 ........................................................................................ 104 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................ 105 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................... 107
ix DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNG BIỂU TÊN BẢNG BIỂU TRANG Bảng chỉ tiêu cơ lý các lớp đất điển hình tại xã An Hòa, huyện Bảng 1.1 6 Tam Nông, tỉnh Đồng Tháp (LAS – XD 475) Lượng mưa trung bình tháng (mm) quan trắc được tại trạm đo Bảng 1.2 7 Cao Lãnh (QCVN 02:2009/BXD) Tình hình xói lở bờ sông Tiền tỉnh Đồng Tháp giai đoạn 2000- Bảng 1.3 8 2013 Thống kê các khu vực xói lở lớn trên sông Tiền thuộc tỉnh Đồng Bảng 1.4 9 Tháp Bảng 1.5 Tình hình sạt lở ở các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long 12 Bảng 2.1 Các thí nghiệm tốc độ xói với 9 mẫu đất khác nhau 27 Bảng 2.2 Mức độ xói lở đất 27 Tốc độ dòng nước cho phép lớn nhất không gây ra hiện tượng Bảng 2.3 41 rửa xói đối với các nhóm đất đá khác nhau Các phương pháp phân tích ổn định mái dốc theo trạng thái cân Bảng 3.1 49 bằng giới hạn Tình hình xói lở bờ sông Tiền tỉnh Đồng Tháp, giai đoạn 2009- Bảng 4.1 57 2013 [12] Bảng 4.2 Tình hình xói lở bờ sông Tiền huyện Hồng Ngự [12] 57 Bảng 4.3 Tình hình xói lở bờ sông Tiền huyện Thanh Bình [12] 58 Bảng 4.4 Các đặc trưng cơ lý của vị trí nghiên cứu 59 Bảng 4.5 Các đặc trưng cơ lý của vị trí nghiên cứu 61 Vận tốc dòng chảy sông Tiền trung bình nhiều năm và vận tốc Bảng 4.6 62 cho phép không xói của bờ sông, m/s [10] Sự thay đổi mái taluy đến khoảng cách d khi đường nứt nằm ở Bảng 4.7 69 thân mái dốc Sự thay đổi mái taluy đến khoảng cách d khi đường nứt nằm ở Bảng 4.8 72 thân mái dốc Ảnh hưởng của độ dốc lòng sông đến vùng xói lở do khai thác Bảng 4.9 75 cát Ảnh hưởng của đường kính cỡ hạt đến vùng xói lở do khai thác Bảng 4.10 76 cát
x Ảnh hưởng của bề rộng vùng khai thác đến vùng xói lở do khai Bảng 4.11 77 thác cát Ảnh hưởng của chiều sâu vùng khai thác đến vùng xói lở do khai Bảng 4.12 78 thác cát Bảng 4.13 Các mô hình phân tích sạt lở 79 Kết quả phân tích hệ số ổn định FS (xã Long Thuận, huyện Bảng 4.14 79 Thanh Bình) Bảng 4.15 Các mô hình phân tích sạt lở 82 Kết quả phân tích hệ số ổn định FS (xã Thường Phước 1, huyện Bảng 4.16 83 Hồng Ngự)
xi DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ ĐỒ THỊ VÀ TÊN ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ TRANG HÌNH VẼ Hình 1.1 Bản đồ hành chính các tỉnh Đồng Tháp 5 Hình 1.2 Xói lở do dòng chảy làm bào mòn chân mái bờ 10 Vỡ đê do lũ lớn tại kênh Cà Mũi, xã Tân Thành A, huyện Hình 1.3 11 Tân Hồng, tỉnh Đồng Tháp Hình 1.4 Ảnh hưởng của dòng chảy lũ đến đất ven bờ 11 Hình 1.5 Vị trí các khu vực sạt lở bờ trên hệ thống sông ở ĐBSCL 13 Hình 1.6 Sạt lở nghiệm trọng tại huyện Hồng Ngự 13 Sạt lở gần 100m dài, ăn