Tải bản đầy đủ

Phân tích nguyên nhân gây sự cố sạt lở bờ sông và đê bao tỉnh Đồng Tháp

GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỬU LONG

*********

PHAN VĂN LÀO

PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN GÂY SỰ CỐ SẠT LỞ
BỜ SÔNG VÀ ĐÊ BAO TỈNH ĐỒNG THÁP

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Vĩnh Long, năm 2016


GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỬU LONG

*********


PHAN VĂN LÀO

PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN GÂY SỰ CỐ SẠT LỞ
BỜ SÔNG VÀ ĐÊ BAO TỈNH ĐỒNG THÁP

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG
CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
MÃ NGÀNH: 60 58 02 08

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN MINH ĐỨC

Vĩnh Long, Năm 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công việc do chính tôi thực hiện dưới sự hướng
dẫn của thầy TS. Nguyễn Minh Đức.
Các số liệu, kết quả trong Luận Văn là trung thực và chưa được công bố
ở các nghiên cứu khác.
Tôi xin chịu trách nhiệm về công việc của mình thực hiện.
Vĩnh Long, ngày 20 tháng 8 năm 2016

Phan Văn Lào


LỜI CÁM ƠN

Tôi xin trân trọng biết ơn chân thành thầy hướng dẫn TS. Nguyễn Minh
Đức. Thầy đã gợi ý tưởng của đề tài và tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và cung
cấp tất cả các tài liệu có quan đến bài luận văn thạc sĩ này,
Chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường, giáo viên chủ nhiệm lớp đã
quan tâm giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi về học tập cùng Quý thầy cô đã
tận tình truyền đạt những kiến thức thiết thực trong suốt khóa học.
Cuối cùng tôi muốn gửi những lời cám ơn chân thành đến tất cả những

người thân, bạn bè, các học viên cùng khóa và đồng nghiệp trong đơn vị công
tác đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi để hoàn thành khóa học cũng như hoàn
thành luận văn thạc sĩ này.
Vì kiến thức có hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế,
Tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô cùng các bạn học viên
để luận văn được hoàn thiện hơn.
Xin trân trọng cảm ơn.
Vĩnh Long, ngày 20 tháng 8 năm 2016

Phan Văn Lào


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG ....................................................................... 1
1.1 Phần tổng quan .................................................................................................... 1
1.2 Tình hình sạt lở bờ sông và đê bao tỉnh Đồng Tháp ......................................... 1
1.3 Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 3
1.4 Tổng quan về các nghiên cứu trước ................................................................... 4
1.4.1 Nghiên cứu ngoài nước ................................................................................ 4
1.4.2 Nghiên cứu trong nước; ............................................................................... 5
1.5 Nhiệm vụ của đề tài ............................................................................................. 7
1.6 Những đóng góp của đề tài ................................................................................. 7
1.7 Giới hạn của đề tài ............................................................................................... 7
1.8 Ý nghĩa lý thuyết và thực tiễn áp dụng .............................................................. 8
1.8.1 Ý nghĩa lý thuyết ........................................................................................... 8
1.8.2 Ý nghĩa thực tiễn áp dụng ............................................................................ 8
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................... 9
2.1 Phương pháp thí nghiệm địa chất ....................................................................... 9
2.2 Phương pháp tính toán xói lở bờ sông. ............................................................ 12
2.2.1 Phân tích xói lở bờ sông (ảnh hưởng thủy động dòng chảy) ................... 12
2.2.2 Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến xói lở bờ sông: ...................................... 13
2.2.3 Phân tích ổn định và xói lở bờ sông;......................................................... 15
2.3 Phương pháp phân tích ổn định bờ sông bằng phương pháp cân bằng giới
hạn ............................................................................................................................ 16
2.3.1 Phương pháp cân bằng giới hạn ............................................................... 16
2.3.2 Phương pháp đơn giản Bishop, 1954 ........................................................ 17
2.3.3 Phương pháp Spencer, 1967 ...................................................................... 18
2.3.4 Giới thiệu phần mềm Geo–slope/w để phân tích ổn định mái dốc .......... 21
2.3.4.1 Những khả năng của Geoslope/w; ................................................ 21
2.3.4.2 Kết luận........................................................................................ 22
2.4 Các phương pháp phân tích .............................................................................. 23


CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH TỔNG HỢP ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN TỈNH
ĐỒNG THÁP........................................................................................................ 24
3.1 Phân tích tổng hợp địa chất khu vực bờ sông và đê bao tỉnh Đồng Tháp...... 24
3.1.1 Phân tích tổng hợp địa chất khu vực đê bao An Phước huyện Tân
Hồng ...................................................................................................................... 24
3.1.2 Phân tích tổng hợp địa chất khu vực đê bao Tân Phước huyện Tân
Hồng ...................................................................................................................... 25
3.2 Phân tích sự cố sạt lở bờ sông và đê bao tỉnh Đồng Tháp; ............................. 26
3.2.1 Phân tích tổng hợp địa chất khu vực đê bao An Phước huyện Tân
Hồng ...................................................................................................................... 30
3.2.2 Phân tích tổng hợp địa chất khu vực đê bao Cả Mũi huyện Tân Hồng .. 32
3.2.3 Phân tích tổng hợp địa chất khu vực đê bao Tân Phước huyện Tân
Hồng ...................................................................................................................... 35
3.3 Phân tích tổng hợp điều kiện thủy văn tại tỉnh Đồng Tháp ............................ 37
3.3.1 Tính toán tần suất thủy văn theo công thức vọng số sau: ........................ 37
3.3.2 Kết luận ....................................................................................................... 42
CHƯƠNG 4. PHÂN TÍCH CÁC SỰ CỐ SẠT LỞ BỜ SÔNG VÀ ĐÊ BAO
ĐIỂN HÌNH TỈNH ĐỒNG THÁP......................................................................... 43
4.1 Phân tích một số sự cố sạt lở bờ sông và đê bao điển hình tại tỉnh Đồng
Tháp: .......................................................................................................................... 43
4.1.1 Phân tích ổn định bờ sông và đê bao bằng Geoslop công trình An
Phước ..................................................................................................................... 43
4.1.2 Phân tích ổn định bờ sông và đê bao bằng Geoslop công trình Tân
Phước ..................................................................................................................... 54
4.1.3 Phân tích ổn định bờ sông và đê bao bằng Geoslop công trình Cả
Mũi ...................................................................................................................... 64
4.2 Phân tích điều kiện xói lở bờ sông; .................................................................. 75


4.3 Kiểm nghiệm mô hình tính toán (so sánh mô hình tính toán tại hệ số an
toàn Fs <1 với mặt trượt hiện trường; đồng thời mô tả mực nước khi xảy ra
hiện tượng sạt lở); ..................................................................................................... 77
4.4 Ảnh hưởng của mực nước và cao độ đất đắp; ................................................. 78
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................... 80
4.1 Kết luận .............................................................................................................. 80
4.2 Kiến nghị ............................................................................................................ 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Đặc điểm của các phương pháp cân bằng giới hạn;................................. 20
Bảng 3.1 Tổng hợp phân loại đất công trình An Phước.......................................... 24
Bảng 3.2 Tổng hợp phân loại đất công trình Tân Phước ........................................ 25
Bảng 3.3 Tổng hợp phân loại đất công trình Cả Mũi.............................................. 26
Bảng 3.4: Mực nước cao nhất năm khu vực tỉnh Đồng Tháp; ................................ 37
Bảng 3.5: Kết quả tính tần suất mực nước cao nhất năm tại các trạm thủy văn
khu vực các huyện tỉnh Đồng Tháp; ...................................................................... 39
Bảng 3.6 Vẽ đường tần suất theo phương pháp 3 điểm tần suất mực nước cao
nhất hàng năm trạm thủy văn Tân Hồng tỉnh Đồng Tháp;...................................... 41
Bảng 4.1 Sức kháng cắt không thoát nước sông Su mực nước 1.0 m, đất đắp cao
5.0m ...................................................................................................................... 43
Bảng 4.2. Sức kháng cắt không thoát nước sông Su mực nước 1.0 m, đất đắp cao
4.0m ...................................................................................................................... 44
Bảng 4.3. Sức kháng cắt không thoát nước sông Su mực nước 1.0 m, đất đắp cao
3.0m ...................................................................................................................... 45
Bảng 4.4. Sức kháng cắt không thoát nước sông Su mực nước 1.0m, đất đắp cao
2.0m ...................................................................................................................... 46
Bảng 4.5. Sức kháng cắt không thoát nước sông Su mực nước 1.0m, đất đắp cao
1.0m ...................................................................................................................... 47
Bảng 4.6. Sức kháng cắt không thoát nước sông Su mực nước 1.0m, đất đắp cao
5.0m ...................................................................................................................... 54
Bảng 4.7. Sức kháng cắt không thoát nước sông Su mực nước 1.0m, đất đắp cao
4.0m ...................................................................................................................... 55
Bảng 4.8. Sức kháng cắt không thoát nước sông Su mực nước 1.0m, đất đắp cao
3.0m ...................................................................................................................... 56
Bảng 4.9 Sức kháng cắt không thoát nước sông Su mực nước 1.0m, đất đắp cao
2.0m ...................................................................................................................... 57


