NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG THẤM VÀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ CHO NỀN ĐÊ SÔNG PHÍA HẠ LƯU

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI
-------------------***--------------------

NGUYỄN CÔNG ĐỊNH

NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG THẤM VÀ CÁC GIẢI PHÁP
XỬ LÝ CHO NỀN ĐÊ SÔNG PHÍA HẠ LƯU

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI – 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI
-------------------***--------------------

NGUYỄN CÔNG ĐỊNH
NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG THẤM VÀ CÁC GIẢI PHÁP
XỬ LÝ CHO NỀN ĐÊ SÔNG PHÍA HẠ LƯU

Chuyên ngành : Xây dựng công trình thủy
Mã số

: 60 - 58 - 40

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS NGUYỄN PHƯƠNG MẬU

HÀ NỘI – 2012


1

LỜI CẢM ƠN
Luận văn "Nghiên cứu hiện tượng thấm và các giải pháp xử lý cho nền
đê sông phía hạ lưu" được hoàn thành nhờ sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy
giáo, bạn bè đồng nghiệp, cơ quan và gia đình.
Có được thành quả này là nhờ sự truyền thụ kiến thức của các thầy giáo,
cô giáo trực tiếp giảng dạy và công tác tại Trường Đại học Thủy lợi... trong
suốt thời gian tác giả học tập tại trường.
Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo
trong Trường Đại học Thủy lợi trong thời gian học tập tại đây, sự quan tâm
giúp đỡ của Ban Lãnh đạo Công ty Tư vấn và Chuyển giao công nghệ Trường Đại học Thủy lợi, gia đình, bạn bè đồng nghiệp trong công tác và học
tập để hoàn thành luận văn này.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo – PGS.TS. Nguyễn
Phương Mậu, các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn Địa kỹ thuật công trình
Trường Đại học Thủy Lợi đã tận tình hướng dẫn và cung cấp các tài liệu cần
thiết cho luận văn này.
Xin chân thành cám ơn!
Hà nội, ngày 10 tháng 05 năm2012
Tác giả

Nguyễn Công Định


2

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu
trích dẫn là trung thực. Các kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được
người nào công bố trong bất kỳ công trình nào khác./.
Nguyễn Công Định


3
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................10
T
1

T
1

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI.......................................................................... 10
T
1

T
1

2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI ...................................................................................... 2
T
1

T
1

3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI .................................. 2
T
1

T
1

3.1. Đối tượng nghiên cứu của đề tài ......................................................................... 2
T
1

T
1

3.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài ............................................................................ 2
T
1

T
1

4. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................. 3
T

1

T
1

CHƯƠNG I .................................................................................................................4
T
1

T
1

TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐÊ SÔNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ
T
1

VIỆT NAM .................................................................................................................4
T
1

1.1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐÊ TRÊN THẾ GIỚI .................. 4
T
1

T
1

1.2. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐÊ Ở VIỆT NAM ....................... 4
T
1

T
1

1.2.1. Đặc điểm tự nhiên nước ta ............................................................................... 4
T
1

T
1

1.2.2. Tình hình lũ lụt ở đồng bằng Bắc Bộ ............................................................... 5
T
1

T
1

1.2.3. Hệ thống đê điều Việt Nam.............................................................................. 6
T
1

T
1

CHƯƠNG 2 ................................................................................................................8
T
1

T

1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TOÁN THẤM ........................................................8
T
1

T
1

2.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NGHIÊN CỨU THẤM ....................................... 8
T
1

T
1

2.2. NGUYÊN NHÂN GÂY RA THẤM, MÔI TRƯỜNG THẤM ............................ 9
T
1

T
1

2.2.1. Nguyên nhân gây thấm..................................................................................... 9
T
1

T
1

2.2.2. Môi trường thấm ............................................................................................ 10
T
1

T
1

2.3. PHÂN LOẠI DÒNG THẤM .............................................................................. 11
T
1

T
1

2.3.1. Theo trạng thái chảy ....................................................................................... 11
T
1

T
1

2.3.1.1. Dòng thấm chảy rối ...................................................................................... 11
T
1

T
1

2.3.1.2.Dòng thấm chảy tầng .................................................................................... 11
T

1

T
1

2.3.2. Theo thời gian ................................................................................................ 12
T
1

T
1

2.3.2.1.Dòng thấm ổn định ........................................................................................ 12
T
1

T
1


4
2.3.2.2.Dòng thấm không ổn định ............................................................................. 12
T
1

T
1

2.3.3. Theo tính chất của môi trường ....................................................................... 12
T

1

T
1

2.3.4. Theo đặc điểm, tính chất của biên trên miền thấm ........................................ 13
T
1

T
1

2.3.4.1. Dòng thấm có áp .......................................................................................... 13
T
1

T
1

2.3.4.2. Dòng thấm không áp .................................................................................... 13
T
1

T
1

2.3.5. Theo tính chất không gian của miền thấm ..................................................... 14
T
1

T
1

2.3.5.1. Dòng thấm một hướng.................................................................................. 14
T
1

T
1

2.3.5.2. Dòng thấm hai hướng .................................................................................. 14
T
1

T
1

2.3.5.3. Dòng thấm không gian ................................................................................. 14
T
1

T
1

2.4. CÁC ĐỊNH LUẬT THẤM CƠ BẢN ................................................................. 15
T
1

T
1

2.4.1. Định luật thấm đường thẳng........................................................................... 15
T
1

T
1

2.4.2. Định luật thấm phi tuyến ................................................................................ 16
T
1

T
1

2.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH THẤM BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỔ ĐIỂN ...... 17
T
1

T
1

2.5.1. Phương pháp cơ học chất lỏng ....................................................................... 17
T
1

T
1

2.5.2. Phương pháp thủy lực .................................................................................... 17

T
1

T
1

2.5.3. Phương pháp thực nghiệm ............................................................................. 18
T
1

T
1

2.5.4. Phương pháp số .............................................................................................. 18
T
1

T
1

2.6. GIẢI BÀI TOÁN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN.................. 19
T
1

T
1

2.6.1. Trình tự giải bài toán bằng phương pháp PTHH ........................................... 19
T
1

T
1

2.6.2. Giải bài toán thấm bằng phương pháp PTHH ................................................ 21
T
1

T
1

CHƯƠNG 3 ..............................................................................................................28
T
1

