Báo cáo nghiên cứu khoa học đề tài ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ ỔN ĐỊNH BỜ SÔNG HƯƠNG THEO LÝ THUYẾT ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

Với diện tích lưu vực 2830 km2, chảy ngang qua một đô thị cổ có nhiều di tích lịch sử - văn hoá, sông Hương đóng một vai trò rất quan trọng trong đời sống, tâm tư và tình cảm của người dân. Dòng sông này đã góp phần tạo nên môi trường cảnh quan xanh - sạch - đẹp cho Huế. Vì thế, đảm bảo độ ổn định của bờ sông Hương hiện nay là nhiệm vụ vô cùng cấp bách và mang tính thời sự. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học đề tài " ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ ỔN ĐỊNH BỜ SÔNG HƯƠNG THEO LÝ THUYẾT ỔN ĐỊNH MÁI DỐC " ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ ỔN ĐỊNH BỜ SÔNG HƯƠNG THEO LÝ THUYẾT ỔN ĐỊNH MÁI DỐC Trần Hữu Tuyên, Đỗ Quang Thiên Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Với diện tích lưu vực 2830 km2, chảy ngang qua một đô thị cổ có nhiều ditích lịch sử - văn hoá, sông Hương đóng một vai trò rất quan trọng trong đờisống, tâm tư và tình cảm của người dân. Dòng sông này đã góp phần tạo nên môitrường cảnh quan xanh - sạch - đẹp cho Huế. Vì thế, đảm bảo độ ổn định của bờsông Hương hiện nay là nhiệm vụ vô cùng cấp bách và mang tính thời sự. Như đã biết, vào những mùa mưa lũ hàng năm gần đây, nhất là vào mùamưa lũ cuối năm 1998, 1999 và 2000 trên đoạn sông thuộc hạ lưu sông Hươngquá trình sạt lở bờ đã xảy ra rất mạnh mẽ. Nguyên nhân gây sạt lở bờ rất đa dạng, 39nhưng nhìn chung có 2 nguyên nhân chính dẫn đến sự mất ổn định bờ sôngHương như sau: - Sạt lở bờ về những mùa lũ do xâm thực ngang của dòng chảy. Qui mô vàcường độ của hiện tượng này phụ thuộc vào chế độ thuỷ văn - thuỷ lực, lưulượng bùn cát cũng như hình thái lòng dẫn và cấu trúc địa chất của bờ ... - Trượt trọng lực xảy ra khi hình dạng của lòng sông thay đổi do xâm thựcsâu của dòng chảy (do khai thác cát hoặc xây dựng các công trình ven bờ). Quátrình trượt trọng lực chủ yếu phụ thuộc vào trắc diện ngang của bờ, tính chất địachất công trình của các loại đất đá cấu tạo nên bờ và tác động thuỷ động lực củanước ngầm. Thật ra, không có ranh giới phân định rõ ràng về sự mất ổn định bờ sông doxâm thực ngang của dòng chảy và trượt trọng lực (xâm thực sâu của dòng chảy).Điều khác biệt dễ nhận thấy là cách thức biểu hiện của chúng.Trong khi hiệntượng sạt lở bờ thường xảy ra khi lũ lớn trên các đoạn sông uốn khúc, quanh cothì trượt trọng lực có thể xảy ra vào thời điểm bất kỳ với cường độ mạnh hơnnhiều và mang tính chất của tai biến địa chất. Hiện tượng trượt lỡ đường ở gầnNgã Ba Tuần, trên quốc lộ 49 vào mùa lũ năm 1998 là ví dụ khá điển hình. Trên cơ sở lý thuyết ổn định mái dốc và số liệu của Dự án “ Nghiên cứu, dựbáo phòng chống sạt lở bờ sông hệ thống sông miền Trung” do PGS. TSKHNguyễn Viễn Thọ chủ trì, chúng tôi thử tiến hành đánh giá độ ổn định bờ sôngHương đoạn Tuần - Bao Vinh (T-BV) bằng mô hình SLOPE/W như sau: 40 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Có thể nói, Coulomb là người đầu tiên đặt nền tảng cho lý thuyết ổn địnhmái dốc, bởi lẽ vào những năm 70 của thế kỷ 18 chính ông đã viết cuốn sách cơhọc đất đầu tiên và đưa ra phương trình nổi tiếng về cường độ chống cắt của đất = n ă + C. Mặt dù ý tưởng do ông đưa ra còn gặp phải nhiều nhược điểm,chẳng hạn ông đã giả thiết mặt trượt là mặt phẳng và chưa đề cập đến áp lựcnước lỗ rỗng cũng như ảnh hưởng của các ứng suất. Tuy nhiên, chính điều đó đãhội tụ được sự quan tâm của các nhà khoa học và thúc đẩy lý thuyết ổn định máidốc dần phát triển và hoàn thiện hơn trong vài thế kỷ qua trong việc đánh giá độbền của mái dốc tự nhiên hoặc nhân tạo khi thiết kế và thi công các công trìnhbằng đất như: mái đập, ta luy đường, kênh dẫn, bờ sông... Trong thời đại ngày nay với những tiến bộ và phát triển thần kỳ của khoahọc kỹ thuật, việc kiểm toán ổn định đã được chương trình hóa trên máy tính vớiphần mềm SLOPE/W của hãng GEO- SLOPE Internation Ltd (Canada). Chươngtrình này được thiết lập để tính toán hệ số an toàn nhỏ nhất theo phương pháp củaCanada (GLE - General limit equilibrium). Nhìn chung, phần mềm này đã tổnghợp khá đầy đủ các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân tích ổn định mái dốc, đặc biệtlà việc xét đến các tính chất của đất trong điều kiện bảo hòa nước (hệ số bảo hòakhác 1) đã làm tăng độ chính xác của kết quả tính tóan. Đây là chương trình tínhtoán độ ổn định mái dốc thông dụng nhất hiện nay dựa theo lý thuyết phân mảnhdo Fellenius đề xuất vào đầu thế kỷ 19 và cho đến nay không ngừng được hoànthiện. Chúng được xem như là phương pháp số (Soil mechanic; T.Wu - Boston,1966) rất có hiệu lực để tính toán ổn định mái dốc vì có thể xét đến tính khôngđồng nhất của khối đất đá và áp lực nước lổ rỗng tại mọi điểm trong khối đất. 41 Theo lý thuyết phân mảnh, khối đất được phân chia thành các mảnh thẳngđứng và đánh số thứ tự từ 1 đến n. Từ sơ đồ lực tổng quát trên hình 1, cho thấylực tác động lên một mảnh bất kỳ như sau: - Tải trọng ngoài tác động trên đỉnh mảnh Qi - Trọng lượng mảnh Wi - Lực tương tác của mảnh bên trái và bên phải: Et, Ep. - Lực tiếp tuyến bên trái và bên phải mảnh: Xt,Xp. ...