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

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

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.

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.

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

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

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng chỉ tiêu cơ lý các lớp đất điển hình tại xã An Hòa, huyện

Bảng 1.1

BẢNG BIỂU TÊN BẢNG BIỂU TRANG

Tam Nông, tỉnh Đồng Tháp (LAS – XD 475)

Lượng mưa trung bình tháng (mm) quan trắc được tại trạm đo

Bảng 1.2

Cao Lãnh (QCVN 02:2009/BXD)

Tình hình xói lở bờ sông Tiền tỉnh Đồng Tháp giai đoạn 2000-

Bảng 1.3

2013

Thống kê các khu vực xói lở lớn trên sông Tiền thuộc tỉnh Đồng

Bảng 1.4

Tháp

Bảng 1.5

Tình hình sạt lở ở các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long

Bảng 2.1

Các thí nghiệm tốc độ xói với 9 mẫu đất khác nhau

Bảng 2.2

Mức độ xói lở đất

Tốc độ dòng nước cho phép lớn nhất không gây ra hiện tượng

Bảng 2.3

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

bằng giới hạn

Tình hình xói lở bờ sông Tiền tỉnh Đồng Tháp, giai đoạn 2009-

Bảng 4.1

2013 [12]

Bảng 4.2

Tình hình xói lở bờ sông Tiền huyện Hồng Ngự [12]

Bảng 4.3

Tình hình xói lở bờ sông Tiền huyện Thanh Bình [12]

Bảng 4.4

Các đặc trưng cơ lý của vị trí nghiên cứu

Bảng 4.5

Các đặc trưng cơ lý của vị trí nghiên cứu

Vận tốc dòng chảy sông Tiền trung bình nhiều năm và vận tốc

Bảng 4.6

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

thân mái dốc

Sự thay đổi mái taluy đến khoảng cách d khi đường nứt nằm ở

Bảng 4.8

thân mái dốc

Ảnh hưởng của độ dốc lòng sông đến vùng xói lở do khai thác

Bảng 4.9

cát

Ảnh hưởng của đường kính cỡ hạt đến vùng xói lở do khai thác

Bảng 4.10

cát

Ảnh hưởng của bề rộng vùng khai thác đến vùng xói lở do khai

Bảng 4.11

thác cát

Ảnh hưởng của chiều sâu vùng khai thác đến vùng xói lở do khai

Bảng 4.12

thác cát

Bảng 4.13

Các mô hình phân tích sạt lở

Kết quả phân tích hệ số ổn định FS (xã Long Thuận, huyện

Bảng 4.14

Thanh Bình)

Bảng 4.15

Các mô hình phân tích sạt lở

Kết quả phân tích hệ số ổn định FS (xã Thường Phước 1, huyện

Bảng 4.16

Hồng Ngự)

DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ

Bản đồ hành chính các tỉnh Đồng Tháp

Hình 1.1

Xói lở do dòng chảy làm bào mòn chân mái bờ

Hình 1.2

Vỡ đê do lũ lớn tại kênh Cà Mũi, xã Tân Thành A, huyện

Hình 1.3

Tân Hồng, tỉnh Đồng Tháp

Hình 1.4

Ảnh hưởng của dòng chảy lũ đến đất ven bờ

Hình 1.5

Vị trí các khu vực sạt lở bờ trên hệ thống sông ở ĐBSCL

Hình 1.6

Sạt lở nghiệm trọng tại huyện Hồng Ngự

Sạt lở gần 100m dài, ăn sâu vào đất liền 15m tại cù lao

Hình 1.7

Long Phú Thuận

Xói lở nghiêm trọng của bờ sông Tiền tại xã Bình Thành,

Hình 1.8

huyện Thanh Bình, tỉnh Đồng Tháp

Hình 1.9

Sơ đồ tổng hợp các nguyên nhân gây mất ổn định bờ sông

Hình 1.10

Sơ đồ tổng hợp các giải pháp phòng chống sạt lở

Xói lở nghiêm trọng của bờ sông Tiền tại xã Bình Thành,

Hình 1.11

huyện Thanh Bình, tỉnh Đồng Tháp

Biểu đồ tỷ lệ của hiện tượng xói lở và sạt lở (Foster et al.,

Hình 2.1

2000)

Các dạng phá hoại chính thường xảy ra ở đê, đập, đường

Hình 2.2

đắp cao

Xói ngầm và mất ổn định kết cấu hạt (trái) và xói lở tại vị

Hình 2.3

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

ĐỒ THỊ VÀ TÊN ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ TRANG HÌNH VẼ

Hình 2.5

Quy trình xói lở do tiếp xúc giữa 2 lớp đất

(International Levee Handbook 2013)

Hình 2.6

2535

Biểu đồ Hjulstrom thể hiện quan hệ tốc độ dòng chảy

– kích thước hạt trong các điều kiện xói, vận chuyển,

Hình 2.7

2635

lắng đọng

Tiêu chuẩn thiết kế thành phần hạt mịn

xii

ĐỒ THỊ VÀ TÊN ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ TRANG HÌNH VẼ

Hình 2.8

Sơ đồ hình thành vùng xói lở ở phía thượng lưu và hạ

lưu khi khai thác cát dòng sông

Hình 2.9

Sơ đồ nguyên lý hình thành vùng chuyển động xoáy

của dòng chảy tại ranh giới phía thượng lưu và hạ lưu.

Hình 2.10

Sơ đồ phân vùng xói lở khi khai thác cát dưới lòng

sông

Hình 2.11

Hình dạng vùng xói lở sau khi bị bào mòn ở phía hạ

lưu

Hình 2.12

Hình dạng vùng xói lở sau khi bị bào mòn ở phía

thượng lưu

Hình 2.13

Ví dụ về cơ chế xảy ra xói lở khi mực nước sông cao

hơn mực nước ngầm

Hình 2.14

Trường hợp mực nước thượng lưu cao nhất, hạ lưu

không có nước

Hình 2.15

Trường hợp hai bên thượng lưu và hạ lưu đều có mực

nước cao nhất

Hình 2.16

Trường hợp mực nước hai bên thượng lưu và hạ lưu

đều rút hết

Hình 2.17

Nguyên nhân gây phá hoại dạng hàm ếch do sóng

(Scott. 2002)

Các mô hình cơ bản khi mực nước thay đổi; nước sông

Hình 3.1

hồ (A), mực nước giảm (B), mực nước tăng (C), và

mực nước dao động (D). Áp lực nước (WL), Vị trí

mực nước ngầm (GWL), và mực nước bên ngoài

(EWL)

Hình 3.2

Nền đường bị lún sụp (trái) và Nền đất bị đẩy ngang

Hình 3.3

(phải)

Phá hoại theo mặt trượt sâu (trái) và Mái dốc bị mất ổn

xiii

ĐỒ THỊ VÀ TÊN ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ TRANG HÌNH VẼ

định (phải)

Hình 3.4

Sơ đồ tính toán cung trượt theo phương pháp phân

mảnh

Hình 3.5

Sơ đồ tính toán phân mảnh theo phương pháp phân

mảnh

Hình 3.6

Phương pháp phân mảnh đơn giản hóa của Bishop

(Das 2006): (a) Mặt trượt thử; (b) Lực tác dụng lên

Hình 4.1

mảnh thứ n; (c) Đa giác lực cho cân bằng

Hình 4.2

Sạt lở tại xã Long Thuận, huyện Thanh Bình

Hình 4.3

Sạt lở tại xã Thường Phước 1, huyện Hồng Ngự

Đặc trưng bùn cát khu vực ven sông Tiền

Hình 4.4

Hướng dòng chảy của sông Tiền từ biên giới Việt

Nam – Campuchia đến Mỹ Tho, Tiền Giang

Hình 4.5

Sơ đồ tính xói lở cục bộ tại chân mái dốc có dạng hàm

ếch, đường nứt dọc nằm trên thân mái dốc

Hình 4.6

Mối quan hệ dựa ứng suất kéo của đất trên trục ứng

suất pháp

Hình 4.7

Các lực tác dụng lên khối đất khi bị xói lở hàm ếch ở

chân mái taluy

Hình 4.8

Sơ đồ tính toán các kích thước hình học giả định khối

xói lở

Hình 4.9

Sơ đồ tính xói lở cục bộ tại chân mái dốc có dạng hàm

ếch, đường nứt dọc nằm trên đỉnh mái dốc phần vai

đường

Hình 4.10

Hình dạng mái taluy bị phá hoại sau khi xảy ra xói lở

hàm ếch

Hình 4.11

Sơ đồ hình thành vùng xói lở phía thượng lưu và hạ

lưu khi khai thác cát

xiv

Hình 4.12

ĐỒ THỊ VÀ TÊN ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ TRANG HÌNH VẼ

Hình 4.13

Trường hợp chưa có tải trọng ứng với MNCN

Hình 4.14

Trường hợp chưa có tải trọng ứng với MNTN

Hình 4.15

Trường hợp có tải trọng ứng với MNCN

Hình 4.16

Trường hợp có tải trọng ứng với MNTN

Hình 4.17

Trường hợp chưa có tải trọng ứng với MNCN

Hình 4.18

Trường hợp chưa có tải trọng ứng với MNTN

Hình 4.19

100

Trường hợp có tải trọng ứng với MNCN

Trường hợp có tải trọng ứng với MNTN

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

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

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.

- Tính toán ổn định chống sạt lở mái taluy do hiện tượng xói lở của dòng chảy

lũ gây ra. Xói lở cục bộ tại chân mái dốc có dạng hàm ếch, đường nứt dọc nằm trên

thân mái dốc và đường nứt dọc nằm trên đỉnh mái dốc phần vai đường.

5. Ý nghĩa của đề tài

Ý nghĩa khoa học: Hoàn thiện phương pháp luận về các nguyên nhân, yếu tố

ảnh hưởng đến ổn định mái taluy bờ kênh và các biện pháp chống sạt lở, xói lở

trong công tác nạo vét kênh ở địa phương.

Ý nghĩa thực tiễn: Sự ổn định và xói lở mái taluy bị tác động bởi các yếu tố

dòng chảy, do biến đổi khí hậu làm mực nước dâng cao và các hoạt động của con

người do khai thác cát trái phép nên xu hướng trượt và xói lở mái dốc là rất cao,

thậm chí vỡ đê. Do vậy, việc nghiên cứu đề tài là thực tế, các kết quả nghiên cứu có

thể áp dụng cho các công trình thiết kế bờ chắn trong bối cảnh cấp thiết như hiện

nay.

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở cho việc áp dụng hiệu quả trong

công tác phòng chống và dự báo sạt lở những khu vực bờ sông, đê bao trên địa bàn

tỉnh Đồng Tháp sau này một cách có hiệu quả nhất, đồng thời cũng hạn chế các thiệt

hại ngoài mong muốn mà sự cố gây ra, giảm chi phí quản lý do thiệt hại gây ra.

6. Nội dung đề tài

Nội dung đề tài gồm: phần mở đầu, 4 chương, phần kết luận và kiến nghị, tài

liệu tham khảo và phần phụ lục.

PHẦN MỞ ĐẦU: Lý do chọn đề tài, mục đích nghiên cứu, đối tượng và phạm

vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề

tài.

Chương 1: Tổng quan về địa hình, địa chất, thủy văn và tình hình ứng dụng

các giải pháp xử lý xói lở, sạt lở ở tỉnh Đồng Tháp, kết luận lý do thực hiện.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết phân tích tính toán xói lở, sạt lở do sóng và dòng

chảy.

Chương 3: Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định mái taluy.

Chương 4: Kiểm toán công trình thực tế tại tỉnh Đồng Tháp

PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Nhận xét, đánh giá và rút ra kết luận đồng thời đề nghị định hướng nghiên cứu

tiếp sau nghiên cứu này.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG XÓI LỞ, SẠT LỞ TẠI TỈNH ĐỒNG THÁP

1.1 Giới thiệu về tỉnh Đồng Tháp

1.1.1 Vị trí địa lý

Đồng Tháp nằm ở miền Tây Nam Bộ, là một trong 13 tỉnh thuộc vùng Đồng

bằng sông Cửu Long, Việt Nam. Nằm kẹp giữa sông Tiền và sông Hậu, nằm trong giới hạn tọa độ 10007’ - 10058’ vĩ độ Bắc và 105012’ - 105056’ kinh độ Đông, phía

Bắc giáp với tỉnh Prey Veng thuộc Campuchia, phía Nam giáp với tỉnh Vĩnh Long

và thành phố Cần Thơ, phía Tây giáp với tỉnh An Giang, phía Đông giáp với tỉnh

Long An và Tiền Giang. Ngoài ra, tỉnh Đồng Tháp có đường biên giới giáp với

Campuchia hơn 50km với 4 cửa khẩu, trong đó có 2 cửa khẩu quốc tế là Thường

Hình 1.1 Bản đồ hành chính các tỉnh Đồng Tháp

Phước và Dinh Bà.

1.1.2 Địa hình, địa mạo

Địa hình tỉnh Đồng Tháp khá bằng phẳng theo xu hướng thấp dần từ Bắc

xuống Nam và từ Tây sang Đông. Diện tích tự nhiên của tỉnh Đồng Tháp khoảng 3.374 km2, và được chia thành 2 vùng lớn: vùng phía Nam sông Tiền (có diện tích

tự nhiên 73.074 ha, nằm giữa sông Tiền và sông Hậu); vùng phía Bắc sông Tiền (có

diện tích tự nhiên 250.731 ha, thuộc khu vực Đồng Tháp Mười (ĐTM). ĐTM là

vùng trũng (địa hình lòng chảo) dạng đồng lụt kín, bị ngập sâu trong mùa lũ, kém

thoát nước, và trở thành vùng chịu ảnh hưởng nặng của phèn chua (Tăng Quốc

Cương 2005).

1.1.3 Địa chất

Đất đai tại tỉnh Đồng Tháp có thể chia làm 4 nhóm chính: nhóm đất phù sa

(chiếm 59,06% diện tích đất tự nhiên), nhóm đất phèn (chiếm 25,99% diện tích đất

tự nhiên), đất xám (chiếm 8,67% diện tích tự nhiên), nhóm đất cát (chiếm 0.04% đất

tự nhiên). Ngoài ra, Đồng Tháp chủ yếu có: cát xây dựng các loại, phân bố ở ven

sông, cồn hoặc các cù lao; sét gạch ngói có trong phù sa cổ, trầm tích biển, trầm tích

sông, trầm tích đầm lầy phân bố rộng khắp trên địa bàn với trữ lượng lớn; sét cao

Bảng 1-1 Bảng chỉ tiêu cơ lý các lớp đất điển hình tại xã An Hòa, huyện Tam Nông, tỉnh

Đồng Tháp (LAS – XD 475)

lanh có nguồn gốc trầm tích sông, phân bố ở các huyện phía bắc tỉnh; than bùn có nguồn gốc trầm tích phân bố ở huyện Tam Nông, Tháp Mười với khoảng 2 triệu m3.

Các chỉ tiêu

Bùn sét (lớp 2) 2,9 Sét pha (lớp 3) 7,0

3.29x10-8 1.57x10-8

Sét pha (lớp 1) 4,6 - 8 1 14 Sét lẫn letarit (lớp 4) 10,6 1.23x10-8 18

19,36 16,03 20,26 19,74

23,9 13057 35,9 14,7 27,6 7,6 6032 53,8 27,5 61,5 14,8 18029 30,2 13,0 22,0 27,2 17015 38,6 18,6 23,2

2855 738 4916

151,3 33,9 77,5 256 Chiều dày (m) Hệ số thấm, k, m/s SPT, N Dung trọng tự nhiên, γw, kN/m3 Lực dính, c, kN/m2 Góc ma sát trong, σ o Giới hạn chảy, LL, % Chỉ số dẻo, PI, % Độ ẩm, W, % Mô đun biến dạng, E50, kN/m2 UCS, qu, kN/m2

Các chỉ tiêu

Sét pha (lớp 1) 7,79 5,3 Bùn sét (lớp 2) 7,43 4,7 Sét pha (lớp 3) 7,64 2,6 Sét lẫn letarit (lớp 4) - - Độ pH (%) Hàm lượng hữu cơ (%)

1.1.4 Khí hậu

Tỉnh Đồng Tháp nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, một năm có hai

mùa nắng và mưa riêng biệt. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô

bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 4.

1.1.5 Mưa

Lượng mưa trung bình năm ở Đồng Tháp từ 1682 - 2005 mm/năm và phân bố

không đồng đều theo các mùa trong năm. Mùa mưa ở Đồng Tháp từ tháng 5 đến

tháng 11, lượng mưa chiếm 90-95% lượng mưa cả năm. Lượng mưa ngày lớn nhất

Bảng 1-2 Lượng mưa trung bình tháng (mm) quan trắc được tại trạm đo Cao Lãnh

quan trắc được tại trạm đo Cao Lãnh là 184 mm (QCVN 02:2009/BXD) (Bảng 1-2).

(QCVN 02:2009/BXD)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tháng

Lượng mưa (mm) 9 6 19 50 148 150 167 176 243 265 136 30

1.1.6 Độ ẩm

Độ ẩm trung bình năm là 82,5%, số giờ nắng trung bình 6,8 giờ/ ngày.

1.1.7 Điều kiện thủy văn

Hệ thống sông và kênh nội đồng ở Đồng Tháp chịu sự chi phối trực tiếp của

chế độ thủy văn sông Tiền và được chia thành hai mùa rõ rệt trong năm. Mùa lũ bắt

đầu từ tháng 9 đến tháng 12 (trung bình từ 3 đến 4 cm/ngày), lúc này thủy văn sông

Tiền chủ yếu chịu ảnh hưởng do lũ từ thượng nguồn sông Mê Kông đổ về. Mùa khô

kéo dài khoảng từ tháng 1 đến tháng 5, lúc này thủy văn sông trong khu vực chịu

ảnh hưởng bởi chế độ bán nhật triều của biển Đông (Ngô Trọng Thuận 2007), cao

độ mực nước thấp nhất quan trắc được bằng khoảng +0.3 m. Chênh lệch cao độ

mực sông vào mùa khô và mùa lũ khoảng từ +4 đến +5 m.

Nước lũ hàng năm đổ vào Đồng Tháp chủ yếu theo 2 đường: 1) Nước từ các

vùng ngập lụt trên đất Campuchia tràn qua biên giới đổ vào ĐTM (khoảng 15-20%

tổng lượng lũ); 2) Nước lũ từ thượng nguồn sông Mê Kông theo sông Tiền và sông

Hậu cùng hệ thống kênh rạch dẫn vào gây ngập lụt (khoảng 80-85% tổng lượng lũ).

Trong đó, sông Tiền nhận tới gần 80% lượng nước và sông Hậu chỉ nhận khoảng

20% lượng nước. Đồng Tháp là một trong những tỉnh có diện tích lớn ngập trong lũ,

với chiều cao ngập trong lũ là trên 2 m.

1.2 Tình hình xói lở và sạt lở tại tỉnh Đồng Tháp

Sông Tiền là một trong hai nhánh sông chính của hệ thống sông MeKong đổ

ra biển, nằm ở vùng hạ lưu sông MeKong thuộc lãnh thổ Việt Nam. Sông Tiền chảy

qua tỉnh Đồng Tháp dài khoảng 122,9km, chảy qua 10/12 huyện, thị xã, thành phố

của tỉnh Đồng Tháp. Bề rộng của sông biến đổi nhiều lần, hẹp nhất là 450m ở An

Hình 1.1 Nhánh sông xói lở tại khu vực Đồng Tháp

Long (huyện Tam Nông), nơi rộng nhất ở đầu cù lao Long Khánh khoảng 2200m.

1.2.1 Tình hình xói lở

Trong những năm đầu thế kỉ XXI, tình hình xói lở bờ sông Tiền đoạn chảy

qua tỉnh Đồng Tháp diễn ra trên quy mô rộng với số điểm bị xói lở dao động từ 84 –

113 điểm, chiều dài bị xói lở hàng năm từ 23 – 106 km và quá trình xói lở vẫn có xu

hướng gia tăng.

Bảng 1-3 Tình hình xói lở bờ sông Tiền tỉnh Đồng Tháp giai đoạn 2000-2013

Số xã, phường, thị Số điểm bị xói Chiều dài bị Diện tích bị Năm

trấn bị xói lở lở (điểm) xói lở (km) xói lở (ha)

- - - - - 84 104 91 108 96 92 95 95 113 - 36 38 38 38 42 43 39 42 34 35 39 36 34 77,3 73 90 106 71 66 163 101 74 74 23 95 56,44 38,74 77,7 57 43 23 32 37 34,7 33,32 30,46 36,6 21,97 48,99 17,72 10,27 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Hiện tượng xói lở xảy ra phổ biến trên toàn đoạn sông Tiền chảy qua tỉnh

Bảng 1-4 Thống kê các khu vực xói lở lớn trên sông Tiền thuộc tỉnh Đồng Tháp

Đồng Tháp nhưng có sự khác biệt giữa bờ trái, bờ phải và bãi giữa (cồn, cù lao).

Tốc độ Huyện/ Thị Chiều

xói lở TT xã/ Thành Vị trí xói lở dài xói

(m/năm) phố lở (m)

Hồng Ngự

Tx. Hồng Tam Nông

Thanh Bình

Bờ tả xã Thường Phước 1, 2 Đầu cù lao Long Khánh xã Long Đầu cù lao Cái Vừng và bờ tả xã Long Bờ hữu cù lao Cái Vừng xã Phú Thuận Bờ tả xã Thường Lạc Đầu cù lao Tây xã Phú Thuận B Bờ tả khu vực phường An Thạnh, An Bờ tả xã Phú Ninh Bờ tả cù lao Tây xã Tân Quới Bờ tả xã Tân Thạnh Bờ tả thị trấn Thanh Bình

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TP. Cao Lãnh Đầu cồn Chải xã Tân Thuận Đông 13 Bờ tả phường 6 4900 2200 3600 4000 2400 4000 1500 3500 4000 2700 600 5000 2000 20 – 30 15 – 20 10 – 15 5 – 7 5 – 8 20 – 30 5 – 8 5 - 8 5 – 8 5 – 6 5 – 6 3 – 5 5 – 8

Tốc độ Huyện/ Thị Chiều

xói lở TT xã/ Thành Vị trí xói lở dài xói

(m/năm) phố lở (m)

Lấp Vò

Cao Lãnh

Sa Đéc

Bờ tả xã Mỹ An Hưng A, B Bờ tả xã Mỹ Xương Bờ tả xã Bình Hàng Tây, Bình Hàng Bờ tả xã Bình Thạnh Bờ hữu xã Tân Khánh Đông Bờ hữu Phường 3, 4 Châu Thành Bờ hữu xã An Hiệp 7000 1500 3700 3500 2200 3600 6000 5 – 7 8 – 10 8 – 10 5 5 – 8 5 – 8 20 14 15 16 17 18 19 20

Theo bảng 1.4, sông Tiền tỉnh Đồng Tháp có 20 khu vực xói lở, trong đó có

tới 13 khu vực thuộc bờ trái, chủ yếu là khu vực sông từ biên giới đến thành phố

Cao Lãnh; 3 khu vực xói lở trọng điểm thì có 2 khu vực thuộc bờ trái sông Tiền.

Ngoài ra, các cù lao, bãi bồi nằm ở giữa sông, phân chia nước như cù lao Long

Khánh, cù lao Chải, cồn Chính Sách, cồn An Lạc,…đều bị xói lở ở đầu các cù lao

và bồi tụ ở cuối cù lao. Các cù lao di chuyển đến vùng phân nhập lưu thì hiện tượng

bồi ở đuôi không xảy ra nữa mà ngược lại đuôi của các cù lao, bãi bồi, cồn cát cũng

Hình 1.2 Xói lở do dòng chảy làm bào mòn chân mái bờ

bị xói lở.

Hình 1.3 Vỡ đê do lũ lớn tại kênh Cà Mũi, xã Tân Thành A, huyện Tân Hồng, tỉnh Đồng

Tháp

Hình 1.4 Ảnh hưởng của dòng chảy lũ đến đất ven bờ

1.2.2 Tình hình sạt lở

Bảng 1-5 Tình hình sạt lở ở các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long

Thông số sạt lở

Tốc độ sạt lở Chiều dài sạt STT Đơn vị hành chính min-max Số điểm sạt lở lở (km) (m/năm)

42 1,0 – 20,0 65,6 1 Đồng Tháp

21 0,5 – 10,0 24,6 Long An 2

35 0,5 – 6,0 77,3 Tiền Giang 3

25 1,0 – 10,0 61,8 Vĩnh Long 4

20 1,0 – 11,0 27,8 Bến Tre 5

36 0,5 – 15,0 27,7 Cần Thơ 6

20 1,0 – 6,0 31,1 Hậu Giang 7

32 0,5 – 30,0 74,9 Trà Vinh 8

49 0,5 – 15 71,5 An Giang 9

10 1,0 – 10,0 22,5 Kiên Giang 10

48 1,0 – 30,0 109,6 Cà Mau 11

24 1,0 – 30,0 14,5 Bạc Liêu 12

18 0,5 – 5,0 24,1 Sóc Trăng 13

380 633 Tổng

Đầu năm 2017, mức độ sạt lở của các tỉnh ĐBSCL ngày càng khốc liệt, và lan

nhanh như sạt lở từ đê biển đến các tuyến sông Tiền, sông Hậu tại tỉnh An Giang,

Đồng Tháp, Bạc Liêu, Cà Mau, Hậu Giang… Các địa phương có bờ sông Tiền bao

gồm: huyện Hồng Ngự, Tam Nông, Thanh Bình, Lấp Vò, Châu Thành, thị xã Hồng

Ngự, TP.Cao Lãnh và TP.Sa Đéc. Do vậy, sạt lở bờ sông càng nghiêm trọng hơn.

