BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
PHẠM HUY DŨNG
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MƯA ĐẾN ỔN ĐỊNH
MÁI DỐC ĐẤT KHÔNG BÃO HÒA
Ngành:
Địa kỹ thuật xây dựng
Mã số:
9580211
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
HÀ NỘI, NĂM 2020
Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Thủy lợi
Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Hoàng Việt Hùng
Người hướng dẫn khoa học 2: GS. Nguyễn Công Mẫn
Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Huy Phương - Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Phản biện 2: PGS.TSKH. Trần Mạnh Liểu - Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội
Phản biện 3: PGS.TS. Đoàn Thế Tường - Viện Địa kỹ thuật
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp tại
Room 5 - K1, trường Đại học Thủy lợi, 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội
vào lúc 8 giờ 30 ngày 23 tháng 12 năm 2020
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Quc gia;
- Thư viện Trường Đi hc Thy li.
1
M ĐẦU
1. Tính cp thiết của đề tài
Trong những năm vừa qua, nước ta đã xảy ra hàng loạt sự cố công trình liên
quan đến hiện tượng trượt lở mái dốc gây thiệt hại lớn về người và tài sản. Hiện
tượng trượt lở không chỉ xảy ra đối với các mái dốc tự nhiên, còn sự cố
thường xuyên đối với mái dốc đất đắp như đường, đê, đập, hố móng... Một
trong những tác nhân chính dẫn đến mất ổn định mái dốc do mưa. Gần đây
nhấtvào tháng 10 năm 2020, một loạt các sự cố trượt lở đất liên tiếp xảy ra
miền Trung Việt Nam đã để lại những hậu quả thảm khốc.
Áp lực nước lỗ rỗng cường độ kháng cắt của đất những yếu tố quan trọng
khi đánh giá ổn định mái dốc. Các quan niệm truyền thống của học đất đều
giả thiết đất bão hòa hoàn toàn khi nằm dưới mực nước ngầm và khô hoàn toàn
khi nằm trên mực nước ngầm. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu của nhiều nhà
khoa học đã chứng minh sự gia tăng của cường độ kháng cắt trong đất không
bão hòa (KBH) do tác dụng của áp lực nước lỗ rỗng âm [1], [2]; tức làm
tăng hệ số ổn định của mái dốc. vậy, cần thiết phải áp dụng các nguyên
tính toán của học đất KBH trong phân tích ổn định mái dốc, đặc biệt
những nơi có mực nước ngầm ở dưới sâu.
Đối với đất KBH, đường cong đặc trưng đất nước (SWCC) được coi là thông số
quan trọng, nó thường được dùng để xác định các đặc tính của đất KBH như hệ
số thấm, cường độ kháng cắt biến thiên thtích của đất [3], [4]. Phương
trình SWCC đều chứa các tham số hiệu chỉnh và giá trị của các tham số này tùy
thuộc và đặc điểm riêng biệt của từng loại đất ở các vùng miền khác nhau. Tuy
nhiên, các số liệu về SWCC của các loại đất Việt Nam còn rất hạn chế.
vậy, cần thiết bổ sung các nghiên cứu về đất KBH để cung cấp thêm dữ liệu,
làm cơ sở xây dựng SWCC một cách phù hợp hơn cho các loại đất ở Việt Nam.
Khi nghiên cứu các tác động của mưa đến ổn định mái dốc, nhiều tác giả trên
thế giới và Việt Nam đã sử dụng mô hình số để nghiên cứu quy luật biến đổi áp
2
lực nước lỗ rỗng (lực hút dính) hệ số ổn định mái dốc theo thời gian trong
quá trình mưa. Tuy nhiên, các số liệu thực nghiệm về lượng mưa xâm nhập vào
mái dốc, sự thay đổi của áp lực nước lỗ rỗng trong quá trình mưa sau khi
dừng mưa vẫn chưa thực sự rõ ràng. vậy, cần có những nghiên cứu khoa học
cụ thể, nhằm làm sáng tỏ bản chất, quá trình tác động của mưa đến sự ổn định
mái dốc của đất KBH để có những giải pháp công trình phù hợp và hiệu quả.
