Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu cơ chế xói mặt của đập đất khi nước tràn đỉnh

Luận án được nghiên cứu với mục tiêu nhằm xây dựng được công thức thực nghiệm tính tốc độ xói của đất dưới tác dụng của dòng chảy cho một số loại đất thường dùng để đắp đập ở Việt Nam. Các công thức này làm dữ liệu đầu vào cho chương trình tính toán mô phỏng vỡ đập đất khi nước tràn đỉnh – chương trình EMBANK.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu cơ chế xói mặt của đập đất khi nước tràn đỉnh BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI PHẠM THỊ HƯƠNG NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ XÓI MẶT CỦA ĐẬP ĐẤT KHI NƯỚC TRÀN ĐỈNH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI PHẠM THỊ HƯƠNG NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ XÓI MẶT CỦA ĐẬP ĐẤT KHI NƯỚC TRÀN ĐỈNH Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy Mã số: 62.58.02.02 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái 2. GS.TS Nguyễn Chiến HÀ NỘI, NĂM 2018 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận án là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Tác giả luận án Phạm Thị Hương i LỜI CÁM ƠN Có được kết quả nghiên cứu như hôm nay ngoài sự cố gắng của bản thân, tác giả xin trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái, GS.TS Nguyễn Chiến đã hướng dẫn tận tình. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn Ban Giám hiệu nhà trường, Bộ môn Thủy công, Khoa Công trình, Phòng Đào tạo Đại học và sau đại học, Phòng Khoa học công nghệ Trường Đại học Thủy Lợi và các đồng nghiệp đã giúp đỡ tác giả để hoàn thành luận án. Tác giả xin được cảm ơn Vụ Giáo dục Đại học - Bộ Giáo dục và Đào tạo, Bộ Nông nghiệp và PTNT đã tạo điều kiện cho tác giả trong quá trình thực hiện luận án. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình luôn sát cánh, động viên tác giả vượt qua mọi khó khăn khi thực hiện luận án. ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .........................................................................................................i LỜI CÁM ƠN .............................................................................................................ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ................................................................................. vi DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................ ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................. x MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu .............................................................................................. 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.......................................................................... 2 4. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 3 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................... 3 6. Cấu trúc của luận án .............................................................................................. 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU XÓI ĐẬP ĐẤT VÀ CƠ CHẾ VỠ ĐẬP KHI NƯỚC TRÀN ĐỈNH ................................................................... 5 1.1 Tổng quan về an toàn của đập vật liệu địa phương khi nước tràn đỉnh ................... 5 1.1.1 Tổng quan chung............................................................................................... 5 1.1.2 Một số ví dụ điển hình về sự cố vỡ đập do tràn đỉnh.......................................... 6 1.2 Tổng quan về cơ chế xói và vỡ đập ..................................................................... 12 1.2.1 Cơ chế xói ....................................................................................................... 12 1.2.2 Cơ chế vỡ đập đất............................................................................................ 14 1.3 Tình hình nghiên cứu cơ chế vỡ đập .................................................................... 15 1.3.1 Nghiên cứu trên thế giới .................................................................................. 15 1.3.2 Nghiên cứu ở Việt Nam .................................................................................. 29 1.4 Những vấn đề đặt ra và hướng nghiên cứu........................................................... 32 1.5 Kết luận chương 1 ............................................................................................... 33 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM VỀ TỐC ĐỘ XÓI ĐẤT VÀ CƠ CHẾ VỠ ĐẬP KHI NƯỚC TRÀN ĐỈNH .................................................... 34 2.1 Các khái niệm cơ bản .......................................................................................... 34 2.2 Các công thức tính tốc độ xói .............................................................................. 36 2.3 Các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm xác định ứng suất cắt tới hạn và tốc độ xói của đất ................................................................................................................. 42 2.3.1 Phương pháp thí nghiệm xói HET [27]............................................................ 43 2.3.2 Phương pháp thí nghiệm xói JET [27] ...