Tình hình sạt lở bờ sông Tiền trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp cũng xảy ra rất

phức tạp, nghiêm trọng nhất là ở hai huyện Thanh Bình và Hồng Ngự, đã ảnh

hưởng đến nhiều người dân cũng như hạ tầng, phát triển kinh tế - xã hội. Chẳng hạn

như, trên sông Tiền, tại điểm sạt lở qua xã Bình Thành, huyện Thanh Bình có một

hố xoáy lớn cách bờ 80m, sâu khoảng 36m, dài 440m, rộng 80-85m gây sạt lở đe

dọa gần 1000 hộ dân.

Hình 1.5 Vị trí các khu vực sạt lở bờ trên hệ thống sông ở ĐBSCL

1.2.3 Xã Long Thuận, huyện Hồng Ngự

Vụ sạt lở xảy ra vào lúc 21h ngày 27/8/2017 tại khu vực ấp Long Thạnh, xã

Long Thuận. Chiều dài sạt lở 70m, ăn sâu vào đất liền 25m. Tổng diện tích mất đất

Hình 1.6 Sạt lở nghiệm trọng tại huyện Hồng Ngự

hơn 1700 mét vuông.

1.2.4 Cù lao Long Phú Thuận

Theo Báo Dân trí, từ đầu năm 2017 đến giữa tháng 8/2017, tại xứ cù lao Long

Phú Thuận (bên bồ sông Tiền thuộc các xã Long Thuận, Long Khánh, Phú Thuận A

và Phú Thuận B) đã xảy ra nhiều vụ sạt lở.

Chỉ riêng tại xã Long Thuận đã xảy ra 6 vụ sạt lở, làm mất khoảng 300.000m2

đất của người dân với 15 hộ bị ảnh hưởng, buộc phải di dời dân khẩn cấp, ước thiệt

hại tài sản gần 700 triệu đồng.

Cụ thể như, chiều tối 14/8/2017, tại cù lao Long Phú Thuận (nằm giữa sông

Hình 1.7 Sạt lở gần 100m dài, ăn sâu vào đất liền 15m tại cù lao Long Phú Thuận

Tiền, huyện Hồng Ngự, Đồng Tháp), trận sạt lở cuốn trôi 100m bờ sông, ăn sâu vào đất liền 15-20m. Tổng diện tích đất bị nước cuốn trôi khoảng 2400 m2.

1.2.5 Xã Bình Thành, huyện Thanh Bình

UBND tỉnh Đồng Tháp vừa ban bố khẩn cấp tình trạng sạt lở bờ sông Tiền tại

xã Bình Thành, huyện Thanh Bình. Đoạn sạt lở nguy hiểm dài khoảng 210 m.

Ngoài ra, khu vực này có nhiều đoạn sạt lở đe doạ Quốc lộ 30 - đường nối liền thị

xã Hồng Ngự lên khu vực biên giới Campuchia. Điểm sạt lở nằm ở ngã ba Cồn Én

của huyện Thanh Bình. Tại đây, đoạn sông cong, xuất hiện 3 hố xoáy sâu, lớn và

nguy hiểm, đồng thời dòng chảy hướng vào bờ trong khi nền đất yếu nên gây sạt lở.

Hình 1.8 Xói lở nghiêm trọng của bờ sông Tiền tại xã Bình Thành, huyện Thanh Bình, tỉnh

Đồng Tháp

1.3 Các nguyên nhân gây sạt lở

Hiện tượng sạt lở ở khu vực ĐBSCL nói chung và tỉnh Đồng Tháp nói riêng

có diễn biến phức tạp, chịu ảnh hưởng bởi những yếu tố tự nhiên (thuỷ văn, địa

hình, địa chất, v.v), và do tác động của các hoạt động của con người tạo ra (lưu

thông thuyền, tăng tải trọng lên kết cấu thân đê, v.v.) như:

(1) Sạt lở do tác động của dòng chảy ở đoạn khúc sông uốn cong, chỗ hợp lưu

của hai nhành sông, hay khu vực lòng sông bị thu hẹp dẫn đến thuỷ lực

sông thay đổi gây xói mái taluy nền đường.

(2) Sự thay đổi mực nước sông và nước ngầm ảnh hưởng lớn đến sức chống

cắt của mái đất.

(3) Sự gia tăng tải trọng từ các hoạt động của con người góp phần tăng ứng

suất cắt trong mái dốc dẫn đến gia tăng nguy cơ sạt lở.

Hình 1.9 Sơ đồ tổng hợp các nguyên nhân gây mất ổn định bờ sông

1.3.1 Ảnh hưởng của địa hình

Các tuyến đường trên đê được xây dựng dọc bờ kênh hoặc bờ sông có khả

năng bị xói lở mạnh ở đoạn khúc sông uốn cong, nước đạp vào bờ phía lõm; chỗ

hợp lưu của hai nhành sông hay chỗ dòng chảy bị cù lao giữa sông tách ra; và ở

dòng sông bị thắt cổ chai… dẫn đến thuỷ lực sông thay đổi gây tác động xói lên mái

taluy nền đường (nhất là ở vị trí những lớp đất yếu) hình thành các hố xói sâu dẫn

đến sạt lở.

1.3.2 Ảnh hưởng của nước mặt, nước ngầm và dòng chảy

Hệ thống đường kết hợp đê bao khu vực Đồng Tháp chịu ảnh hưởng trực tiếp

của chế độ thuỷ văn sông Mê Kông. Trong suốt mùa lũ, mực nước mặt dâng cao,

vận tốc dòng chảy lớn, và kết hợp với tác động của gió gây xói mặt taluy nền

đường. Hơn nữa, khi dòng chảy phức tạp tại ngã ba sông hay khúc sông cong có

dòng xoáy sẽ tạo ra hố xói sâu, sẽ mở rộng dần, khi đến gần sát mép bờ sẽ tạo nên

hàm ếch. Cũng trong thời gian đó, nước lũ thấm vào nền đường kết hợp với nước

ngầm gây bão hòa đất, làm giảm sức chống cắt, và gia tăng tải trọng lên nền đường.

Sau mùa lũ, mực nước mặt hạ thấp đột ngột làm áp lực ngang của nước giúp cân

bằng nền đường giảm mạnh, kết hợp với áp lực nước lỗ rỗng thặng dư trong đất

chưa kịp tiêu tan hết dẫn đến nền đường mất ổn định và bị phá hoại.

Đối với các đoạn sông có chế độ dòng chảy chịu ảnh hưởng của dòng chảy

thượng nguồn và thủy triều, vào mùa lũ hay khi triều xuống vận tốc dòng chảy

thường rất lớn. Khi đó vận tốc dòng chảy lớn hơn vận tốc cho phép không xói của

lòng dẫn khiến cho một phần bùn cát bị tách ra khỏi lòng dẫn rồi cuốn dần xuống hạ

lưu theo dòng nước. Quá trình này liên tục tiếp diễn cho đến khi năng lượng của

dòng chảy không đủ sức bào xói lòng dẫn. Do đất lòng sông thường có vận tốc cho

phép không xói nhỏ hơn đất bờ sông, nên tốc độ xói lòng sông thường diễn ra nhanh

hơn bờ sông, tạo nên hố xói cục bộ. Theo thời gian, hối xói phát triển sâu, rộng

thêm và dần tiến sát gần bờ. Vì thế mái dốc bờ sông bị đứng dần, đôi khi có thể tạo

thành hàm ếch, dẫn đến bờ sông bị mất ổn định và sụp xuống. Hoặc khi triều xuống,

dòng chảy bào mòn chân mái bờ, kết hợp với mưa to làm cho khối đất bờ phía trên

mực nước bị gia tăng tải trọng (do mưa làm đất bão hòa nước) và do mép bờ bị chất

tải sẽ làm cho khối đất bờ bị mất ổn định và sạt lở. Khối đất lở mỗi đợt thường lớn,

mức độ nguy hiểm và thiệt hại cao.

1.3.3 Khai thác cát

Theo Sở Tài nguyên và Môi trường [12], sản lượng cát sạn khai thác của tỉnh Đồng Tháp được cấp phép trong giai đoạn 2009-2013 trung bình 8 triệu m3/năm với

hàng trăm ghe thuyền khai thác cát sạn trên sông. Hiện nay, vấn đề khai thác cát sạn

không theo quy hoạch, khai thác cát sạn tự phát đang là vấn đề rất khó giải quyết ở

tỉnh Đồng Tháp nên làm cho tình trạng xói lở lòng dẫn sông Tiền càng trở nên trầm

trọng.

Nguyên nhân chính là do do việc khai thác cát tràn lan, 10 năm qua, sông

Tiền, sông Hậu mất hơn 200 triệu khối cát, lòng sông sâu thêm khoảng 1,3m. Như

vậy, theo dự báo, lượng phù sa mịn sẽ giảm 50% và cát di chuyển ở đáy sông sẽ bị

chặn 100% khi 11 đập thủy điện ở vùng hạ lưu sông Mê Kông hoàn thành.

Với khối lượng cát sạn khai thác ở lòng sông, nhất là đoạn chảy qua hạ lưu

sông Tiền đã vừa làm tăng tốc độ dòng chảy lũ (do sự tương phản độ dốc giữa

thượng lưu và hạ lưu), dòng chảy ngược của triều (do thay đổi độ dốc tự nhiên của

sông); vừa làm thay đổi trắc dọc, trắc ngang tự nhiên của lòng sông, nhất là thay đổi

đường tụ thủy tạo nên sự bất thường của dòng chảy, gây xói lở bờ rất nhanh và mất

quy luật.

1.3.4 Các hoạt động kinh tế - xã hội khác:

Cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội, nhu cầu sử dụng nước rất lớn, đặc biệt

vào mùa khô. Trong khi đó, việc khai thác nguồn nước lại mâu thuẫn với nguồn

nước cung cấp (từ sông) đã và đang làm cho mực nước sông vào mùa kiệt càng hạ

thấp; dòng triều di chuyển càng mạnh, xâm nhập càng sâu, gây biến động bờ.

Hoạt động nuôi trông thủy sản trên sông Tiền bất hợp lý (làm thay đổi dòng

chảy tự nhiên); xây dựng hệ thống tưới tiêu chưa hợp lý (vừa làm suy cạn mực nước

vào mùa khô, làm thay đổi dòng chảy…); sự gia tăng phương tiện đường thủy cả về

số lượng và tải trọng (gây sóng vỗ mạnh vào bờ); khai thác đất bờ sông,…

Do vậy, hoạt động con người đã làm tăng nguy cơ xói lở theo cả 2 hướng: làm

tăng tải trọng trên bờ (làm gia tăng lực gây trượt bờ sông); làm thay đổi sự phân bố,

phân phối và kết cấu của dòng nước, làm thay đổi hình thái lòng sông (thế sông, độ

dốc mái bờ…), làm giảm lực chống trượt bờ sông.

1.3.5 Kết cấu nền đường không ổn định

Phần lớn hệ thống đường đê ven sông chống lũ hay đê bao được thi công đơn

giản, thường dùng đất tại chỗ hoặc đất dọc theo kênh mương để đắp sau đó để cố

kết bằng trọng lượng bản thân. Tuy nhiên, khi thân đê có độ rỗng lớn thì khả năng

chịu lực và kháng lũ kém nên rất dễ bị xói lở và phá hoại. Hơn nữa, thân đê có độ

rỗng lớn tạo điều kiện hình thành dòng thấm. Vào mùa lũ, dòng thấm có lưu lượng

và vận tốc lớn cuốn theo các hạt đất gây phá hoại cục bộ dẫn đến vỡ đê.

1.4 Các giải pháp phòng chống sạt lở ở tỉnh Đồng Tháp

Các giải pháp chống sạt lở đường ven sông khu vực ĐBSCL thường khắc

phục 2 nhóm yếu tố gây phá hoại mái taluy, mái đường, đê ven sông như hình 1.10.

Riêng ở tỉnh Đồng Tháp, từ năm 1996 đến 1998, hệ thống đê bao Sa Rai

khoảng 8.355 m được xây dựng nhằm bảo vệ cho 325 ha thị trấn Sa Rai và kết hợp

làm đường giao thông nông thôn. Đến năm 2009, tỉnh Đồng Tháp đã xây dựng được

khoảng 2.188 km đường GTNT với bề rộng mặt đường từ 4 đến 7 m. Trong đó,

phần lớn các tuyến đường GTNT được được tôn cao vượt lũ và được kết hợp làm đê

bao chống lũ tạo nhiều thuận lợi cho phát triển kinh tế của người dân và bảo vệ tài

sản, tính mạng, trong mùa lũ, đồng thời đáp ứng nhu cầu đi lại và vận chuyển hàng

hóa.

Ở Đồng Tháp, từ khi phương án Quy hoạch kiểm soát lũ vùng ĐBSCL giai

đoạn ngắn hạn đến năm 2010 được Chính phủ phê duyệt ngày 21/6/1991, tỉnh Đồng

Tháp đã tiến hành xây dựng hệ thống đê bao và đường GTNT kết hợp làm đê bao

phân địa ban toàn tỉnh thành 2 khu vực kiểm soát lũ: (1) Vùng ngập nông có mức

ngập dưới 1 m; (2) Vùng ngập sâu có mức ngập trên 1 m, thuộc phía bắc kênh

Nguyễn Văn Tiếp.

Hình 1.10 Sơ đồ tổng hợp các giải pháp phòng chống sạt lở

1.5 Kết luận chương 1

Chương 1 tổng quan hiện trạng sạt lở, xói lở và đánh giá các nguyên nhân

khách quan và chủ quan gây mất ổn định công trình tại tỉnh Đồng Tháp:

(cid:190) Dựa trên các tóm tắt về điều kiện tự nhiên của tỉnh cho thấy các đặc

điểm về khí hậu và đất đai tương đối thuận lợi cho phát triển nông

nghiệp toàn diện, nhưng lại rất nghèo về tài nguyên khoáng sản nên

việc xây dựng cơ sở hạ tầng đòi hỏi kinh phí rất cao. Do đó, việc tận

dụng các vật liệu tại chỗ là cần thiết.

(cid:190) Sạt lở ở ĐBSCL nói chung cũng như tỉnh Đồng Tháp nói riêng đều

diễn ra rất phức tạp, nó là kết quả của quá trình tác động qua lại giữa

các yếu tố: dòng chảy, lòng sông, điều kiện tự nhiên và tác động của

con người,…

(cid:190) Xói lở mạnh thường xảy ra ở đoạn khúc sông uốn cong, chỗ hợp lưu

của hai nhánh sông hay khu vực lòng sông bị thu hẹp hình thành các hố

xói sâu dẫn đến sạt lở. Lũ là hiện tượng tất yếu của vùng, tuy mang

nhiều lợi ích để phát triển nông nghiệp nhưng sự thay đổi mực nước

mặt, vận tốc dòng chảy lớn và kết hợp với tác động của gió gây xói mặt

taluy nền đường. Ngoài ra, khi nước lũ thấm vào nền đường kết hợp với

nước ngầm gây bão hòa đất. Sau mùa lũ, mực nước mặt hạ thấp đột

ngột làm áp lực ngang của nước giúp cân bằng nền đường giảm mạnh,

kết hợp với áp lực nước lỗ rỗng thặng dư trong đất chưa kịp tiêu tan hết

dẫn đến nền đường mất ổn định và bị phá hoại.

(cid:190) Giải pháp chống sạt lở làm đường giao thông nông thôn kết hợp đê bao

chống lũ đã và đang thực nghiệm ở nhiều vị trí trong tỉnh nhiều năm

qua không còn hiệu quả, các sự cố vẫn xảy ra đột ngột như các hố xoáy

sâu đe dọa đến tính mạng và tài sản người dân, diện tích đất trong vùng

giảm.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH XÓI LỞ DO DÒNG CHẢY VÀ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BỜ SÔNG

2.1 Giới thiệu

Theo Foster et al. (2000), phá hoại mái dốc bờ sông, mái taluy đường đắp, đê,

đập… chia thành ba nhóm nguyên nhân chính: xói ngầm (do động đất, núi lửa…),

xói mặt (do nước – sông, mưa, băng; gió; tác động của con người), sạt lở. Trong đó,

theo thống kê hiện tượng mất ổn định do xói ngầm và xói mặt ngang nhau, khoảng

Hình 2.1 Biểu đồ tỷ lệ của hiện tượng xói lở và sạt lở (Foster et al., 2000)

47 %. Sạt lở chỉ chiếm 6%.

Phá hoại công trình ven sông thường do nhiều nguyên nhân: sự xuất hiện vết

Hình 2.2 Các dạng phá hoại chính thường xảy ra ở đê, đập, đường đắp cao

nứt, sự đào bới của động vật, sạt lở, sự tràn và rút nước…

Xói lở là một quá trình địa chất được biểu hiện bằng sự thay đổi hình thái:

thay đổi mặt cắt, hình dáng bờ và tính ổn định của nó. Mặt cắt lòng sông luôn bị

thay đổi hình dáng do tác dụng của sóng và thủy triều, các dòng chảy có hướng và

dọc theo bờ cũng như tác dụng vật lý, hóa học của nước, của vi sinh vật sống trong

nước lên đất đá bờ. Đồng thời, dọc theo bờ có sự tích tụ vật liệu hình thành do phá

hoại bờ và do các dòng sông, dòng chảy có hướng đem đến. Các vật liệu đó tạo nên

địa hình tích tụ và cũng làm thay đổi hình dạng bờ.

Xói lở chỉ có thể phát triển chỉ khi 2 yếu tố quan trọng này xảy ra: các phân tử

hạt phải (a) được giật mạnh và (b) được dịch chuyển.

Theo Fell and Fry (2007), xói lở có 4 dạng:

(a) Xói ngầm (ảnh hưởng đến kết cấu hạt)

(b) Phá hoại cục bộ trong đất dính (lỗ thủng, vết nứt)

Hình 2.3 Xói ngầm và mất ổn định kết cấu hạt (trái) và xói lở tại vị trí tiếp xúc giữa 2 lớp

đất (phải)

Hình 2.4 Xói lở tạo lỗ thủng tập trung (trái) và xói lở chậm (phải)

(d) Xói lở do tiếp xúc giữa 2 lớp đất

Hình 2.5 Quy trình xói lở do tiếp xúc giữa 2 lớp đất (International Levee Handbook 2013)

2.2 Ảnh hưởng của thành phần hạt

Theo Kenney và Lau (1985), cấu trúc hạt đất có thể phân thành 2 nhóm: (a)

kết cấu sơ cấp và (b) kết cấu thứ cấp.

- Kết cấu sơ cấp: bao gồm các hạt tiếp xúc với các hạt khác và bổ sung sức

kháng sơ cấp cho xói lở, cường độ chống cắt và khả năng chịu nén. Nếu các hạt này

bị ăn mòn, sức kháng của đất sẽ thay đổi và có thể gây phá hoại.

- Kết cấu thứ cấp: bao gồm các hạt trong không gian của các hạt sơ cấp, các

hạt này có thể bị thay thế khi chịu tác động của ứng suất do cơ học hay thủy lực.

Hình 2.6 Biểu đồ Hjulstrom thể hiện quan hệ tốc độ dòng chảy – kích thước hạt trong các điều

kiện xói, vận chuyển, lắng đọng

Biểu đồ cho thấy khi tăng vận tốc, các hạt lớn hơn bị cuốn khỏi đáy một cách

mãnh liệt. Với kích thước hạt đã cho, để lôi cuốn được hạt đòi hỏi một tốc độ lớn

hơn tốc độ cần để vận chuyển hạt đó, một khi nó đã đi vào dòng chảy. Ở phía trái

biểu đồ, khi kích thước hạt giảm xuống, tốc độ cần để gây xói lại tăng lên là do lực

dính giữa các hạt sét dẫn đến sự lôi cuốn cả từng hợp thể hạt sét vào trong dòng

chảy chứ không phải lôi cuốn từng hạt sét riêng biệt.

Tiêu chuẩn thành phần hạt mịn được qui định đầu tiên bởi Terzaghi (1922) ở

Đức, và sau đó ở Anh (1939). Dựa trên các thí nghiệm, kinh nghiệm thực tế,

Terzaghi đưa ra 2 tiêu chuẩn:

- D15/d85 < 4 (tiêu chuẩn giữ đất)

- D15/d15 > 4 (tiêu chuẩn thấm)

Với D15 – cỡ hạt có 15% hạt mịn

Tuy nhiên, các nghiên cứu về sau đã đưa ra các giá trị khác như: Bertram

(1940) D15/d85 < 6; Sherard et al. (1984) D15/d85 ≤ 5; Okita and Nishigaki (1993)

D15/d85 < 7; Tomlinson and Vaid (2000) D15/d85 < 8; Lafleur et al. (1989) chấp nhận

công thức của Terzaghi (1922) thêm hệ số an toàn xấp xỉ 2.

Theo Foster and Fell (1999, 2001): D15/d85 < 9

Hình 2.7 Tiêu chuẩn thiết kế thành phần hạt mịn

2.2.1 Ảnh hưởng của đặc tính cơ lý đất đến xói lở

Dựa trên các kết quả thí nghiệm như phụt vữa của Temple và Hanson (1994),

hố xói của Briaud EFA (2006) hay Wan and Fell (2002), ứng suất tới hạn và hệ số

xói lở có mối tương quan, hay giữa ứng suất tới hạn và chỉ số tốc độ xói: Ie tỉ lệ với

log (τc). Ứng suất tới hạn càng lớn, chỉ số tốc độ xói càng lớn (hay sự xói lở diễn ra

chậm).

Theo Temple và Hanson (1994), cường độ xói lở phụ thuộc vào (1) trọng

0.406

2 0.052

%clay

= +

(

) (

)

I e

/ ρ ρ d w

lượng khô của đất và (2) phần trăm hạt sét:

(2.1)

Tuy nhiên, đối với các đặc trưng khác của đất không rõ ràng như chỉ số dẻo,

giới hạn dẻo, sức chống cắt hay độ mặn. Do các đặc tính này phụ thuộc lẫn nhau

nên cường độ xói lở của đất không thể chính xác bằng phép đại số như trên.

Vì vậy, với 18 thí nghiệm hố xói cho 9 mẫu đất khác nhau, Fell tìm ra mối

tương quan giữa thành phần hạt, ứng suất tới hạn và chỉ số xói lở Fell

Bảng 2-1 Các thí nghiệm tốc độ xói với 9 mẫu đất khác nhau

Theo Wan (2006) và Fell et al. (2008), tốc độ xói mòn đất được chia thành 6

cấp như bảng dưới đây:

Bảng 2-2 Mức độ xói lở đất

Các nhà khoa học trên thế giới đã chỉ ra rằng tốc độ xói lở bờ sông phụ thuộc

vào rất nhiều yếu tố, nhưng ba yếu tố cần được quan tâm đặc biệt đó là: Dòng chảy,

hình dạng lòng dẫn và tính ổn định của lòng dẫn tại đó. Với tính chất phức tạp của

dòng chảy, tính đa dạng của lòng dẫn, tính nhiều vẻ của đất bờ sông đã dẫn đến

cách đánh giá, hình thức biểu thị rất khác nhau về các yếu tố này trong công thức

kinh nghiệm của các tác giả.

Theo Ibadzade, tốc độ xói lở ngang của đoạn sông cong phụ thuộc vào lưu

lượng dòng chảy Q, bán kính cong R của đoạn sông đang xét, chiều rộng lòng sông

B và hệ số ổn định đất của bờ γ: Bxi = f (Q, Ri/Bi, γ)

EXP [

]

α−

R i B i

(2.2)

Trong đó:

- Bxi: Là tốc độ xói lở ngang (m/năm) tại mặt cắt thứ i.

- Bxo: Là tốc độ xói lở ngang lớn nhất tại đoạn nghiên cứu (m/năm) trong quá

khứ.

- Ri: Bán kính cong tại mặt cắt thứ i (m).

- Bi: Chi(cid:31)u r(cid:31)ng sông t(cid:31)i m(cid:31)t c(cid:31)t th(cid:31) i (m).

- α: Hệ số thực nghiệm.