sâu vào đất liền 15m tại cù lao Hình 1.7 14 Long Phú Thuận Xói lở nghiêm trọng của bờ sông Tiền tại xã Bình Thành, Hình 1.8 15 huyện Thanh Bình, tỉnh Đồng Tháp Hình 1.9 Sơ đồ tổng hợp các nguyên nhân gây mất ổn định bờ sông 13 Hình 1.10 Sơ đồ tổng hợp các giải pháp phòng chống sạt lở 20 Xói lở nghiêm trọng của bờ sông Tiền tại xã Bình Thành, Hình 1.11 15 huyện Thanh Bình, tỉnh Đồng Tháp Biểu đồ tỷ lệ của hiện tượng xói lở và sạt lở (Foster et al., Hình 2.1 22 2000) Các dạng phá hoại chính thường xảy ra ở đê, đập, đường Hình 2.2 22 đắp cao Xói ngầm và mất ổn định kết cấu hạt (trái) và xói lở tại vị Hình 2.3 23 trí tiếp xúc giữa 2 lớp đất (phải) Hình 2.4 Xói lở tạo lỗ thủng tập trung (trái) và xói lở chậm (phải) 2434 Quy trình xói lở do tiếp xúc giữa 2 lớp đất Hình 2.5 24 (International Levee Handbook 2013) Biểu đồ Hjulstrom thể hiện quan hệ tốc độ dòng chảy Hình 2.6 – kích thước hạt trong các điều kiện xói, vận chuyển, 2535 lắng đọng Hình 2.7 Tiêu chuẩn thiết kế thành phần hạt mịn 2635
xii ĐỒ THỊ VÀ TÊN ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ TRANG HÌNH VẼ Sơ đồ hình thành vùng xói lở ở phía thượng lưu và hạ Hình 2.8 34 lưu khi khai thác cát dòng sông Sơ đồ nguyên lý hình thành vùng chuyển động xoáy Hình 2.9 35 của dòng chảy tại ranh giới phía thượng lưu và hạ lưu. Sơ đồ phân vùng xói lở khi khai thác cát dưới lòng Hình 2.10 35 sông Hình dạng vùng xói lở sau khi bị bào mòn ở phía hạ Hình 2.11 36 lưu Hình dạng vùng xói lở sau khi bị bào mòn ở phía Hình 2.12 37 thượng lưu Ví dụ về cơ chế xảy ra xói lở khi mực nước sông cao Hình 2.13 39 hơn mực nước ngầm Trường hợp mực nước thượng lưu cao nhất, hạ lưu Hình 2.14 40 không có nước Trường hợp hai bên thượng lưu và hạ lưu đều có mực Hình 2.15 40 nước cao nhất Trường hợp mực nước hai bên thượng lưu và hạ lưu Hình 2.16 41 đều rút hết Nguyên nhân gây phá hoại dạng hàm ếch do sóng Hình 2.17 43 (Scott. 2002) Các mô hình cơ bản khi mực nước thay đổi; nước sông hồ (A), mực nước giảm (B), mực nước tăng (C), và Hình 3.1 mực nước dao động (D). Áp lực nước (WL), Vị trí 46 mực nước ngầm (GWL), và mực nước bên ngoài (EWL) Nền đường bị lún sụp (trái) và Nền đất bị đẩy ngang Hình 3.2 47 (phải) Hình 3.3 Phá hoại theo mặt trượt sâu (trái) và Mái dốc bị mất ổn 47
xiii ĐỒ THỊ VÀ TÊN ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ TRANG HÌNH VẼ định (phải) Sơ đồ tính toán cung trượt theo phương pháp phân Hình 3.4 48 mảnh Sơ đồ tính toán phân mảnh theo phương pháp phân Hình 3.5 48 mảnh Phương pháp phân mảnh đơn giản hóa của Bishop Hình 3.6 (Das 2006): (a) Mặt trượt thử; (b) Lực tác dụng lên 52 mảnh thứ n; (c) Đa giác lực cho cân bằng Hình 4.1 Sạt lở tại xã Long Thuận, huyện Thanh Bình 58 Hình 4.2 Sạt lở tại xã Thường Phước 1, huyện Hồng Ngự 60 Hình 4.3 Đặc trưng bùn cát khu vực ven sông Tiền 62 Hướng