Bảng 4.10. Sức kháng cắt không thoát nước sông Su mực nước1.0m, đất đắp cao
1.0m ...................................................................................................................... 58
Bảng 4.11 Sức kháng cắt không thoát nước sông Su mực nước 1.5 m; .................. 64
Bảng 4.12. Sức kháng cắt không thoát nước sông Su mực nước 1.5 m, đất đắp
1.0m; ..................................................................................................................... 65
Bảng 4.13. Sức kháng cắt không thoát nước sông Su mực nước 1.5 m, đất đắp
2.0m; ..................................................................................................................... 66
Bảng 4.14 Sức kháng cắt không thoát nước sông Su mực nước 1.5 m, đất đắp
3.0m; ..................................................................................................................... 67
Bảng 4.15 Sức kháng cắt không thoát nước sông Su mực nước 1.5 m, đất đắp
4.0m; ..................................................................................................................... 68
Bảng 4.16 Kết quả tính toán vận tốc lòng sông ở mực nước 1,5m.......................... 76
Bảng 4.17 tra hệ số Manning (n) Chow, 1959;....................................................... 76
Bảng 4.18 tra vận tốc vòng chảy ổn định bờ sông cho phép;.................................. 77


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Sạt lở công trình An Phước ....................................................................... 3
Hình 1.2 Sạt lở bờ sông Tân Phước ......................................................................... 3
Hình 1.3 Sạt lở công trình Cả Mũi đã khắc phục...................................................... 3
Hình 2.1 Dụng cụ xác định dung trọng tự nhiên....................................................... 9
Hình 2.2 Dụng cụ thí thí nghiệm xác định độ ẩm tự nhiên ..................................... 10
Hình 2.3 Dụng cụ thí nghiệm xác định giới hạn nhão ............................................ 11
Hình 2.4 Thí nghiệm xác định giới hạn dẻo ........................................................... 11
Hình 2.5 Dụng cụ thí nghiệm................................................................................. 12
Hình 2.6 Cơ chế phá hoại điển hình dạng cung trượt tròn ..................................... 16
Hình 2.7 mô hình tính toán phương pháp đơn giản Bishop .................................... 18
Hình 2.8 Mô hình tính toán của Spencer................................................................ 19
Hình 3.1 biểu đồ đường kính hạt và phần trăm hạt lọt sàn ..................................... 24
Hình 3.2 biểu đồ đường kính hạt và phần trăm hạt lọt sàn ..................................... 25
Hình 3.3 biểu đồ đường kính hạt và phần trăm hạt lọt sàn ..................................... 25
Hình 4.1: So sánh mặt trượt bờ sông công trình An Phước mực nước 1.5m (a)
mặt trượt hiện trường; (b) phân tích mặt trượt mô phỏng Geoslope ....................... 48
Hình 4.2: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình An Phước, mực nước
1.5m, đất đắp cao độ 5.5m (a): ổn định bờ sông; (b) ổn định đê bao. ..................... 48
Hình 4.3: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình An Phước, mực nước
2.5m, đất đắp cao độ 5.5m (a): ổn định bờ sông; (b) ổn định đê bao. ..................... 49
Hình 4.4: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình An Phước, mực nước
3.5m, đất đắp cao độ 5.5m (a): ổn định bờ sông; (b) ổn định đê bao. ..................... 49
Hình 4.5: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình An Phước, mực nước
4.5m, đất đắp cao độ 5.5m (a): ổn định bờ sông; (b) ổn định đê bao ...................... 50
Hình 4.6: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình An Phước, mực nước
1.5m, đất đắp cao độ 4.5m (a): ổn định bờ sông; (b) ổn định đê bao ...................... 50
Hình 4.7: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình An Phước, mực nước
1.5m, đất đắp cao độ 3.5m (a): ổn định bờ sông; (b) ổn định đê bao. ..................... 51