T
1

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ CHỐNG THẤM CHO NỀN ................28
T
1

T
1

3.1. CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY MẤT ỔN ĐỊNH ĐÊ DO DÒNG THẤM VÀ CÁC
T
1

TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ ...................................................................................... 28

T
1

3.1.1. Các nguyên nhân gây mất ổn định đê do dòng thấm ..................................... 28
T
1

T
1

3.1.1.1. Sự cố đê ở vùng sông cổ ............................................................................... 28
T
1

T
1

3.1.1.2. Sự đâm xuyên thủy lực qua tầng đất cứng ................................................... 29
T
1

T
1

3.1.1.3. Sự nứt gẫy nền đê và mặt cắt ngang thân đê ............................................... 30
T
1

T
1

3.1.1.4. Sự cố thấm chân mái hạ lưu ......................................................................... 30
T
1

T
1


5
3.1.1.5. Khuyết tật trong thân đê ............................................................................... 31
T
1

T
1

3.1.1.6. Sự cố đê trên nền đất yếu ............................................................................. 31
T
1

T
1

3.1.1.7. Sự cố ở vùng nối tiếp khi tôn cao ................................................................. 32
T
1

T
1

3.1.1.8. Sự cố trong vùng có công trình qua đê ........................................................ 32
T
1

T
1

3.1.2. Các tiêu chuẩn đánh giá ổn định thấm qua đê................................................ 33
T
1

T
1

3.1.2.1. Cơ chế phá hủy thấm nền đê ........................................................................ 33
T
1

T
1

3.1.2.2. Tiêu chuẩn đánh giá ổn định thấm qua đê ................................................... 34
T
1

T
1

3.1.2.3. Điều kiện không xảy ra đẩy trồi đất ............................................................. 35

T
1

T
1

3.1.2.4. Điều kiện không xảy ra xói ngầm ................................................................. 35
T
1

T
1

3.2. GIẢI PHÁP CHỐNG THẤM BẰNG SÂN PHỦ ............................................... 36
T
1

T
1

3.3. GIẢI PHÁP CHỐNG THẤM BẰNG GIẾNG GIẢM ÁP .................................. 36
T
1

T
1

3.4. GIẢI PHÁP CHỐNG THẤM HÀO GIẢM ÁP .................................................. 38
T
1

T
1

3.5. GIẢI PHÁP KHOAN PHỤT CHỐNG THẤM .................................................. 39
T
1

T
1

3.6. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CHỐNG TRÔI ĐẤT Ở HẠ LƯU BẰNG KHỐI GIA
T
1

TRỌNG ..................................................................................................................... 41
T
1

3.7. GIẢI PHÁP CHỐNG THẤM BẰNG TƯỜNG HÀO NHỰA ĐƯỜNG, HÀO XI
T
1

MĂNG-BENTONIT PHÍA THƯỢNG LƯU ............................................................ 42
T
1

CHƯƠNG 4 ..............................................................................................................44
T
1

T
1

ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN PHÍA HẠ LƯU ĐÊ SÔNG MÃ ............44
T
1

T
1

- TỈNH THANH HÓA ..............................................................................................44
T
1

T
1

4.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH ........................................................ 44
T
1

T
1

4.1.1. Vị trí địa lý ..................................................................................................... 44
T
1

T

1

4.1.2. Đặc điểm địa chất thủy văn và địa chất công trình ........................................ 46
T
1

T
1

4.1.2.1. Đặc điểm địa chất thủy văn: ........................................................................ 46
T
1

T
1

4.1.2.2. Đặc điểm địa chất công trình: ..................................................................... 46
T
1

T
1

4.1.3. Khí tượng và thủy văn công trình .................................................................. 48
T
1

T
1

4.1.3.1. Điều kiện khí tượng : .................................................................................... 48
T
1

T
1

4.1.3.2. Điều kiện thủy văn công trình: ..................................................................... 49
T
1

T
1

4.1.4. Hiện trạng đê thuộc khu vực nghiên cứu ....................................................... 50
T
1

T
1


6
4.1.5. Trường hợp tính toán và các chỉ tiêu cơ lý .................................................... 51
T
1

T
1

4.1.5.1. Trường hợp tính toán: .................................................................................. 51
T
1

T
1

4.1.5.2. Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất sử dụng trong tính toán................................ 51
T
1

T
1

4.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH THẤM CỦA PHẦN MỀM GEO-SLOP ............... 52
T
1

T
1

4.2.1.Cơ sở lý thuyết của SEEP/W .......................................................................... 53
T
1

T
1

4.2.1.1. Phương trình đường cong đặc trưng của Đất – Nước (Fredlund & Xing
T

1

1994).......................................................................................................................... 53
T
1

4.2.1.2. Hàm thấm theo Green & Corey (1971) ....................................................... 53
T
1

T
1

4.2.1.3. Cách xác định hàm thấm của SEEP/W ........................................................ 53
T
1

T
1

4.2.2. Cơ sở lý luận của SEEP/W............................................................................. 54
T
1

T
1

4.3. PHÂN TÍCH THẤM QUA NỀN TRƯỚC KHI XỬ LÝ VÀ LỰA CHỌN GIẢI
T
1

PHÁP ......................................................................................................................... 55
T
1

4.3.1. Sơ đồ tính toán đánh giá ổn định thấm .......................................................... 55
T
1

T
1

4.3.2. Kết quả tính toán ............................................................................................ 56
T
1

T
1

4.3.3. Nhận xét và đánh giá kết quả. ........................................................................ 58
T
1

T
1

4.3.4. Lựa chọn giải pháp xử lý thấm cho tuyến đê nghiên cứu. ............................. 58
T
1

T
1

4.3.4.1. Lựa chọn giải pháp: ..................................................................................... 58
T
1

T
1

4.3.4.2. Điều kiện biên của bài toán: ........................................................................ 60
T
1

