Đào tạo và nghiên cứu địa kỹ thuật tại Đại học Thuỷ lợi

Geotechnical engineering education and research at Thuyloi University 

Địa kỹ thuật ngành quan trọng trong lĩnh vực xây dựng dân dụng. Địa kỹ thuật cũng là ngành có áp dụng trong lĩnh vực khác như xây dựng và khai thác mỏ, xây dựng công trình quân sự quân sự, công trình biển… Ở Việt Nam, địa kỹ thuật được xem là một ngành có phần muộn hơn so với các nước tiên tiến trên thế giới. Công tác đào tạo ngành địa kỹ thuật bắt đầu được quan tâm và chú trọng hơn khi hoạt động xây dựng phát triển mạnh trong khoảng 20 năm trở lại đây. Ngành địa kỹ thuật đã được đào tạo ở một số trường đại học khối xây dựng. Trong đó, Đại học Thuỷ lợi là một trong những cơ sở đào tạo mở chuyên ngành địa kỹ thuật xây dựng sớm nhất. Tại trường Đại học Thuỷ lợi, ngành Địa kỹ thuật xây dựng được đào tạo cho cả bậc học và sau đại học (thạc sĩ và tiến sĩ). Bộ môn Địa kỹ thuật, thuộc khoa Công trình – trường Đại học Thuỷ lợi là đơn vị phụ trách chương trình đào tạo ngành Địa kỹ thuật xây dựng.

Giới thiệu Bộ môn Địa kỹ thuật

Bộ môn Địa kỹ thuật, tiền thân là Bộ môn Địa – Cơ – Nền móng, là bộ môn chuyên trách giảng dạy các môn học cơ sở ngành của khối xây dựng, bao gồm: Địa chất công trình, Cơ học đất và Nền móng. Bộ môn địa kỹ thuật là nơi công tác của các giáo sư đầu ngành về cơ học đất và nền móng như GS. Phan Trường Phiệt, GS. Cao Văn Chí, GS. Nguyễn Công Mẫn…đồng thời cũng là nơi có rất nhiều đầu sách về lĩnh vực địa kỹ thuật.
Hiện tại, bộ môn địa kỹ thuật có 16 giảng viên cơ hữu, 100% có trình độ tiến sĩ tốt nghiệp ở nước tiên tiến, trong đó có 01 giáo sư và 04 phó giáo sư. Tham gia cộng tác giảng dạy và nghiên cứu với bộ môn còn có các chuyên gia có trình độ cao từ các công ty, các viện nghiên cứu và các trường đại học khác.

Hình 1. Thầy cô bộ môn Địa kỹ thuật cùng sinh viên chụp ảnh kỷ niệm

Với mục phương châm học đi đôi với hành, nhà trường đã dành riêng cho ngành học 3 phòng thí nghiệm với trang bị đầy đủ các thiết bị thí nghiệm cơ bản về cơ học đất và địa chất công trình. Trong đó có nhiều thiết bị thí nghiệm hiện đại với đầy đủ tiện nghi cần thiết như hệ thống điện, nước, máy chiếu và các trang thiết bị hỗ trợ: bao gồm 01 phòng thí nghiệm cơ học đất, 01 phòng thí nghiệm địa chất công trình và 01 phòng thí nghiệm địa kỹ thuật động đất. Ngoài ra, nhà trường còn có một khu thí nghiệm dùng để phục vụ việc thực tập các công tác khảo sát và thí nghiệm hiện trường, đồng thời sử dụng cho mục đích nghiên cứu mô hình thực tế. Các thiết bị thí nghiệm cũng đã được trang bị khá đầy đủ như máy khoan, dụng cụ các phương pháp thí nghiệm trong hố khoan, máy xuyên, các thiết bị thí nghiệm thấm tại hiện trường, thiết bị kiểm tra độ chặt. Các mẫu khoáng vật và đá được sắp xếp một cách khoa học theo nguồn gốc và điều kiện thành tạo. Các mẫu đất thí nghiệm được bổ sung liên tục với đủ loại theo nguồn gốc và theo tính chất xây dựng.
Về tài liệu phục vụ học tập, ngoài thư viện chính của trường với hàng ngàn đầu sách ngành xây dựng và địa kỹ thuật, bộ môn còn có riêng thư viện về chuyên ngành địa kỹ thuật với khoảng 400 đầu sách.