Hình 4.8: Kết quả phân tích ổn định mái dốc bờ sông công trình An Phước, mực
nước 1.5m, đất đắp cao độ 1.5m. ........................................................................... 51
Hình 4.9: Kết quả phân tích ổn định mái dốc bờ sông công trình An Phước, mực
nước 1.5m, đất đắp cao độ 1.5m. ........................................................................... 52
Hình 4.10: Tương quan hệ số an toàn ổn định bờ sông và đê bao công trình An
Phước khi cao độ mực nước 1,5m.......................................................................... 52
Hình 4.11: Tương quan hệ số an toàn ổn định bờ sông và đê bao công trình An
Phước khi cao độ mực nước 3,5m.......................................................................... 53
Hình 4.12: Tương quan hệ số an toàn ổn định bờ sông và đê bao công trình An
Phước khi chiều cao lớp đất đắp 4m. ..................................................................... 53
Hình 4.13: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình Tân Phước, mực nước
1.5m, chưa có đất đắp (a): ổn định bờ sông; (b) ổn định đê bao. ............................ 59
Hình 4.14: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình Tân Phước, mực nước
1.5m, đất đắp cao độ 2.0m (a): ổn định bờ sông; (b) ổn định đê bao. ..................... 59
Hình 4.15: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình Tân Phước, mực nước
1.5m, đất đắp cao độ 3.0m (a): ổn định bờ sông; (b) ổn định đê bao. ..................... 60
Hình 4.16: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình Tân Phước, mực nước
1.5m, đất đắp cao độ 4.0m (a): ổn định bờ sông; (b) ổn định đê bao ...................... 60
Hình 4.17: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình Tân Phước, mực nước
1.5m, đất đắp cao độ 5.0m (a): ổn định bờ sông; (b) ổn định đê bao ...................... 61
Hình 4.18: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình Tân Phước, mực nước
2.0m, đất đắp cao độ 5.0m (a): ổn định bờ sông; (b) ổn định đê bao ...................... 61
Hình 4.19: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình Tân Phước, mực nước
3.0m, đất đắp cao độ 5.0m (a): ổn định bờ sông; (b) ổn định đê bao ...................... 62
Hình 4.20: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình Tân Phước, mực nước
4.0m, đất đắp cao độ 5.0m (a): ổn định bờ sông; (b) ổn định đê bao ...................... 62
Hình 4.21: Tương quan hệ số an toàn ổn định bờ sông và đê bao công trình Tân
Phước cao độ mực nước 1m. ................................................................................. 63


Hình 4.22: Tương quan hệ số an toàn ổn định bờ sông và đê bao theo cao độ
mực nước 1m– công trình Tân Phước. ................................................................... 63
Hình 4.23: Tương quan hệ số an toàn ổn định bờ sông và đê bao công trình Tân
Phước chiều cao lớp đất đắp 4m. ........................................................................... 64
Hình 4.24: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình Cả Mũi, mực nước
1.5m, đất đắp cao độ 5.0m (a): ổn định bờ sông; (b) ổn định đê bao. ..................... 69
Hình 4.25: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình Cả Mũi, mực nước
1.5m, đất tự nhiên ổn định bờ sông. ....................................................................... 70
Hình 4.26: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình Cả Mũi, mực nước
1.5m, đất đắp 1.0m, (a) ổn định bờ sông, (b) ổn định đê bao.................................. 70
Hình 4.27: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình Cả Mũi, mực nước
1.5m, đất đắp 2.0m, (a) ổn định bờ sông, (b) ổn định đê bao.................................. 71
Hình 4.28: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình Cả Mũi, mực nước
1.5m, đất đắp 3.0m, (a) ổn định bờ sông, (b) ổn định đê bao.................................. 71
Hình 4.29: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình Cả Mũi, mực nước
2.5m, đất đắp 5.0m, (a) ổn định bờ sông, (b) ổn định đê bao.................................. 72
Hình 4.30: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình Cả Mũi, mực nước
3.5m, đất đắp 4.0m, ổn định bờ sông. .................................................................... 72
Hình 4.31: Kết quả phân tích ổn định mái dốc công trình Cả Mũi, mực nước
4.5m, đất đắp 4.0m, (a) ổn định bờ sông, (b) ổn định đê bao.................................. 73
Hình 4.32: Tương quan hệ số an toàn ổn định bờ sông và đê bao công trình Cả
Mũi cao độ tính toán tại mực nước 1.5m................................................................ 73
Hình 4.33: Tương quan hệ số an toàn ổn định bờ sông và đê bao theo chiều cao
lớp đất đắp – công trình Cả Mũi (tính toán tại mực nước 1.5m) ............................. 74
Hình 4.34: Tương quan hệ số an toàn ổn định bờ sông và đê bao theo chiều cao
lớp đất đắp 4m– công trình Cả Mũi (với cao độ mực nước 1.5m) .......................... 75