T
1

4.4. PHÂN TÍCH THẤM QUA NỀN SAU KHI XỬ LÝ .......................................... 60
T
1

T
1

4.4.1. Sơ đồ tính toán đánh giá ổn định thấm .......................................................... 60
T
1

T
1

Hình 4 - 18: Phân bố cột nước tổng trong thân và nền đê giải pháp 2 ...................... 64
T
1

T
1

4.4.2. Phân tích kết quả khi sử dụng các giải pháp chống thấm .............................. 65
T
1

T
1

4.4.2.1. Các thông số cần xem xét ............................................................................. 65
T
1

T
1

4.4.2.2. Kết quả tính toán .......................................................................................... 65
T
1

T
1

4.4.2.3. Nhận xét và đánh giá kết quả tính toán ....................................................... 66

T
1

T
1

4.5. PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CỌC XI MĂNG ĐẤT ........................................ 66
T
1

T
1

4.5.1. Công nghệ thi công cọc xi măng đất: ............................................................. 66
T
1

T
1

4.5.2. Thiết bị thi công cọc xi măng đất: .................................................................. 69
T
1

T
1

4.5.3. Trình tự thi công cọc xi măng đất: ................................................................. 70
T
1

T
1


7
4.5.4. Một số hình ảnh thi công cọc xi măng đất: ..................................................... 70
T
1

T
1

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................74
T
1

T
1

1. KẾT LUẬN ........................................................................................................... 74
T
1

T
1

2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI ....................................................................... 74
T
1

T
1

3. KIẾN NGHỊ ........................................................................................................... 75
T
1

T
1

TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................75
T
1

T
1

Tiếng việt.................................................................................................................. 76
T
1

T
1

Tiếng Anh ................................................................................................................. 76
T
1

T

1


8
THỐNG KÊ CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 4-1: Bảng chỉ tiêu cơ lý các lớp đất .................................................................47
T
1

T
1

Bảng 4-2: Chỉ tiêu cơ lý sử dụng trong tính toán ...................................................... 52
T
1

T
1

Bảng 4-3: Bảng trị số Gradient thấm nền đê phía hạ lưu .......................................... 58
T
1

T
1

Bảng 4-4: Bảng trị số Gradient thấm nền đê phía hạ lưu của giải pháp 2 ................ 64
T
1

T
1

Bảng 4-5: Kết quả tính thấm các giải pháp xử lý thấm nền đê ................................. 65
T
1

T
1

THỐNG KÊ CÁC HÌNH VẼ
Hình 2 - 1: Minh họa mặt hàm xấp xỉ H của phần tử ...............................................20
T
1

T
1

Hình 2 - 2: Sơ đồ thấm qua đê ..................................................................................22
T
1

T
1

Hình 3 - 1: Sự cố đê ở vùng sông cổ .........................................................................29
T
1

T

1

Hình 3 - 2: Sự đâm xuyên thủy lực qua tầng đất cứng .............................................29
T
1

T
1

Hình 3 - 3: Sự nứt gãy nền và thân đê .......................................................................29
T
1

T
1

Hình 3 - 4: Sự cố thấm ở chân mái hạ lưu ................................................................30
T
1

T
1

Hình 3 - 5: Sự cố thấm do khuyết tật trong thân đê ..................................................31
T
1

T
1

Hình 3 - 6: Sự cố trượt mái đê do đê ở trên nền đất yếu ...........................................31
T
1

T
1

Hình 3 - 7: Sự cố ở vùng tiếp giáp khi tôn cao & áp trúc đê ....................................32
T
1

T
1

Hình 3 - 8: Sự cố mất ổn định đê ở vùng có công trình qua đê ................................32
T
1

T
1

Hình 3 - 9: Các giai đoạn hình thành mạch đùn........................................................34
T
1

T
1

Hình 3 - 10: Giải pháp sân phủ chống thấm .............................................................36
T

1

T
1

Hình 3 - 11: Giải pháp giếng giảm áp ......................................................................38
T
1

T
1

Hình 3 - 12: Giải pháp hào giảm áp ..........................................................................39
T
1

T
1

Hình 3 - 13: Sơ đồ tường cọc xi măng đất ................................................................40
T
1

T
1

Hình 3 - 14: Giải pháp làm khối gia trọng phía hạ lưu đê .......................................42
T
1

T
1

Hình 3 - 15: Giải pháp tường chống thấm ................................................................43
T
1

T
1

Hình 4 - 1: Vị trí công trình và tuyến công trình nghiên cứu ...................................45
T
1

T
1

Hình 4 - 2: Một số hình ảnh đoạn đê nghiên cứu ......................................................46
T
1

T
1

Hình 4 - 3: Sơ đồ mặt cắt tính thấm mặt cắt đê hiện trạng .......................................56
T
1

T
1

Hình 4 - 4: Sơ đồ lưới phần tử tính toán mặt cắt đê hiện trạng .................................56
T
1

T
1


9
Hình 4 - 5: Đường bão hòa thấm và lưu lượng thấm mặt cắt đê hiện trạng .............56
T
1

T
1

Hình 4 - 6: Đường đẳng gradient thấm mặt cắt đê hiện trạng...................................57
T
1

T
1

Hình 4 - 7: Phân bố cột nước tổng trong thân và nền đê mặt cắt hiện trạng.............57
T
1

T
1

Hình 4 - 8: Phân bố J r ở hạ lưu đê trên đoạn AB mặt cắt hiện trạng ........................57
T
1

R

R

T
1

Hình 4 - 9: Sơ đồ mặt cắt tính thấm giải pháp 1 .......................................................61
T
1

T
1

Hình 4 - 10: Sơ đồ lưới phần tử tính toán giải pháp 1 ..............................................61
T
1

T
1

Hình 4 - 11: Đường bão hòa thấm và lưu lượng thấm giải pháp 1 ...........................61
T
1

T
1

Hình 4 - 12: Đường đẳng gradient thấm giải pháp 1 ................................................62
T
1

T
1

Hình 4 - 13: Phân bố cột nước tổng trong thân và nền đê phương án 1 ...................62
T
1

T
1

Hình 4 - 14: Sơ đồ mặt cắt tính thấm giải pháp 2 .....................................................62
T
1

T
1

Hình 4 - 15: Sơ đồ lưới phần tử tính toán giải pháp 2 ..............................................63
T
1

