BẢN TRÍCH YẾU LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT
1. Họ và tên NCS: Trần Văn Nguyên
2. Tên luận án: Nghiên cứu hiện tượng nứt dăm đê sông vùng đồng bằng sông Hồng và dự báo khả năng bị nứt của một số đoạn đê.
3. Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy Mã số: 9 58 02 02
4. Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Phùng Vĩnh An
2. TS. Nguyễn Tiếp Tân
5. Cơ sở đào tạo: Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam
6. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
6.1. Mục tiêu nghiên cứu:
– Làm sáng tỏ cơ chế gây ra hiện tượng nứt mặt đê, mái đê trong mùa khô thông qua quan sát trên hiện trường, thí nghiệm trong phòng đối với sự thay đổi thể tích của đất thân đê, do sự biến đổi độ ẩm theo chu kỳ khô ướt và mô phỏng trên mô hình toán. Từ đó, nhằm giải thích được các hiện tượng, sự cố đã xảy ra đối với đê khu vực nghiên cứu. Trên cơ sở đó, giải thích, đánh giá được quá trình hình thành sự cố và ảnh hưởng của các yếu tố gây bất lợi đối với sự đê sông.
– Phân tích và dự báo khả năng xuất hiện hiện tượng nứt dăm của một số đoạn đê trong khu vực nghiên cứu, đồng thời đề xuất giải pháp xử lý thích hợp.
6.2. Đối tượng nghiên cứu:
Đê sông hiện hữu đắp bằng đất; Thân đê, đặc biệt là mái thượng, hạ lưu đê sông vùng đồng bằng sông Hồng.
6.3. Phạm vi nghiên cứu:
– Đê sông với giới hạn thân, mặt và mái đê sông Hồng thuộc khu vực Hà Nội, Hải Phòng, Bắc Giang, Bắc Ninh, Hà Nam, Hải Dương, Hưng Yên, Nam Định, Ninh Bình, Thái Bình, Vĩnh Phúc.
– Hiện tượng nứt phát sinh ở thời điểm ban đầu khi mái thượng, hạ lưu và thân đê khi chịu sự thay đổi của môi trường vào giai đoạn cuối mùa khô. Luận án không nghiên cứu sự phát triển tiếp theo của các vết nứt diễn ra trong mùa mưa, cũng như những tác động do nước mưa xâm nhập vào kẽ nứt ban đầu cũng như tác động do tải trọng phương tiện giao thông gây ra sau đó.
7. Các phương pháp nghiên cứu:
– Nghiên cứu lý thuyết.
– Nghiên cứu thực nghiệm.
– Phương pháp mô hình toán.
– Phương pháp chuyên gia.
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:
– Luận án góp phần bổ sung cơ sở lý luận nguyên nhân gây ra nứt đê sông. Đặc biệt là hiện tượng nứt mái đê thượng và hạ lưu thường xảy ra vào cuối mùa khô. Từ đó giải thích được những hiện tượng, nguyên nhân sự cố của đê sông đã xảy ra trong lịch sử. Đồng thời từ cơ sở lý luận này, giải thích được những sự cố phát sinh xảy ra trong mùa mưa do nước mưa xâm nhập vào kẽ nứt, cũng như tác động của tải trọng phương tiện giao thông, v.v… Trên các cơ sở đó, có thể dự báo hiện tượng nứt cho một số đoạn đê trên hệ thống đê thuộc khu vực đồng bằng sông Hồng, nhằm làm cơ sở cho công tác sửa chữa, cải tạo nâng cấp đê đảm bảo an toàn.
– Dự báo được khả năng hình thành nứt đê vào cuối mùa khô của một số đoạn đê sông thuộc khu vực đồng bằng sông Hồng. Từ đó, nhận định khả năng xảy ra sự cố đê sông trong mùa mưa, góp phần phục vụ công tác nâng cấp, sửa chữa nhằm đảm bảo an toàn cho đê sông trong khu vực nghiên cứu.
9. Những đóng góp mới của luận án:
– Thông qua khảo sát địa chất và nghiên cứu trên hiện trường, kết hợp mô hình vật lý và mô hình toán, luận án đã xác định rõ nguyên nhân gây nứt thân đê là do đất đắp có thành phần hạt sét, hạt mịn cao (hạt sét < 0,005 chiếm 17,1 + 32,1%; hạt mịn < 0,05 chiếm 46,7 + 76%) và thành phần hóa học gây co ngót, vốn rất nhạy cảm với sự thay đổi độ ẩm. Bằng khảo sát thực địa kết hợp mô hình vật lý và mô hình toán, nghiên cứu đã giải thích được các hiện tượng nứt thân đê thường xảy ra vào cuối mùa khô.
– Cơ chế nút dăm được xác định là do sự giảm thể tích đất khi khô, tạo ra ứng suất nội tại, gây biến dạng. Ban đầu xuất hiện các vết nứt chính xảy ra chủ yếu theo phương gần như vuông góc với tim đê. Các vết nứt này có hình dạng đặc trưng, phát triển theo quy luật nhất định với bề rộng vết nứt trung bình < 0,5 cm + 1 cm, độ sâu vết nứt < 0,5 m + 5,7 m. Các vết nứt thức cấp sau đó xuất hiện theo các vết nứt ban đầu. Trên cơ sở này, luận án đã xây dựng được cơ sở lý luận hoàn chỉnh về nguyên nhân và cơ chế phát triển nứt dăm đê sông Hồng trong phạm vi nghiên cứu vào cuối mùa khô, cũng như những hậu quả có thể gây ra sau đó.
– Đã nghiên cứu dự báo được một số đoạn đê có khả năng bị nứt dăm trong phạm vi nghiên cứu, qua đó góp phần hỗ trợ công tác quy hoạch, nâng cấp duy tu hệ thống đê một cách chủ động.
