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

Nội dung tài liệu: Luận văn Phân tích nguyên nhân gây sự cố sạt lở bờ sông và đê bao tỉnh Đồng Tháp

1. 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
2. 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
3. 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
4. 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
5. 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
6. 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
7. 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
8. 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
9. 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
10. 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