Luận án – Nghiên Cứu Đề Xuất Mặt Cắt Ngang Và Sóng Tràn Qua Đê Biển Có Kết Cấu ¼ Trụ Rỗng Trên Đỉnh

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MẶT CẮT NGANG VÀ SÓNG TRÀN QUA ĐÊ BIỂN CÓ KẾT CẤU ¼ TRỤ RỖNG TRÊN ĐỈNH

Ngành:

Kỹ thuật Xây dựng Công trình Biển

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu đề xuất mặt cắt ngang và sóng tràn qua đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng trên đỉnh" giải quyết tính cấp thiết về bảo vệ đê biển Việt Nam trước biến đổi khí hậu và sạt lở bờ biển, đặc biệt tại Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Các giải pháp đê hiện tại, như tường đỉnh, còn hạn chế về tải trọng, sụt lún và sóng phản xạ cao, gây mất ổn định chân tường. Để khắc phục, luận án đề xuất mặt cắt đê biển có kết cấu rỗng nhằm cải thiện các hạn chế này.

Mục tiêu chính của luận án là đề xuất một dạng kết cấu đê biển mới sử dụng ¼ trụ rỗng trên đỉnh và xây dựng công thức thực nghiệm để tính toán lưu lượng sóng tràn trung bình qua mặt cắt này. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng trên đỉnh và sóng tràn qua đó, đặc biệt trong điều kiện tự nhiên của ĐBSCL.

Tác giả đã tiếp cận nghiên cứu bằng cách phân tích, đánh giá các loại đê biển hiện có, sau đó đề xuất một mặt cắt đê mới có kết cấu ¼ trụ rỗng trên đỉnh phù hợp với vùng ĐBSCL. Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết và thí nghiệm mô hình vật lý để thiết lập công thức tính toán sóng tràn. Các thí nghiệm mô hình vật lý được thiết kế theo tiêu chuẩn Froude, với 79 phương án thí nghiệm được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của các thông số sóng, mực nước và tỷ lệ lỗ rỗng bề mặt.

Kết quả nghiên cứu đã đưa ra cơ sở định lượng về ưu điểm giảm sóng tràn và sóng phản xạ của kết cấu ¼ trụ rỗng trên đỉnh. Luận án đã thành công trong việc đề xuất một dạng mặt cắt đê biển mới này, phù hợp với điều kiện đất nền yếu ở ĐBSCL. Đồng thời, một công thức thực nghiệm tính toán lưu lượng sóng tràn qua mặt cắt đề xuất đã được xây dựng dựa trên hồi quy từ 60 kết quả thí nghiệm.

Ứng dụng thực tế tại đê biển Nhà Mát, Bạc Liêu cho thấy mặt cắt đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng trên đỉnh mang lại hiệu quả vượt trội. Với cùng cao trình đỉnh +3.5m, lưu lượng tràn qua mặt cắt đề xuất là 5.62 l/s/m, thấp hơn đáng kể so với mặt cắt hiện trạng (8.48 l/s/m). Điều này chứng tỏ khả năng giảm lưu lượng tràn, tăng độ an toàn, giảm chiều cao đắp đê và tương đối phù hợp với điều kiện địa chất nền mềm yếu. Luận án đã đóng góp vào việc bổ sung kiến thức về đê biển nói chung và sóng tràn qua đê biển nói riêng, cung cấp cơ sở quan trọng cho việc phân tích, lựa chọn và tính toán thiết kế đê biển hiệu quả hơn trong thực tiễn.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU
  • 1. Tính cấp thiết của đề tài
• 2. Mục tiêu nghiên cứu
• 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
  • 3.1 Đối tượng nghiên cứu
  • 3.2 Phạm vi nghiên cứu
• 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
  • 5.1 Ý nghĩa khoa học
  • 5.2 Ý nghĩa thực tiễn
• 6. Cấu trúc của luận án
• CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU SÓNG TRÀN VÀ CÁC KẾT CẤU RỖNG TRONG CÔNG TRÌNH BIỂN
  • 1.1 Tổng quan nghiên cứu sóng tràn qua đê biển
  • 1.2 Tổng quan kết cấu rỗng trong công trình biển
  • 1.3 Hiện trạng và tồn tại đê biển khu vực đồng bằng sông Cửu Long
  • 1.4 Kết luận chương 1
• CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ DỮ LIỆU NGHIÊN CỨU
  • 2.1 Cơ sở lý thuyết nghiên cứu sóng tràn
  • 2.2 Phương pháp tính sóng tràn qua các mặt cắt đặc trưng
    • 2.2.1. Phương pháp tính sóng tràn mái nghiêng có tường đỉnh
    • 2.2.2. Phương pháp tính sóng tràn qua mặt cắt tường biển
  • 2.3 Cơ sở lý thuyết về thí nghiệm mô hình vật lý
    • 2.3.1. Lý thuyết tương tự và tỷ lệ mô hình
    • 2.3.2. Phân tích thứ nguyên và thiết lập phương trình tổng quát
  • 2.4 Cơ sở lựa chọn các tham số và kịch bản thí nghiệm
  • 2.5 Thiết kế mô hình và bố trí thí và phương án thí nghiệm
  • 2.6 Kết luận chương 2
• CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU CƠ SỞ ĐỀ XUẤT MẶT CẮT NGANG ĐÊ BIỂN CÓ KẾT CẤU ¼ TRỤ RỖNG TRÊN ĐỈNH VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA KẾT CẤU ĐẾN SÓNG TRÀN BẰNG MÔ HÌNH VẬT LÝ MÁNG SÓNG
  • 3.1 Cơ sở đề xuất mặt cắt đê biển có kết cấu rỗng trên đỉnh
  • 3.2 Đánh giá xu thế sóng tràn qua mặt cắt đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng trên đỉnh và phương pháp tính toán sóng tràn qua mặt cắt tường biển hỗn hợp
  • 3.3 Đánh giá ảnh hưởng của các tham số chi phối
  • 3.4 Xây dựng công thức thực nghiệm
  • 3.5 Kết luận chương 3
• CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN CHO ĐÊ BIỂN NHÀ MÁT TỈNH BẠC LIÊU
  • 4.1 Giới thiệu chung về khu vực nghiên cứu
  • 4.2 Các điều kiện biên thiết kế
  • 4.3 Tính toán kiểm tra lưu lượng tràn qua mặt cắt đê biển Nhà Mát có kết cấu ¼ trụ rỗng trên đỉnh
  • 4.4 Tính toán lưu lượng tràn qua mặt cắt hiện trạng
  • 4.5 Phân tích, đánh giá hiệu quả mặt cắt đê biển có kết cấu ¼ trụ rỗng trên đỉnh so với hiện trạng
  • 4.6 Kết luận chương 4
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
  • 1. Kết quả đạt được của luận án
  • 2. Tồn tại và kiến nghị
    • 2.1 Tồn tại
    • 2.2 Kiến nghị
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