Nghiên cứu tác động của sóng lên công trình gia cố bờ biển

Thứ sáu, 06/11/2020 23:02 GMT+7

Nội dung bài báo nêu sự cần thiết áp dụng mô phỏng để xác định tác động của sóng lên công trình gia cố bờ biển; nêu trình tự các bước mô phỏng bằng mô-đun FLUENT của ANSYS, kết quả áp dụng cho một công trình thực tế và đánh giá hiệu quả việc áp dụng. Đây là công trình nghiên cứu của PGS.TS Đào Văn Tuấn, Trường Đại học Hàng hải.

Ảnh minh họa

Gia cố bờ biển có nhiều loại công trình với các hình dạng và kết cấu khác khau, kè ốp bờ là một dạng công trình được sử dụng tương đối rộng rãi. Tác động của sóng lên công trình kè ốp bờ thể hiện qua việc xác định chiều cao sóng leo và tải trọng sóng được xác định theo các tiêu chuẩn hoặc các tài liệu hướng dẫn, các công thức được xây dựng dựa trên các thí nghiệm trên các loại công trình khác nhau, tuy nhiên chỉ áp dụng cho một số công trình hình dạng và kết cấu điển hình. Trên thực tế, các công trình gia cố bờ có hình dạng và kết cấu rất đa dạng khác với các công trình đã được nghiên cứu. Đối với những công trình này cần được nghiên cứu bổ sung. Công cụ mô phỏng toán học có thể giải quyết được vần đề này và cần được nghiên cứu.

Gia cố bờ dùng để nâng cao khả năng chống xâm thực của bề mặt dưới tác dụng của môi trường bằng các vật liệu có khả năng chống xâm thực cao: đá, bê tông… Đối với gia cố bờ biển thì nguyên nhân gây xâm thực mạnh nhất với bờ biển là sóng sau đó là dòng chảy. Các vật liệu gia cố phải chịu được tải trọng sóng, thường các vật liệu này chịu được tải trọng dòng chảy. Vật liệu gia cố bờ có thể được làm bằng đá đổ cấp phối, bê tông asphalt, các khối kỳ dị, tấm bê tông, bê tông mảng mềm. Ở Việt Nam thường sử dụng các vật liệu gia cố là đá đổ, tấm bê tông, bê tông mảng mềm, các khối dị hình. Kết cấu công trình gia cố bờ biển gồm ba phần: Phần trên: Là phần nối tiếp của phần gia cố có tác dụng bảo vệ bờ đất nằm ngoài phần lát mái. Kết cấu phần này đơn giản hơn phần lát mái do không chịu tải trọng chính của sóng và dòng chảy: có thể trồng cỏ, các vật liệu không đắt tiền.

Tuy nhiên, để giảm cao trình bảo vệ phần trên có thể dùng tường đỉnh xây bằng đá hoặc bê tông, bê tông cốt thép. Phần gia cố là phần chính bảo vệ bờ đất được làm bằng các vật liệu khác nhau để đảm bảo chống xâm thực cho bề mặt dưới tác dụng của sóng và dòng chảy. Chân khay bảo vệ chân phần gia cố khỏi bị xói và bị trượt. Kết cấu gia cố bờ biển được áp dụng ở Việt Nam thường có dạng sau: Kết cấu kè ốp bờ phổ biến thường là mái nghiêng có tường đỉnh để giảm cao trình phía sau kè ốp bờ.

Với những công trình có tường đỉnh cần thỏa mãn yêu cầu sau: Tường đỉnh không nên cao quá 1 m, kết cấu bằng bê tông, bê tông cốt thép nhưng thông thường bằng đá xây, có khe biến dạng, có kết cấu chặn nước cách nhau 10 - 20 m đối với tường BTCT, 10 - 15 m đối với tường bê tông và gạch đá xây. Ở những vị trí thay đổi đất nền, thay đổi chiều cao tường, kết cấu mặt cắt… cần bố trí thêm khe biến dạng. Thiết kế tường đỉnh, cần tính toán cường độ, kiểm tra ổn định trượt, lật, ứng suất nền, cũng như yêu cầu chống thấm…

Việc tính toán gia cố bờ biển được thực hiện theo trình tự sau:  Xác định thông số sóng tại chân công trình; - Chọn kết cấu sơ bộ của gia cố bờ; Xác định kích thước cơ bản của gia cố bờ;  Xác định kích thước vật liệu gia cố;  Xác định kích thước chân khay; Kiểm tra ổn định trượt phẳng của vật liệu gia cố; Kểm tra ổn định trượt cung tròn; Nếu gia cố bằng các tấm bê tông hoặc bê tông cốt thép thì cần kiểm tra độ bền của tấm dưới tác dụng của tải trọng sóng như trường hợp dầm trên nền đàn hồi...

Nguồn: Tap chí GTVT

Tìm theo ngày :

Đánh giá

(Di chuột vào ngôi sao để chọn điểm)
  
Khách online:4462
Lượt truy cập: 118544175