dòng chảy của sông Tiền từ biên giới Việt Hình 4.4 64 Nam – Campuchia đến Mỹ Tho, Tiền Giang Sơ đồ tính xói lở cục bộ tại chân mái dốc có dạng hàm Hình 4.5 66 ếch, đường nứt dọc nằm trên thân mái dốc Mối quan hệ dựa ứng suất kéo của đất trên trục ứng Hình 4.6 66 suất pháp Các lực tác dụng lên khối đất khi bị xói lở hàm ếch ở Hình 4.7 67 chân mái taluy Sơ đồ tính toán các kích thước hình học giả định khối Hình 4.8 67 xói lở Sơ đồ tính xói lở cục bộ tại chân mái dốc có dạng hàm Hình 4.9 ếch, đường nứt dọc nằm trên đỉnh mái dốc phần vai 69 đường Hình dạng mái taluy bị phá hoại sau khi xảy ra xói lở Hình 4.10 73 hàm ếch Sơ đồ hình thành vùng xói lở phía thượng lưu và hạ Hình 4.11 75 lưu khi khai thác cát
xiv ĐỒ THỊ VÀ TÊN ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ TRANG HÌNH VẼ Hình 4.12 Trường hợp chưa có tải trọng ứng với MNCN 95 Hình 4.13 Trường hợp chưa có tải trọng ứng với MNTN 95 Hình 4.14 Trường hợp có tải trọng ứng với MNCN 96 Hình 4.15 Trường hợp có tải trọng ứng với MNTN 96 Hình 4.16 Trường hợp chưa có tải trọng ứng với MNCN 98 Hình 4.17 Trường hợp chưa có tải trọng ứng với MNTN 99 Hình 4.18 Trường hợp có tải trọng ứng với MNCN 99 Hình 4.19 Trường hợp có tải trọng ứng với MNTN 100
xv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG VIỆT STT TỪ VIẾT TẮT VIẾT ĐẦY ĐỦ 1 MNCN Mực nước cao nhất 2 MNTN Mực nước thấp nhất 3 ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long 4 ĐTM Đồng Tháp Mười
xvi DANH MỤC VIẾT TẮT TIẾNG ANH STT TỪ VIẾT TẮT VIẾT ĐẦY ĐỦ 1 FS Factor Safety 2 LE Limited Equivalence
1 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) thuộc hạ lưu sông Mê Kông, có địa hình thấp, bằng phẳng, và phần lớn diện tích có cao độ nhỏ hơn +2 m so với mực nước biển. Với hệ thống kênh rạch chằng chịt và còn là một trong những con sông lớn nhất thế giới, sông Mê Kông có mùa lũ từ tháng 9 đến tháng 12 với lượng dòng chảy chiếm 90% tổng lượng dòng chảy năm. Vì vậy, tổng lượng nước đổ vào ĐBSCL từ thượng nguồn và lượng mưa của vùng khoảng 500 tỉ m3, riêng lượng nước vào mùa nước lớn chiếm khoảng 80%. Do đó, khu vực ĐBSCL phải gánh chịu lũ với cường độ lớn, thời gian lâu và phạm vi ảnh hưởng rộng hơn các khu vực khác của sông Mê Kông. Đồng Tháp là tỉnh thuộc ĐBSCL, nằm ở đầu nguồn sông Tiền nên chịu ảnh hưởng trực tiếp chế độ thủy văn sông Mê Kông khi vào mùa nước lớn. Vì vậy, phần lớn diện tích đất ở Đồng Tháp bị ngập sâu và kém thoát nước, ảnh hưởng đến đời sống sản xuất và sinh hoạt của người dân trong vùng. Hơn nữa, vào mùa lũ vận tốc dòng chảy của nước trong lòng kênh, sông tương đối lớn, kết hợp với tác động của tàu thuyền gây sạt lở mái và nền đường nghiêm trọng. Theo thống kê của Uỷ ban Nhân dân tỉnh Đồng Tháp (2014), từ năm 2000 đến 2013 toàn tỉnh có khoảng 84 điểm sạt lở, tổng chiều dài đường giao thông