T
1

Hình 4 - 16: Đường bão hòa thấm và lưu lượng thấm giải pháp 2 ...........................63
T
1

T
1

Hình 4 - 17: Đường đẳng gradient thấm giải pháp 2 ................................................63
T
1

T
1

Hình 4 - 18: Phân bố cột nước tổng trong thân và nền đê giải pháp 2 ...................... 64
T
1

T
1

Hình 4 - 19: Phân bố J r ở hạ lưu đê trên đoạn AB của giải pháp 2...........................64
T
1

R

R

T
1

Hình 4-20: Công nghệ đơn pha .................................................................................67
T
1

T
1

Hình 4-21: Công nghệ hai pha ..................................................................................68
T
1

T
1

Hình 4-22: Công nghệ ba pha ...................................................................................69
T
1

T
1

Hình 4 - 23: Mô tả quá trình thi công tạo tường chống thấm ...................................70
T
1

T
1

Hình 4 - 24: Một số hình ảnh thi công cọc xi măng đất ............................................72
T
1

T
1


10
MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Sông Mã bắt nguồn từ phía Nam tỉnh Điện Biên chảy theo hướng Tây
Bắc-Đông Nam qua huyện Sông Mã của tỉnh Sơn La, qua lãnh thổ Lào, rồi tới
tỉnh Thanh Hóa. Tại Thanh Hóa, sông tiếp tục giữ hướng Tây Bắc - Đông
Nam chảy qua các huyện phía Bắc của tỉnh, hội lưu với sông Chu rồi đổ ra
vịnh Bắc Bộ ở cửa Hới nằm giữa huyện Hoằng Hóa và thị xã Sầm Sơn cùng
hai cửa phụ là Lạch Trường và cửa Lèn. Lưu vực của sông Mã rộng 28.400
km², phần ở Việt Nam rộng 17.600 km², cao trung bình 762 m, độ dốc trung
bình 17,6%, mật độ sông suối toàn lưu vực 0,66 km/km². Lưu lượng nước
trung bình năm 52,6 m³/s. Các phụ lưu lớn của sông Mã là sông Chu, sông
Bưởi, sông Cầu Chày đều hợp lưu với sông Mã trên địa phận Thanh Hóa.
Ngoài ra còn có các phụ lưu nhỏ như sông Lũng, sông Sơn Trà, sông Nậm
Soi.
Nhiệm vụ của đê sông Mã là đảm bảo chống lũ cho một khu vực dân cư,
kinh tế, văn hoá…của dân hai bên bờ sông. Yêu cầu tối thiểu và quan trọng là
phải luôn đảm bảo làm việc ổn định và an toàn trong mọi điều kiện. Trong
nhiều năm qua được sự đầu tư, hỗ trợ từ Trung ương, tỉnh Thanh Hóa, tuyến
đê cũng đã được củng cố và nâng cấp đảm bảo an toàn tính mạng, tài sản cho
nhân dân 2 bên bờ sông. Tuy nhiên, do chiều dài tuyến đê 2 bên bờ sông khá

lớn nên việc đầu tư chưa đồng bộ, triệt để. Về mùa mưa lũ nhiều đoạn đê vẫn
xuất hiện các mạch đùn sủi, sạt trượt gây mất an toàn tuyến đê.
Khu vực cửa sông Mã hiện phát triển mạnh các dự án nuôi trồng thủy
sản, các dự án trong nhiều năm gần đây được mở rộng và phát triển tới sát
chân đê. Khu vực bãi phía sông và phía đồng đều hình thành các đầm, ao nuôi
trồng thủy sản, diện tích đất bãi sát chân đê được đào, đắp thành các ao làm


11
cho tầng phủ chống thấm ngày càng mỏng gây mất ổn định đê.
Một trong những nguyên nhân chính gây mất ổn định của đê là do phát
sinh các hiện tượng biến dạng thấm (đùn sủi, xói ngầm, bùng nền…) dưới nền
đê và dẫn đến nguy cơ gây vỡ đê vào mùa mưa lũ. Mỗi công trình, mỗi một
vùng miền có đặc điểm về điều kiện địa hình, địa chất khác nhau. Do đó vấn
đề nghiên cứu và xử lý thấm nền đê mang một ý nghĩa hết sức quan trọng đến
an toàn đê. Phương án chống thấm nào đem lại hiệu quả cao nhất và phù hợp
nhất với cấu trúc đất nền đang còn là bài toán đang được quan tâm xem xét.
Việc nghiên cứu ổn định thấm qua nền đê Sông Mã đoạn cửa sông là rất
cần thiết, trên cơ sở đó tìm hiểu sâu hơn về các phương pháp xử lý nền, phân
tích ổn định và tính kinh tế giúp cho thiết kế đưa ra được giải pháp xử lý nền
đảm bảo an toàn và hiệu quả kinh tế.
2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
- Nêu cơ sở khoa học và thực tiễn của mỗi phương pháp chống thấm.
- Đánh giá ổn định thấm của nền đê cửa Sông Mã.
- Nghiên cứu các giải pháp xử lý thấm qua nền đê.
- Phân tích, đánh giá tìm ra các quan hệ giữa các điều kiện ổn định thấm
- Kiến nghị các giải pháp và lựa chọn giải pháp chống thấm phù hợp cho
tuyến đê nghiên cứu.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
3.1. Đối tượng nghiên cứu của đề tài

Đặc trưng hình học của mặt cắt đê, biến dạng thấm nền đê, các đặc trưng
về mực nước, tính chất cơ lý và bề dày tầng phủ hạ lưu.
3.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
Trong khuôn khổ thời gian có hạn, đề tài sẽ tập trung nghiên cứu một


12
đoạn đê cửa Sông Mã xảy ra hiện tượng mất ổn định thấm qua nền đê và tính
toán kiểm tra, đưa ra giải pháp xử lý và đánh giá kết quả của giải pháp đề
xuất.
4. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp phân tích, đánh giá: Thu thập và tổng hợp các tài liệu đã
có trong khu vực nghiên cứu: như điều kiện về địa hình, địa mạo, địa tầng,
tính chất vật lý cơ học của các tầng đất đá dưới nền và thân đê. Các kết quả
ghi nhận về các sự cố đã xảy ra đối với đê Sông Mã. Trên cơ sở đó đánh giá
sơ bộ về điều kiện làm việc của đê cũng như dự đoán các sự cố có thể xảy ra
về mùa mưa lũ.
- Phương pháp mô hình hóa: mô hình hoá sự chuyển động của nước dưới
đất, áp lực thấm, vận tốc thấm, gradient thấm, lưu lượng thấm… bằng phần
mềm phân tích thấm theo phương pháp phần tử hữu hạn.
- Tổng hợp đánh giá xây dựng các quan hệ để sử dụng sơ bộ xác định
điều kiện ổn định thấm của đê đối các điều kiện biên khác nhau.