Với những lý do nêu trên, đề tài ‘Nghiên cứu ảnhởng của mưa đến ổn định
mái dốc đất không bão hòathực sự cần thiết mang nhiều ý nghĩa khoa
học thực tế
2. Mc tiêu nghiên cu
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu sự thay đổi của hệ số ổn định mái
dốc đất không bão hòa dưới tác động của mưa.
3. Phạm vi và đối tượng nghiên cu
3.1 Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài nghiên cứu quá trình biến đổi áp lực nước lỗ
rỗng trong mái dốc dẫn đến sự thay đổi cường độ kháng cắt của đất và hệ số ổn
định mái dốc của các loại mái dốc đất đắp công trình thủy lợi như đê, đập.
3.2 Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là mái dốc đất không bão hòa đắp bằng đất đa
nguồn gốc phân bố ở phía Bắc Việt Nam.
4. Ni dung nghiên cu
Nội dung nghiên cứu bao gồm: Nghiên cứu tổng quan về ổn định mái dốc đất
không bão hòa trên thế giới Việt Nam; nghiên cứu sở thuyết về
học đất không bão hòa liên quan đến tính toán ổn định mái dốc; nghiên cứu
thực nghiệm xác định các đặc trưng của đất không bão hòa; nghiên cứu chế tạo
máng thí nghiệm và dàn tạo mưa; nghiên cứu thực nghiệm quá trình nước mưa
xâm nhập vào mái dốc; nghiên cứu thực nghiệm chế biến thiên áp lực nước
lỗ rỗng trong mái dốc trong quá trình mưa sau khi dừng mưa; ứng dụng kết
3
quả nghiên cứu để phân tích, đánh giá ảnh hưởng của mưa đến ổn định mái dốc
đất đắp không bão hòa cho một số công trình thực tế.
5. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp được áp dụng trong đề tài: Phương pháp thuyết; phương
pháp thực nghiệm trong phòng hiện trường xác định các đặc trưng của đất
không bão hòa; phương pháp mô hình số và phương pháp chuyên gia.
6. Ý nghĩa khoa học và thc tin
6.1 Ý nghĩa khoa học:
- Đóng góp bộ cơ sở dữ liệu về các đặc trưng của đất KBH ở Việt Nam.
- Thực nghiệm xác định được lượng nước mưa xâm nhập vào mái dốc
chế biến thiên áp lực nước lỗ rỗng trong mái dốc trong quá trình mưa
và sau khi dừng mưa
6.2 Ý nghĩa thực tiễn:
- Đề xuất công cụ ước lượng SWCC cho một số loại đất dính miền Bắc
Việt Nam khi không có kết quả thực nghiệm xác định SWCC.
- Đề xuất bổ sung đánh giá ảnh hưởng của mưa kéo dài đến ổn định mái
dốc trong công tác thiết kế công trình thủy lợi như đê đập quy định
trong các tiêu chuẩn thiết kế TCVN 9902:2016 và TCVN 8216:2018.
- Góp phần chính xác hóa trong nh toán, phân tích ổn định mái dốc trên
cơ sở khoa học đất không bão hòa.
7. Cu trúc ca lun án
Ngoài phần mở đầu, phần kết luận kiến nghị, luận án được trình bày trong 5
chương bao gồm: Chương 1: Tổng quan nghiên cứu về ổn định mái dốc đất
không bão hòa; Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định mái dốc đất không
bão hòa; Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm xác định các đặc trưng của đất
không bão hòa; Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của mưa lên
mái dốc đất đắp; Chương 5: Ứng dụng kết quả nghiên cứu tính toán cho một số
mái dốc công trình thủy lợi.