Theo Pôpôp, Lê Ngọc Túy và một số tác giả khác cũng đề cập tới ba yếu tố

chính nêu trên trong công thức kinh nghiệm tính tốc độ xói lở bờ sông của mình,

nhưng cách biểu thị các yếu tố đó có nhiều điểm khác với Ibadzade. Công thức của

max i

các tác giả đều có dạng chung:

H H

− −

max

⎛ H F α ⎜ LT H ⎝

⎞ ⎟ ⎠

(2.3)

Công thức kinh nghiệm tính xói lở bờ của Pôpôp xây dựng từ tài liệu đo diễn

max i

[

]

B xi

biến xói lở nhiều năm trên các sông vùng Trung Á.

. F α . TL

H H

− −

max

(2.4)

Trong đó: F - Diện tích khối đất bờ xói lở trong khoảng thời gian T năm (m2), L -

Chiều dài đường bờ sạt lở của từng giai đoạn (m), T - Thời gian xói lở (năm), Hmax -

Độ sâu lớn nhất tại mặt cắt tính toán thứ i (m), Hmax - Độ sâu lớn nhất của đoạn xói

lở nghiên cứu (m), Ho - Độ sâu ổn định tại mặt cắt quá độ (m).

Công thức kinh nghiệm xây dựng từ tài liệu đo đạc bờ tả sông Tiền khu vực

0.4

8.1

× Δ

)

B xi

V . T i i

Thường Phước tỉnh Đồng Tháp:

⎡ ( × Δ Δ ⎣

1.23 ⎤ ⎦

(2.5)

Để đánh giá hiện tượng xói lở bờ sông do dòng chảy trong mùa mưa lũ được

thực hiện bằng phương pháp của Hickin và Nanson (1984). Phương pháp này được

xây dựng trên cơ sở của phương trình cân bằng năng lượng, thể hiện bằng các công

thức:

−

R B

2 3

R B

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

−

2.5M

cho trường hợp R/B<1 hoặc R/B>2.5 (2.6)

R B

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

gIQ

Ω = ρ

(2.7) cho trường hợp 1

Ω hGB

và (2.8)

Trong đó: M(R/B) – tốc độ sạt lở bờ trong một năm, m/năm; R – bán kính

cong của đoạn sông bị sạt lở, m; B – chiều rộng trắc diện ngang của đoạn sông sạt lở ứng với lưu lượng tạo lòng, m; ρ – trọng lượng riêng của nước (kg/m3); g – gia tốc trọng trường, 9.82m/s2; I – độ dốc mặt nước theo chiều dọc; Q – lưu lượng dòng chảy tương ứng với lưu lượng tạo lòng, m3/s; h – độ sâu trung bình tương ứng của

mặt cắt, m; GB – thông số phản ánh mức độ kiên cố của bờ sông, phụ thuộc vào

đường kính hạt tạo bờ, từ đường kính trung bình (d50) và các tính chất cơ lý của đất

tạo bờ xác định được giá trị của GB theo bảng đã lập sẵn của Hickin và Nauson

(1984), phục vụ việc tính toán dự báo sạt lở.

2.2.2 Xói lở cục bộ trong đất dính khi chưa xuất hiện vết nứt

Hai hiện tượng xói lở chủ yếu xảy ra đối với các hạt đất của đất chưa nứt là

xói lở chậm và xói ngầm.

- Trong xói lở chậm, các hạt đất được tách ra khỏi bề mặt dòng chảy nhờ sự

thấm ở bên ngoài.

- Xói ngầm cũng diễn ra tương tự như xói lở chậm, nhưng các hạt thô sẽ tạo

thành một khung hạt, và hiện tượng xói lở chỉ xảy ra đối với các hạt mịn hơn nằm

trong lỗ rỗng được hình thành giữa các hạt lớn hơn. Chẳng hạn như, với giả thiết

các hạt lớn hơn có thể gây cản trở việc xói lở các hạt nhỏ hơn, Kenney và Lau

(1985) đã phát triển một phương pháp để đánh giá liệu đất bên trong có ổn định hay

không, dựa trên hình dạng các hạt thô hay đường cong cấp phối hàm lượng mịn

thấp. Tuy nhiên, phương pháp này không áp dụng cho đất sét. Do đó, để mô tả đặc

điểm đất dính bắt đầu xói lở cục bộ, Reddi et al. (2000) đã phát triển phương trình

τ =

tính toán ứng suất cắt thủy lực τ:

λ =

p 2 λ Δ n L

kη w γ

với (2.9)

Với Δp/L – gradient áp lực trung bình, λ – độ thấm bên trong, n – hệ số rỗng,

k – độ thấm thủy lực, ηw và γw – độ nhớt nước và trọng lượng riêng.

2.2.3 Tốc độ dòng chảy giới hạn gây xói

Hiện nay, xác định tốc độ xói lở của đất một cách trực tiếp bằng các thí

nghiệm là rất khó ở điều kiện Việt Nam. Có thể sử dụng phương pháp gián tiếp

bằng phương pháp dùng công thức kinh nghiệm, do nhóm nghiên cứu của Briau JL.

(2008) xây dựng dựa trên kết quả 15 năm thí nghiệm về tốc độ xói lở của đất tại

phòng thí nghiệm của trường đại học Texas A & M, Mỹ.

Trong đó, công thức đề xuất tính cho từng loại đất như sau:

- Đất hạt rời, kết dính kém (cát, bụi): Vc = 0.1 (D50)-0.2

- Đất dính: Vc = 0.03/D50

Với Vc – tốc độ giới hạn của dòng chảy có thể gây ra hiện tượng xói lở, khi

dòng chảy nhỏ hơn Vc thì hiện tượng xói không xảy ra; D50 – đường kính tại đó

50% hạt mịn lọt qua.

2.3 Ảnh hưởng của nồng độ bùn cát trong dòng chảy

Ảnh hưởng của nồng độ bùn cát trong dòng chảy có thể được chia làm 2 quá

trình vật lý như sau:

- Quá trình 1: bùn cát gần đáy di chuyển bằng cách “nhảy” vào dòng chảy rồi

chìm xuống. Điều này làm cho vận tốc của lớp nước sát đáy giảm vì phải cung cấp

năng lượng để di chuyển bùn cát, hoạt động này được xem như là tác động của lớp

biên nhám phụ. Bằng các mô hình thí nghiệm, Einstein và Ning Chen (1955) đã đề

nghị công thức hiệu chỉnh phân bố vận tốc theo nồng độ bùn cát c và hằng số k

trong qui luật tường biên sẽ được hiệu chỉnh theo biểu thức:

κ = κ

1 1 2.5c

(2.10)

- Quá trình 2: Sự gia tăng khối lượng riêng của chất lỏng, và thay đổi các đặc

trưng dòng chảy do việc thay đổi nồng độ bùn cát được kể đến như một số hạng phụ

ρ = s

trong hệ phương trình Navier-Stokes:

c ∂ z ∂

(2.11)

Quá trình 1 và quá trình 2 làm cho profile vận tốc di chuyển theo hướng đối

nhau: quá trình 1 sẽ làm giảm vận tốc nước ở sát lớp đáy, trong khi đó quá trình 2 sẽ

làm tăng vận tốc nước sát lớp đáy.

Tính toán chuyển tải bùn cát gồm chuyển tải bùn cát đáy và chuyển tải bùn cát

lơ lửng.

2.3.1 Bùn cát lơ lửng

Bùn cát lơ lửng có thể được tính toán với phương trình đối lưu – khuếch tán,

đối với nồng độ bùn cát c:

c ∂ t ∂

c ∂ x ∂

c ∂ z ∂

∂ x ∂

c ∂ x ∂

⎛ Γ⎜ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎟ ⎠

(2.12)

Trong đó: w - độ thô thủy lực của hạt bùn cát, Γ - hệ số khuếch tán nhận được

Γ =

υ cS

từ mô hình rối k-ε: với Sc là số Schmidt

Van Rjin (1987) đã phát triển một biểu thức xác định nồng độ bùn cát cân

1.5

0.3

0.015

bed

0.1

bằng ở gần đáy:

d a

⎤ ⎥ ⎦ )

(

⎡ τ − τ ⎢ τ⎣ ρ − ρ s w 2 ρ υ w

⎡ ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎦

(2.13)

Trong đó: d - đường kính hạt bùn cát, a - cao độ quy chiếu, hay chiều cao

nhám, τ - ứng suất tiếp trên đáy, τc - ứng suất phân giới trên đáy, xác định theo đồ

thị Shields về sự chuyển động của bùn cát, ρs và ρw - khối lượng riêng của nước và

bùn cát, υ - hệ số nhớt động lực học của nước, g - gia tốc trọng trường.

Hệ số suy giảm K đối với ứng suất tiếp phân giới theo độ dốc đáy cho bởi

cos

= −

−

Brooks (1963):

tan tan

sin sin φ tan θ

φ θ

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

⎡ 1 φ −⎢ ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎥ ⎦

(2.14)

Trong đó: α - góc giữa hướng dòng chảy và pháp tuyến với mặt đáy, θ - tham

số độ dốc, φ - góc độ dốc

Hệ số K được tính toán và nhân với ứng suất tiếp phân giới đối với một bề mặt

nằm ngang để cho ứng suất tiếp phân giới hiệu dụng cho một hạt bùn cát.

2.3.2 Bùn cát đáy

1.5

⎤ ⎥ ⎦

0.053

0.1

Bùn cát đáy qb có thể được tính toán theo biểu thức Van Rijn:

(

)

1.5 50

0.3 50

b ρ − ρ s ρ

⎡ τ − τ ⎢ τ⎣ ( ρ − ρ s w 2 ρ υ w

⎡ ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎦

(2.15)

0.3

τ−τ 2 τ

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

0.11

−

Chiều cao lớp đáy Δ, theo Van Rijn (1987):

Δ d

D 50 d

τ − τ c τ

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

⎤ ⎥ ⎦

⎡ ⎢ 1 e − ⎢ ⎣

⎤ ⎡ ⎥ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦

(2.16)

Trong đó: d - chiều sâu nước, Ks - độ nhám hiệu dụng xác định theo Van Rijn

25 λ

1.1

(1987):

⎛ 1 e Δ −⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

(2.17)

λ là bước sóng của dạng sóng trên đáy

Như vậy, độ dày lớp vận chuyển bùn cát đáy được tính toán như một hàm phụ

thuộc vào giá trị ứng suất đáy.

2.3.3 Lượng vận chuyển bùn cát

Lượng vận chuyển bùn cát do sóng kết hợp với dòng chảy có thể được tính

toán bằng công thức Soulsby – Van Rijn (1997) như sau:

2,4

−

( 1 1, 6 tan

)

q A U U s

2 rms

0, 018 C

⎛ ⎜ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎟ ⎠

1.2

0,6

0, 012d D

( 0, 005h d / h

− *

1,2

) ) s 1 gd

( −⎡ ⎣

⎤ ⎦

Trong đó: qt là lượng vận chuyển bùn cát tổng cộng do sóng và dòng chảy

g - gia tốc trọng trường, h - độ sâu nước, β - độ dốc ngang của lòng dẫn, s - tỷ trọng

riêng của bùn cát, d50 và d90 - các đường kính đặc trưng của bùn cát, U - vận tốc

trung bình của dòng chảy, Ucr - ngưỡng vận tốc dòng chảy gây ra chuyển động của

0,1

log

0,5mm

≤

)

( 0,19 d

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

0,6

log

0,5mm

)

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

⎧ ⎪⎪ = ⎨ ⎪ ( 8, 5 d ⎪ ⎩

bùn cát

) ( g s 1 − 2 ν

D* là thông số đường kính hạt bùn cát

ν - hệ số nhớt động học của nước, CD - hệ số kéo do dòng chảy, Urms - vận tốc quỹ

rms

H π 2T sinh kh

(

)

đạo quân phương ở sát đáy do sóng

H - độ cao sóng, T - chu kỳ sóng, k - số sóng

Để tính toán lượng vận chuyển bùn cát dọc bờ, trước hết quá trình truyền

sóng từ nước sâu vào đến bờ được tính toán dựa vào phương trình cân bằng năng

lượng sóng (Battjes và Janssen, 1978) sử dụng số liệu mặt cắt ngang bãi và số liệu

sóng ở nước sâu để xác định các thông số thủy động lực của sóng ở khu vực ven bờ.

2.4 Ảnh hưởng của khai thác cát dưới lòng sông

Dưới tác động của hoạt động khai thác, vận tốc dòng chảy, chế độ dòng chảy

sẽ thay đổi, nên đất đá xung quanh phạm vi khai thác sẽ bị dịch chuyển và phá hủy

trong một phạm vi nào đó, tạo ra vùng xói lở về phía thượng lưu và hạ lưu. Theo

các nhà khoa học Nga, tại phạm vi khai thác cát, dòng nước đi từ phía thượng lưu

qua ranh giới khai thác sẽ chuyển động theo dạng xoáy, kéo đất đá từ phía thượng

lưu xuống. Sau khi ra khỏi phạm vi vùng chuyển động xoáy, hướng chuyển động

của dòng chảy gần như song song với đáy mỏ. Khi tới ranh giới phạm vi khai thác

phía hạ lưu, do chuyển động dòng chảy bị cản trở, vùng xoáy lại được hình thành và

kết quả là đất đá cũng bị xói tương tự phía thượng lưu. Tuy nhiên, tốc độ và phạm

vi vùng xói lở phía hạ lưu nhỏ hơn khu vực phía thượng lưu.

Hình 2.8 Sơ đồ hình thành vùng xói lở ở phía thượng lưu và hạ lưu khi khai thác cát

dòng sông (1,2 – mặt nước thủy tĩnh trước và sau khi khai thác; 3,4 – vùng chuyển

động xoáy tại ranh giới khai thác phía thượng lưu và hạ lưu; 5,6 – vùng xói lở phía

thượng lưu và hạ lưu; ABCD – hình dạng khai thác thiết kế; A1A2B1C1D3D1 – hình

dạng khai thác thực tế sau khi kết thúc khai thác

Tóm lại, mức độ mở rộng hay thu hẹp của phạm vi mỏ khai thác bị chi phối

bởi hình dạng và kích thước vùng xói lở phía thượng lưu và hạ lưu; mà vùng xói lở

lại chịu ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên như: tính chất cơ lý đất đá, kích thước cỡ

hạt, tốc độ dòng chảy, công nghệ khai thác, trình tự khai thác.

Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý hình thành vùng chuyển động xoáy của dòng chảy tại

ranh giới phía thượng lưu và hạ lưu (1,4 – hướng dòng chảy ở trạng thái tự nhiên

phía thượng lưu và hạ lưu; 2 – thành phần chảy thẳng đứng từ trên xuống dưới tại

ranh giới khai thác phía thượng lưu; 3 – thành phần chảy từ dưới lên tại khu vực

biên giới phía hạ lưu; 5,6 – vùng chuyển động xoáy phía thượng lưu và hạ lưu.

Hình 2.10 Sơ đồ phân vùng xói lở khi khai thác cát dưới lòng sông (in, im – độ dốc

của mặt nước ở trạng thái tự nhiên và trong khu vực ảnh hưởng của hoạt động khai

thác; Vn, Vm – tốc độ dòng chảy ở chế độ tự nhiên và trong vùng khai thác; hn –

chiều sâu ngập nước của hạt khoáng; ΔZHN, ΔZTN – trị số tăng (giảm) của mặt nước

tại ranh giới phía thượng lưu và hạ lưu)

2.4.1 Vùng xói lở phía hạ lưu

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, vùng xói lở phía hạ lưu được hình

thành do sự bào mòn đất đá theo từng lớp từ trên xuống dưới. Sau khi tách ra khỏi

khối đất, các phần tử hạt mịn hay hạt phù sa có khối lượng riêng nhỏ sẽ chuyển

động xuôi theo dòng chảy.

Hình 2.11 Hình dạng vùng xói lở sau khi bị bào mòn ở phía hạ lưu

Các thành phần cỡ hạt còn lại sẽ theo sự vận động của dòng nước, di chuyển

xuống vùng khai thác và lắng đọng tại chân tầng.

Sau một khoảng thời gian nào đó, quá trình bào mòn – lắng đọng ở khu vực

này cân bằng, khi đó tại mặt cắt 2-2, cao độ mép tầng thiết kế giảm đi một giá trị

hHN:

hHN = hxl + ΔZHN – hn

0,86 0,42

1,4 n

0, 25m .i 0,28 c

với hxl là chiều sâu vùng xói lở phía hạ lưu, được tính theo công thức:

m – hệ số kể đến độ đồng đều của cỡ hạt đất đá; dc (m) – đường kính cỡ hạt đất đá

bị xói lở; in – độ dốc dọc của dòng chảy ở trạng thái tự nhiên (%)

2 V xl

−

2 V xl 2 m .h

L HN 2

2 ϑ − n 2g

1,3 xl

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

Mức độ gia tăng của mặt nước tại mặt cắt 2-2 được xác định theo công thức:

0,17

V 1, 6 g.d

h d

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

Vxl – tốc độ dòng chảy khi bắt đầu xảy ra hiện tượng xói lở đất đá (m/s)

ϑ - tốc độ dòng chảy ở trạng thái tự nhiên (m/s) g – gia tốc trọng trường (m/s2)

LHN – bán kính vùng xói lở phía hạ lưu (m)

Xác định trữ lượng cát chảy vào mỏ khai thác từ vùng xói lở phía hạ nguồn

QHN = VDD1D2 - Vtr với Vtr – trữ lượng cát trôi ra khỏi vùng xói lở phía hạ lưu, phần

này phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy, đường kính cỡ hạt đất đá và công nghệ khai

thác.

(

)

DD .DD .sin D 2

DD D 1

1 2

với Ta có tiết diện vùng xói lở DD1D2:

; D

= − α + − γ = π − α + γ

(

)

; DD 1

L cos

π 2

h HN sin α

HN γ

sin

α + γ

(

)

DD D 1

HN .sin

L .h HN 2.cos γ

, ta được:

sin

α + γ

(

)

DD D 1

HN 2.cos

L .h .B HN .sin γ

Thể tích vật liệu bị xói lở:

arcsin

D ar sin =

Xác định góc xói lở: theo định luật hàm sin trong tam giác DD1D2 ta có:

h .cos HN sin .L α

DD 1 sin D

D D 1 2 sin D

DD 2 sin α

DD sin D.DD 1

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

với

arcsin

α = α −

= α −

h .cos HN sin .L α

Góc nghiêng sườn tầng trong vùng xói lở:

Trong đó: α – góc nghiêng sườn tầng thiết kế

arcsin

180 D D − −

= α + γ −

(

)

α = xl

h .cos HN sin .L α

Vậy góc xói lở là:

2.4.2 Vùng xói lở phía thượng lưu

Theo nghiên cứu của TS. Haumov G.G, tại vị trí thượng lưu: do quá trình

vận động của vật liệu xuôi theo dòng chảy nên toàn bộ vật liệu thuộc phạm vi xói lở

phía thượng lưu sẽ dịch chuyển vào trong đáy vùng khai thác và bồi tích tại chân

tầng khai thác.

Hình 2.12 Hình dạng vùng xói lở sau khi bị bào mòn ở phía thượng lưu

V m

.h ϑ n n h h +

Vận tốc dòng chảy tại khu vực khai thác được xác định theo công thức:

3,3

3,3 n h

i .h n +

(

)

Độ dốc mặt nước tại khu vực khai thác được tính toán theo biểu thức:

Xác định trữ lượng cát chảy vào mỏ khai thác từ vùng xói lở phía thượng lưu

QTN hay thể tích vùng xói lở AA1A2.

cos

−

Ta có: trị số giảm mặt nước tại mặt phẳng 3-3 được xác định theo công thức

)

( AA i 1

AA L 1

γ (LTN – bán kính vùng xói lở phía c

sau: với

thượng lưu, γc – góc dốc của thân cát

Xét lăng trụ vùng xói lở AA1A2, ta có:

sin

.sin A

* α và xl

A A 1

AA 1 sin A

A A 1 2 sin A

AA 2 sin A 1

; A

−

( = π − α − γ

)

( ar sin i

)

; A 1

* = α = xl

* xl

) = α − γ + α c

(

với

sin

* xl

sin

.cos

* xl

TN ( α − γ + α c

)

⎡ ⎣

⎤ ⎦

sin

α − γ

(

)

A A 1

sin

.cos

* xl

TN ( α − γ + α c

)

⎡ ⎣

⎤ ⎦

Từ các công thức trên ta được:

xlα - góc xói lở phía thượng lưu

Trong đó: α – góc nghiêng sườn tầng thiết kế (0);

α = α −

Góc nghiêng sườn tầng sau khi kết thúc hiện tượng xói lở - trầm tích phía

= γ + α

* xl

thượng lưu:

sin

α − γ

(

)

(

)

AA .AA .sin A 2

AA A 1

1 2

2.sin

.cos

* xl

2 L TN ( α − γ + α c

)

⎡ ⎣

⎤ ⎦

Tiết diện vùng xói lở phía thượng nguồn AA1A2:

Thể tích vật liệu bị xói lở từ phía thượng lưu:

AA A 1

) c .cos

2.sin

* xl

α − γ )

( 2 L .B.sin TN ( ⎡ α − γ + α ⎣ c

⎤ ⎦

với B – bề rộng khai thác

2.5 Ảnh hưởng của mực nước sông và nước lũ

Hệ thống đường đê khu vực tỉnh Đồng Tháp chịu ảnh hưởng trực tiếp của chế

độ thuỷ văn sông Mê Kông. Do đó, mái taluy đường ven sông luôn chịu ảnh hưởng

của mực nước sông và/ hoặc mực nước ngầm. Khi bỏ qua ảnh hưởng dòng chảy, kết

cấu ven sông chịu thêm tác dụng của lực thủy tĩnh, dòng thấm trong thân mái taluy

xuất hiện khi có sự chênh lệch cột áp giữa mực nước sông và nước ngầm hiện hữu.

Dòng thấm di chuyển từ nơi có áp lực cao đến nơi có áp lực thấp, lúc này, tốc độ

dòng chảy phụ thuộc vào chiều cao cột áp, phá hoại mái đất sẽ diễn ra chậm hơn.

Tuy nhiên, trên thực tế tỉnh Đồng Tháp hiện nay, sự nạo vét cát lòng sông làm thay

đổi địa hình đáy lòng sông, tốc độ dòng chảy lũ thay đổi thất thường hay thủy triều

không đồng đều tạo ra hiện tượng dòng chảy sóng. Khi đó, mái đất sẽ chịu sự va

đập của dòng chảy, đặc biệt phức tạp tại ngã ba sông hay khúc sông cong có dòng

xoáy, ảnh hưởng đến sự di chuyển cục bộ của bùn cát ven bờ không giống nhau. Do

đó, các hố xói dưới chân taluy hay mái taluy được hình thành.

Hình 2.13 Ví dụ về cơ chế xảy ra xói lở khi mực nước sông cao hơn mực nước ngầm

(dấu mũi tên chỉ hướng dòng chảy)

2.5.1 Ảnh hưởng của mực nước sông đến đường bão hòa nước trong thân nền

đường và công trình ven sông

Mực nước lũ cao hình thành các dòng thấm ở thân mái taluy, đặc biệt đối với

loại đất có độ rỗng lớn. Dòng thấm làm đường bão hòa nước trong thân mái taluy

tăng, dẫn đến sức chống cắt của khối đất giảm (Fredlund and Rahardjo 1993), dòng

thấm có vận tốc và lưu lượng lớn sẽ cuốn trôi các hạt đất gây phá hoại cục bộ dẫn

đến sạt lở mái taluy.

Ngoài ra, hiện tượng sóng vỗ lên thân mái taluy vào mùa lũ còn gây xói lở bề

mặt, làm giảm sức chống cắt của khối đất, v.v. cũng là một trong những nguyên

nhân gây mất ổn định cho mái taluy.

2.5.2 Ảnh hưởng của mực nước lũ lên nền đường và công trình ven sông

Khi lũ về và mực nước dâng lên phía thượng lưu ta sẽ có trường hợp mực nước

thượng lưu cao nhất bằng mặt nền đường, hạ lưu không có nước. Trường hợp này

tương tự theo chiều ngược lại khi nước rút ta có nước ở hạ lưu cao nhất và thượng

lưu hết nước mặt. Trường hợp hai là trường hợp hai bên thượng, hạ lưu đều có mực

nước cao nhất. Trường hợp ba là cả hai phía thượng, hạ lưu đều có nước lũ rút hết.

Trong cả ba trường hợp trên ta thấy nguy hiểm nhất là khi nền đường ngập lũ

lâu ngày, đất bị thấm ướt C, ϕ giảm, sạt lở mái taluy cùng với hiện tượng lũ rút,

nước phía thượng lưu không còn, nền đường lúc này chịu áp lực nước mặt thủy tĩnh

và áp lực thủy động nước chảy thấm qua thân nền đường dễ gây trượt, sạt đất đắp

thân.