13

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐÊ SÔNG TRÊN THẾ
GIỚI VÀ VIỆT NAM
1.1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐÊ TRÊN THẾ GIỚI

Theo lịch sử ghi chép lại thì cư dân của văn minh thung lũng Indus là
những người đã đắp những con đê đầu tiên trên thế giới vào khoảng thiên niên
kỷ 1 TCN. Qua nhiều năm dưới sự tác động của tự nhiên và của con người,
rất nhiều hệ thống đê đã và đang được xây dựng, củng cố. Các hệ thống đê
lớn, nhỏ khác nhau nhưng đều chung nhiệm vụ là bảo vệ tính mạng, tài sản,
đất đai...vv. Một vài hệ thống đê trên thế giới như: đê biển Hà Lan với chiều
cao 12m so với mặt biển với chiều dài 32km là một trong 10 kỳ quan thế giới,
đê biển Saemangeum của Hàn Quốc dài 33,9km nằm giữa biển Hoàng Hải và
cửa sông Saemangeum hay các dự án siêu đê ở Nhật Bản, thành phố Venice ở
Ý...vv nhằm bảo vệ các thành phố có cao độ thấp hơn mực nước biển.
Hệ thống đê trên thế giới ngày càng được đầu tư lớn, các tuyến đê được
cứng hóa, tường chắn sóng và hệ thống phá sóng được xây dựng kiên cố. Các
thiết bị quan trắc, các thiết bị dự báo được lắp đặt nhằm theo dõi hoạt động
của đê nhằm giảm thiểu tổn thất khi xảy ra sự cố.
1.2. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐÊ Ở VIỆT NAM
1.2.1. Đặc điểm tự nhiên nước ta
Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa khu vực Đông Nam Á, chịu
ảnh hưởng trực tiếp của khí hậu lục địa Trung Ấn từ phía Bắc và phía Tây với
hai hệ thống sông lớn liên quốc gia là hệ thống sông Hồng và sông Cửu Long.
Lại vừa chịu khí hậu biển Đông, nơi giao giữa hai biển lớn là Thái Bình


14
Dương và Ấn Độ Dương, đồng thời nằm trong ổ bão biển Đông là một trong
5 ổ bão lớn nhất thế giới. Mùa bão cũng là mùa mưa, với địa hình phức tạp,
đồng bằng thường hẹp và rất trũng, núi cao sườn dốc, rừng bị tàn phá ngày
càng nghiêm trọng. Do đó lũ bão xảy ra luôn có chiều hướng gia tăng trong
các năm gần đây. Lũ bão luôn là mối đe dọa thường xuyên đối với đời sống
sản xuất của nhân dân ta nhất là với khu vực ven đê sông và ven biển.
Nước ta có lượng mưa bình quân hằng năm từ 1.800mm đến 2.500mm,

lượng mưa phân bố không đều, 70 ÷ 80% lượng mưa tập trung vào các tháng
7, 8, 9 ở Bắc Bộ và Nam Bộ, vào các tháng 8, 9, 10 ở Trung Bộ. Ngay trong
các tháng mùa mưa, lượng mưa cũng phân bố không đều, thường tập trung
vào một số đợt mưa lớn. Lượng mưa ngày lớn nhất trung bình nhiều năm từ
130 ÷ 200m. Lượng mưa một ngày lớn nhất là 731mm, lượng mưa một đên
lớn (9/11/1984) là 702mm, lượng mưa 2 ngày lớn nhất (10/1983) ở Huế là
1217mm. Lượng mưa phân bố không đều như trên là nguồn gốc sinh ra lũ.
1.2.2. Tình hình lũ lụt ở đồng bằng Bắc Bộ
Hệ thống sông suối ở Việt Nam có tới 2860 sông ngòi lớn nhỏ với chiều
dài 25.000km tập trung thành 3 hệ thống sông lớn: Hệ thống sông Hồng và
sông Thái Bình ở Bắc Bộ, hệ thống các sông ở miền Trung và hệ thống sông
Cửu Long, Đồng Nai ở Nam Bộ. Tính đến đầu thế kỷ 20, trên hệ thống sông
Hồng và sông Thái Bình đã có 26 trận lũ lớn, lớn nhất là trận lũ lịch sử năm
1971. Mực nước lũ đã vượt quá khả năng chịu đựng của đê (mực nước ngoài
sông lúc này cao hơn mặt đất đồng ruộng ven đê từ 5 ÷ 10m) làm vỡ 3 đoạn đê
lớn gây ngập 250.000ha và 2,7 triệu người bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Trong
vòng 45 năm từ 1900 đến 1945 đã có 18 năm vỡ đê ở đồng bằng Bắc Bộ,
trung bình cứ 2 năm lại có 1 năm vỡ đê, mất mùa. Đặc biệt là trận lũ năm
1945 làm vỡ 79 đoạn đê gây ngập 11 tỉnh, 312.000 ha đất canh tác và khoảng


