✨Xói Lở Ở Công Trình Cầu (Tái bản có sửa chữa)

Cuốn sách Xói lở ở công trình cầu có thể coi như­ sách giáo khoa với những thông tin cơ bản và cập nhật nhằm đáp ứng nhu cầu của sinh viên, các kĩ s­ư, học viên cao học và bậc học cao hơn trong lĩnh vực xây dựng công trình cầu, đ­ường nói riêng và cơ sở hạ tầng nói chung khi giải quyết vấn đề tác động tư­ơng hỗ giữa công trình và dòng sông. Các kĩ sư­ thực hành có thể coi cuốn sách này như­ một tài liệu cập nhật các kiến thức thuỷ lực, động lực học dòng sông và thuỷ lực công trình cầu cống trên đường để có cơ sở lí thuyết rõ ràng và chắc chắn đủ giải quyết có hiệu quả vấn đề gặp phải trong thực tế xây dựng cầu đ­ường v­ượt sông.

Sách gồm sáu chư­ơng: Chư­ơng 1. Giới thiệu chung về động lực học dòng sông và xói ở công trình cầu. Ch­ơng 2. Nêu vấn đề cốt lõi về lí thuyết dòng chảy trong sông có lớp biên biến dạng, dòng sông có tải bùn cát trong thể thống nhất. Dự đoán biến dạng dòng sông tự nhiên đư­ợc giải quyết ở chư­ơng 3. Vấn đề cốt lõi về lí thuyết và thực hành thiết kế, đánh giá xói lở tại công trình cầu lớn, cầu nhỏ và cống đư­ợc tập trung giải quyết ở các ch­ương 4, 5 và 6. Các kiến thức cơ bản và cập nhật mới nhất cùng với một số thí dụ làm sáng tỏ vấn đề lí thuyết đư­ợc trình bày chi tiết giúp ng­ười đọc từng bư­ớc hiểu rõ và làm chủ đư­ợc các nguyên lí tính xói khác nhau cũng như­ trình tự trong thực hành tính toán. Ng­ười đọc cũng tìm thấy 14 công thức tính xói cục bộ tại trụ cầu đang đ­ược thực hành ở các n­ước khác nhau trên thế giới.

Trang

Lời nói đầu

Chương 1. Giới thiệu chung

3

1.1. Dòng sông và công trình

5

1.2. Định nghĩa

7

1.3. Mô hình nghiên cứu xói

8

Chương 2. Nhận thức cơ bản về cơ sở vật lí và cơ học chất lỏng của lí thuyết dòng chảy trong sông biến dạng - xói mòn và tải bùn cát