Hình 2.14 Trường hợp mực nước thượng lưu cao nhất, hạ lưu không có nước

Hình 2.15 Trường hợp hai bên thượng lưu và hạ lưu đều có mực nước cao nhất

Hình 2.16 Trường hợp mực nước hai bên thượng lưu và hạ lưu đều rút hết

2.6 Ảnh hưởng của xói lở đến mái taluy và nền đường, công trình ven sông.

2.6.1 Chiều sâu hố xói do dòng chảy đối với mái taluy nền đường có gia cố mái

Trong quá trình dâng nước của lũ, dòng chảy lũ sẽ tạo ra thấm ướt mái taluy

và nền đường làm suy yếu tính chất cơ lý của đất nền và mái taluy có thể gây sạt lở

nền đường, ngoài ra còn có một quá trình khác phá hoại nền đường và mái taluy đó

chính là phá hoại xói lở do tác động của dòng chảy sóng nước đối với mái taluy nền

đường. Khi dòng chảy có vận tốc lớn hơn vận tốc khởi động bùn cát của lòng dẫn sẽ

làm cho lòng dẫn bị đào xói, khối đất phản áp của mái bờ bị suy giảm dần.

Sự xói lở do dòng chảy cục bộ đó ở gần chân mái taluy khi phát triển xói lở

đến một mức độ nào đấy có thể gây sạt, trượt mái taluy và vai đường. Xói lở dạng

này thường xảy ra vào thời gian cuối mùa lũ kết hợp với khi triều rút. Các đợt sạt lở

xảy ra ngắt quãng và có chu kỳ dài hơn so với dạng sạt ở do sóng thuyền bè gây ra.

Để tính toán sự xói lở đó và chiều sâu hố xói ta có thể tính theo công thức

)

α 2

30 d

h =Δ

−

*3,2 1(

(* tg 5,02 )

V +

(2.18)

Trong đó: V: tốc độ dòng chảy tại chân kè (m/s); m: hệ số mái dốc bờ; d:

đường kính trung bình hạt đất tại chân mái bờ, trong trường hợp d ≤ 1mm thì có thể

bỏ qua thành phần 30d (mm); α: góc hợp bởi dòng chảy với tuyến bờ; h: chiều sâu

hố xói (m).

.3,2

2 tgV

α ) ( 2

* Khi d ≤ 1mm, ta có chiều sâu hố xói tính theo:

h =Δ

(2.19)

Khi các điều kiện khác là như nhau, tốc độ xói lở và phá hoại bờ phụ thuộc

đặc điểm thạch học và tính chất cơ lý của đất đá. Bảng 1.1 đưa ra tốc độ cho phép

của dòng nước không gây ra hiện tượng rửa xói đối với các nhóm đất khác nhau.

Khi tốc độ dòng chảy lớn hơn tốc độ được nêu ra, đất đá bắt đầu bị xói rửa.

Bảng 2-3 Tốc độ dòng nước cho phép lớn nhất không gây ra hiện tượng rửa xói đối

với các nhóm đất đá khác nhau

Đất đá Tốc độ, m/s

Cứng

Granit, diaba, bazan, sienit, diorit, quaczit, gonai và các đá 15

nứt nẻ ít, dạng khối khác

Cát kết, đá vôi, đôlômit, đá hoa đặc chắc không phân lớp 4-15

Nửa cứng

Đá vôi có hang hốc, đôlômit, cát kết chặt sít có phân lớp 3-4

Đá vôi và các kết lẫn sét, đá macnơ, đá phiến 2-3

Rời xốp

Tảng lăn và đá hộc lớn 4-5

Tảng lăn và đá hộc nhỏ 3-4

Đất đá Tốc độ, m/s

2-3 Cuội và đá dăm lớn

1-1,25 Cuội và đá dăm nhỏ

0,6-1 Sỏi và sạn sỏi

0,25-0,6 Cát hạt thô và hạt lớn

0,26-0,35 Cát hạt vừa và hạt nhỏ

0,2 Cát hạt mịn

Mềm dính

1,2 Sét và sét pha cát chặt

0,5 Sét và sét pha cát kém chặt

0,6-0,8 Cát pha sét chặt

0,25-0,35 Cát pha sét kém chặt

0,2-0,3 Hoàng thổ

2.6.2 Ổn định chống sạt lở mái taluy do hiện tượng xói lở của dòng chảy lũ gây

Trong trường hợp các tác động của sóng thuyền bè xảy ra vào thời kỳ mùa

kiệt, mực nước thấp thì xói lở mái bờ chủ yếu diễn ra trên mực nước thấp tạo thành

hàm ếch, làm giảm dần ổn định mái bờ. Khi gặp mưa hay một tác nhân nào đó làm

gia tăng tải trọng khối đất lên hàm ếch, khối đất sẽ hình thành nhiều vết nứt, trước

khi sụt lở, tan rã làm rơi rớt từng mảng nhỏ xuống lòng sông.

Có hai loại vết nứt thường gặp là đường nứt nằm trên thân mái dốc và đường

nứt nằm trên đỉnh mái dốc phần vai đường.

Hình 2.17 Nguyên nhân gây phá hoại dạng hàm ếch do sóng (Scott. 2002)

Phá hoại cắt kiểu hàm ếch (Thorne và Tovey, 1981), hệ số an toàn được tính

−

α −

(

' c L I

b φ − I

) u L tan I

' I

i 1 =

∑

⎡ ⎣

⎤ ⎦

F s

I n

( W P cos

L tan I (

P sin I )

i 1 =

) u ∑

theo công thức:

Nói một cách đơn giản, Fs là tỷ số sức chống cắt của đất với trọng lượng của

hàm ếch. Hệ số α trong phương trình đảm bảo rằng nếu bờ sông ngập nước một

phần hoặc toàn phần thì trọng lượng của các lớp đất bị giảm một cách hợp lý, không

phụ thuộc vào hình dạng bề mặt đáy của hàm ếch.

2.6.3 Xói lở do nước mặt chảy xói lở mặt mái dốc

Khi mặt mái dốc nền đường, đê đập gặp nước mặt chảy tràn sẽ gây xói rửa.

Nếu các loại đất đắp mái dốc là loại nhiễm phèn, nhiễm mặn sẽ được ngọt hóa gây

trương nở, tan rã và xói rửa mạnh, nếu không tu bổ kịp thời sẽ dẫn đến mất ổn định

mái dốc nền đường, đê, đập.

Để giải quyết vấn đề này ta sẽ dùng biện pháp cơ học để tăng độ chặt đất đắp

mái, gia cố đất đắp mái, trồng cỏ mặt ngoài lớp mái, lắp đan bảo vệ bằng xi măng

lưới thép.

2.7 Kết luận chương 2

Chương 2 đưa ra các cơ sở tính toán lý thuyết bằng phương pháp giải tích với

mô hình tính toán đơn giản để kiểm tra mối tương quan giữa các yếu tố có thể gây

ra hiện tượng xói lở bờ sông do dòng chảy trong sông:

(cid:190) Cao độ mực nước sông và mực nước ngầm có ảnh hưởng đến đường bão hòa

thấm trong thân nền đường và công trình ven sông. Do đó, tùy thuộc vào loại

vật liệu, tốc độ dòng chảy, thành phần hạt của sông mà khả năng và mức độ

xói lở sẽ khác nhau.

(cid:190) Độ ẩm tương đối của nền đường và công trình ven sông đóng vai trò quan

trọng khi nghiên cứu về ổn định và biến dạng của nền đường đắp trên đất yếu

trong điều kiện ngập nước. Sự phân bố ẩm ở trong nền đường nếu biết thời

gian duy trì ngập lụt T, độ chứa ẩm lớn nhất Wmax, độ ẩm ban đầu Wo, kích

thước nền đường (L hoặc H) và hệ số truyền dẫn ẩm tính toán

(cid:190) Khi có kể đến áp lực thấm thủy động, hệ số an toàn ổn định trượt sâu của nền

đường đắp cao ven sông giảm 5-10%. Khi mùa nước kiệt, hay thủy triều

xuống hoặc lũ rút, mức độ ổn định của công trình càng nguy hiểm hơn, sự

xói lở do dòng chảy cục bộ đó ở gần chân mái taluy có thể gây sạt, trượt mái

taluy và vai đường.

(cid:190) Chiều sâu hố xói phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy, mái dốc bờ; đường kính

trung bình hạt đất tại chân mái bờ, góc hợp bởi dòng chảy với tuyến bờ. Khi

hố xói phát triển tạo thành hàm ếch, sau đó gặp mưa hay một tác nhân nào đó

làm gia tăng tải trọng khối đất lên hàm ếch, khối đất sẽ hình thành nhiều vết

nứt, trước khi sụt lở, tan rã làm rơi rớt từng mảng nhỏ xuống lòng sông. Có

hai loại vết nứt thường gặp là đường nứt nằm trên thân mái dốc và đường nứt

nằm trên đỉnh mái dốc phần vai đường

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI TALUY CỦA KÊNH, LÒNG SÔNG

3.1 Giới thiệu

Sạt lở là hiện tượng đất bị sạt, trượt, lở do tác động của mưa, lũ, hoặc dòng

chảy. Sạt lở đất thường xảy ra tại các thung lũng và triền sông, dọc các bờ biển bị

xói lở. Trong quá trình sạt lở, có sự đan xen giữa hiện tượng dịch chuyển trượt, hiện

tượng sụp đổ. Hiện tượng sạt lở thường được dự báo trước bằng các vết nứt sụt ăn

sâu vào đất liền và kéo dài theo bờ sông, bờ biển. Diễn biến phá hoại của sạt lở

nhanh và đột ngột, khác với trượt lở diễn biến rất chậm (2-5 năm). Sạt lở bờ thường

có xu hướng tái diễn nhiều năm, phạm vi ảnh hưởng rộng, đe dọa phá hỏng cả cụm

dân cư, đặc biệt là các cụm dân cư kinh tế lâu năm ở các vùng đồng bằng, ven biển.

Ổn định mái dốc nói chung phụ thuộc vào dạng hình học của mái dốc, các

điều kiện ứng suất, và các đặc tính cơ lý của đất. Tuy nhiên, tải trọng do nước bên

ngoài dẫn đến sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng và cũng như tác động thủy động lực

học do dòng chảy của nước đều ảnh hưởng đến sự ổn định mái dốc hay làm thay đổi

hoàn toàn đặc tính cơ lý thực sự của đất.

Thật vậy, dòng chảy tức thời trong đất tác động đến điều kiện áp lực nước lỗ

rỗng, ứng xử về cường độ và biến dạng của đất. Các nhân tố này làm dịch chuyển

các hạt đất, gây xói lở. Để tính toán ổn định của mái dốc có xét đến yếu tố dòng

chảy tức thời, phương pháp cân bằng giới hạn đơn giản vẫn còn được sử dụng rộng

rãi khi phân tích mái dốc.

Hình 3.1 Các mô hình cơ bản khi mực nước thay đổi; nước sông hồ (A), mực nước

giảm (B), mực nước tăng (C), và mực nước dao động (D). Áp lực nước (WL), Vị trí

mực nước ngầm (GWL), và mực nước bên ngoài (EWL)

Sự dao động mực nước có thể do sự thay đổi mực nước thủy triều, do sóng

nước tạo thành từ gió hay do các điều kiện thời tiết khác. Các hiện tượng tự nhiên

có thể là sự suy giảm tính chất đất theo thời gian như kết cấu khung hạt đất. Hơn

nữa, ổn định mái dốc còn bị ảnh hưởng bởi các hoạt động của con người.

3.2 Phương pháp xác định ổn định mái dốc

Nhìn chung, ổn định mái dốc được xác định dựa trên hai yếu tố:

(1) tính toán hệ số an toàn FS,

(2) xác định vị trí của mặt trượt nguy hiểm nhất.

Vào giữa thế kỉ 19, phương pháp phân tích ổn định mái dốc dựa trên ứng xử

của sét. Sau đó, đến năm 1916, phương pháp mặt trượt trụ tròn giả định được sử

dụng và phát triển đầy đủ vào đầu những năm 1920. Do tính đơn giản và dễ sử

dụng, các phương pháp cân bằng giới hạn (LE) được sử dụng và ít thay đổi hàng thế

kỉ mặc dù vẫn còn nhiều nhược điểm. Song song với phương pháp LE, còn có các

lý thuyết liên tục và nhiều mô hình vật liệu dựa trên việc phân tích các biến dạng,

thông thường dùng phương pháp phần tử hữu hạn.

Theo nghiên cứu của TS. Nguyễn Thống Nhất (2002), tính toán ổn định nền

đường đắp cao trên đất yếu ở ven sông cần phải kiểm tra 5 loại khả năng mất ổn

định:

- Nền đường bị lún sụp do vượt quá sức chịu tải giới hạn của đất yếu

- Nền đường bị phá hoại do đất yếu bị đẩy ngang

- Nền đường và nền đất yếu bị trượt theo mặt hay cung trượt sâu

- Mái dốc nền đường đắp (taluy) và mái bờ sông bị mất ổn định

- Nền đường và nền đất yếu bị lún vượt giới hạn (kể cả từ biến)

Hình 3.2 Nền đường bị lún sụp (trái) và Nền đất bị đẩy ngang (phải)

Hình 3.3 Phá hoại theo mặt trượt sâu (trái) và Mái dốc bị mất ổn định (phải)

3.3 Vị trí cung trượt nguy hiểm nhất

3.3.1 Phương pháp tính toán ổn định mái dốc trên cơ sở trạng thái cân bằng

giới hạn – phương pháp phân mảnh

Một phép tính gần đúng để giải bài toán là phân chia khối trượt thành nhiều

mảnh tùy ý. Tất nhiên, việc phân chia khối trượt thành nhiều mảnh hơn sẽ cho kết

quả có độ chính xác cao hơn. Bây giờ chúng ta phân tích tất cả các lực tác dụng và

nội lực giữa hai mảnh.

Hình 3.4 Sơ đồ tính toán cung trượt theo phương pháp phân mảnh

Hình 3.5 Sơ đồ tính toán phân mảnh theo phương pháp phân mảnh

Sa = C + N’tanΦ độ bền gây trượt

Sm: sức kháng cắt (trượt) của đất trên bề rộng mảnh trượt

Uα: áp lực nước lỗ rỗng

Uβ: áp lực thủy tĩnh bề mặt

W: trọng lượng khối trượt

N’: áp lực pháp tuyến hữu hiệu, đặt ở tâm của mặt đáy mảnh trượt

Q: ngoại lực tác động

ZL: lực tác dụng của mảnh trượt bên trái

ZR: lực tác dụng của mảnh trượt bên phải

θL: góc nghiêng so với phương ngang của ZL

θR: góc nghiêng so với phương ngang của ZR

α: góc nghiêng của mặt đáy mảnh trượt

β: góc nghiêng của mặt đỉnh mảnh trượt

kv: hệ số áp lực đất ngang

kh: hệ số áp lực đất đứng

Bảng 3-1 Các phương pháp phân tích ổn định mái dốc theo trạng thái cân bằng

giới hạn

Mặt phá Điều kiện Cách giải Phương pháp Các giả thiết hoại cân bằng

Xj=Xj+1, Ej=Ej+1 Fellenius (1927) Cung tròn Moment Tính toán

JS = 0

Xj=Xj+1, Ej=Ej+1 Tính toán/ PP Bishop Cung tròn Moment Máy tính (1955) JS = 0

Xj=Xj+1, Ej=Ej+1 Janbu simplized Cung tròn Lực ngang Máy tính (1956) JS = 0

Xj=Xj+1, Ej=Ej+1 Morgenstern- Bất kỳ Tất cả Máy tính Price (1965) JS = 0

Xj=Xj+1, Ej=Ej+1 Bất kỳ Tất cả Máy tính Spencer (1967)

JS = 0

Không Xj=Xj+1, Ej=Ej+1 Janbu (1973) theo cung Lực đứng Tính toán

JS = 0 tròn

Với hai phương pháp của Bishop và Janbu simplified, các giả thuyết về sự tồn

tại của các cặp nội lực là giống nhau, được tính toán theo trạng thái cân bằng giới

hạn, tuy nhiên theo Bishop là cân bằng tổng moomen còn theo Janbu là cân bằng

lực ngang.

Trong điều kiện dài hạn hoặc có thoát nước thì chỉ cần phân tích ứng suất có

hiệu. Đối với các loại đất dính, trong điều kiện ngắn hạn hoặc không thoát nước thì

phải phân tích ứng suất tổng.

3.4 Cơ sở lý thuyết

Cơ sở lý thuyết cho việc tính toán bằng phần mềm Slope/W dựa trên phương

pháp phân mảnh đơn giản của Bishop. Đây cũng là phương pháp được sử dụng để

tính hệ số ổn định phổ biến nhất hiện nay. Trong phương pháp này, lực tương tác

giữa các mảnh được xem xét đến ở một mức độ nhất định. Xét một đơn vị chiều dài

vuông góc với mặt cắt thể hiện, những lực tác dụng lên mảnh đặc trưng được thể

hiện ở hình dưới, trong đó Wn là trọng lượng của mảnh, các lực Nr và Tr lần lượt là

những thành phần pháp tuyến và tiếp tuyến của các phản lực R, Pn và Pn+1 là những

lực pháp tuyến giữa các mảnh. Tương tự, lực cắt giữa các mảnh là Tn và Tn+1. Các

lực Pn, Pn+1, Tn và Tn+1 rất khó để xác định, tuy nhiên có thể giả thiết rằng chúng có

độ lớn bằng nhau và có thể bỏ qua các lực tương tác này (Das 2006). Đặt Pn -

(

) φ + Δ

T N tan r

c L d

tan F s

c L Δ F s

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

Pn+1=ΔP và Tn - Tn+1= ΔT, chúng ta cũng có thể viết như biểu thức dưới đây:

Hình 4.1 thể hiện tứ giác lực cho cân bằng của mảnh thứ n. Tổng những lực

W T N cos

sin

+ Δ =

α + n

N tan r F s

c L Δ F s

⎡ ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎦

W T

sin

+ Δ −

theo phương đứng là:

cos

α + n

c L Δ F n tan sin φ F s

Hoặc

α = Σ

W r sin n

T r r

Xét cân bằng nêm ABC (Hình 4.1) và lấy mô men tại điểm O ta được:

tan

+ σ

c L N tan + Δ

(

) φ Δ

(

) φ

T r

1 F s

cb W tan

T tan

φ + Δ

(

)

1 m

(n)

Trong đó

F s

W sin n

Ta được:

cos

α + n

(n )

tan sin φ F n

Trong đó

cb W tan

(

)

(n )

F s

W sin n

Để đơn giản, nếu chúng ta đặt ΔT=0, ta được:

Giá trị của FS chỉ được xác định sau quá trình thử sai, một số mặt trượt phải

được khảo sát để có thể tìm mặt trượt tới hạn ứng với hệ số an toàn nhỏ nhất.

Hình 3.6 Phương pháp phân mảnh đơn giản hóa của Bishop (Das 2006): (a) Mặt

trượt thử; (b) Lực tác dụng lên mảnh thứ n; (c) Đa giác lực cho cân bằng

3.4.1.1 Phương pháp Fellenius 1927

Đây là phương pháp đầu tiên và cũng được xem là nền tảng phát triển của các

phương pháp sau này. Fellenius sử dụng mặt trượt dạng trụ tròn và phân chia khối

đất thành nhiều mảnh nhỏ để tính toán. Theo Fellenius, lực tương tác giữa các mảnh

bằng nhau và ngược chiều nên triệt tiêu lẫn nhau, vì vậy bỏ qua lực tương tác giữa

các mảnh.

Sơ đồ tính ban đầu của Fellenius chỉ gồm trọng lượng bản thân, phản lực của

đất nền lên mảnh phân tố và sức kháng dọc mặt trượt. Để có thể xét thêm ảnh

hưởng của ngoại lực, ta đặt thêm lực Q là tải trọng ngoài nằm trong phạm vi mảnh

phân tố.

cos

Q cos

N ' U +

k W sin W 1 k α −

−

α −

β − α −

(

)

(

)

(

F α

U cos β

) δ − α =

Tổng lực tác dụng lên mảnh trượt:

N '

cos

Q cos(

= −

−

k W sin W 1 k α +

−

α +

β − α +

(

)

(

)

Áp lực pháp tuyến hữu hiệu tác dụng lên đáy mảnh trượt:

U cos β

) δ − α

(3.1)

Tổng mô men đối với tâm cung trượt:

Q sin

R cos

β +

α −

β +

α −

(

)

U sin β

⎤ Q cos R sin δ ⎦

⎡ ⎣

⎤ ⎦

−

⎡ ⎣ +

α −

U cos β )

( ) W 1 k − ( S R k W R cos h

Qsin

cos

−

β +

α −

β +

α −

( W 1 k

)

S m

U cos β

U sin β

⎡ ⎣

⎤ Qcos R sin δ ⎦

⎡ ⎣

⎤ ⎦

Độ bền gây trượt của khối đất:

(

)

α −

⎛ k W cos ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

(3.2)

Hệ số an toàn chống trượt theo định nghĩa của phương pháp cân bằng giới

hạn và coi như bằng nhau cho mọi mảnh trượt được tính như sau:

C N ' tan S m

(3.3)

Trong đó C và N’ là lực dính và lực cắt ma sát của đất tính theo bề rộng 1

mảnh trượt.

3.4.1.2 Phương pháp đơn giản hóa của Janbu (1973)

Phương pháp phân mảnh của Bishop giả thiết không có lực tác dụng giữa các

mảnh trượt và thỏa mãn điều kiện cân bằng của tổng các lực thẳng đứng trong mỗi

mảnh trượt và tổng các lực nằm ngang trong toàn khối trượt.

Q cos

α +

−

β −

δ =

F v

N ' U cos α

U cos β

∑

Q cos

( −

( S sin W 1 k α +

−

β +

− )

) U cos α − α

) U cos β

N ' ⇒ =

S sin W 1 k α − ( cos

Tổng lực thẳng đứng:

Hệ số an toàn chống trượt theo trạng thái cân bằng giới hạn được định nghĩa

C N ' tan S

như sau:

m +

S ⇒ = m

C N ' tan F

(3.4)

Lực pháp tuyến hữu hiệu đặt tại đáy mảnh trượt tính như sau:

N '

Q cos

−

α +

β +

( W 1 k

U cos α

U cos β

1 m

Csin F

⎡ ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎦

m cos =

(3.5)

tan tan α F

⎡ 1 α +⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎦

Với

N ' U sin Wk

Q sin

S cos

α +

−

β −

δ −

(

)

Tổng lực ngang trên một mảnh trượt:

F h

[

]

U sin β

∑

(3.6)

Q sin

cos

N ' U sin Wk U sin α +

−

δ −

(

)

[

]

F h

∑

⎡ ⎣

⎤ β − ⎦

C N ' tan F

= i 1

⎡ ⎢ ⎣

⎤ α = ⎥ ⎦

Cân bằng tổng lực ngang trong khối trượt:

C N ' tan

cos

(

)

∑

i 1 =

Hệ số an toàn chống trượt trong mỗi mảnh trượt:

N 'sin

∑

i 1 =

U sin Wk

Q sin

α +

−

β −

(3.7)

U sin β

Với

FOS

Hệ số an toàn chống trượt tổng thể của khối trượt:

Janbu

f .F 0

calculated

1.4

= +

(3.8)

1 b 1

d L

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

⎡ d −⎢ L ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎥ ⎦

Với

3.4.1.3 Phương pháp đơn giản hóa của Bishop

Bishop sử dụng mặt trượt dạng trụ tròn và phân khối đất thành n mảnh nhỏ để

tính toán ổn định.

Với phương pháp này Bishop giả thuyết rằng các lực tác động tiếp tuyến với

mặt hông của mảnh bằng nhau Xj = Xj+1, lực pháp tuyến khác nhau Ej ≠ Ej+1, áp lực

nước Uj ≠ Uj+1 và áp lực thấm (JS)j = 0

Qsin

R cos

−

β +

α −

β +

α −

( W 1 k

)

(

U cos β

U sin β

∑

⎤ Q cos R sin δ ⎦

⎡ ⎣

⎤ ⎦

⎡ ⎣

i 1 =

−

α −

( k W R cos

)

S R m

∑

i 1 =

∑ i 1 = Hệ số an toàn chống trượt tổng thể của khối trượt:

C N ' tan

(

)

∑

i 1 =

−

∑

i 1 =

Q cos

sin

β +

−

)

(

Qsin

cos

β +

α −

(3.9)

U sin β

⎡ A W 1 k ⎣ (

⎤ ⎦ )

α −

A k W cos h

⎛ ⎜ ⎝

U cos β )( ⎞ ⎟ ⎠

Với

Lực pháp tuyến hữu hiệu đặt tại đáy mảnh trượt được tính giống như trong

Q cos

N '

−

α +

β +

−

( W 1 k

U cos α

U cos β

phương pháp của Janbu:

1 m

Csin F

⎤ ⎥ ⎦

⎡ ⎢ ⎣

m cos =

(3.10)

tan tan α F

⎡ 1 α +⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎦

Với

3.5 Kết luận chương 3

Chương 3 mô tả trình:

(cid:190) Hệ số an toàn FS phụ thuộc rất lớn vào việc phân chia số lượng mảnh,

vị trí mặt trươt và ảnh hưởng của 2 cặp nội lực tiếp tuyến và pháp tuyến

giữa các mảnh. Giá trị FS được giả sử cho trước và thực hiện phép tính

lặp để tìm FS nhỏ nhất. Tuy nhiên, việc tính toán thủ công bài toán trên

một cách chính xác là rất mất thời gian

(cid:190) Trong chương này, tác giả không trình bày chi tiết phương pháp cổ điển

của Fellenius (1927), nó được tính toán tương tự như PP của Bishop

nhưng giả thuyết là không tồn tại các lực tương tác giữa các mảnh X và

E, dẫn đến kết quả tính chưa được chính xác với thực tế và thường có

xu hướng thấp hơn

CHƯƠNG 4: KIỂM TOÁN XÓI LỞ, SẠT LỞ KHU VỰC VEN SÔNG TIỀN TỈNH ĐỒNG THÁP

4.1 Giới thiệu

Khu vực ven sông Tiền là một trong những “điểm nóng” về xói lở của tỉnh

Đồng Tháp nhiều năm qua và diễn ra trên phạm vi rộng lớn như bảng 4.1.