15
4 triệu người bị ảnh hưởng.
Trận lũ năm 1986 tuy độ lớn mực nước chỉ đứng vào hàng thứ 5 trong
liệt số quan trắc từ đầu thế kỷ đến nay song cũng làm vỡ một đoạn đê sông
Hồng (Trung Châu, Đan Phượng) và sập 1 cống dưới đê sông Cầu, Quế Võ,
Bắc Ninh. Năm 1906 ở Bình Định, năm 1983 ở Huế, năm 1952 ở các tỉnh
miền Đông Nam Bộ và năm 1964 ở hầu hết các tỉnh khu 5 cũ (Trung Bộ) đều
có lũ lớn gây nhiều thảm cảnh tang tóc. Lũ trên các sông Cửu Long xảy ra
vào các năm 1961, 1966, 1978, 1984, 1991 cũng làm ngập hàng chục vạn ha

lúa của đồng bằng sông Cửu Long.
1.2.3. Hệ thống đê điều Việt Nam
Lịch sử xây dựng đê sông ở nước ta cho biết: dưới thời nhà Lý, tháng 3
năm Mậu Tý (1108), con đê đầu tiên được đắp ở phường Cơ Xá với mục đích
bảo về thành Thăng Long khỏi bị nước sông Hồng tràn ngập. Đến đời nhà
Trần, đê được đắp ở nhiều nơi cất giữ không cho nước sông tràn vào để kịp
làm vụ chiêm, sau khi mùa màng thu hoạch xong thì lại cho nước tự do tràn
vào đồng ruộng. Đời Lê, những con đê lớn hơn được đắp mới và tôn tạo dọc
hai bờ sông Nhị Hà, việc đắp đê ở thời kỳ này cho là quá giới hạn làm cho
sông Hồng trở lên hung dữ, nên đến đời nhà Nguyễn trước năm 1938 Nguyễn
Công Trứ đề xuất giải pháp nắn chỉnh, khơi đào đoạn khởi đầu sông Đuống.
Những đoạn đê biển đầu tiên được sử sách ghi lại là vào cuối nhà Trần,
Hồ Quý Ly cải tổ lại điền địa “Khi trước những nhà tôn thất cứ sai đầy tớ ra
chỗ đất bồi ở ngoài bể, đắp đê để một vài năm cho hết nước mặn, rồi khai
khẩn thành ruộng. Nay ngoại trừ bậc đại vương, công chúa ra, thứ dân
không được có hơn 10 mẩu”.
Đến nay Việt Nam có hơn 8.000km đê, trong đó gần 6.000km đê sông và
khoảng 2.700km đê biển. Riêng đê sông chính 3.000km và 1.000km đê biển


16
quan trọng. Có gần 600 kè các loại và 3.000 cống dưới đê. Ngoài ra còn có
5.000km bờ bao chống lũ sớm, ngăn mặn ở đồng bằng sông Cửu Long.
Đặc điểm của quá trình hình thành các tuyến đê ở đồng bằng và trung du
Bắc Bộ trong buổi đầu sơ khai là quá trình tự phát do nhân dân làm với trình
độ nhận thức và công cụ lao động thô sơ. Vấn đề chọn tuyến và xử lý nền chỉ
được giải quyết hết sức đơn giản. Chỉ có những năm sau này một số tuyến đê
bị vỡ khi có lũ lớn hoặc một số nơi có sự đổi dòng hoặc phát triển thêm thì
việc lựa chọn tuyến và công tác xử lý nền đê mới được chú ý đầy đủ đến các
điều kiện kỹ thuật.

Hiện nay hệ thống đê sông và đê biển ngày càng được hoàn thiện, nhiều
tuyến đê sông và đê biển được tu bổ, nâng cấp ngoài nhiệm vụ đảm bảo chống
lũ bảo vệ các vùng sản xuất nông nghiệp, thủy sản và nghề muối còn có
nhiệm vụ tham gia vào mạng lưới giao thông, phát triển du lịch. Hàng nghìn
vị trí nguy hiểm của đê đã và đang được xử lý, mặt đê được mở rộng (từ 5 đến
10m) rải nhựa hoặc bê tông, mái đê phía sông được gia cố bằng đá lát khan
trong khung bê tông, tấm cấu kiện BT trong khung bê tông...., mái phía đồng
được trồng cỏ.
Vấn đề sửa chữa, nâng cấp các tuyến đê hiện có và đắp mới các tuyến đê
biển được nhà nước đặc biệt quan tâm. Mỗi năm nguồn vốn ngân sách dành
cho công tác trên không nhỏ góp phần ổn định xã hội, an sinh kinh tế và củng
cố lòng tin của nhân dân đối với nhà nước. Trong đó công tác duy tu, bảo
dưỡng, khắc phục các sự cố gây mất an toàn cho đê là một trong những nhiệm
vụ rất quan trọng.


17

CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TOÁN THẤM
2.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NGHIÊN CỨU THẤM
Những hiểu biết đầu tiên về sự vận động của nước dưới đất phát sinh vào
thế kỷ 18 và liên quan đến tên tuổi của các nhà khoa học Nga như
M.V.Lômônôxôp, D.Becnoulli, Euler. Trong tác phẩm nổi tiếng “Về các lớp
vỏ trái đất” - 1750 Lômônôxôp đã viết “Nước dưới đất liên hệ chặt chẽ với
đất đá vây quanh. Nước dưới đất là dung dịch tự nhiên ở trạng thái tuần hoàn
liên tục”. Chính ông đã đặt cơ sở đầu tiên để phát triển khoa học về sự vận
động của nước dưới đất.
Hiện tượng thấm của nước dưới đất trong môi trường lỗ rỗng được
Darcy nghiên cứu từ năm 1856, trên cơ sở thực nghiệm Darcy đã xác định

quy luật thấm của nước trong môi trường lỗ hổng. Dòng thấm nước mô tả
bằng định luật Darcy được phát biểu như sau: Vận tốc dòng thấm nước qua
khối đất tỷ lệ (quan hệ bậc nhất- tuyến tính) với gradien cột nước thuỷ lực.
Lý thuyết suy rộng về sự vận động của nước dưới đất xuất hiện vào đầu
năm 1898, sau khi N.E.Jucôvxky công bố tác phẩm “Nghiên cứu lý thuyết
vận động của nước ngầm”. Ông đã đưa ra khái niệm lực cản, lực khối lượng
khi thấm và lần đầu tiên ông đã đưa ra phương trình vi phân về sự vận động
của nước dưới đất. Chính Jucôvxky đã đặt cơ sở khoa học để tiếp tục phát
triển lý thuyết thấm.
Năm 1904, Boussinesque đã lập ra hệ phương trình vi phân không ổn
định và biện pháp tuyến tính hóa phương trình.
Vào năm 1930 Viện sĩ Pavlopsky đã tổng quát các bài toán chuyển động
không đều của nước ngầm trong lòng nước ngầm hình chữ nhật với độ dốc