và đê bao bị sạt lở khoảng 163 km. Tổng thiệt hại về tài sản hơn 2.700 tỷ đồng. Vì vậy, nghiên cứu này tập trung phân tích và đánh giá được tính ổn định của bờ sông Tiền tại các khu vực tập trung dân cư nhằm dự báo diễn biến xói lở trong tương lai để có thể đề xuất các giải pháp quản lý và quy hoạch dân cư của đất tỉnh Đồng Tháp cũng như đề xuất các điểm xung yếu, chỉnh trị dòng chảy để phòng sạt lở từ xa. Từ đó, nghiên cứu các giải pháp xây dựng đảm bảo yêu cầu kinh tế và kỹ thuật để phòng tránh thiệt hại do sạt lở mái taluy để bảo vệ tài sản trong mùa lũ và phục vụ người dân phát triển sản xuất. 2. Mục tiêu nghiên cứu Trên cơ sở thực trạng và nguyên nhân gây xói lở, sạt lở, đề tài dự báo các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định mái taluy bờ kênh và phân tích nghiên cứu, tính toán thủy văn để tìm ra đâu là nguyên nhân gây sạt lở bờ sông và đê bao tỉnh Đồng Tháp để
2 làm cơ sở thiết kế sơ bộ chống sạt lở cho những công trình mới, đồng thời sẽ nhằm giảm thiểu thiệt hại hàng năm khi mùa nước nổi về. Qua đó giúp các đơn vị sử dụng có những định hướng cho công tác thiết kế, xây dựng, quản lý, khai thác các công trình bờ sông, đê bao tại tỉnh Đồng Tháp. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng: Luận văn nghiên cứu cho một đoạn nền đường. Phạm vi nghiên cứu: Do hạn chế về thời gian, đề tải chỉ tập trung nghiên cứu về cơ sở lý thuyết tính toán sạt lở và xói lở do sóng và dòng chảy và kiểm toán tại một vài vị trí cụ thể ở tỉnh Đồng Tháp. 4. Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận văn: - Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp thí nghiệm trong phòng, khảo sát, thí nghiệm ngoài hiện trường (tốc độ dòng chảy, góc dòng chảy so với mái taluy, thành phần hạt trong dòng chảy) để đối chứng kết quả nghiên cứu rút ra kết luận nghiên cứu của đề tài. - Thu thập thêm tài liệu địa chất, bản vẽ thiết kế và biện pháp thi công đê bao ở địa phương. - Lấy mẫu địa chất tại vị trí có đê bao sạt lở đem thí nghiệm xác định thành phần cỡ hạt, phân loại đất. - Xem xét ảnh hưởng của mực nước sông tới ổn định mái taluy, sự cố gây sạt lở xói lở bờ sông, đáy sông và đê bao, đưa ra biện pháp chống sạt lở, xói lở bờ sông và đê bao tại khu vực xác định thành phần hạt và tốc độ dòng chảy gây ra xói lở bờ và đáy sông. - Phân tích ổn định và xói lở bờ sông. Xác định tốc độ xói lở bờ sông thực chất là xác định tốc độ biến hình ngang của lòng sông, dưới tác dụng chính của các lực thủy động lực học, kết quả là khối đất bờ sông mất ổn định, sụp đổ xuống sông. Tốc độ xói lở bờ sông phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, nhưng các yếu tố chính cần được quan tâm đặc biệt đó là: dòng chảy, hình dạng lòng dẫn, tính ổn định của lòng dẫn tại đó, xói lở ngang và xói lở sâu đi đến mất cân bằng lòng dẫn của lòng sông.