Bảng 4-1 Tình hình xói lở bờ sông Tiền tỉnh Đồng Tháp, giai đoạn 2009-2013 [12]

Năm 2009 2010 2011 2012 2013

Số điểm bị xói lở 96 92 95 95 113

Số xã, phường, thị trấn bị xói lở 34 35 39 36 32

Số xã, phường, thị trấn có khả năng xói lở 43 43 47 46 42

Chiều dài bị ảnh hưởng (km) 74,0 23,0 95,0 56,4 38,74

Diện tích đất bị xói lở (ha) 36,6 21,97 49,0 26,58 10,27

Xói lở thường xảy ra tại huyện Hồng Ngự với tổng chiều dài đường bờ sông bị

xói lở từ 3,0 – 17 km, các điểm xói lở có thể kéo dài từ 40 – 1700m, ăn sâu vào bờ từ 1,0 – 40m, diện tích đất bị xói lở từ 80 – 2600 m2 (bảng 4-2).

Bảng 4-2 Tình hình xói lở bờ sông Tiền huyện Hồng Ngự [12]

Chiều sâu ăn vào Năm Vị trí điểm xói lở Chiều dài (m) bờ lớn nhất (m)

1. Xã Thường Phước 1 4000 2,0 – 3,0 2009 2. Xã Long Thuận 3500 2,0 – 3,5

3. Xã Phú Thuận B 15 2,0 – 10

1. Xã Long Thuận 55 – 130 3,0 - 40

2. Xã Thường Thới Tiền 40 2,0

3. Xã Thường Thới Hậu A 1700 1,0

2013 4. Xã Long Khánh A 130 2,0

5. Xã Phú Thuận B 1400 7,0

6. Xã Thường Phước 1 20 - 40 5,0 – 25

7. Xã Thường Thới Hậu B 1500 1,0

Xói lở tại huyện Thanh Bình diễn ra mạnh và phức tạp với tổng chiều dài

đường bờ sông bị xói lở từ 11,7km đến 14,9km; trong đó có những điểm bị xói lở

kéo dài từ 5,0 – 4000m, ăn sâu vào bờ 2,0 – 15m (bảng 4-3).

Bảng 4-3 Tình hình xói lở bờ sông Tiền huyện Thanh Bình [12]

Chiều sâu ăn vào Năm Vị trí điểm xói lở Chiều dài (m) bờ lớn nhất (m)

2009 1. Tân Bình, Tân Quới 2500 1,0 – 4,0

1. Xã An Phong 4000 2,0

2. Xã Tân Quới 2000 2,0

2013 3. Xã Tân Bình 4000 2,0

4. Xã Tân Thạnh 2000 2,0

5. Xã Bình Thành 2800 2,0

Nghiên cứu này chỉ tập trung tính toán xói lở bằng phương pháp giải tích đánh

giá 2 vị trí đặc trưng là ven sông Tiền thuộc xã Long Thuận, huyện Thanh Bình và

xã Thường Phước 1, huyện Hồng Ngự.

4.1.1 Xã Long Thuận, huyện Thanh Bình

Hình 4.1 Sạt lở tại xã Long Thuận, huyện Hồng Ngự

4.1.1.1 Đặc trưng địa chất

Căn cứ vào tài liệu khảo sát địa chất được thực hiện vào năm 2016, các đặc

trưng của đất nền trong phạm vi khảo sát đến độ sâu 30m của mặt cắt tại vị trí

nghiên cứu gồm các lớp như sau:

- Lớp 1a: Đất san lấp, phân bố từ mặt đất tự nhiên đến độ sâu khoảng 0,5÷2m.

Lớp này không thực hiện các thí nghiệm xác định chỉ tiêu cơ lý

- Lớp 1: Bùn sét màu xám xanh, xám đen, đôi chỗ lẫn thực vật chưa phân hủy

hoàn toàn, phân bố từ dưới lớp 1a, dày khoảng 10m.

- Lớp 2a: Đất sét, dẻo trung bình, màu xám vàng, loang lỗ xám xanh, phân bố

ngay dưới lớp 1 đến độ sâu 17m.

- Lớp 2: Đất cát chứa nhiều sét, kẹp sét, lẫn bụi dẻo thấp đến dẻo trung bình,

màu xám trắng, vàng nhạt, phân bố ngay dưới lớp 1 và lớp 2a, khi khoan hết

độ sâu 30m vẫn chưa phát hiện đáy lớp.

Hình dưới thể hiện mặt cắt địa chất tại vị trí nghiên cứu và chỉ tiêu cơ lý đặc

trưng được trình bày ở bảng dưới.

4.1.1.2 Chỉ tiêu cơ lý

Bảng 4-4 Các đặc trưng cơ lý của vị trí nghiên cứu

Lớp 1 Lớp 2a Lớp 2 (Cát TT Các đặc trưng cơ lý (Sét) pha sét) (Bùn sét)

1 Thành phần cỡ hạt P,%

Hạt sỏi sạn 3,8

9,4 22,9 Hạt cát 82,5

38,5 27,1 Hạt bụi 5,7

52,1 50,0 Hạt sét 8,0

2 Dung trọng tự nhiên 14,74 19,77 19,52 γw, kN/m3

3 Độ bão hòa G, % 97,77 95,94 99,02

Lớp 1 Lớp 2a Lớp 2 (Cát TT Các đặc trưng cơ lý (Sét) pha sét) (Bùn sét)

Góc ma sát trong tiêu 4 3040 14028 21009 φtc, 0 chuẩn

5 Lực dính tiêu chuẩn 6,9 24 9,0 Ctc, kN/m2

6 Hệ số thấm k (cm/s) 8,27x10-6 1,62x10-6 4,38x10-4

4.1.2 Xã Thường Phước 1, huyện Hồng Ngự

Hình 4.2 Sạt lở tại xã Thường Phước 1, huyện Hồng Ngự

4.1.2.1 Đặc trưng địa chất

Căn cứ vào các tài liệu khảo sát, đặc điểm địa chất tại khu vực khảo sát gồm các

lớp như sau:

- Lớp 1a: Lớp đất đắp bề dày 0,5m. Lớp đất này không thực hiện các thí

nghiệm xác định chỉ tiêu cơ lý

- Lớp 1: Bùn sét màu xám đen, xanh đen chứa hữu cơ xen kẹp các thớ lớp

mỏng bột cát mịn, nằm từ mặt đất đến độ sâu 28m. Lớp này bao gồm trầm

tích biển và sông biển hỗn hợp.

- Lớp 2: Cát pha sét (cát trung mịn pha kẹp bùn sét) màu xám xanh đen, ở

trạng thái chảy. Khi khoan đến hết độ sâu 30m vẫn chưa phát hiện đáy lớp.

Hình dưới thể hiện mặt cắt địa chất tại vị trí nghiên cứu và các chỉ tiêu cơ lý đặc

trưng được trình bày theo bảng sau.

4.1.2.2 Chỉ tiêu cơ lý

Bảng 4-5 Các đặc trưng cơ lý của vị trí nghiên cứu

Lớp 1 Lớp 2 (Cát TT Các đặc trưng cơ lý pha sét) (Bùn sét)

1 Thành phần cỡ hạt P,%

Hạt sỏi sạn 1,5

13,9 Hạt cát 76,9

39,9 Hạt bụi 8,1

46,3 Hạt sét 16,6

18,2 2 Dung trọng tự nhiên 14,73 γw, kN/m3

93,9 3 Độ bão hòa G, % 96,8

Góc ma sát trong tiêu 4 2031 19017 φtc, 0 chuẩn

5 Lực dính tiêu chuẩn 13,3 5,0 Ctc, kN/m2

6 Hệ số thấm k (cm/s) 6,6x10-6 4,1x10-4

4.1.3 Đặc trưng bùn cát

Theo kết quả khảo sát bùn cát đáy tại khu vực ven sông Tiền vào tháng 6 năm

2016 thì bùn cát khu vực nghiên cứu có đường kính trung bình D50 = 0,18mm. Biểu

đồ phân bố kích thước hạt thể hiện trong hình sau.

Hình 4.3 Đặc trưng bùn cát khu vực ven sông Tiền

4.1.4 Chế độ dòng chảy

Hoạt động của dòng hải lưu tồn tại quanh năm theo chế độ mùa chịu sự chi

phối của 3 loại tác động: lũ, mưa nội đồng, và thủy triều.

Bảng 4-6 Vận tốc dòng chảy sông Tiền trung bình nhiều năm và vận tốc cho phép

không xói của bờ sông, m/s [10]

Mùa lũ (mùa mưa) Mùa kiệt (mùa khô)

Vị trí bờ Vận tốc Vận tốc trung bình Vận tốc Vận tốc trung bình

dòng chảy cho phép không xói dòng chảy cho phép không xói

Tân Châu 2,70 0,58 - -

Sa Đéc 2,40 0,58 1,10 0,58

Mỹ Thuận 2,45 0,55 1,20 0,55

Theo thống kê bảng trên, trong cả 2 mùa, vận tốc dòng chảy đều lớn hơn vận

tốc trung bình cho phép không xói của bờ sông nên khi thời gian lũ kéo dài khoảng

2-3 tháng, lòng dẫn và bờ sông bị đào xói rất lớn.

Với chế độ bán nhật triều Biển Đông và chế độ nhật triều không đều của vịnh

Thái Lan như tốc độ truyền triều vào mùa kiệt trên sông từ Biển Đông đến Hồng

Ngự khoảng 25-30km/giờ, biên độ triều trung bình 20-25cm (có khi đạt 100cm);

thêm vào đó, tình hình biến đổi khí hậu đang diễn ra phức tạp, nước biển dâng càng

làm cho chế độ thủy văn thêm phức tạp, tăng dòng chảy rối, đặc biệt khu vực tranh

chấp giữa dòng chảy thượng nguồn và triều ở thành phố Cao Lãnh, Sa Đéc, cầu Mỹ

Thuận) đã ảnh hưởng đến khu vực sông Tiền nên phạm vi và cường độ xói lở bờ

sông diễn ra mạnh ở cả 2 mùa.

Ngoài ra, do ảnh hưởng của khí hậu là đất ở bờ sông dễ bị phân hóa hóa học:

đất bị thiếu nước, dễ nứt vỡ; mùa mưa lại làm đất dễ chảy nhão) và gió thổi ở các

vùng cửa sông trung bình 20m/s từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau đã tạo nên áp lực

và vận tốc dòng chảy lớn, làm bùn cát tách ra khỏi bờ và vận chuyển đi nơi khác; và

còn chịu ảnh hưởng của dòng nước sông (chủ yếu vào mùa lũ, tăng cường động lực

dòng chảy). Bên cạnh đó, thảm thực vật trên lưu vực giảm mức độ che phủ nên khả

năng điều tiết nguồn nước hạn chế, mùa lũ nước lại tập trung nhanh, ngập lâu ngày

nên đất bờ sông dễ bị tan rã, khả năng giữ vật chất bờ và giảm tác động trực tiếp của

mưa suy giảm; mùa khô khả năng cung cấp nước ít nên đất ven bờ thiếu nước bị nứt

vỡ gây xói lở bờ sông.

Biểu đồ mực nước triều trong ngày

4.0

3.5

3.0

2.5

)

m

(

2.0

H

1.5

1.0

0.5

0.0

T ( giờ)

Hình 4.4 Bieåu ñoà möïc nöôùc trieàu trong ngaøy muøa luõ

4.1.5 Địa chất, thổ nhưỡng khu vực ven sông Tiền

Cấu trúc địa chất thổ nhưỡng khu vực ven bờ sông Tiền thuộc trầm tích

Holocen (trầm tích sông – đầm lầy phân bố dọc theo sông, nằm sau các đê tự nhiên,

được hình thành do lũ lụt, chủ yếu là đất sét) và trầm tích sông của đê tự nhiên

(được hình thành do lũ lụt hàng năm khi nước sông tràn qua bờ, phù sa tích đọng

lại).

Mặt khác, lòng dẫn sông lại chảy qua trầm tích bở rời với 2 lớp chủ yếu: cát

bột hoặc sét bột pha cát dày 18-20m và cát dày 13-25m. Cát là tầng chứa nước

tương đối, có áp nên khi chế độ dòng chảy thay đổi, tầng nước ngầm trong cát cũng

thay đổi, do đó, các hạt cát bị xáo trộn, sắp xếp lại có thể phát sinh hiện tượng cát

chảy gây xói lở bờ sông.

Do cấu tạo địa chất này mà xói lở dạng hàm ếch và xói lở mặt diễn ra.

4.1.6 Địa hình và hình thái lòng dẫn

Địa hình lưu vực khá bằng phẳng, độ cao biến đổi trung bình 2m, độ dốc

chênh lệch không lớn, khoảng 1cm/km.

Độ dốc sông Tiền thay đổi theo từng đoạn, khoảng 2,5cm/km. Hình dạng sông

Tiền uốn lượn tương đối phức tạp như hình 4-1 với 9 lần đổi hướng, lại có nhiều

đoạn sông phân nhánh, cù lao, cồn cát nhô lên giữa dòng.

Hình 4.4 Hướng dòng chảy của sông Tiền từ biên giới Việt Nam – Campuchia đến

Mỹ Tho, Tiền Giang

Với trắc dọc khảo sát lòng sông Tiền cho thấy rất nhiều sự biến đổi đột ngột

về độ sâu của đáy do sự sắp xếp luân phiên của các hố xói và bãi nông. Các hố xói

thường thấy ở lòng sông chính đoạn uốn khúc, dòng nước chảy rối, đặc biệt khi có

lũ. Độ sâu sông nhiều nơi đạt 30-40m, đây là một trong những nguyên nhân trực

tiếp gây hiện tượng xói lở bờ như Thường Phước 1, 2, Thường Thới Tiền, Thường

Lạc, thị xã Hồng Ngự, Sa Đéc, Mỹ Thuận…

Với trắc ngang sông Tiền có 2 dạng: dạng có bãi giữa (cồn cát ngầm, cồn, cù

lao) và dạng có bãi ven (gồm một bờ nông thoải ứng với thềm tích tụ, một bờ vực

sâu dốc, có hố xói cục bộ). Lòng dẫn sông Tiền thay đổi nghĩa là trục động lực dòng

chảy thay đổi dẫn đến sự thay đổi vị trí, phạm vi, mức độ, hướng và tốc độ xói lở bờ

sông.

Như vậy, với đặc điểm địa hình và hình thái lòng dẫn này đã giúp cho việc

xói lở bờ sông phát triển rất mạnh chủ yếu do mùa mưa lũ, mùa cạn với thủy triều

như: địa hình bằng phẳng đã làm tăng dòng chảy ngang; sự tồn tại nhiều cù lao như

Long Phú Thuận, cù lao Tây, cồn Tre… làm thay đổi kết cấu dòng chảy; sự tồn tại

nhiều khúc uốn là điều kiện cho xói bồi xảy ra do hợp lực dòng chảy sẽ hướng về

bờ lõm tạo nên dòng chảy ngang kết hợp với địa chất cấu tạo bở rời và mềm yếu.

(Nguoàn: Baûng döï baùo thuyû trieàu naêm 2010)

Biểu đồ mực nước triều trong ngày

4.0

3.5

3.0

2.5

(

2.0

m) H

1.5

1.0

0.5

0.0

T ( thời gian)

Hình 4.5 Bieåu ñoà möïc nöôùc trieàu trong muøa kieät

4.2 Phương pháp tính toán giải tích

4.2.1 Xói lở dạng hàm ếch

Khi bị tác động với lưu tốc lớn (0,5-3,0m/s) mà vận tốc cho phép không xói

của bờ sông thấp nên tầng cát bên dưới dày 13-25m sẽ bị xói rửa nhanh hơn tầng sét

bên trên dày 18-20m (dễ mất liên kết trong môi trường nước). Do vậy, các hàm ếch

ngầm dễ tạo ra.

a. Đường nứt dọc trên thân mái dốc

1/ Sơ đồ tính

Hình 4.5 Sơ đồ tính xói lở cục bộ tại chân mái dốc có dạng hàm ếch, đường nứt dọc

nằm trên thân mái dốc

2/ Lực kéo trong đất :

Từ công thức tính cường độ chống cắt của Coulomb ta thấy σk = C.cotgϕ

chính phần ứng suất âm hay là ứng suất kéo của đất trên trục ứng suất pháp σ.

Hình 4.6 Mối quan hệ dựa ứng suất kéo của đất trên trục ứng suất pháp

3/ Xác định các lực tác dụng lên khối đất khi bị xói lở hàm ếch ở chân mái taluy:

Hình 4.7 Các lực tác dụng lên khối đất khi bị xói lở hàm ếch ở chân mái taluy

Xét trạng thái cân bằng của khối đất OAB ta có:

- Momen gây lật ML do trọng lực G gây ra với cánh tay đòn OG’’

- Momen giữ Mk do ứng suất kéo σk phân bố đều trên OB gây ra.

Ta có : ML = G.OG’’ = γ.SOAB.OG”

MK = σk. ½.OB2

4/ Xác định các yếu tố SOAB, OG” , OB

Hình 4.8 Sơ đồ tính toán các kích thước hình học giả định khối xói lở

G : trọng tâm ΔOAB; OA = a; m = cotgÂ = cotgθ; OH = d/m

1 = −

a. Xác định OB

BB ' AB ' = OH OA

(OA OB ') − OA

O B ' O A

BB'

⇒ = −

).OH OB.cos ⇒

[1 θ = −

OB.sin d

d m

OB' OA

OB.cos

OB.sin

−

⇒

θ =

θ m

OB(cos

)

⇒

θ +

= ⇒ =

d m sin θ m

d m

m.cos

sin

d θ +

Ta có :

b. Xác định SOAB

.OA.BB'

.OA.OB.cos

.d.

.cos

θ ⇒

S OAB

OAB

1 2

1 2 mcos

sin

d θ +

cos

⇒

SOAB

1 2 1 2 d 2 cos

sin

OM'

OG'' OA AG'' OA −

−

AM' OA =

−

(AO OM') −

2 3

1 3

2 3

OG''

. OB.sin

OG''

sin

⇒

θ ⇒

= +

d 2 1 3 3 2

d 1 3 3

mcos

sin

d θ+

OG ''

⇒

] OG '' ⇒

d 3

mcos

sin

d mcos 3 mcos

sin θ θ +

θ+ θ+

2sin θ sin θ

c. Xác định OG’’

.S OG '' M

= γ

⇒

= γ

5/ Điều kiện mất ổn định khối OAB :

OAB

1 . d 2 m cos

sin

d m cos 3 m cos

cos θ θ +

θ + θ +

2 sin θ sin θ

(

⇒

. d γ

M L

+ θ cos

cos (6 m

sin2 + θ

). cos θ 2 sin ) θ

K σ= k

σ k

1 . OB 2

cos

sin

d θ

) θ

⇒

M K

2 Cd cos

g ϕ sin ) θ

. cot + θ

Ta có:

⇒

≥

2 Cd cos

g ϕ sin

) cos θ 2 ) θ

) θ

3 . cos sin2 ( md + θ γ sin cos (6 m + θ

cot . + θ

d ≥⇒

)

cos

C g cot .3 ϕ sin2 cos θ + θθ

( γ

Ta thấy rằng, với một khoảng hở hàm ếch tối thiểu dmin, mà ở đó sẽ xảy ra

hiện tượng sụp gây sạt lở thân mái dốc là y = (mcosθ + 2sinθ)cosθ đạt tới giá trị cực

đại ymax để d nhỏ nhất.

sin2

= my

cos2 +

cos θθ

sin

m 2m .sin

θ =

⎤ ⎦

⎡ ⎣

cos sin

θ θ

⎡ ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎦

Khi ML ≥ MK ta có khối đất OAB bị mất ổn định gây sạt lở

[ m

]

1 m +

)

≥

1( + m )2

g ϕ 3 +

cot . m γ (

.3 d ≥ Ta có :

. γ C . m 1 g cot ϕ 3 m 2 + 2 m +

Bảng 4-7 Sự thay đổi mái taluy đến khoảng cách d khi đường nứt nằm ở thân mái

dốc

Khoảng cách d (m) Độ dốc mái ta luy, m Xã Long Thuận Xã Thường Phước 1

14,61 1 41,09

9,13 2 25,68

6,64 3 18,68

5,17 4 14,55

4,22 5 11,87

Vậy với khoảng cách tối thiểu d tương ứng với mái dốc bờ thay đổi, mái

taluy sẽ bị xói lở ngang dạng hàm ếch đã bị sạt lở như bảng trên.

b. Đường nứt dọc nằm trên đỉnh mái dốc

1/ Sơ đồ tính:

Hình 4.9 Sơ đồ tính xói lở cục bộ tại chân mái dốc có dạng hàm ếch, đường nứt dọc

nằm trên đỉnh mái dốc phần vai đường

* Các lực tác dụng lên khối đất OABC:

- Momen gây lật ML do trọng lượng khối OB’BH và B’BA gây ra.

- Momen giữ MK do ứng suất kéo σk trên cạnh OC và trọng lực khối đất OCH gây

ra.

. d

. S γ

' BHOB

' BAB

. d

. S γ

OCH

σ k

2OC 2

OH cos

H = θ cos

OH.HC

H.H.tg

2 H .tg

θ =

OCH

1 2

. θtgH

d OCH

1 3

'. OH OB

(

). HmH

−

S BH ' OB

(

)

−

1 2

BB '.

HHm

S BAB '

1 2

. Hm

d −=

(

)

Hmd

Hm .

' +

−

d BAB '

2 3

1 3

2/ Xác định các yếu tố SOB’BH, dOB’BH, SB’BA, dB’BA, SOCH, dOCH, OC.

. d

. S γ

' BHOB

' BAB

)

(

)

HHmd .

2 dHm

Hm .

−

γ .( .

γ ..

M L

2 3

1 2

dHm . .

2 Hm

−

HmHmd .2 +

−

.. γ

M L

1 2

2 3

⎡ dH ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎦

Hmd .

2 Hm .

−

M L

1 2

1 3

⎡ . dH γ ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎦

. d

. γ

OCH

σ k

2OC 2

cot

2 . . tgH

. . tgH

. C

. γ

. θ

. g ϕ

1 3

1 2

H cos

cot

3 tgH

.. γ

2 θ

. g ϕ

M K

1 6

H cos

3/ Điều kiện mất ổn định của khối OABC

M ≥

Khối đất OABC mất ổn định khi :

L M

Hmd .

2 Hm .

3 tgH .

cot

⇔

.. γ

−

. γ

2 θ

g . ϕ

1 2

1 3

1 6

H cos

⎡ dH ⎢⎣

⎤ ≥⎥⎦

Hmd .

2 Hm . .

2 tgH .

cot

d −⇒

≥

2 θ

g . ϕ

1 3

H cos

. γ

cot

. . dHm

2 . Hm

2 . tgH

. C

2 θ

. g ϕ

≥

d −⇒

−

1 3

H cos

. γ

2 θ

−

đặt

1 3

cot .

C . H . γ

g ϕ 2 cos θ

ta có:

(3-1)

dHm

Ha .

−

≥

2 Hm .

2 mH (

a )4

=Δ

−

Xét dấu

mHd

−

với Δ > 0 có hai nghiệm của phương trình:

(

a )4

(

a )4

−

và

H 2

. Hm

≥

với điều kiện ban đầu:

mHHm −

−

. Hm

≤

và ta lại thấy

vì thế ta loại nghiệm d1.

. 2

4 a

. Hm

−

≥

. Hm

với

ta có: (

)

2 ≥

H 2

⇒

−

ma ≥

0≤⇒ a

Hay có nghĩa là:

−

2 θ

−

≤

2 θ

⇒

≤

1 3

cot .