18
thẳng và ngược của đáy, ông cũng đã nghiên cứu dạng của các mặt tự do nhận
được. Vào năm 1934 Pavlopsky đã phát triển lý thuyết thủy lực thấm rối.
Trong các năm 1931, 1936-1937 chính ông đã soạn thảo ra phương pháp từng
mảnh để tính toán độ thấm dừng. Những phát triển tiếp theo trong lĩnh vực
này được tiếp tục trong công trình của M.A. Lavrenchev (1946), người đã ứng
dụng các phương pháp biến phân trong các bài toán thấm dừng của nước.
Những vấn đề về lý thuyết vận động không ổn định đã được
Boussinesque nghiên cứu đầu tiên (1904). Phương trình vi phân vận động
không ổn định do ông thành lập cho đến ngày nay vẫn được coi như là
phương trình vi phân cơ bản của vận động không ổn định của nước dưới đất.
Ngày nay lý thuyết thấm vẫn không ngừng phát triển và được ứng dụng
vào nhiều chuyên ngành khác nhau.
2.2. NGUYÊN NHÂN GÂY RA THẤM, MÔI TRƯỜNG THẤM
2.2.1. Nguyên nhân gây thấm

Nguyên nhân chính gây thấm trong đất bão hòa nước là do thế chuyển
động của dòng thấm hay chính là Gradien thấm. Nguyên nhân gây thấm trong
đất không bão hòa ngoài tác nhân chính là Gradien thủy lực còn do Gradien
độ ẩm, Gradien hút dính là Ua – Uw. Trong đó Ua chính là áp lực khí lỗ rỗng,
Uw là áp lực nước lỗ rỗng.
* Thế chuyển động của dòng nước thấm.
Tổng năng lượng tại điểm A có thể biểu thị năng lượng trên trọng lượng
đơn vị được gọi là vị thế hay cột nước thủy lực.
hw = y +
R

R

U w3
V2
+ w
Pw .g 2.g

Trong đó: - h w : Cột nước thủy lực hay cột nước tổng.
R

- y:

R

Cột nước trọng lực.

(2-1)

19
U w3
: Cột nước áp lực.
Pw .g
V w2
: Cột nước tốc độ trong đất.
2.g

Do cột nước tốc độ trong đất không đáng kể so với cột nước trọng lực
nên áp lực từ công thức (2-1) có thể viết thành:
U w3
hw = y +
Pw .g
R

R

(2-2)

Nước sẽ thấm từ nơi có cột nước cao đến nơi có cột nước thấp hơn, bất
kể áp lực nước lỗ rỗng là dương hay âm.
2.2.2. Môi trường thấm
* Môi trường đất và trạng thái của nước:
Môi trường đất là đối tượng chủ yếu được đề cập trong luận văn.
- Môi trường đất là hỗn hợp nhiều pha: pha rắn là các hạt cốt đất, pha
lỏng là nước, pha khí là không khí trong lỗ rỗng giữa các hạt cốt đất.
- Nước trong đất có thể ở những trạng thái khác nhau: nước ở thể hơi,
nước ở thể bám chặt, nước ở thể màng mỏng, nước mao dẫn, nước trọng lực.
Nước mao dẫn chứa đầy ở các khe rỗng của đất, chịu tác động của sức
căng mặt ngoài và trọng lực. Nước mao dẫn có thể chuyển động trong đất và

có thể truyền áp lực.
Nước trọng lực (nước ngầm) là nước tự do chứa đầy ở tất cả các khe
rỗng của đất từ các thể tích rất nhỏ có thể chứa không khí. Nước trọng lực
chịu tác dụng của trọng lực và nước ngầm, chuyển động được là do tác dụng
của trọng lực. Nước trọng lực có thể truyền được áp lực.
Nước trong đất có trạng thái liên tục chuyển động tạo thành dòng nước
ngầm, hay còn gọi là dòng thấm. Cũng giống như chuyển động của nước mặt,
chuyển động của nước ngầm có thể coi là chuyển động có áp hay không áp.


20
Trong chuyển động không áp ở phía trên được giới hạn bởi mặt tự do còn gọi
là mặt bão hòa, áp suất tại các điểm trên mặt đó bằng hằng số và bằng áp suất
khí quyển (chưa xét hiện tượng mao dẫn).
Không khí trong lỗ rỗng của đất ngoài tương tác với nước ở dạng hơi,
không khí còn hòa tan ở trong nước, khoảng 2% thể tích nước.
Theo tính chất bão hòa nước, môi trường nước thấm chia ra làm hai loại:
đất bão hòa và đất không bão hòa.
Đất bão hòa, là môi trường chỉ bao gồm hai pha: cốt đất và nước chứa
đầy trong các lỗ rỗng. Đất không bão hòa là hỗn hợp nhiều pha. Ngoài ba pha:
cốt đất, nước, không khí thì mặt phân cách khí nước nơi diễn ra sức căng mặt
ngoài, còn được xem là một pha độc lập thứ tư.
2.3. PHÂN LOẠI DÒNG THẤM
Tùy theo các yếu tố khác nhau mà người ta tiến hành phân loại dòng
thấm.
2.3.1. Theo trạng thái chảy
Theo trạng thái chảy dòng thấm được phân loại như sau:
2.3.1.1. Dòng thấm chảy rối
Khi nước vận động trong các lỗ rỗng và khe nứt lớn của đá thì có dạng
chảy rối, tức là không tuân theo định luật thấm tuyến tính. Loại dòng thấm

này xảy ra trong môi trường đất rời hòn lớn, môi trường cuội sỏi, đá hộc, đá
dăm và môi trường đá nứt nẻ.
2.3.1.2.Dòng thấm chảy tầng
Tương tự thủy lực, lý thuyết thấm cũng dùng hệ số Raynôn giới hạn diễn
ra trạng thái chảy tầng. Lúc đó dòng thấm tuân theo định luật Dacry “ Lưu
lượng thấm tỷ lệ bậc nhất với Gradien thủy lực” theo Pavlôpxki thì:


