Lễ bảo vệ luận án tiến sỹ kỹ thuật cấp Viện của NCS. Phạm Quốc Tuấn

Ngày 27/3/2017, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đã tổ chức lễ bảo vệ luận án Tiến sỹ cấp Viện cho NCS Phạm Quốc Tuấn với đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của sự dị hướng độ bền của đá phân lớp, phân phiến, nứt nẻ đến sự ổn định của công trình ngầm thủy công. Chuyên ngành Địa kỹ thuật Xây dựng. Mã số chuyên ngành: 62 58 02 11.

Tham dự lễ bảo vệ luận án Tiến sỹ có sự hiện diện của PGS.TS. Nguyễn Vũ Việt - Giám đốc Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, GS.TS. Trần Đình Hòa - Phó Giám đốc Viện, PGS.TS. Nguyễn Tùng Phong - Phó Giám đốc Viện; Bà Nguyễn Phương Nga - Vụ Tổ chức Cán bộ - Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn; đại diện lãnh đạo Ban Tổ chức Hành chính phụ trách công tác đào tạo của Viện; các cán bộ khoa học quan tâm; người thân và bạn bè của NCS.

TS. Phạm Hồng Cường - Phó Trưởng Ban Tổ chức Hành chính - phụ trách công tác đào tạo phát biểu tại Lễ bảo vệ

Chủ tịch Hội đồng PGS.TS. Nguyễn Vũ Việt - Giám đốc Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam phát biểu tại Lễ bảo vệ

Theo NCS. Phạm Quốc Tuấn, các công trình thủy lợi - thủy điện với các cụm đầu mối và các công trình trên tuyến năng lượng hầu hết được xây dựng trên nền đá cứng chắc. Trong đó, có nhiều công trình được xây dựng trên nền đá trầm tích như thủy điện Hòa Bình khu vực Trại Nhãn, thủy điện Tuyên Quang, Trung Sơn, Bản Vẽ, Trị An... Các công trình thủy lợi - thủy điện trên nền đá trầm tích, khi gặp phải đá phân lớp, phân phiến, nứt nẻ đã gây không ít khó khăn trong quá trình thiết kế, thi công, đều đòi hỏi nhiều thời gian xử lý và khắc phục khi xảy ra sự cố.

Nhiều nghiên cứu và đề tài của các nhà khoa học đã tổng kết các phương pháp nghiên cứu trạng thái cơ học của khối đất đá đã và đang áp dụng tại các công trình thủy điện của Việt Nam theo nhiều trường phái khác nhau.

Các nghiên cứu đã cho thấy việc xác định thông số cơ học đầu vào cho việc mô hình khối đá là một vấn đề khó khăn và tùy thuộc vào hãng tư vấn. Đối với hãng tư vấn phương Tây, Nhật Bản thì rất khác so với tiêu chuẩn của Liên Xô (cũ) và Việt Nam.

Do đó việc xác định các thông số cơ học đầu vào cho mô hình khối đá dị hướng là một thách thức theo NCS thấy cần được giải quyết.

NCS cho rằng việc nghiên cứu ổn định của công trình ngầm qua vùng đá phân lớp, phân phiến, nứt nẻ mạnh chính là đi tìm trạng thái ứng suất - biến dạng của khối đá xung quanh công trình có ý nghĩa rất lớn về kinh tế và an toàn.

Do đó, một phương pháp khảo sát đánh giá trạng thái ứng suất - biến dạng của khối đá để công trình được hoạt động bình thường trong thời gian khai thác và nâng cao tuổi thọ công trình, theo NCS là một đòi hỏi cấp thiết có ý nghĩa về kinh tế, tiết kiệm, nâng cao hiệu quả làm việc, rút ngắn thời gian thi công. Đồng thời có ý nghĩa về xã hội, an toàn cho người và công trình, đảm bảo sự làm việc bình thường của công trình khi đưa vào khai thác.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án: Thí nghiệm nén ba trục mẫu đá dị hướng đá sét vôi thuộc hệ tầng Đồng Giao thuộc công trình thủy điện Sập Việt. Xây dựng các quan hệ thông số độ bền cắt và các yếu tố dị hướng là góc dị hướng; Xác định các thông số đàn hồi dị hướng của khối đá dị hướng thông qua việc sử dụng kết quả thí nghiệm trong phòng, áp dụng mô hình hồi quy tuyến tính đa biến; Xây dựng hệ số ổn định bền của đường hầm thủy công đi qua vùng đá phân lớp, phân phiến, nứt nẻ mạnh, hệ số FAAI.

NCS đã triển khai thực hiện một số nội dung như tổng quan nghiên cứu về độ bền của khối đá dị hướng và sự ổn định công trình ngầm trong đá dị hướng; xác định các thông số độ bền cắt, thông số đàn hồi dị hướng của đá dị hướng; bài toán xác định tính ổn định ứng suất của công trình ngầm trong nền đá phân lớp, phân phiến được mô hình như môi trường dị hướng.