C . H . γ

g ϕ 2 cos θ

.3 C . H γ

cot g ϕ 2 cos . θ

2 θ

⇒

≤

C .3 . H γ

g cot ϕ 2 cos . θ

cos

đổi

1 tg+

2 θ

g ϕ

1.(

2 θ

2 ) θ

m ≤⇒

C .3 cot H . γ

g ϕ

m ≤⇒

.3 C cot . H γ

.3 C cot H . γ

⎛ 2 ⎜⎜ θ ⎝

⎞ g ϕ ⎟⎟ ⎠

−

Với điều kiện trên được thỏa mãn ta có:

(

)

H 2

Để tìm dmin mà ở đó có sự sạt lở mái dốc ta cần tìm giá trị amax để d đạt tới dmin

2 θ

−

1 3

cot .

C . H . γ

g ϕ 2 cos θ

2 θ

2 ) θ

−

1 3

C . g cot ϕ H . γ

(

a =⇒

−

2 ( θ

1 3

C g . cot ϕ ) H . γ

⇒ θtg

2 =

0=θ

Ta dễ dàng thấy rằng để a lớn nhất thì

⇒

−

max

1 2 m 3

g C . cot ϕ H . γ

Ứng với giá trị amax ta sẽ có giá trị nhỏ nhất của d xảy ra sự sạt lở:

(

−

min

max

1 2

g ϕ

⇒

−

min

1 3

1 2

C .4 cot H . γ

⎞ ⎟ . ⎟ ⎠

⎛ ⎜ ⎜ ⎝

g ϕ

⇒

−

(3-3)

min

1 3

1 2

C .4 cot H . γ

⎞ 2 ⎟ Hm . ⎟ ⎠

⎛ ⎜ ⎜ ⎝

cot

2 ≤

g ϕ

Khi đó (3-2) trở thành:

C 3 H . γ

cot

g ϕ

m ≤⇒

C 3 H . γ

Bảng 4-8 Sự thay đổi mái taluy đến khoảng cách d khi đường nứt nằm ở thân mái

dốc

Xã Long Thuận Xã Thường Phước 1 Độ cao nền

3,31

6,62

5,55

11,1

2,34

9,36

3,93

15,7

đường H Khoảng cách Khoảng cách Độ dốc Độ dốc (m) nhỏ nhất d (m) nhỏ nhất d (m)

6 1,91 11,47 3,2 19,23

8 1,66 13,24 2,78 22,2

10 1,48 14,8 2,48 24,83

Ta thấy khi bị xói lở hàm ếch ở chân mái taluy đến dmin là có nguy cơ dẫn đến sạt

lở mái taluy ăn dần vào thân đường.

Tóm lại có hai hình thức sạt lở do dòng chảy lũ:

- Sạt lở trên thân mái dốc, có mặt phá hoại nghiêng về phía ngoài tạo ra dạng hàm

ếch.

- Có vết nứt dọc và sạt lở trên đỉnh mái dốc, phần mặt phá hoại sau khi sạt lở có

dạng bờ dốc thẳng đứng như tính toán.

Hình 4.10 Hình dạng mái taluy bị phá hoại sau khi xảy ra xói lở hàm ếch

4.2.2 Chiều sâu hố xói

Mùa lũ (mùa mưa) Mùa kiệt (mùa khô)

Vị trí bờ Vận tốc Vận tốc trung bình Vận tốc Vận tốc trung bình

dòng chảy cho phép không xói dòng chảy cho phép không xói

Tân Châu 2,70 0,58 - -

Sa Đéc 2,40 0,58 1,10 0,58

Mỹ Thuận 2,45 0,55 1,20 0,55

* Do đường kính d ≤ 1mm, ta có chiều sâu hố xói tính theo:

.3,2

2 tgV

α ) ( 2

h =Δ

(4.1)

Tốc độ dòng chảy lũ trung bình 2,5 – 3 m/s. So với tốc độ dòng chảy xói cho

phép là [v] =1,5m/s đối với đất dính ở ĐBSCL có lực dính (C) vào khoảng 0,1 kg/cm2

- Góc dòng chảy lũ với tuyến bờ thường khoảng 100

2 5.3.3,2

0046

h =Δ

- m = 1,5

5,11 +

Với các thông số trên ta có chiều sâu hố xói do lũ: m

Ta có hΔ = 2,0246 m * Nếu dòng chảy lũ có ∝ = 200

Ta có hΔ = 11,48 m * Nếu dòng chảy lũ có ∝ = 900

Ta thấy với góc dòng chảy lũ xói trực tiếp vào mái taluy nền đường với các

thông số trên có thể gây hố xói lở đến 11,48m.

4.2.3 Xói lở do khai thác cát

Theo các cơ sở tính toán lý thuyết đã phân tích, khi khai thác cát đến một độ

sâu tới hạn sẽ hình thành các vùng xói lở ở thượng lưu và hạ lưu.

Hình 4.11 Sơ đồ hình thành vùng xói lở phía thượng lưu và hạ lưu khi khai thác cát

Vì vậy, bán kính xói lở là: Lxl = LTN+Lm+LHN

4.2.3.1 Ảnh hưởng của độ dốc lòng sông

Độ dốc lòng sông làm tăng tốc độ dòng chảy, ở vùng thượng lưu thường có độ

dốc lớn hơn vùng hạ lưu. Theo kết quả nghiên cứu, tăng độ dốc lòng sông sẽ làm

tăng ứng suất trượt của các lớp đất đá và tăng tốc độ trượt lở.

Giả thiết độ dốc dọc của dòng chảy tự nhiên song song với độ dốc dọc lòng

sông.

Bảng 4-9 Ảnh hưởng của độ dốc lòng sông đến vùng xói lở do khai thác cát

1 Chiều dày lớp cát

0,2

2 Chiều sâu ngập nước

0,1

3 Chiều dài vùng khai thác

0,6

4 Chiều rộng vùng khai thác

0,4

5 Vận tốc dòng chảy

m/s

0,3

6 Bán kính vùng xói lở phía thượng lưu m

0,39 0,43 0,48 0,51 0,57

7 Bán kính vùng xói lở phía hạ lưu

0,21 0,23 0,26 0,27 0,30

Theo kết quả bảng 4-13 cho thấy: với một loại đất đá nhất định, khi độ dốc

lòng sông càng lớn thì vùng xói lở càng rộng, và vùng xói lở phía thượng lưu xấp xỉ

lớn gấp đôi vùng xói lở ở phía hạ lưu. Điều này có nghĩa là lựa chọn vị trí khai thác

cát rất quan trọng.

Độ dốc dọc i (%) Đơn TT Thông số vị 1 2 3 4 5

Đường kính cỡ hạt (dc) là một thông số ảnh hưởng trực tiếp đến bán kính vùng

xói lở phía thượng lưu và hạ lưu.

Bảng 4-10 Ảnh hưởng của đường kính cỡ hạt đến vùng xói lở do khai thác cát

4.2.3.2 Ảnh hưởng của đường kính cỡ hạt

0,2

1 Chiều dày lớp cát

0,1

2 Chiều sâu ngập nước

0,6

3 Chiều dài vùng khai thác

Đường kính cỡ hạt dc (mm) Đơn TT Thông số vị 0,25 0,5 1,5 3,0

4 Chiều rộng vùng khai thác

0,4

5 Chiều sâu vùng khai thác

0,2

6 Vận tốc dòng chảy

m/s

0,3

7 Đường kính cỡ hạt

0,25

0,5

1,5

3,0

8 Bán kính vùng xói lở phía thượng lưu m

0,69

0,56

0,38

0,31

9 Bán kính vùng xói lở phía hạ lưu

0,31

0,27

0,22

0,17

Theo kết quả cho thấy: bán kính vùng xói lở phía thượng lưu và hạ lưu tỷ lệ

nghịch với đường kính cỡ hạt. Nghĩa là, đất đá có đường kính cỡ hạt càng lớn thì

bán kính vùng xói lở càng nhỏ và ngược lại.

Thông số hình học của vùng khai thác là các yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng trực

tiếp đến vùng xói lở. Hoạt động khác thác cát đã làm thay đổi chế độ dòng chảy và

lực liên kết của đất đá trong khối.

Bảng 4-11 Ảnh hưởng của bề rộng vùng khai thác đến vùng xói lở do khai thác cát

4.2.3.3 Ảnh hưởng của chiều dài vùng khai thác

1 Chiều dày lớp cát

0,2

2 Chiều sâu ngập nước

0,1

3 Chiều dài vùng khai thác

0,4 0,45

0,5 0,55 0,6 0,65

0,7

4 Chiều rộng vùng khai thác

0,4

5 Vận tốc dòng chảy

m/s

0,2

Bán kính vùng xói lở phía

0,28 0,35 0,42 0,43 0,44 0,44 0,44

thượng lưu

7 Bán kính vùng xói lở phía hạ lưu m

0,16 0,20 0,22 0,23 0,24 0,25 0,24

Kết quả tính toán cho thấy: khi chiều dài vùng khai thác tăng thì bán kính

vùng xói lở cũng tăng dần. Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng chiều dài khai thác đến một

Chiều dài khai thác Lm(m) Đơn TT Thông số vị 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7

giá trị nào đó, thì bán kính vùng xói lở sẽ dừng lại và không tăng nữa. Do vậy, có

thể coi sự ảnh hưởng của chiều dài vùng khai thác đến bán kính vùng xói lở là

không đáng kể và giá trị này có thể bỏ qua.

Chiều sâu vùng khai thác cát là một yếu tố ảnh hưởng mạnh nhất đến bán

kính vùng xói lở đất đá. Khi tăng chiều sâu khai thác đồng nghĩa với việc tăng thế

năng của các phân tử đất đá so với đáy vùng khai thác, từ đó giảm cường độ liên kết

của các khối đất đá.

Bảng 4-12 Ảnh hưởng của chiều sâu vùng khai thác đến vùng xói lở do khai thác cát

4.2.3.4 Ảnh hưởng của chiều sâu vùng khai thác

2 Chiều sâu vùng khai thác

0,1 0,15 0,2 0,25

0,3

3 Chiều dài vùng khai thác

0,6

4 Chiều rộng vùng khai thác

0,4

5 Vận tốc dòng chảy

m/s

0,3

6 Bán kính vùng xói lở phía thượng lưu m

0,19 0,26 0,34 0,38 0,43

7 Bán kính vùng xói lở phía hạ lưu

0,15 0,19 0,23 0,28 0,30

Kết quả tính toán cho thấy: khi chiều sâu vùng khai thác càng lớn thì bán

kính vùng xói lở bị ảnh hưởng càng lớn, đặc biệt là phía thượng lưu.

Chiều sâu khai thác hm(m) Đơn TT Thông số vị 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Bản chất của hiện tượng sạt lở tại các vị trí nghiên cứu được mô phỏng sử

dụng phần mềm Slope/W từ các số liệu hiện trường. Các yếu tố xét đến bao gồm sự

thay đổi mực nước, địa chất, dòng chảy, tải trọng ven bờ, và kết hợp với các trường

hợp có và chưa có tải trọng; mực nước cao nhất và thấp nhất. Kết quả tính toán của

phần mềm được dùng để đánh giá mức độ tác động của từng yếu tố đến sự ổn định

của mái dốc ven bờ và phân tích về nguyên nhân, cơ chế của hiện tượng sạt lở tại

mỗi vị trí cụ thể.

4.3 Phương pháp tính toán mô phỏng

Nghiên cứu mô phỏng này chỉ tập trung đánh giá 2 vị trí đặc trưng là ven sông

Tiền thuộc xã Long Thuận, huyện Thanh Bình và xã Thường Phước 1, huyện Hồng

Ngự.

Mô phỏng sử dụng số liệu cao độ mực nước ứng với các mức đỉnh triều theo

báo cáo thống kê:

- Cao độ mực nước thấp nhất: -2,58m

Tải trọng tính toán bao gồm hoạt tải và tĩnh tải của công trình xây dựng ven

sông. Số liệu tải trọng tính toán được xác định dựa theo Tiêu chuẩn Tải trọng và tác

động – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737:1995, Tiêu chuẩn thiết kế Áo đường cứng

đường ô tô 22TCN 223-95. Tải trọng đường tính toán bao gồm tải trọng bản thân

của các lớp kết cấu áo đường và tải trọng xe theo giới hạn ở vị trí nghiên cứu.

- Cao độ mực nước cao nhất: +1,68m

- Nhà ven sông: 10kN/m2

- Đường dân sinh: 8kN/m2

4.3.1 Xã Long Thuận, huyện Thanh Bình

Bảng 4-13. Các mô hình phân tích sạt lở

4.3.1.1 Phân tích tính toán

Chưa có tải trọng

Mực nước cao nhất

Chưa có tải trọng

Mực nước thấp nhất

Có xét tải trọng

Mực nước cao nhất

Có xét tải trọng

Mực nước thấp nhất

TT Mô hình Mực nước

4.3.1.2 Kết quả phân tích

4.4 Toác ñoä vaø cô cheá cuûa quaù trình saït lôû

(cid:153) Toác ñoä saït lôû:

Hieän töôïng saït lôû bôø soâng Long Thuận khu vöïc Huyện Thanh Bình ñöôïc

taïo ra bôûi toå hôïp taùc ñoäng cuûa raát nhieàu yeáu toá. Toác doä saït lôû bôø soâng phuï thuoäc

vaøo nhieàu yeáu toá nhö : haøm löôïng buøn caùt, heä soá coá keát cuûa vaät lieäu taïo neân loøng

daãn, heä soá bieåu thò hình daïng loøng daãn, ñoä saâu doøng chaûy, löu löôïng doøng chaûy,

chieàu roäng maët thoaùng, ñoä bieán ñoäng cuûa bôø… Coâng thöùc tính toác ñoä saït lôû bôø coù

theå vieát moät caùch toång quaùt:

Bsaït = f(G, β, Þ, h, q, B, Mb , …)

Trong ñoù:

Β : Chieàu roäng maët thoaùng

G : Haøm löôïng buøn caùt

Þ : Heä soá bieåu thò hình daïng loøng daãn

h : Ñoä saâu doøng chaûy

β : Heä soá coá keát cuûa vaät lieäu taïo neân loøng daãn

q : Löu löôïng ñôn vò doøng chaûy

Mb : Ñoä bieán ñoäng cuûa bôø

Ngoaøi ra bôø soâng coøn coù theå bò saït lôû do caùc yeáu toá maát caân baèng cô hoïc,

hoaù hoïc, ñòa chaát, thoå nhöôõng, do caùc hoaït ñoäng kieán taïo, nöôùc ngaàm, soùng gioù,

soùng taøu…v.v. Coâng thöùc tính döï baùo toác ñoä saït lôû coøn ñöôïc xaùc ñònh theo quan

heä hình hoïc vôùi khoái ñaát bôø bò saït lôû: BS = F / (L* T) (m/naêm) vôùi F laø dieän tích

maët baèng bieán ñoåi trong thôøi gian T (naêm), L(m) laø chieàu daøi ñoaïn ñöôøng bôø bò

lôû.

Theo tö lieäu thu thaäp ñöôïc, ñoaïn ñöôøng bôø coù chieàu daøi khoaûng 300m,

caùch raïch Long Thuận 200m veà phía haï löu thuoäc khu phoá 1 phöôøng 28 ñang saït

lôû vôùi toác ñoä trung bình 1.8 m/naêm (naõm 2004)

(cid:153) Khaùi quaùt nhöõng cô cheá saït lôû:

Baét ñaàu quaù trình saït lôû laø taïi thôøi ñieåm nhöõng haït buøn caùt (caáu taïo neân

loøng daãn) ñaàu tieân bò doøng nöôùc cuoán ñi vaø keát thuùc vaøo thôøi ñieåm khoái ñaát bôø

soâng ñaït traïng thaùi caân baèng giôùi haïn. Khi doøng chaûy ôû moät vò trí naøo ñoù coù V > [

Vkx ] cuûa vaät lieäu caáu taïo loøng daãn thì doøng chaûy taïi ñoù coù ñuû khaû naêng taùch moät

boä phaän buøn caùt ra khoûi loøng soâng roài daàn daàn cuoán noù ñi theo doøng nöôùc. Chu

trình naøy lieân tuïc tieáp dieãn cho ñeán khi V < [ Vkx ].

Thöïc teá quaù trình dieãn bieán treân caùc khu vöïc saït lôû bôø soâng Long Thuận

cho thaáy loøng soâng xoùi nhanh hôn bôø neân hoá xoùi cuïc boä loøng daãn ñöôïc taïo thaønh

tröôùc, sau ñoù ngaøy caøng phaùt trieån môû roäng, saâu hôn vaø tieán saùt vaøo bôø theo thôøi

gian taïo haøm eách gaây maát oån ñònh cho khoái ñaát treân bôø. Khoái ñaát suïp xuoáng soâng

laø keát quaû cuûa quaù trình xoùi loøng daãn vaø bôø, khoái saït lôû coù kích thöôùc lôùn hay beù

laø tuyø thuoäc vaøo doøng soâng saâu hay noâng, ñòa chaát xaáu hay toát. Quaù trình saït lôû

dieãn ra töø luùc khoái ñaát bôø soâng ñaït traïng thaùi caân baèng giôùi haïn ñeán khi bò suïp

xuoáng nöôùc, noù phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá: ñòa chaát , loøng daãn, thuûy trieàu, möa,

soùng voã, söï gia taêng taûi troïng treân bôø…v.v. Do ñoù bôø soâng khoâng phaûi bò baøo moøn

töø töø maø bò saït lôû töøng ñôït.

Saït lôû baét ñaàu töø hieän töôïng xuaát hieän caùc veát nöùt treân maët bôø soâng do coù

haøm eách phía döôùi vaø sau ñoù bôø bò suïp xuoáng soâng coù khi raát nhanh, döôùi söï taùc

ñoäng cuûa doøng nöôùc vaø soùng laïi taïo thaønh haøm eách môùi vaø bôø laïi tieáp tuïc bò saït

lôû.

Khoái ñaát bôø soâng suïp ñoå keát thuùc khi doøng nöôùc cuoán troâi toaøn boä ñaát bò

saït lôû ra khoûi khu vöïc, thöïc teá ñaây laø quaù trình baøo xoùi, loâi keùo ñaát loøng soâng, bôø

soâng. Vì vaäy toác ñoä baøo xoùi ñaát trong giai ñoaïn naøy nhanh hôn nhieàu quaù trình

baøo xoùi loøng soâng vaø phuï thuoäc vaøo toác ñoä doøng chaûy, caáu taïo thaønh phaàn vaø

kích côõ haït ñaát cuûa khoái ñaát lôû.

Thöïc teá quaù trình dieãn bieán treân laø nhöõng maét xích khoâng theå taùch rôøi, noù

laø qua trình dieãn bieán lieân tuïc hoøa quyeän vaøo nhau theo khoâng gian vaø thôøi gian.

4.4.1 Nguyeân nhaân saït lôû do töï nhieân

(cid:153) Nguyeân nhaân thöù nhaát laø veà doøng chaûy:

Soâng Long Thuận, khu vöïc Huyện Thanh Bình , goàm moät ñoaïn soâng cong

vaø moät keânh ñaøo. Keânh ñaøo noái taét ñoaïn soâng cong (daøi gaàn 11km), neân ñoä

doác thuûy löïc giöõa hai ñaàu keânh raát lôùn vaø vì theá ñoaïn soâng Long Thuận coù vaän

toác doøng chaûy lôùn ôû phía bôø loõm ñoaïn soâng cong vaø caû haàu heát caùc maët caét

ngang doïc keânh ñaøo. Qua nhieàu ñôït quang traéc vaän toác doøng chaûy taïi khu vöïc,

cho thaáy vaøo thôøi gian trieàu ruùt vaø nhaát laø vaøo thôøi gian trieàu ruùt cuûa nhöõng

ngaøy xaû luõ hoà thöôïng nguoàn, vaän toác doøng chaûy phía bôø loõm caùc ñoaïn soâng

cong vaø doøng chaûy treân keânh ñaøo raát lôùn, ñeàu lôùn hôn vaän toác khoâng xoùi cho

pheùp cuûa ñaát caáu taïo neân loøng daãn soâng ({V}0.6 -1.1 m/s), vì theá doøng chaûy

moi ñaát, gaây maát oån ñònh maùi bôø vaø sau ñoù laøm ñoå suïp meù bôø soâng laø leõ

ñöông nhieân.

(cid:153) Nguyeân nhaân thöù hai laø veà gia taûi meùp bôø soâng:

Cuøng vôùi toác ñoä ñoâ thò hoùa ngaøy moät taêng cuûa tỉnh Đồng Tháp, doïc hai

beân soâng Long Thuận ñaõ, ñang vaø seõ coøn moïc leân nhieàu coâng trình kieán truùc

hieän ñaïi, nhieàu nhaø haøng vaø nhieàu coâng trình coâng coäng khaùc. Nhöõng coâng

trình naøy coù taûi troïng raát lôùn, ñöôïc ñaët treân ñaát neàn coù tính chaát cô lyù thaáp. Seõ

gaây ra hieän töôïng eùp troài ñaát ra phía soâng, laøm maát oån ñònh maùi bôø soâng. Maët

khaùc nhöõng coâng trình laán chieám loøng soâng coøn goùp phaàn laøm thay ñoåi vaän

toác doøng chaûy ven bôø caû veà trò soá vaø höôùng, gaây baát lôïi cho oån ñònh bôø soâng.

(cid:153) Nguyeân nhaân thöù ba laø vaän taûi thuûy ngaøy caøng taêng caû veà soá löôïng vaø qui

moâ, trong ñoù ñaëc bieät laø taøu vaän taûi, … ñaõ goùp phaàn khoâng nhoû gaây neân vaø

laøm gia taêng toác ñoä saït lôû maùi bôø soâng, bôûi aùp löïc soùng lôùn do taøu thuyeàn taïo

ra coù taùc phaù vôõ vaø cuoán troài maùi ñaát bôø soâng.

(cid:153) Nguyeân nhaân thöù tö laø soâng Long Thuận khu vöïc Huyện Thanh Bình chòu

aûnh höôûng tröïc tieáp cuûa cheá ñoä thuûy vaên baùn nhaät trieàn bieån Ñoâng, do ñoù

soâng Long Thuận gaàn nhö trôû thaønh moät con soâng khoâng coù nguoàn vaø chòu

aûnh höôûng maïnh cuûa thuûy trieàn. Coäng vôùi thuûy trieàn xuoáng laø luùc xoùi lôû lôùn

seõ xaûy ra taïi khu vöïc huyện. Khi trieàu leân hieän töôïng xoùi boài coù xu höôùng

ngöôïc laïi. Thay ñoåi cheá ñoä doøng chaûy töï nhieân baèng cheá ñoä ñieàu tieát hoà

chöùa ñaõ laøm maát ñi söï caân baèng töï nhieân voán ñaõ khoâng beàn vöõng treân caùc

maët: löu löôïng nöôùc , cheá ñoä doøng chaûy, löu löôïng buøn caùt vaø löu löôïng taïo

loøng...v.v ñaõ laøm thay ñoåi ñaùng keå töông quan doøng chaûy trong soâng. Vaøo

muøa möa, löu löôïng trieàu QT = 481 m3/s , laø khaù lôùn. Vôùi löu löôïng doøng

lôùn trong khi tieát dieän soâng heïp seõ laøm taêng toác ñoä doøng chaûy, nöôùc soâng

chaûy maïnh hôn, khaû naêng vaän chuyeån buøn caùt cuûa doøng nöôùc taêng leân, xu

theá ñaøo xoùi loøng daãn laø taát yeáu. Söï ñieàu tieát doøng chaûy trong soâng aûnh

höôûng thuûy trieàu laø haäu quaû taùc ñoäng cuûa doøng trieàu chaûy ngöôïc vaø cuõng

chính söï ñieàu tieát doøng chaûy do thuûy trieàu laø nguyeân nhaân chuû yeáu gia taêng

löu löôïng, löu toác doøng nöôùc gaây neân hieän töôïng xoùi lôû bôø.

(cid:153) Nguyeân nhaân thöù naêm laø do khuùc soâng bao quanh khu vöïc Huyện Thanh

Bình laø ñoaïn soâng cong voøng cung ñoåi chieàu lieân tuïc hình dang omega, doøng

chaûy phaân laïch neân doøng chuû löu, truïc ñoäng löïc bò chuyeån höôùng eùp saùt bôø

cong (bôø loõm) vaø ñöôøng bôø bò bieán ñoäng raát maïnh. Taïi caùc khu vöïc soâng

cong xuaát hieän caùc hoá xoùi khaù saâu. ÔÛ đây, caùc ñænh cong ñaëc tröng nhaát laø taïi

ñaõ phaùt sinh hieän töôïng chaûy voøng, bôûi vaäy ñaây laø nhöõng khu vöïc xoùi lôû

maïnh nhaát trong thôøi gian vöøa qua. Coù theå noùi raèng xoùi lôû khu vöïc Huyện

Thanh Bình laø taát yeáu cuûa ñoaïn soâng cong. Taïi vò trí soâng cong luoân xuaát

hieän doøng chaûy thöù caáp nhö: doøng chaûy voøng, doøng xoaén, doøng xoaùy, doøng

chaûy co heïp…v.v loâi keùo vaät lieäu maùi bôø soâng chuyeån ñi vò trí khaùc laøm cho

quaù trình saït lôû bôø soâng taêng nhanh.