21
1
vde
−
< Re th = 7,5 ÷ 9,0
0,75.n + 0,23
y

Re =

Mỗi nhà khoa học theo kinh nghiệm của mình đưa ra một công thức để
xác định hệ số Raynôn nên giá trị Re th cũng khác nhau.
R

R

Trong thực tế, dòng thấm chảy tầng xảy ra ở môi trường đất sét, đất á
sét, đất cát, hạt cát mịn (d≤1mm), với điều kiện cốt đất không dịch chuyển.
2.3.2. Theo thời gian
Theo thời gian dòng thấm được phân loại như sau:
2.3.2.1.Dòng thấm ổn định
Dòng thấm được coi là ổn định khi các đặc trưng của dòng thấm như lưu

lượng Q, lưu tốc V, áp suất thủy động P, Gradien J... không phụ thuộc vào
thời gian mà chỉ phụ thuộc vào các tọa độ không gian. Các đường dòng cũng
không đổi theo thời gian và trùng với quỹ đạo chuyển động của chất điểm.
2.3.2.2.Dòng thấm không ổn định
Dòng thấm được coi là không ổn định khi các yếu tố đặc trưng của dòng
thấm không những phụ thuộc vào tọa độ không gian mà còn phụ thuộc vào
thời gian. Khi dòng thấm chuyển động không ổn định, ở mỗi điểm trong dòng
thấm véc tơ tốc độ thay đổi theo thời gian, nên các đường dòng cũng thay đổi
theo thời gian. Các đường dòng này cho biết hướng và các trị số của tốc độ ở
những thời điểm khác nhau trên nó tại một thời điểm cho trước (t 1 ). Còn quỹ
R

R

đạo vận động của chất điểm là đường cong di chuyển của chất điểm ở những
thời điểm khác nhau (t 1 , t 2 ...)
R

R

R

R

Do đó khi chuyển động không ổn định đường dòng không trùng với
đường quỹ đạo.
2.3.3. Theo tính chất của môi trường


22

Theo tính chất của môi trường thấm, có dòng thấm trong môi trường
đồng nhất, không đồng nhất, đẳng hướng, không đẳng hướng. Môi trường
thấm có thể được xác định là tổ hợp của hai tính chất đồng nhất và đẳng
hướng. Ví dụ môi trường thấm đồng nhất đẳng hướng, đồng nhất không đẳng
hướng, không đồng nhất đẳng hướng, không đồng nhất không đẳng hướng.
Khái niệm không đồng nhất để chỉ mức độ thấm nước theo một phương
pháp xác định, không giống nhau theo tọa độ không gian trong môi trường
thấm. Khái niệm đẳng hướng để chỉ mức độ thấm nước theo các hướng là
không giống nhau.
2.3.4. Theo đặc điểm, tính chất của biên trên miền thấm
Theo đặc điểm, tính chất biên trên miền thấm, dòng thấm được phân loại
như sau:
2.3.4.1. Dòng thấm có áp
Khi biên trên của dòng thấm bị chặn bởi đáy của các công trình, tầng phủ
không thấm nước hoặc thấm nước rất yếu, dòng thấm bị giới hạn là dòng
thấm có áp. Tại các điểm khác nhau trên mặt giới hạn, áp lực thấm khác nhau
và lớn hơn áp lực khí trời (áp suất ở biên trên của miền thấm lớn hơn áp suất
khí quyển, thuật ngữ có áp được hiểu theo nghĩa có áp lực dư). Thấm qua đáy
công trình thủy lợi, qua tầng cát dưới đê thông nước trực tiếp với sông thuộc
loại dòng thấm có áp.
2.3.4.2. Dòng thấm không áp
Khi biên trên của miền thấm là mặt bão hòa hoặc mặt đất thì dòng thấm
không bị giới hạn và là dòng thấm không áp. Giao tuyến của mặt phẳng thẳng
đứng với mặt bão hòa tạo nên đường bão hòa. Trên mặt bão hòa áp lực nước
thấm bằng áp lực khí trời (áp suất trên mặt bão hòa bằng áp suất khí quyển,


23
thuật ngữ không áp được hiểu theo nghĩa không có áp lực dư). Trong trường
hợp dòng thấm ổn định thì đường bão hòa chính là đường đầu tiên thấm qua

đê, qua thân đập đất, thấm qua bờ kênh, thấm vòng quanh bờ các công trình
thủy lợi...là các dòng thấm không áp.
2.3.5. Theo tính chất không gian của miền thấm
Theo tính chất không gian của miền thấm, dòng thấm có một hướng,
dòng thấm hai hướng và dòng thấm ba hướng (dòng thấm không gian).
2.3.5.1. Dòng thấm một hướng
Các quy luật vận động dọc theo các quỹ đạo của dòng thấm hoàn toàn
giống nhau. Ở đó trên tiết diện có phương vuông góc với phương của véc tơ
tốc độ thấm, tại tất cả các điểm không những có chiều song song mà còn có
độ dài bằng nhau. Ví dụ vận động của nước ngầm từ kênh đến sông qua núi
phân hủy hẹp.
2.3.5.2. Dòng thấm hai hướng
Khi nước vận động trong môi trường lỗ hổng mà tất cả các véc tơ tốc độ
của chất đều vận động song song với một mặt phẳng cho trước ta sẽ có dòng
thấm hai chiều.
Dòng phẳng ngang: thấm trong tầng chứa có kích thước theo mặt cắt
ngang rất lớn nhưng theo chiều dày (phương đứng) không lớn. Biến dạng của
dòng chủ yếu xảy ra trong mặt bằng còn trên mặt thẳng đứng dòng chảy có
tính chất song song.
Hiện tượng thấm qua thân đê, đập đất có chiều dài lớn là ví dụ điển hình
cho dòng thấm thẳng đứng. Biến dạng của đường dòng chủ yếu xảy ra trong
mặt phẳng đứng còn mặt bằng có tính chất song phẳng.
2.3.5.3. Dòng thấm không gian