1

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Phần tổng quan

Đồng Tháp là tỉnh đầu nguồn của sông Tiền, có hệ thống sông, ngòi,
kênh, rạch chằng chịt; nhiều ao, hồ lớn. Sông chính là sông Tiền (một nhánh
của sông Mê Kông) chảy qua tỉnh với chiều dài 132km. Dọc theo hai bên bờ
sông Tiền là hệ thống kênh rạch dọc ngang. Đường liên tỉnh giao lưu thuận
tiện với trên 300km đường bộ và một mạng lưới sông rạch thông thương…Có
lưu lượng nước chảy khoảng 6000 m3/s vào mùa khô và 120.000 m3/s vào
mùa mưa. Từ tháng 8 đến tháng 12 hàng năm phải đối phó việc chống lũ đầy
khó khăn và thử thách khi có lũ về cộng thêm mưa bão lớn gây sạt lở, xói lở
nhiều đoạn bờ sông và đê bao.
Do tỉnh Đồng Tháp có hệ thống sông, ngòi, kênh, rạch chằng chịt nên
thường xuyên xảy ra sự cố sạt lở bờ sông và đê bao. Để khắc phục hạn chế
chống sạt lở, xói lở thì người học viên phải nghiên cứu kỹ về địa chất, thủy
văn nhiều công trình có sự cố xảy ra trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp, từ đó đưa
ra nhiều biện pháp khắc phục chống sạt lở bờ sông và đê bao một cách hiệu
quả nhất trên địa bàn.
1.2 Tình hình sạt lở bờ sông và đê bao tỉnh Đồng Tháp

Ở nước ta khu vực đồng bằng sông Cữu Long là vùng có nền địa chất
rất là yếu, hàng năm phải đối đầu với cơn lũ lớn kéo dài hàng tháng, khi lũ về
cộng thêm mưa bão gây cho việc phòng chống lũ bảo vệ chống sạt lở bờ sông
và đê bao gập rất nhiều khó khăn.
Hiện nay tình trạng sạt lở bờ sông ở Đồng bằng Sông Cữu Long đã xảy
ra nhiều năm và thường xuyên, tình hình sạt lở có diễn biến ngày càng xấu,
gây ra nhiều thiệt hại về tài sản của nhà nước và nhân dân, thậm chí là cả tính
mạng con người. Đặc biệt trong thời gian hiện nay tại huyện Tân Hồng nhiều
công trình đê bao, bờ sông đã có nhiều sự cố sạt lở ngoài dự đoán của các cấp


2

quản lý như Bờ bao cánh đồng Kênh Cả Mũi, Bờ bao cánh đồng An Phước và
Bờ bao cánh đồng Tân Phước huyện Tân Hồng tỉnh Đồng Tháp, ảnh hưởng
về điều kiện địa hình, địa chất, hình thái sông trong khu vực, sự tác động của
các yếu tố dòng chảy (vận tốc dòng nước, hướng chảy, chế độ mực nước, thủy
triều,…) và những tác động khách quan khác từ các hoạt động của con người
(ảnh hưởng của việc xây dựng các công trình trên sông). Yêu cầu đặt ra là cần
nghiên cứu xác định nguyên nhân gây sự cố sạt lở bờ sông và đê bao tỉnh
Đồng Tháp. Mô hình của bài toán được sử dụng là công cụ tính toán phần
miềm Geoslop và có sự kết hợp với các phân tích đánh giá qua số liệu khảo
sát thực tế.
Từ đó việc tìm ra được nguyên nhân và những biện pháp chống sạt lở
bờ sông và đê bao nhằm giúp cho chúng ta có các giải pháp nhằm hạn chế
những sự cố công trình tương tự. Ngoài ra dòng chảy sông Tiền cũng ảnh
hưởng trực tiếp làm sạt lở nhiều đoạn bờ sông và đê bao tại khu vực có nền
đất yếu như trên. Cụ thể là hiện nay tại khu vực bờ sông và đê bao của tỉnh
Đồng tháp nói chung cũng như nhiều huyện thị, Thành Phố nói riêng mà đặc
biệt là ở huyện Tân Hồng thường xuyên có nhiều sự cố công trình gây sạt lở
nhiều đoạn đê bao trên địa bàn huyện Tân Hồng tỉnh Đồng Tháp gây tổn thất
nguồn ngân sách địa phương cũng như thiệt hại về sản xuất nông nghiệp và
hoa màu.
Đây là vấn đề gây khó khăn cho các nhà quản lý cũng như những người
nghiên cứu để tìm ra nguyên nhân gây sạt lở từ đó có biện pháp khắc phục
chống sạt lở cho công trình hiệu quả nhất trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp sau
này.