(cid:153) Nguyeân nhaân thöù saùu laø doøng chaûy vôùi caùc hieän töôïng thuyû löïc cuïc boä:

doøng roái coù maïch ñoäng lôùn, doøng chaûy xoaùy taïi khu vöïc nhaäp löu, taïi khu

vöïc chaân caàu vaø ngay caû trong ñieàu kieän coù söï taùc ñoäng cuûa caùc yeáu toá thuûy

vaên nhö trieàu cöôøng, trieàu ruùt laø nguyeân nhaân chuû yeáu, tröïc tieáp, ñoùng vai

troø chính gaây neân hieän töôïng saït lôû bôø soâng. Qua quan traéc doøng chaûy taïi

khu vöïc Huyện Thanh Bình cho thaáy khi trieàu ruùt doøng chaûy coù xu höôùng

ñaâm thaúng vaøo maùi bôø. Vì löu toác doøng chaûy nay lôùn hôn vaän toác khaùng xoùi

cho pheùp cuûa ñaát maùi bôø neân taùc ñoäng cuûa doøng chaûy laø moi ñaát vaø vaät lieäu

chaân bôø taïo neân maùi doác ñöùng (coù choã laø nhöõng haøm eách) daãn ñeán saït lôû bôø.

(cid:153) Nguyeân nhaân thöù baûy laø do ñòa chaát bôø soâng khu vöïc Long Thuận noùi

chung raát yeáu, ñöôïc hình thaønh töø lôùp phuø sa treû, khi gaëp möa, trieàu cöôøng,

nöôùc lôùn ngaäp ñaát bôø laøm khaû naêng chòu löïc cuûa ñaát caøng yeáu hôn, ñaëc bieät

khi trieàu haï thaáp söï thay ñoåi aùp löïc thuûy tónh, thuûy ñoäng trong ñaát do ñoä

cheânh möïc nöôùc ngaàm trong ñaát vaø möïc nöôùc thuûy trieàu haï thaáp ngoaøi soâng

gaây ra nguy cô saït lôû bôø taêng cao. Ñoàng thôøi do neàn meàm yeáu, vieäc gia taûi

quaù lôùn nôi meùp bôø seõ gaây neân hieän töôïng eùp troài ñaát ra phía soâng laøm maát

oån ñònh, saït lôû maùi bôø.

4.4.2 Nguyeân nhaân saït lôû do con ngöôøi

Vôùi vò trí cuûa Huyện Thanh Bình cuøng vôùi heä thoáng soâng Long Thuận ñaõ

mang laïi nhöõng lôïi ích kinh teá raát to lôùn cho vuøng. Cuøng vôùi söï phaùt trieån kinh

teá, daân cö phaùt trieån vaø keùo theo nhieàu vaán ñeà phöùc taïp naûy sinh. Xung quanh bôø

laø nôi taäp trung caùc khu daân cö ñoâng ñuùc, caùc coâng trình kieán truùc, vaên hoùa – xaõ

hoäi, beán baõi… ñaõ vaø ñang ñöôïc xaây döïng nhaèm phuïc vuï cho caùc ngaønh kinh teá

khaùc nhau.

Nhöng hieän nay, ôû moãi beân bôø bò san laáp laán chieám hôn 10m, chuû yeáu

ñeå kinh doanh, nguy hieåm nhaát laø laán khoâng ñeàu. Hoaït ñoäng haøng ngaøy cuûa

ngöôøi daân hai beân bôø ñaõ thaûi xuoáng loøng moät löôïng chaát thaûi sinh hoaït khoâng

nhoû.

Vieäc laán chieám loøng soâng, loøng keânh cuõng laø moät nguyeân nhaân. Do nhaø

cöûa, coâng trình kieán truùc, cô sôû haï taàng laán chieám quaù nhieàu trong khi kyõ thuaät

xaây döïng nhaø, coâng trình treân neàn ñaát yeáu chöa ñöôïc ñaûm baûo, khoâng ñuû ñieàu

kieän oån ñònh laâu daøi, theo thôøi gian nhaø bò luùn daàn, troïng taâm nhaø bò leäch, khe

nöùt taïi vò trí tieáp giaùp giöõa nhaø vaø ñaát meùp bôø soâng xuaát hieän roài lôùn daàn. Vaøo

muøa möa nöôùc chaûy vaøo khe nöùt phaù vôõ lieân keát ñoàng thôøi ñaát bôø soâng baõo hoøa

nöôùc, taêng troïng löôïng, khi thuûy trieàu ruùt, cung tröôït xuaát hieän keùo theo toaøn boä

caên nhaø vaø vuøng phuï caän suïp ñoå xuoáng soâng.

Hình a Hieän töôïng luùn leäch khieán nhaø bò nghieâng

Hình b Veát nöùt xuaát hieän phía tröôùc nhaø, troïng taâm nhaø doàn veà phía soâng

HÌnh c Toaøn boä nhaø bò suïp xuoáng soâng

Xaây döïng caùc bôø keø cuïc boä raûi raùc doïc khaép hai beân bôø keânh Long

Thuậnvaø soâng Long Thuận cuõng laø moät nguyeân nhaân. Vieäc xaây döïng bôø keø laø

con dao hai löôõi, ñoái vôùi bôø keø cuïc boä, quaù trình xoùi lôû seõ dieãn ra ôû hai ñaàu bôø

keø. Doøng chaûy taùc ñoäng vaøo bôø keø khieán laøm thay ñoåi vaän toác, gaây ra nhieàu hieän

töôïng chaûy roái, ñaåy nhanh quaù trình xoùi lôû, xaâm thöïc bôø soâng.

Moät nguyeân nhaân nöõa daãn ñeán xoùi lôû do con ngöôøi gaây ra laø vieäc khai

thaùc caùt böøa baõi laøm cho loøng daãn bò bieán daïng daãn ñeán thay ñoåi doøng chaûy. Maëc

duø chaát löôïng caùt ôû soâng Long Thuận raát thaáp do chöùa nhieàu buøn seùt vaø sinh vaät.

Nhöng khoâng vì ñoù maø giaûm ñi möùc ñoä khai thaùc caùt. Nguy hieåm hôn caû laø vieäc

khai thaùc caùt böøa baõi cuûa ngöôøi daân. Khi khai thaùc caùt thöôøng khoâng chuù yù ñeán

vò trí khai thaùc, phöông phaùp khai thaùc vaø ñoä saâu khai thaùc. Ñieàu naøy daãn ñeán hôû

haøm eách vaø s(cid:0)t l(cid:0) haøng loaït, ôû nhöõng hoá saâu ñeå laïi khi khai thaùc caùt, hieän töôïng

xoaùy doøng dieãn ra, keùo theo hieän töôïng ñaøo loøng laøm bieán ñoåi hình daùng loøng

soâng dieãn ra treân dieän roäng.

Hoaït ñoäng kinh teá dieãn ra doïc hai beân bôø keânh vaø bôø soâng keùo theo vieäc

thaønh laäp caùc beán neo ñaäu quay ñaàu cuûa caùc phöông tieän ñöôøng thuûy dieãn ra

thöôøng xuyeân ôû caùc vò trí nhö beán xaø lan cuûa xi maêng, caùc ñòa ñieåm kinh doanh

caùt xaây döïng… Vieäc neo ñaäu taøu thuyeàn khoâng ñuùng quy ñònh, söï va ñaäp taøu

thuyeàn, gaây ra soùng lôùn voã bôø khieán ñaát bôø soâng bò loâi keùo ra, baøo xoùi vaø cuoái

cuøng khoái ñaát bò suïp ñoå, tan raõ…laø nhöõng nguyeân nhaân gaây ra saït lôû bôø. Söï tham

gia vaän taûi thuûy ngaøy caøng gia taêng caû veà soá löôïng vaø quy moâ, söï löu thoâng cuûa

caùc taøu du lòch, taøu cao toác, caùc xaø lan chôû caùt…v.v voøng quanh khu vöïc, tình

traïng ghe taøu chaïy quaù toác ñoä gaây soùng ñaùnh vaøo bôø, caùc ghe taøu lôùn ( [v] = 80

haûi lyù/giôø) khi ñi vaøo ñoaïn soâng cong thöoøng chaïy veà phía bôø loõm, ñaõ taïo neân

nhöõng soùng coù bieân ñoä vaø cöôøng ñoä lôùn, aûnh höôûng tröïc tieáp vaø gaây ra hieän

töôïng xoùi lôû bôø soâng.

4.5Phaân tích nguyeân nhaân gaây tröôït lôû

4.5.1 Taùc duïng xaâm thöïc cuûa soâng:

Thoâng thöôøng trong ñieàu kieän töï nhieân, taùc duïng xaâm thöïc cuûa soâng gaây

ra tröôït lôû ôû bôø loõm coù theå thaáy roõ raøng ôû 2 thôøi kyø laø thôøi kyø nöôùc daâng vaø thôøi

kyø nöôùc haï (bao goàm muøa möa, muøa khoâ, thôøi gian trieàu cöôøng vaø thôøi gian trieàu

ruùt).

Tröôùc khi nöôùc daâng, bôø doác ôû bôø loõm töông ñoái thoaûi vaø oån ñònh bôûi vì

caùt buøn töø ñoaïn quaù ñoä phía thöôïng löu ñi xuoáng vaø löôïng buøn caùt do saït lôû tröôùc

ñaây maø doøng nöôùc chöa mang ñi heát boài laéng ôû vöïc saâu taïi bôø loõm. Sau khi möïc

nöôùc baát ñaàu daâng, moät maët doøng chaûy voøng maïnh hôn, thuùc ñaåy xoùi lôû ôû bôø vaø

ñaùy taïi ñoaïn cong, maët khaùc naêng löïc mang caùt cuûa doøng nöôùc cuõng maïnh hôn,

nhöng löôïng caùt veà töø thöôïng löu chöa taêng kòp moät caùch töông öùng, vì ñoaïn quaù

ñoä bò boài, do doù cuõng giuùp cho xoùi maïnh hôn, neân soá buøn caùt bò laéng ñoïng ôû vöïc

saâu tröôùc ñaây bò xoùi heát, cao trình ñaùy taïi khu vöïc bôø loõm bò haï thaáp, laøm taêng

goùc cuûa maùi doác hoaëc taïo ra nhöõng haøm eách. Bôø soâng caøng doác hôn vaø ñoä oån

ñònh bôø caøng giaûm xuoáng. Khi möïc nöôùc tieáp tuïc daâng cao (do luõ vaø trieàu

cöôøng), cöôøng ñoä doøng chaûy voøng (doøng chaûy ngang) vaø naêng löïc mang caùt cuûa

doøng nöôùc cuõng tieáp tuïc daâng leân, neân sau khi bò xoùi heát buøn caùt bò laéng ñoïng

tröôùc ñaây , vöïc saâu laïi tieáp tuïc xoùi saâu hôn nöõa, chaân bôø caøng doác hôn nöõa, ñeán

moät luùc naøo ñoù bôø soâng khoâng ñöùng vöõng ñöôïc nöõa vaø bò tröôït, saït lôû. Löôïng buøn

caùt bò s(cid:0)t l(cid:0) laïi ñöôïc doøng nöôùc mang veà haï löu. Thôøi kyø naøy, do taùc duïng xaâm

thöïc cuûa doøng chaûy voøng vaøo muøa nöôùc leân laø thôøi kyø bôø soâng töø choã khoâng bò

tröôït, s(cid:0)t l(cid:0) ñeán s(cid:0)t l(cid:0) nhoû, vaø töø choã s(cid:0)t l(cid:0) nhoû ñeán choã suïp, tröôït lôû lôùn.

Khi nöôùc baét ñaàu ruùt (trieàu xuoáng), do bôø soâng taïi khu vöïc raát doác coäng

theâm taùc duïng cuûa nöôùc ngaàm chaûy ra laøm cho bôø soâng tieáp tuïc bò tröôït lôû.

Nhöng khi möïc nöôùc baét ñaàu haï xuoáng thaáp, cöôøng ñoä doøng chaûy voøng

vaø naêng löïc mang caùt cuûa doøng chaûy ñeàu giaûm xuoáng. Trong luùc ñoù löôïng buøn

caùt veà töø phía thöôïng löu khoâng giaûm töông öùng vì ñoaïn quaù ñoä bò xoùi, do ñoù

doøng nöôùc khoâng theå mang ñi heát taát caû löôïng buøn caùt töø thöôïng löu veà vaø buøn

caùt bò saït lôû taïi

ñoaïn cong. Luùc naøy loøng soâng khoâng nhöõng khoâng bò xoùi saâu maø ngöôïc laïi coøn

baét ñaàu boài cao hôn. Ñaùy soâng naâng cao laøm cho bôø soâng daøi hôn, chaân bôø oån

ñònh hôn. Hieän töôïng saït lôû bôø giaûm xuoáng vaø ngöng haún. Ñaây laø thôøi kyø töø s(cid:0)t

l(cid:0) lôùn ñeán s(cid:0)t l(cid:0) beù, töø s(cid:0)t l(cid:0) beù ñeán ngöng s(cid:0)t l(cid:0).

Qua phaân tích taùc duïng xaâm thöïc ta thaáy löu löôïng nöôùc soâng coù taùc

duïng chuû yeáu gaây ra tröôït lôû bôø soâng laø löu löôïng töông ñoái lôùn cuûa muøa möa luõ

(toång löôïng nöôùc laø 6.9 tyû m3/ naêm) coøn cöôøng ñoä saït lôû phuï thuoäc chuû yeáu vaøo

cöôøng ñoä doøng chaûy voøng (doøng chaûy ngang). Caùc trò soá doøng chaûy ôû soâng Long

Thuận veà muøa luõ ñeàu lôùn hôn trò soá giôùi haïn xaâm thöïc cuûa ñaát ñaù caáu taïo bôø doác

khu vöïc do ñoù daãn ñeán phaùt sinh tröôït, saït lôû bôø doác.

4.5.2 Quaù trình taåm öôùt ñaát ñaù

Ñaát ñaù caáu taïo bôø doác ôû khu vöïc coù thaønh phaàn haït seùt chieám öu theá. Ñaát

ñaù ôû ñaây bò taåm öôùt bôûi nöôùc möa, nöôùc maët, nöôùc döôùi ñaát. Quaù trình taåm öôùt

ñaát ñaù laø moät trong nhöõng nguyeân nhaân gaây maát oån ñònh bôø doác, gaây ra tröôït lôû

laø do tröôùc heát laøm taêng troïng löôïng khoái ñaát treân bôø doác, theå hieän ôû bieåu thöùc

γw = γk ( 1 + 0.01 * W )

γw : dung troïng töï nhieân (g/cm3)

γk : dung troïng khoâ (g/cm3)

Trong ñoù:

W : ñoä aåm töï nhieân (%)

Töø bieåu thöùc treân ta thaáy khi ñoä aåm taêng thì troïng löôïng khoái ñaát treân bôø

doác cuõng taêng. Söï taêng troïng löôïng cuûa khoái ñaát ñaù, keøm theo söï giaûm ñoä beàn

caùc lieân keát kieán truùc, söï bieán ñoåi ñoä seät, do ñoù löïc dính keát (C,kG/cm2) vaø goùc

ma saùt trong ( ϕo ) cuûa ñaát giaûm ñi.

Quaù trình taåm öôùt vaø phôi khoâ ñaát ñaù moãi khi trieàu daâng vaø trieàu ruùt laëp

ñi laëp laïi nhieàu laàn laøm cho ñaát ñaù tan raõ maïnh, keùm oån ñònh ñoái vôùi nöôùc, bò loâi

cuoán, moi chuyeån ra khoûi söôøn doác, taïo theá maát oån ñònh cuûa bôø doác.

Ñoä aåm taêng coøn gaây ra hieän töôïng boâi trôn beà maët haït ñaát. Ñieàu ñoù caøng

theå hieän roõ aûnh höôûng cuûa nöôùc döôùi ñaát ñeán quaù trình thaønh taïo khoái tröôït.

Töø nhöõng phaân tích treân ta thaáy quaù trình taåm öôùt vaø phôi khoâ daát ñaù laøm

bieán ñoåi traïng thaùi vaät lyù cuûa ñaát ñaù ôû bôø doác, ñoä beàn vaø ñoä oån ñònh cuûa khoái ñaát

ñaù giaûm ñi.

4.5.3 Söï taùc ñoäng cuûa aùp löïc thuûy tónh:

Vaøo caùc thôøi kyø möa luõ hoaëc khi trieàu daâng, phaàn döôùi cuûa bôø doác, ñaát

ñaù bò ngaäp nöôùc. Ñaát ñaù ôû phaàn bôø doác naøy naèm trong traïng thaùi bò ñaåy noåi vaø

troïng löôïng cuûa noù khoâng ñuû ñeå giöõ yeân caùc khoái ñaát ñaù naèm ôû phía treân. Ñaát ñaù

ôû phía treân gaàn nhö baét ñaàu dòch chuyeån vaø laøm cho phaàn ñaát ñaù trong traïng thaùi

bò ñaåy noåi ôû beân döôùi bò tröôït. Luùc naøy dung troïng töï nhieân cuûa ñaát ñaù khi tính

toaùn öùng suaát ñöôïc thay theá baèng dung troïng ñaåy noåi, giaù trò cuûa noù ñöôïc tính

γdn = (γr – 1) (1 – n)

theo bieåu thöùc sau:

γdn : Dung troïng ñaåy noåi (g/cm3)

γr : Tyû troïng cuûa ñaát ñaù.

Trong ñoù:

n : Ñoä roãng cuûa ñaát ñaù.

Ñaát ñaù ôû traïng thaùi ñaåy noåi cuõng laøm giaûm öùng suaát phaùp ôû taïi maët tröôït

ñaõ xaùc ñònh hoaëc ñang döï ñoaùn, do ñoù söùc choáng caét cuûa ñaát ñaù ôû bôø doác giaûm

xuoáng vaø coù theå phaùt sinh söï maát oån ñònh, laøm tröôït xuaát hieän.

4.5.4 Söï taùc ñoäng cuûa aùp löïc thuûy ñoäng:

Nöôùc möa, nöôùc maët ngaám xuoáng ñaát theo caùc loã hoång, khoaûng troáng coù

trong ñaát ñaù. Söï vaän ñoäng thaám cuûa nöôùc döôùi ñaát gaây ra aùp löïc thuûy ñoäng taùc

ñoäng vaøo caùc haït ñaát vaø gaây ra bieán daïng thaám.

Löïc thuûy ñoäng coù aûnh höôûng ñeán söï bieán ñoåi traïng thaùi öùng suaát cuûa ñaát ñaù ôû

söôøn doác vaø chuùng ñoùng vai troø khoâng ñoàng nhaát vaø thay ñoåi

Aùp löïc thuûy ñoäng höôùng theo phöông doøng thaám vaø coù giaù trò caøng lôùn

khi ñoä thaám nöôùc cuûa ñaát caøng beù. Do aûnh höôûng cuûa aùp löïc thuûy ñoäng maø öùng

suaát seõ giaûm ñi, ñoä beàn cuûa ñaát ñaù ñaëc tröng bôûi söùc choáng caét giaûm ñi töông

öùng.

Toùm laïi, aùp löïc thuûy ñoäng phaùt sinh trong quaù trình thaám trong ñaát ñaù ôû

söôøn doác laøm xuaát hieän bieán daïng thaám nhö chaûy troâi bieán thaønh traïng thaùi ñaát

chaûy vaø hoùa loûng ñaát, haäu quaû cuoái cuøng laø laøm khoái ñaát ñaù ôû söôøn doác di

chuyeån maø ta goïi laø hieän töôïng tröôït ñaát.

4.5.5 Taùc ñoäng cuûa möïc nöôùc soâng vaø chaát taûi ñænh bôø:

Trong caùc nguyeân nhaân thì nguyeân nhaân chaát taûi ñænh bôø vöôït quaù giôùi

haïn cho pheùp vaø söï aûnh höôûng cuûa möïc nöôùc roøng thaáp khi trieàu xuoáng laø

nguyeân nhaân chuû yeáu.

(cid:153) Quan heä möïc nöôùc soâng vaø oån ñònh bôø :

Baøi toaùn ñaët ra : Ñeå ñaùnh giaù möùc ñoä aûnh höôûng cuûa möïc nöôùc soâng

Long Thuận ñeán ñoä oån ñònh bôø soâng ta tieán haønh ñaët ra baøi toaùn nhö sau:

- Choïn moät maët caét ñaëc tröng taïi khu vöïc bôø loõm Long Thuậnlaøm ñaïi

dieän laø maët caét tính toaùn.

- Vôùi caùc thoâng soá veà ñòa chaát (ϕ , C, γ) coá ñònh, caùc thoâng soá veà taûi

ñænh bôø coá ñònh, taïm thôøi chöa xeùt ñeán doøng thaám cuûa ñaát bôø soâng. Ta

tieán haønh tính toaùn heä soá oån ñònh tröôït saâu (xaûy ra phoå bieán taïi khu vöïc

Thanh Ña) Kmin vôùi nhieàu cung tröôïc khaùc nhau vaø vôùi chieàu saâu möïc

nöôùc soâng Long Thuận khu vöïc Long Thuậnthay ñoåi theo töøng caáp töø

möïc nöôùc thaáp nhaát ñeán möïc nöôùc cao nhaát.

- Sau ñoù veõ bieåu ñoà quan heä möïc nöôùc vaø heä soá oån ñònh Kmin.

Baûng 4.5.1: Baûng phaân caáp möïc nöôùc

TT Caáp möïc nöôùc Möïc nöôùc (m) Kmin

1 Caáp I -2.75 1.1

2 Caáp II -2.25 1.183

3 Caáp III -1.75 1.26

4 Caáp IV -1.25 1.347

5 Caáp V -0.75 1.446

6 Caáp VI -0.25 1.555

7 Caáp VII 0.25 1.675

8 Caáp VIII 0.75 1.81

9 Caáp Ó 1.25 1.89

10 Caáp X 1.4 1.998

(Nguoàn: Tuyeån taäp keát quaû khoa hoïc & coâng ngheä 2005 – Vieän khoa hoïc Thuyû

lôïi Mieàn Nam)

Baûng 4.5.2: Baûng thoâng soá veà ñòa chaát

ϕ(o)

γw (T/m3) γk (T/m3)

Chæ tieâu Cao ñoä ñaùy C (kG/cm2) Lôùp ñaát lôùp (m)

Lôùp 1a 0.64 1.7 0.03 18o

Lôùp 1 -16 1.5 0.86 0.11 4o23

Lôùp 2 -18 2.11 1.76 15o22 0.37

Lôùp 3 -28 2.12 1.81 28o8 0.10

(Nguoàn: Tuyeån taäp keát quaû khoa hoïc & coâng ngheä 2005 – Vieän khoa hoïc Thuyû

lôïi Mieàn Nam)

Bieåu ñoà quan heä möïc nöôùc soâng vaø heä soá oån ñònh

bôø

y = 0.4809x - 3.18

1.998

1.89

)

1.81

m

1.675

ù

1.555

1.446

ï

1.347

( c ô ö n c ö M

1.26

1.183

1.1

2 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3

Hs Kmin

Hình 4.5.3 Bieåu ñoà quan heä möïc nöôùc soâng vaø heä soá oån ñònh bôø.

Söï oån ñònh cuûa ñöôøng bôø chòu aûnh höôûng raát lôùn cuûa möïc nöôùc soâng.

Möïc nöôùc trong caùc soâng nhö moät neâm vaät chaát ñeå laøm caân baèng cô hoïc cuûa

khoái gaây tröôït vaø khoái choáng tröôït cuûa maùi bôø soâng. Khi möïc nöôùc taêng thì oån

ñònh ñöôøng bôø soâng taêng. Khi möïc nöôùc ruùt xuoáng thaáp, cung tröôït xuaát hieän thì

heä soá oån ñònh bò giaûm maïnh.

Qua ñoà thò coù theå nhaän thaáy raèng heä soá oån ñònh bôø coù quan heä tuyeán tính

vôùi möïc nöôùc trong soâng. Ñöôøng quan heä coù töông quan nhö sau:

y = 0.4809x – 3.18

hay vieát khaùc ñi:

H =0.4809 Kmin – 3.18

Phöông trình treân chính laø quan bieåu thöùc quan heä giöõa heä soá oån ñònh vaø

möïc nöôùc soâng. Tuy nhieân moãi vò trí khu vöïc Long Thuận coù ñieàu kieän khaùc

nhau veà ñòa chaát, thuûy vaên vaø möïc nöôùc, vì vaäy caàn nhieàu nghieân cöùu hôn cho

caùc khu vöïc khaùc nhau taïi huyện.