2.1. Các tính chất cơ bản của bùn cát

11

2.1.1. Cỡ hạt

12

2.1.2. Hình dạng hạt

13

2.1.3. Cấp phối hạt

13

2.1.4. Độ rỗng

15

2.1.5. Góc nghỉ và lực dính kết

15

2.1.6. Độ thô thuỷ lực bùn cát

16

2.3. Sự khởi động của hạt ở đáy dòng chảy

20

2.3.1. ứng suất tiếp khởi động

20

2.3.2. Tốc độ khởi động của hạt

25

2.4. Sức cản và phân phối tốc độ trong sông

29

2.4.1. Sức cản trong lớp biên cố định

29

2.4.2. Sức cản trong lớp biên di động

31

2.4.3. Chuyển động không ổn định ở lạch sâu

35

2.4.4. Đáy sông là sỏi sạn, cuội

37

2.5. Lưu lượng bùn cát

38

2.5.1. Bùn cát đáy

39

2.5.2. Lưu lượng bùn cát lơ lửng

42

2.5.3. Tổng lưu lượng bùn cát

43

Chương 3. Dự đoán biến dạng lòng sông thiên nhiên

3.1. Khái niệm về các dạng diễn biến lòng sông

45

3.2. Phương trình động lực của dòng chảy một chiều

46

3.3. Phương trình biến dạng của dòng chảy một chiều

48

3.4. Dự đoán diễn biến lòng sông theo phương pháp cân bằng bùn cát - bài toán một chiều

50

3.5. Một số công thức xác định xói tự nhiên (hạ thấp cao độ đáy sông)

51

3.6. Xói ở đoạn sông thu hẹp trong phạm vi dài dọc dòng chảy

53

3.6.1. Xói nước trong

53

3.6.2. Phương trình đối với đáy cát di chuyển - xói nước đục

58

Chương 4. Xói chung dưới cầu

4.1. Giới thiệu chung

61

4.2. Xói chung

62

4.2.1. Phương pháp Laursen (1960)

63

4.2.2. Phương pháp O. V. Andreev (1953 - 1955)

68

4.2.3. Xói ở bãi sông dưới cầu

75

4.2.4. Xác định chiều sâu xói chung theo mức độ mở rộng lòng sông dưới cầu

78

4.25. Hạn chế xói lòng theo điều kiện địa chất

80

4.2.6. Xói chung dưới cầu đối với dòng nước trong

81

4.2.7. Xác định hệ số tăng cường lưu lượng lòng sông dưới cầu

83

4.2.8. Tính xói đối với cầu bị ảnh hưởng nước dềnh từ sông khác

85

4.2.9. Mở rộng nhân tạo lòng sông dưới cầu

87

Chương 5. Xói cục bộ trụ cầu và mố cầu

5.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến xói cục bộ ở trụ cầu

90

5.2. Phân loại xói cục bộ

91

5.3. Môi trường thuỷ lực cục bộ tại trụ cầu

92

5.4. Một số yếu tố ảnh hưởng đến xói cục bộ

95

5.4.1. Ảnh hưởng của cỡ hạt đến xói

95

5.4.2. Ảnh hưởng của chiều rộng trụ và cỡ hạt

97

5.4.3. Ảnh hưởng của chiều rộng trụ

98

5.4.4. Ảnh hưởng của chiều sâu dòng chảy

100

5.4.5. Ảnh hưởng của thông số Phơrut (Froude) của trụ Frb = V/

5.4.6. Ảnh hưởng của góc nghiêng của dòng chảy tới trụ a và l/b

102

5.4.7. Ảnh hưởng của hình dạng trụ

103

5.4.8. Ảnh hưởng của khoảng cách các cọc trong nhóm cọc, góc nghiêng dòng chảy và mũi cọc đến xói

104

5.4.9. Ảnh hưởng của các thành phần của trụ cọc đến xói cục bộ

106

5.4.10. Ảnh hưởng của độ thô của hạt tạo ra lớp chống xói  trong hố xói - K4

114

5.4.11. Xói do dòng lũ làm ngập kết cấu nhịp cầu

115

5.4.12. Xói cục bộ do vật trôi trong sông vướng vào trụ

116

5.5. Xói nước đục

125

5.6. Một số công thức xói cục bộ trụ cầu

127

5.6.1. Một số công thức

127

5.6.2. Một số đánh giá các công thức hiện thời từ số liệu thực tế và số liệu thí nghiệm

131

5.7. Xói cục bộ tại mố cầu

134

5.7.1. Nhận xét chung

134

5.7.2. Một số công thức

135

Chương 6. Xói ở công trình thoát nước nhỏ

6.1. Xói đối với dòng nước trong hay cầu nhỏ có Qtk/Qct £ 2

144

6.2. Dòng chảy dưới cầu bị thiếu hụt bùn cát (đất dính) hay Qtk/Qct > 2,0

145

6.3. Cầu đặt ở bãi sông

147

6.4. Xói cục bộ tại mố cầu có 1/4 nón mố choán dòng chảy

148

6.5. Biến dạng dòng chảy sau cống

149

6.6. Đánh giá xói sau cống (Phương pháp của Hội Cầu đường Mĩ - FHWA)

152

6.6.1. Đối với đất không dính - đất rời

153

6.6.2. Đối với đất dính

155

Phụ lục

158

Tài liệu tham khảo

162