3

Hình 1.1 Sạt lở công trình An Phước

Hình 1.2 Sạt lở bờ sông Tân Phước

Hình 1.3 Sạt lở công trình Cả Mũi đã khắc phục

1.3 Tính cấp thiết của đề tài

Đồng Tháp được biết đến là nơi có nhiều vùng đất yếu, có hệ thống
sông, ngòi, kênh, rạch chằng chịt; nhiều ao, hồ lớn. Thường xuyên xảy ra các
vụ sạt lở nghiêm trọng vì thế đề tài “Phân tích nguyên nhân gây sự cố sạt lở


4

bờ sơng và đê bao tỉnh Đồng Tháp” là rất cần thiết để phân tích nghiên cứu
địa chất, tính tốn thủy văn để tìm ra đâu là ngun nhân gây sạt lở bờ sơng
và đê bao tỉnh Đồng Tháp làm cơ sở thiết kế sơ bộ cho những cơng trình mới
dựa vào mặt cắt dọc – ngang địa chất, cũng như tính tốn tần suất thủy văn
của nhiều vùng khác nhau trong tỉnh Đồng Tháp.
Mơ hình bài tốn được thực hiện trên cơ sở lý thuyết và tính tốn bằng
phương pháp dễ hiểu dựa trên các phần mềm Geoslop, để tạo điều kiện cho
việc thí nghiệm sâu về mơ hình thực tế để tìm được kết quả chính xác. Mặc
khác, tài liệu tham khảo về nội dung của đề tài nghiên cứu còn hạn chế cũng
như chưa có các chỉ dẫn cụ thể hay quy trình, quy phạm về thiết kế nên q
trình nghiên cứu gặp nhiều khó khăn.
Để đưa ra biện pháp chống sạt lở bờ sơng và đê bao tỉnh Đồng Tháp thì
người học viên cần phải nghiên cứu nhiều cơng trình sạt lở như Bờ bao cánh
đồng Kênh Cả Mũi, Bờ bao cánh đồng An Phước và Bờ bao cánh đồng Tân
Phước huyện Tân Hồng tỉnh Đồng Tháp để có biện pháp chống sạt lở bờ sơng
và đê bao trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp một cách hiệu quả nhất, kinh tế nhất.
1.4 Tổng quan về các nghiên cứu trước
1.4.1 Nghiên cứu ngồi nước
TT

Bài báo
nghiên cứu

Tác giả

1

Investigation of
stability of
Berilgen, M.M.,
2007
slope under
draw-down

2

Assessment of
stability
of P. A. Lane1 and
slopes
under D. V. Griffiths,
drawdown
2000
condition

Nội dung đánh giá liên quan đến
đề tài
- Khảo sát quá trình mất ổn đònh
bờ sông do hạ mực nước trong 2
điều kiện nước rút nhanh (không
thoát nước) và nước rút từ từ
(thoát nước) bên trong bờ sông
- Mực nước sông hạ xuống làm
giảm hệ số an toàn bờ sông
- Điều kiện mực nước hạ xuống
nhanh đặc biệt nguy hiểm gây
mất ổn đònh bờ sông do nước
không thoát ra khỏi bờ sông.


5

- Khi mực nước rút chậm, cho
phép thoát nước khỏi bờ sông ->
hệ số an toàn tăng lên
Phân tích hạ mực nước đột ngột
sử dụng hệ số giảm cường độ
Nghiên cứu cho thấy:

3

Đối với phương pháp phân tích
ứng suất tổng cộng (góc ma sát
trong bằng 0, kết hợp với sức
Rapid
VandenBerge D.R., kháng cắt không thoát nước, Su)
Drawdown
Analysis using Duncan
J.M., Nghiên cứu đề xuất hệ số giảm
Brandon T.L., 2013
Strength
sức kháng cắt không thoát nước,
Reduction
R = 70% sử dụng trong phân tích
hạ mực nước đột ngột nhằm kể
đến ảnh hưởng của sự thay đổi
phương ứng suất, tính không
đẳng hướng và ảnh hưởng của gia
tải trong đầm đất đối với bờ sông

1.4.2 Nghiên cứu trong nước;
TT

1

Bài báo
nghiên cứu

Tác giả

Phân tích xác
định
ngun
nhân gây sạt lở
Nguyễn Thanh Tùng
bờ kè Xn
Canh, bờ tả Sơng
Đuống

Nội dung đánh giá liên quan
đến đề tài
- Phương pháp khảo sát hiện
trường: đo đạc địa hình, địa chất
lòng sơng, chế độ thủy lực, thủy
văn của dòng chảy khu vực sạt
lở.
- Phương pháp mơ phỏng trên
mơ hình tốn: mơ hình tốn tính
tốn xác định mức độ tác động
của dòng chảy đến sạt lở bờ và
lòng sơng.
- Phương pháp tổng hợp, phân
tích số liệu lịch sử: phân tích
các số liệu lịch sử về thủy văn,
thủy lực, địa hình qua các thời