(cid:153) Quan heä chaát taûi ñænh bôø vaø oån ñònh bôø:

Baøi toaùn ñaët ra:

- Choïn moät maët caét ñaëc tröng taïi khu vöïc bôø loõm Long Thuận laøm ñaïi

dieän laø maët caét tính toaùn.

- Vôùi caùc thoâng soá veà ñòa chaát (ϕ , C, γ) coá ñònh, caùc thoâng soá veà taûi

ñænh bôø coá ñònh, xeùt vôùi caáp möïc nöôùc soâng Long Thuận thaáp nhaát (baát

lôïi vôùi oån ñònh ñöôøng bôø soâng nhaát). Ta giaû thieát tính toaùn caùc tröôøng

hôïp khaùc nhau cuûa taûi troïng ñænh bôø, tieán haønh tính toaùn heä soá oån ñònh

tröôït saâu (xaûy ra phoå bieán taïi khu vöïc huyện) Kmin vôùi nhieàu cung tröôït

khaùc nhau

- Sau ñoù veõ bieåu ñoà quan heä giöõa caáp taûi troïng vaø heä soá oån ñònh Kmin.

Baûng 4.5.3: Baûng caáp taûi troïng

TT Caáp möïc nöôùc T (taán) Kmin

1 TH1 0 1.297

2 TH2 0.5 1.247

3 TH3 1 1.191

4 TH4 1.5 1.148

5 TH5 2 1.101

6 TH6 1.022 3

7 TH7 0.987 3.5

(Nguoàn: Tuyeån taäp keát quaû khoa hoïc & coâng ngheä 2005 – Vieän khoa hoïc Thuyû

lôïi Mieàn Nam)

Quan heä taûi troïng ñænh bôø vaø Kmin

0.987

1.022

1.101

1.148

1.191

g n oï r t i aû t p aá C

1.247

1.297

4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

0.98

1.03

1.08

1.18

1.23

1.28

1.13 Kmin

Hình 4.5.4 Quan heä giöõa caáp taûi troïng ñænh bôø soâng vaø heä soá oån ñònh bôø

4.5.5 Hình minh hoïa keát quaû khi xeùt aûnh höôûng cuûa taûi ñænh bôø

Taûi troïng ñænh bôø coù aûnh höôûng lôùn ñeán heä soá oån ñònh ñöôøng bôø soâng.

Tröôøng hôïp khoâng coù taûi troïng, heä soá oån ñònh khaù cao. Ngöôïc laïi, chaát taûi caøng

nhieàu heä soá oån ñònh ñöôøng bôø soâng caøng thaáp. Quan heä giöõa heä soá vaø cöôøng ñoä

chaát taûi cuûa bôø soâng trong phaïm vi cung tröôït coù quan heä tuyeán tính. Tuyø thuoäc

vaøo moãi vò trí vaø hình daïng maët caét, seõ coù moät möùc taûi troïng cho pheùp chaát taûi.

Neáu cöôøng ñoä chaát taûi vöôït quaù cöôøng ñoä cho pheùp thì bôø soâng seõ s(cid:0)t l(cid:0).

(cid:190) Keát luaän:

- Möïc nöôùc soâng coù aûnh höôûng khaù roõ reät ñeán ñoä oån ñònh bôø soâng Long

Thuận khu vöïc huyện Thanh Bình. Möïc nöôùc caøng giaûm thì oån ñònh cuûa

bôø soâng caøng nhoû (cung tröôït caøng deã xuaát hieän). Coù theå noùi möïc nöôùc

nhö moät neâm vaät chaát phaûn aùp vôùi khoái tröôït bôø soâng. Söï beàn vöõng cuûa

bôø soâng phuï thuoäc vaøo moái lieân quan cuûa hai khoái: khoái möïc nöôùc vaø

khoái tröôït.

- Taûi ñænh bôø laø moät trong nhöõng nguyeân nhaân gaây neân saït lôû ñaát bôø soâng

Long Thuận khu vöïc huyện Thanh Bình. Taûi troïng chaát caøng lôùn vaø vöôït

quaù taûi troïng cho pheùp cuûa ñænh bôø seõ gaây neân saït lôû (thöôøng xaûy ra khi

nöôùc trieàu xuoáng thaáp).

Theo nhö tính toaùn trong moät ñeà taøi cuûa Vieän khoa hoïc thuûy lôïi Mieàn

Nam, taûi troïng cho pheùp chaát taûi cuûa khu vöïc Huyện Thanh Bình laø

Bảng 4-14 Kết quả phân tích hệ số ổn định FS (xã Long Thuận, huyện Thanh Bình)

{T}cp = 3 T/m2

Chưa có tải trọng

1,85

1,32

Có tải trọng

1,64

1,21

Trường hợp phân tích Mực nước cao nhất Mực nước thấp nhất

Hình 4.12 Trường hợp chưa có tải trọng ứng với MNCN

Hình 4.13 Trường hợp chưa có tải trọng ứng với MNTN

Hình 4.14 Trường hợp có tải trọng ứng với MNCN

Hình 4.15 Trường hợp có tải trọng ứng với MNTN

4.6 Đánh giá

Theo kết quả phân tích ở bảng trên, FS giảm đáng kể khi mực nước sông hạ đến

mực nước thấp nhất trong tất cả trường hợp. Sự thay đổi mực nước là yếu tố ảnh

hưởng lớn đến hiện tượng sạt lở ven bờ sông Tiền. Khi mực nước ở mức thấp nhất,

bờ sông kém ổn định và dễ xảy ra sạt lở hơn. Trong trường hợp chưa có tải trọng,

FS giảm 28,6% (từ 1,85 xuống 1,32) và không đạt được hệ số ổn định tối thiểu là

1,4 (22TCN262-2000)

Khi mực nước sông dâng cao, lớp đất nền đạt trạng thái bão hòa nước, áp lực

nước lỗ rỗng gia tăng. Ứng suất hữu hiệu và sức kháng cắt của khối đất bị suy giảm

đáng kể. Tuy nhiên, nước phía sông cũng tạo áp lực theo phương ngang tác động

vào bờ và chống lại sự trượt của mái dốc. Áp lực ngang thay đổi phụ thuộc vào mực

nước sông. Khi mực nước hạ thấp, sức kháng cắt của khối đất phía trên mực nước

tăng lên nhưng không đáng kể so với sự giảm mạnh của áp lực ngang từ phía sông,

mái dốc không còn ổn định.

a. Tác động của mực nước

Theo kết quả mô phỏng, khi xét đến yếu tố tải trọng, hệ số ổn định FS giảm

tương ứng theo tỷ lệ 11,3% khi mực nước cao nhất và 8,3% khi mực nước thấp

nhất. Như vậy, tác động của con người gia tải mép bờ sông chính là một trong

những nguyên nhân gây ra hiện tượng sạt lở ven sông. Áp lực sóng do tàu thuyền

tạo ra lúc di chuyển sẽ phá vỡ và cuốn trôi đất mái bờ sông, làm gia tăng tốc độ sạt

lở.

b. Tác động từ con người

4.6.1 Xã Thường Phước 1, huyện Hồng Ngự

Bảng 4-15. Các mô hình phân tích sạt lở

4.6.1.1 Phân tích tính toán

Chưa có tải trọng

Mực nước cao nhất

Chưa có tải trọng

Mực nước thấp nhất

Có xét tải trọng

Mực nước cao nhất

Mô hình TT

4 Có xét tải trọng Mực nước thấp nhất

4.6.1.2 Kết quả phân tích

Bảng 4-16. Kết quả phân tích hệ số ổn định FS (xã Thường Phước 1, huyện Hồng

Ngự)

Trường hợp phân tích Mực nước cao nhất Mực nước thấp nhất

Chưa có tải trọng 1,26 1,54

Có tải trọng 1,10 1,33

Hình 4.16 Trường hợp chưa có tải trọng ứng với MNCN

Hình 4.17 Trường hợp chưa có tải trọng ứng với MNTN

Hình 4.18 Trường hợp có tải trọng ứng với MNCN

100

Hình 4.19 Trường hợp có tải trọng ứng với MNTN

4.6.1.3 Đánh giá

a. Tác động của mực nước

Theo kết quả phân tích ở bảng trên, khi nước sông ở mực cao nhất, FS đạt giá

trị lớn nhất là 1,54; nhưng khi mực nước sông hạ thấp thì FS cũng giảm dần đến giá

trị nhỏ hơn là 1,26 (trong cùng trường hợp chưa có tải trọng). Giá trị này tương ứng

với tỷ lệ giảm 18,2% và không đạt được hệ số ổn định tối thiểu là 1,4 theo 22TCN

262-2000. Mực nước sông có ảnh hưởng rõ rệt đến ổn định bờ sông. Mực nước

càng giảm thì FS càng nhỏ.

b. Tác động từ con người

Khi xét đến yếu tố tải trọng, hệ số ổn định giảm đáng kể, tỷ lệ giảm 13,6%

trong trường hợp mực nước cao nhất và 12,7% trong trường hợp mực nước thấp

nhất. Với tải trọng lưu thông lớn qua đoạn sông này, năng lượng sóng sẽ tạo thành

khi các phương tiện trên di chuyển đã tác động vào đất ven bờ gây ra hiện tượng sạt

lở.

4.7 Đề xuất gia cố chống sạt lở tại khu vực nghiên cứu :

VËy gi¶i ph¸p chñ yÕu dïng cho c«ng tr×nh b¶o vÖ bê gia cè bê trùc tiÕp. Cã 2 d¹ng

kÕt cÊu c«ng tr×nh b¶o vÖ bê trùc tiÕp là kÕt cÊu kÌ m¸i ®øng và kÕt cÊu kÌ m¸i

nghiªng.

101

4.7.1. KÌ m¸i nghiªng:

tr¸nh ph¶i ®¾p. §Ò nghÞ d¹ng kÌ ¸p dông cho c¸c khu vùc bê s«ng hiÖn h÷u.

4.7.2. KÌ m¸i ®øng:

dêi.

Hình 4.7.2 : Sơ đồ kết cấu kè.

Hình 4.7.1 Sơ đồ mặt cắt ngang hoàn chỉnh của kè

+2.0 ÷ 2.2 +1.8 ÷ +2.2 +2.0 ÷ 2.2 +1.8 ÷ +2.0 ChiÒu réng §Õn cao tr×nh thÊp nhÊt 3.0 ÷ 5.0 m 10 ÷ 30 m 3.0 ÷ 5.0 m 10 ÷ 20 m -1.0 ÷ -1.5 % +1.0 ÷ +1.5 % -1.0 ÷ -1.5 % M¸i kÌ §Ønh kÌ c«ng viªn VØa hÌ Đường nội bộ

102

Hình 4.7.2 Mặt cắt ngang kết cấu kè đề nghị áp dụng bảo vệ bờ sông Qua kết quả nghiên cứu đã đi đến nhận định:

Sông ở các huyện của tỉnh Đồng Tháp mang tính chất của sông ảnh hưởng -

triều, độ dốc, dòng chảy bé, vì vậy độ nhạy của công trình rất hạn chế. Từ

hiệu quả phân lưu đầu tiên sau khi xây dựng công trình thì:

- Các công trình h(cid:31)ớng dòng có thể điều chỉnh để chuyển được từ 2,0% đến

5,8% lưu lượng, tùy theo độ dài công trình.

-Công trình đón dòng dòng có thể điều chỉnh để chuyển được từ 1,69% đến

4,6% lưu lượng, tùy theo độ dài công trình.

- Các công trình đập khóa ngầm có thể điều chỉnh để chuyển được từ 2,64%

đến 3,99% lưu lượng, tùy theo vị trí và cao trình đỉnh công trình.

- Giải pháp nạo vét ngưỡng cạn đầu lạch (đến cao trình ngang với đỉnh đập

khóa -8m) có thể điều chỉnh để chuyển đ(cid:31)ợc 10% đến 11% lưu lượng.

- Các giải pháp tổ hợp có thể điều chỉnh để chuyển được 12,49% đến 29,12%

lưu lượng.

103

- Tùy theo yêu cầu của mục tiêu chỉnh trị, xác định mức độ điều chỉnh tỷ lệ

phân lưu cụ thể, dựa vào các đường cong hiệu quả để nghiên cứu ứng dụng các giải

pháp bố trí công trình tương ứng.

Cùng một loại giải pháp, có thể sử dụng nhiều cá thể, như 3-4 mỏ hàn để tạo

nối tiếp tốt với đường bờ, 2-3 đập khóa nếu lạch có chiều dài lớn, sao cho hiệu ứng

dâng nước lan truyền đến đầu lạch.

- Những công trình h(cid:31)ớng dòng, đón dòng, đập khóa... vận dụng riêng lẻ, hiệu

quả kỹ thuật không lớn, nhưng đó là hiệu quả ban đầu, theo thời gian, do tăng lưu

lượng, lưu tốc tăng lên, sức tải cát của dòng chảy sẽ tăng lên, gây xói lòng dẫn và

hiệu quả điều chỉnh tỷ lệ phân lưu sẽ tăng lên theo thời gian.

- Giải pháp nạo vét có hiệu quả ban đầu lớn nhất vì tác động trực tiếp vào yếu

tố nhạy cảm nhất, là mặt cắt lòng dẫn lạch, nh(cid:31)ng nếu chỉ có nạo vét, không có các

công trình điều chỉnh kết cấu dòng chảy, thì khu vực nạo vét sẽ không duy trì được

lâu, dễ bị bồi lấp trở lại và hiệu quả sẽ giảm dần.

Luận án đề xuất các tổ hợp công trình bao gồm: Phía lạch cần giảm lưu lượng

bố trí công trình hướng dòng, đập khóa ngầm dâng nước; đầu mũi bãi giữa bố trí

tường đón dòng; trong lạch cần tăng lưu lượng nạo vét luồng mồi.Hiệu quả tổng

hợp của các giải pháp công trình tổ hợp không phải là tổng cộng của các hiệu quả

riêng lẻ, mà có sự tác động tương hỗ làm tăng thêm hiệu quả cộng hưởng.Tất nhiên,

trong dự án thực tế còn phải bố trí bổ sung các giải pháp hỗ trợ như kè gia cố bờ, kè

mõm cá...để chống sạt lở. Do lấy điều kiện nghiên cứu là lòng dẫn và dòng chảy

vùng Đồng Tháp, các kết quả nghiên cứu trên có phạm vi ứng dụng phù hợp trong

cả vùng ĐBSCL.

104

4.8 Kết luận chương 4

Qua phaân tích öu nhöôïc ñieåm cuûa töøng phöông aùn vaø caên cöù vaøo tình

hình thöïc teá saït lôû taïi caùc xaõ, ñeà xuaát giaûi phaùp giaûm nheï thieät haïi do saït lôû bôø

laøm hai giai ñoaïn:

- Giai ñoaïn tröôùc maét ( khi chöa coù kinh phí xaây döïng coâng trình): caàn döï

baùo, caûnh baùo khaû naêng xaûy ra saït lôû, töø ñoù laäp keá hoaïch, thôøi gian di dôøi kòp

thôøi. Ñoàng thôøi xaùc ñònh haønh lang saït lôû, ñeå boá trí khu daân cö môùi, khu kinh teá

môùi…naèm ngoaøi khu vöïc saït lôû. Maët khaùc caàn tích cöïc giaùo duïc nhaân daân soáng

ven soâng hieåu bieát theâm veà vaán ñeà saït lôû bôø soâng vaø bieän phaùp cöùu hoä, cöùu naïn.

- Giai ñoaïn laâu daøi (khi coù ñuû kinh phí xaây döïng coâng trình): neân choïn

giaûi phaùp baûo veä di ñoäng, taïo cho loøng daãn moät lôùp baûo veä choáng xoùi ôû phaàn

döôùi möïc nöôùc min, phaàn treân möïc nöôùc min neân laøm töôøng ñöùng ñeå taän duïng

- Bán kính vùng xói lở phía thượng lưu và hạ lưu của vùng khai thác chịu

ảnh hưởng của tính chất cơ lý và thông số hình học của vùng khai thác. Trong đó,

chiều sâu khai thác và đường kính cỡ hạt là yếu tố cơ bản chi phối mạnh mẽ nhất

đến vùng xói lở đất đá.

toái ña daûi ñaát ven soâng laøm khu vui chôi giaûi trí.

chất, địa hình, thủy văn… Sự tác động của con người từ quá trình sinh sống ven bờ,

hoạt động vận tải và khai thác cát trên sông cũng là một trong những lý do dẫn đến

hiện tượng này. Trước khi đề xuất được giải pháp nhằm ngăn chặn sự cố sạt lở ven

sông, việc tìm hiểu nguyên nhân gây mất ổn định mái dốc tại từng vị trí nghiên cứu

là việc làm cần được thực hiện một cách kỹ lưỡng, đầy đủ và khoa học. Đây sẽ là

căn cứ cho công tác thiết kế, xây dựng các công trình phòng chống sạt lở. Biết được

nguyên nhân gây sạt lở ở từng vị trí cụ thể còn giúp tránh không lặp lại sự cố khi

sữa chữa, khắc phục sạt lở, giúp công tác phòng chống sạt lở trở nên thực sự hiệu

quả hơn.

- Sạt lở tại vị trí nghiên cứu xảy ra do một hoặc nhiều yếu tố kết hợp: về địa

105

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

KẾT LUẬN

Để tìm hiểu về cơ chế và nguyên nhân sạt lở, xói lở ven sông tại một số vị trí ở

tỉnh Đồng Tháp, nghiên cứu đã thực hiện nghiên cứu tổng quan các phương pháp

tính toán giải tích và mô phỏng dựa trên các số liệu thu thập được bằng phần mềm

Slope/W. Dựa trên kết quả phân tích thu được, có thể rút ra các kết luận sau:

(1) Sự thay đổi mực nước ảnh hưởng đến hiện tượng sạt lở ở tỉnh Đồng Tháp

rất đáng kể. Đặc biệt, khi mực nước triều rút xuống thấp nhất trong năm,

hiện tượng sạt lở dễ xảy ra nhất

(2) Quá trình xói có thể làm thay đổi hình dạng và giảm khả năng ổn định của

mái dốc

(3) Cấu tạo nền địa chất yếu kết hợp với dòng chảy có vận tốc lớn hơn vận tốc

không xói cho phép của lòng dẫn là yếu tố góp phần gia tăng quá trình xói

lở và gây ra sự cố sạt lở.

(4) Tại các vị trí phân lưu, hợp lưu hoặc đỉnh sông cong có xu hướng gây ra

các hiện tượng cục bộ như xoáy vòng, hình thành hố xói thường xảy ra và

tiềm ẩn nguy cơ sạt lở

(5) Những hoạt động gây gia tải mép bờ sông như xây dựng công trình, neo

đậu tàu thuyền… là tác nhân làm giảm độ ổn định của khối đất ven bờ và

gây ra hiện tượng sạt lở ven sông.

Do đó, để có thể đánh giá xu hướng sạt lở và các nguy cơ sạt lở trong tương lai

ở Đồng Tháp, cần phải nhận diện được những nguyên nhân cốt lõi gây ra sạt lở dưới

lăng kính tiếp cận đa ngành. Bởi lẽ, sạt lở bờ sông là hệ quả của nhiều tác động

khác nhau, từ yếu tố địa chất - địa mạo, thủy văn, khí hậu cho đến các yếu tố tác

động từ con người.

106

Việc nghiên cứu bản chất của hiện tượng sạt lở ven sông tỉnh Đồng Tháp là

hết sức cần thiết. Đây sẽ là cơ sở cho việc đề xuất và triển khai các giải pháp phòng

chống sạt lở một cách hữu hiệu và triệt để tại tỉnh Đồng Tháp. Để có thể hạn chế tối

đa thiệt hại do sạt lở gây ra, việc nghiên cứu đánh giá tính toán dự báo trước vị trí

sạt lở là một phương án mang lại hiệu quả thiết thực nhằm góp phần giúp công tác

phòng chống sạt lở được chủ động hơn.

Một số kiến nghị hướng nghiên cứu tiếp theo từ đề tài:

(1) Nghiên cứu và đề xuất thử nghiệm các giải pháp có thể xử lý triệt để sự cố

sạt lở ven sông của tỉnh Đồng Tháp

(2) Nghiên cứu lắp đặt hệ thống cảnh báo sớm tại một số vị trí sạt lở ở tỉnh

Đồng Tháp

KHUYẾN NGHỊ

107

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Bộ xây dựng. Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN

2737:1995, 56 trang

[2] Bộ giao thông vận tải. Áo đường cứng đường ô tô – Tiêu chuẩn thiết kế

22 TCN 223-95, 36 trang

[3] Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Công trình thủy lợi – Yêu cầu

thiết kế dẫn dòng trong xây dựng TCVN 9160:2012, 63 trang

[4] Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia –

Công trình thủy lợi – Các quy định chủ yếu về thiết kế QCVN 04-

05:2012/BNNPTNT, 47 trang

[5] Bộ Giao thông vận tải. Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp

trên đất yếu 22 TCN 262-2000, 45 trang.

[6] V. D. Lomtadze. Địa chất công trình – Địa chất động lực công trình, Nhà

xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội, 1979, 330 trang.

[7] Lê Mạnh Hùng. Xói bồi hệ thống sông rạch vùng Đồng bằng Sông Cửu

Long, Nhà xuất bản nông nghiệp, 2008, 248 trang.

[8] Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Đồng Tháp (2012), Báo cáo thuyết

minh Quy hoạch quản lý, khai thác và bảo vệ tài nguyên nước dưới đất trên

địa bàn tỉnh Đồng Tháp đến năm 2015, định hướng 2020, Đồng Tháp

[9] Bộ Giao thông vận tải. Công trình thủy lợi – Thiết kế công trình bảo vệ

bờ sông để chống lũ TCVN 8419 : 2010, 45 trang

[10] Trịnh Minh Thụ, Nguyễn Uyên. Phòng chống trượt lở đất đá ở bờ dốc,

mái dốc, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội, 2011, 295 trang.

[11] Bộ Giao thông Vận tải. Tiêu chuẩn cơ sở - Tiêu chuẩn thi công và

nghiệm thu công tác nạo vét TCCS XX:2015/CHHVN

1. Tài liệu tiếng Việt

108

[1] B. M. Das. Principles of Geotechnical Engineering, Nelson, a division of

Thomson Canada Limited, 2006, 593 pp.

[2] J. M. Duncan and S. G. Wright. Soil strength and slope stability, New

Jersey: John Wiley & Sons Inc., 2005, 297 pp.

[3] J. A. R. Ortigao and A. S. F. J. Sayao. Handbook of Slope Stabilisation.

Berlin: Springer-Verlag, 2004, 478 pp.

[4] L. W. Abramson, T. S. Lee, S. Sharma, and G. M. Boyce. Slope Stability

and Stabilization methods, New York: John Wiley and Sons, 2002, 712 pp.

2. Tài liệu tiếng nước ngoài

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

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

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

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÁC GIẢ LUẬN VĂN NGÔ VĂN LỘC

NỘI DUNG TÓM TẮT

ABSTRACT

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG XÓI LỞ, SẠT LỞ TẠI TỈNH ĐỒNG THÁP

1.1.2 Địa hình, địa mạo

1.2.2 Tình hình sạt lở

1.2.4 Cù lao Long Phú Thuận

1.3.1 Ảnh hưởng của địa hình

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH XÓI LỞ DO DÒNG CHẢY VÀ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BỜ SÔNG

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI TALUY CỦA KÊNH, LÒNG SÔNG

(

)

CHƯƠNG 4: KIỂM TOÁN XÓI LỞ, SẠT LỞ KHU VỰC VEN SÔNG TIỀN TỈNH ĐỒNG THÁP

4.1.1.1 Đặc trưng địa chất

Biểu đồ mực nước triều trong ngày

)

m

(

H

T ( giờ)

4.1.5 Địa chất, thổ nhưỡng khu vực ven sông Tiền

Biểu đồ mực nước triều trong ngày

(

m) H

T ( thời gian)

4.2 Phương pháp tính toán giải tích

3/ Xác định các lực tác dụng lên khối đất khi bị xói lở hàm ếch ở chân mái taluy:

b. Xác định SOAB

[ m

]

)

(

)

4.5Phaân tích nguyeân nhaân gaây tröôït lôû

Bieåu ñoà quan heä möïc nöôùc soâng vaø heä soá oån ñònh

bôø

)

m

ù

ï

( c ô ö n c ö M

Hs Kmin

Quan heä taûi troïng ñænh bôø vaø Kmin

g n oï r t i aû t p aá C

1.13 Kmin

4.6 Đánh giá

4.8 Kết luận chương 4

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

KẾT LUẬN

Có thể bạn quan tâm

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo

Liên hệ

Chính sách

Thoả thuận sử dụng

Chính sách bảo mật

Chính sách hoàn tiền

DMCA

Hỗ trợ

Hướng dẫn sử dụng

Đăng ký tài khoản VIP

093 303 0098

support@tailieu.vn

Phương thức thanh toán