Các kết quả nghiên cứu của Luận án có thể kể đến: (1) Luận án đã sử dụng đá từ công trình thủy điện Sập Việt thuộc tỉnh Sơn La để chế tạo mẫu phục vụ cho 45 mẫu thí nghiệm với 5 tổ hợp góc dị hướng khác nhau và ba cấp ứng suất chính khác nhau để thí nghiệm nén 3 trục. Với tổ hợp 25 mẫu đá dị hướng ứng với 5 tổ hợp góc dị hướng khác nhau phục vụ cho thí nghiệm nén một trục tại Phòng TNTĐ Quốc gia Trung Quốc thuộc Viện Hàn Lâm Khoa học Trung Quốc (SKLGGE); (2) Đã đề xuất phương pháp xác định thông số độ bền cắt bằng các kết quả của thí nghiệm nén ba trục và một trục. Sử dụng các công cụ xác suất thống kê bao gồm phân tích tương quan đa biến, mô hình hồi quy tuyến tính đa biến... đã chứng minh được giả thiết của chuyên gia Nghiêm Hữu Hạnh (1985); (3) Xây dựng các phương trình quan hệ giữa các thông số độ bền cắt với giá trị ứng suất nhỏ nhất và góc dị hướng cho tổ hợp mẫu đá dị hướng Sập Việt, nhóm đá của Trung Quốc, Nhật Bản; xác định được tính chất dị hướng của mẫu đá cũng thay đổi theo các tổ hợp mẫu Sập Việt, Trung Quốc, Nhật Bản; (4) Xác định các đại lượng đàn hồi dị hướng (bao gồm 5 thông số) của khối đá được coi như là vật thể đẳng hướng theo một mặt phẳng dựa trên các kết quả thí nghiệm nén một trục của NCS và đòng nghiệp tại SKLGGE; (5) Xác định ứng suất chính lớn nhất xung quanh hầm dẫn nước thủy điện Sập Việt và đề xuất chỉ tiêu ổn định bền FAAI; (6) Qua tính toán cho thấy khi đào hầm dẫn nước qua vùng đá phân lớp, phân phiến, nứt nẻ mạnh thì vấn đề mất ổn định ứng suất cần được quan tâm và chỉ số FAAI có thể áp dụng để xác định vùng quá ứng suất cho phép gây mất ổn định; (7) Luận án đã thể hiện sự tiếp nối các ý tưởng của chuyên gia Nghiêm Hữu Hạnh từ năm 1983 qua đó đề xuất phương pháp đánh giá các thông số độ bền cắt của khối đá dị hướng, xác định các thông số đàn hồi dị hướng của khối đá dị hướng, đề xuất chỉ tiêu ổn định bền FAAI qua đó xác định được vùng mất ổn định bền ứng với FAAI < 1, để tính toán gia cố tạm trong khi thi công đường hầm qua vùng đá dị hướng.

Sau khi nghe nhận xét và nghe các ý kiến của các thành viên phản biện, các thành viên trong Hội đồng và Hội đồng bỏ phiếu kín. Chủ tịch Hội đồng PGS.TS. Nguyễn Vũ Việt - Giám đốc Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đã ủy quyền cho TS. Phan Trường Giang - Thư ký khoa học đọc Nghị quyết của Hội đồng.

Theo Nghị quyết chấm luận án TS cho NCS Phạm Quốc Tuấn, Hội đồng đã thống nhất: vấn đề ổn định của đường hầm là vấn đề quan trọng hàng đầu nhất là trong môi trường đá không đồng nhất do đó đề tài đi sâu vào nghiên cứu ảnh hưởng của sự dị hướng độ bền của đá phân lớp, phân phiến, nứt nẻ đến sự ổn định của công trình ngầm thủy công là có tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Luận án góp phần làm phong phú và đề xuất phương pháp đánh giá độ bền của đá dị hướng và phân tích ổn định của đá xung quanh hầm; kết quả của luận án được áp dụng cho hầm thủy công của công trình thủy điện Sập Việt và có thể áp dụng cho các công trình khác.

Luận án đã đề xuất phương pháp xác định thông số sức kháng cắt và thông số đàn hồi của khối đá dị hướng theo lớp trên kết quả thí nghiệm ba trục và chứng minh được các thông số sức kháng cắt không đổi với các góc dị hướng và ứng suất; thiết lập mô hình xác định thông số tính ứng suất biến dạng của đá dị hướng xung quanh đường hầm thủy cong; đề xuất chỉ tiêu ổn định bền FAAI và đã có sự so sánh với các chỉ tiêu khác; sử dụng phương pháp nghiên cứu phù hợp và có tính chất, mục tiêu cần đạt của Luận án.

Bên cạnh đó, NCS. Phạm Quốc Tuấn cần giới hạn lại phạm vi nghiên cứu của luận án; chỉnh sửa lỗi chính tả, một số ký hiệu trong luận án, đánh số thứ tự tài liệu tham khảo theo quy định.

Kết quả bỏ phiếu đánh giá của Hội đồng: 6/6 phiếu tán thành trong đó 1/1 phiếu xuất sắc.

Luận án đã đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu của một luận án tiến sỹ kỹ thuật, Hội đồng đề nghị cơ sở đào tạo cấp bằng Tiến sỹ kỹ thuật cho NCS Phạm Quốc Tuấn và yêu cầu NCS trước khi nộp cho thư viện quốc gia Việt Nam cần chỉnh sửa Luận án theo các ý kiến của Hội đồng.