6

2

3

kỳ khác nhau để xác định
nguyên nhân gây sạt lở.
- Mô hình MIKE 21C có khả
năng tính toán, mô phỏng và dự
báo tốt về chế độ thủy văn, thủy
lực dòng chảy, vận chuyển bùn
cát và quá trình diễn biến lòng
dẫn đối với các đoạn sông chịu
ảnh hưởng của thủy triều
- Những nguyên nhân chính gây
sạt lở bờ sông Cần Thơ tại khu
vực cầu Trà Niền:
Xác định nguyên
+ Sạt lở do đặc điểm hình thái,
địa chất lòng dẫn và các tác
nhân sạt lở và dự
báo diễn biến ThS. Hồ Việt Cường động của chế độ thủy lực dòng
chảy.
lòng dẫn sông
ThS. Nguyễn Thị
+ Sạt lở do dòng chảy có vận
Cần Thơ khu vực
Ngọc Nhẫn
tốc vượt quá vận tốc cho phép
cầu Trà Niền
không xói của lòng dẫn.
bằng mô hình
MIKE21C
- Diễn biến lòng dẫn sông Cần
Thơ ở khu vực cầu Trà Niền có
xu thế xói sâu, đặc biệt là trong
thời đoạn dòng triều rút.
- Các kết quả nghiên cứu sẽ là cơ
sở để đề xuất giải pháp công nghệ
phù hợp và làm thông số đầu vào
cho công tác tính toán thiết kế các
công trình xử lý sự cố, công trình
chỉnh trị sông và bảo vệ bờ ở khu
vực này.
- Đánh giá được hiện trạng bờ
sông Tiền khu vực nghiên cứu.
Xác định nguyên nhân, cơ chế
Nghiên cứu đề
sạt lở và nhân tố ảnh hưởng đến
xuất giải pháp
ổn định bờ.
bảo vệ bờ sông
- Đề xuất được giải pháp công
Tiền - khu vực Bùi Việt Cường
trình tổng thể hợp lý để chống
rạch Cái Đôi,
lại các tác động xâm thực của
phường 4, thị xã
dòng chảy tự nhiên và sóng tàu
Sa Đéc
thuyền gây sạt lở, mất ổn định
bờ.
- Ứng dụng được mô hình toán


7

MIKE 21FM, nhằm mô phỏng
quá trình thủy lực và dự báo
diễn biến hình thái lòng sông
Tiền đoạn chảy qua khu vực
Phường 4 – rạch Cái Đôi thị xã
Sa Đéc tỉnh Đồng Tháp

* Rút ra kết luận từ những tài liệu nghiên cứu trước:
- Chưa có tài liệu nào phân tích và làm rõ nguyên nhân sạt lở bờ sông
và đê bao theo đặc điểm địa chất, địa hình và thủy văn tại Đồng Tháp.
- Mực nước thay đổi ảnh hưởng lớn đến độ ổn định mái dốc.
- Có thể sử dụng phương pháp cân bằng giới hạn nhằm xác định độ ổn
định của mái dốc dựa theo sự thay đổi mực nước sông.
1.5 Nhiệm vụ của đề tài

1.5.1. Thu thập tài liệu địa chất, thủy văn, thiết kế ban đầu và thi công
tại khu vực sạt lở bờ sông và đê bao điển hình tỉnh Đồng Tháp.
1.5.2. Phân tích, tính toán xác định nguyên nhân gây sự cố sạt lở bờ
sông và đê bao điển hình, lựa chọn giải pháp ổn định, chống sạt lở phù hợp
nhất với điều kiện khu vực.
1.6 Những đóng góp của đề tài

Tìm ra nguyên nhân gây ra sự cố sạt lở, xói lở bờ sông và đê bao, đưa
ra biện pháp chống sạt lở xói lở bờ sông và đê bao tại khu vực tỉnh Đồng
Tháp.
1.7 Giới hạn của đề tài

- Điều điện địa chất sét bão hòa nước bờ sông và đê bao của khu vực
tỉnh Đồng Tháp.
- Đất bão hòa bờ sông và đê bao tại khu vực một số công trình bờ sông
và đê bao tỉnh Đồng Tháp.
- Điều kiện địa chất, thủy văn một số công trình sự cố tại khu vực tỉnh
Đồng Tháp.


8

- Xem xét ảnh hưởng của mực nước sông tới ổn định sự cố gây sạt lở
xói lở bờ sông và đê bao tại khu vực tỉnh Đồng Tháp.
1.8 Ý nghĩa lý thuyết và thực tiễn áp dụng
1.8.1 Ý nghĩa lý thuyết

Đề tài “Phân tích nguyên nhân gây sự cố sạt lở bờ sông và đê bao tỉnh
Đồng Tháp” có ý nghĩa hết sức là quan trọng, giúp ta tìm ra đâu là nguyên nhân
gây ra sự cố sạt lở bờ sông và đê bao trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp ở từng khu
vực xảy ra sự cố, phần nào cũng giúp cho các nhà quản lý yên tâm hiểu được
nguyên nhân gây ra sự cố sạt lở bờ sông và đê bao, từ đó có giải pháp lựa chọn
phương án áp dụng vào thực tế hợp lý.
1.8.2 Ý nghĩa thực tiễn áp dụng

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở cho việc áp dụng hiệu quả
trong công tác phòng chống 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.


9

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Phương pháp thí nghiệm địa chất
 Các bước thí nghiệm địa chất;
a. Thí nghiệm xác định dung trọng tự nhiên γtn (TCVN 4196:2012: Đất xây
dựng - phương pháp xác định độ ẩm, độ hút ẩm trong phòng thí nghiệm).

Hình 2.1 Dụng cụ xác định dung trọng tự nhiên

Dung trọng của mẫu đất (kN/m³) được xác định theo công thức:




W
V

(kN/m³)

Trong đó:
W: Trọng lượng của mẫu đất thí nghiệm;
V: Thể tích của mẫu đất thí nghiệm.
b. Thí nghiệm thí nghiệm xác định độ ẩm tự nhiên W% (TCVN 4196:2012:
Đất xây dựng - phương pháp xác định độ ẩm, độ hút ẩm trong phòng thí nghiệm).


10

Hình 2.2 Dụng cụ thí thí nghiệm xác định độ ẩm tự nhiên

- Độ ẩm đất ω(%) được tính theo công thức:


ma  mk
(qui đổi sang đơn vị %)
m K  m0

Trong đó:
ma: khối lượng của lon + đất ẩm (g).
mk: khối lượng của lon + đất khô (g).
mo: khối lượng lon (g).
c. Thí nghiệm xác địnhgiới hạn chảy LL (%) theo TCVN 4197:2012phương pháp xác định giới hạn dẻo và giới hạn chảy trong phòng thí nghiệm)

.


11

Hình 2.3 Dụng cụ thí nghiệm xác định giới hạn nhão

Công thức:

Trong đó: N là số lần đập, log.
W là độ ẩm tự nhiên của đất.
d. Thí nghiệm xác định giới hạn dẻo PL (%) (TCVN 4197:2012 – Phương pháp xác
định giới hạn dẻo và giới hạn chảy trong phòng thí nghiệm).

Hình 2.4 Thí nghiệm xác định giới hạn dẻo


12

e. Thí nghiệm thành phần hạt và phần trăm loạt sàn bằng rây ướt
(TCVN 6862:2012 chất lượng đất – xác định thần phần cấp hạt bằng rây sàn).

Hình 2.5 Dụng cụ thí nghiệm

Phần trăm khối lượng giữ lại riêng trên rây 
Phần trăm khối lượng lọt qua rây 

mi
x1 0 0 %
m1

m Ti
x100%
m1

Trong đó:
m1: Khối lượng đất tổng cộng của các hạt có kích thước lớn hơn 0.1mm (g).
mi: Khối lượng đất giữ lại riêng trên mỗi rây (g).
mTi: Khối lượng đất giữ lại trên rây cộng dồn (g).
2.2 Phương pháp tính toán xói lở bờ sông.
2.2.1 Phân tích xói lở bờ sông (ảnh hưởng thủy động dòng chảy)

Phân tích nguyên nhân xói lở công trình bờ bao An Phước.

Mặt cắt sạt trượt điển hình


13

Phân tích nguyên nhân xói lở công trình bờ bao Tân Phước.

Mặt cắt sạt trượt điển hình
Phân tích nguyên nhân xói lở công trình bờ bao Cả Mũi.

Mặt cắt sạt trượt điển hình
2.2.2 Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến xói lở bờ sông:

Tác động của lực thủy tĩnh và lực thủy động lên đất, có ảnh hưởng đến
sự biến đổi trạng thái ứng suất của đất trong ổn định mái dốc, khi đất đã bão
hòa thì cần phải thấy rõ vai trò to lớn của nước mặt nước dưới đất trong sự
hình thành tạo cung trượt.
Đặc điểm cấu trúc địa chất, địa hình hẹp khu vực bờ sông, độ dốc của
lòng sông, mực nước dưới đất thường nằm sâu khoảng 10m dưới mặt đất.
Ngoài ra đất ở trạng thái đẩy nổi cùng làm giảm ứng suất pháp hữu hiệu ở mặt
trượt làm cho sức kháng cắt của đất giảm đi và có thể tạo nên sự mất ổn định
gây trượt lở bờ sông. Áp lực thủy tĩnh cũng gây ảnh hưởng lớn đến độ ổn định
của lòng sông hai bên bờ.
Vai trò của áp lực thủy động trong phát sinh cung trượt ở một số khu


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×