Hình 2. Trang thiết bị phòng thí nghiệm địa kỹ thuật (hình trái); Giảng viên nước ngoài thỉnh giảng chương trình tiên tiến thăm thư viện chuyên ngành địa kỹ thuật (hình phải).
Chương trình đào tạo ngành địa kỹ thuật bậc đại học

Ở bậc Đại học, chương trình đào tạo chuyên ngành Địa kỹ thuật và công trình ngầm (ĐKT&CTN), là một chuyên ngành (mã ngành TLA04). Số lượng sinh viên chuyên ngành Địa kỹ thuật và công trình ngầm trung bình mỗi khoá khoảng 30 sinh viên. Ngoài ra, hàng năm bộ môn hướng dẫn sinh viên chương trình tiên tiến (chương trình học bằng tiếng Anh) – ngành kỹ thuật xây dựng làm đồ án tốt nghiệp về địa kỹ thuật. Theo xu thế mở về đầu vào, gần đây thí sinh theo ngành có thể xét tuyển theo nhóm tổ hợp các môn học. Mã tổ hợp xét tuyển bao gồm: A00 (Toán, Vật lý, Hóa học), A01 (Toán, Vật lý, Tiếng Anh), D01 (Toán, Ngữ văn, Tiếng Anh), D07 (Toán, Hóa học, Tiếng Anh).
Chương trình đào tạo chuyên ngành ĐKT&CTN được thiết kế với thời gian 4 năm với khối lượng 155 tín chỉ. Chương trình đào tạo tiên tiến – có liên kết với các chương trình đào tạo của các nước phát triển để tạo điều kiện phát triển tốt nhất cho người học. Nội dung chương trình đào tạo cung cấp đầy đủ những kiến thức cơ bản, cơ sở và kiến thức chuyên môn toàn diện về ngành xây dựng như: các kiến thức nền tảng về xây dựng kiến thức về cơ học và; địa chất; địa chất công trình – địa kỹ thuật. Chuyên ngành ĐKT&CTN đào tạo kỹ sư chuyên sâu về cơ học đất đá, nền móng các công trình, xử lý nền đất yếu, gia cố và cải tạo đất đá cho các công trình xây dựng trong môi trường đất đá (đường hầm, tầng hầm nhà cao tầng, mái dốc…), nghiên cứu phòng tránh các tai biến địa chất như trượt lở đất, lũ bùn đá, động đất. Kỹ sư tốt nghiệp chuyên ngành ĐKT&CTN nhận bằng kỹ sư công trình, có thể làm việc cho tất cả các lĩnh vực xây dựng cơ bản như xây dựng công trình thủy, xây dựng công trình giao thông, xây dựng dân dụng và công nghiệp. Các công việc mà kỹ sư địa kỹ thuật xây dựng có thể tham gia như: thiết kế và thi công nền móng của các loại công trình xây dựng; thiết kế và thi công các giải pháp Địa kỹ thuật; thiết kế và thi công các giải pháp cải tạo và xử lý nền đất yếu; thiết kế và tổ chức thực hiện công tác quan trắc địa kỹ thuật; giải quyết các bài toán liên quan đến các hoạt động tai biến địa chất và môi trường; thực hiện các công tác khảo sát địa kỹ thuật cho các đối tượng công trình xây dựng dân dụng – công nghiệp, công trình giao thông, công trình thuỷ, các công trình ngầm, công trình khai thác mỏ và các công trình quân sự…
Song song với các môn lý thuyết, chương trình thực hành dành cho sinh viên được thiết kế rất chi tiết. Đối với các sinh viên khối ngành xây dựng đều được thực hành các thí nghiệm về tính chất cơ lý đất ở trong phòng như phân tích thành phần hạt, thí nghiệm độ ẩm và độ ẩm giới hạn chảy dẻo, tỷ trọng, thí nghiệm nén một trục và thí nghiệm cắt phẳng. Các thí nghiệm địa chất công trình tại hiện trường như thí nghiệm kiểm tra độ chặt của đất đắp, thí nghiệm thấm hiện trường trong hố đào, thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn, thí nghiệm nén tĩnh…
Sinh viên ngành ĐKT&CTN được đào tạo các công cụ phần mềm địa kỹ thuật phục vụ phân tích, tính toán và thiết kế. Đây cũng là thế mạnh của kỹ sư ngành địa kỹ thuật tốt nghiệp từ Đại học Thuỷ lợi.

Hình 3. Sinh viên thực hành về nhận diện và mô tả đất, đá và khoáng vật
Hình 4. Sinh viên đi tham quan và thực tập địa chất công trình tại thực địa
Hình 5. Sinh viên thực tập công tác khoan khảo sát và thí nghiệm kiểm tra độ chặt hiện trường

Bên cạnh việc học, sinh viên được khuyến khích và hỗ trợ trong nghiên cứu khoa học và tham gia kỳ thi Olympic Cơ học đất. Các nghiên cứu khoa học của sinh viên thường là các nghiên cứu đề tài về lý thuyết tính toán hoặc các đề tài ứng dụng thực tế. Hàng năm, các nhóm sinh viên nghiên cứu khoa học do bộ môn Địa kỹ thuật hướng dẫn giành được các giải cao của Khoa và nhà trường. Đặc biệt, sinh viên trường Đại học Thuỷ lợi có bề dày truyền thống đoạt giải trong các đợt thi Olympic cơ học đất.

Hình 6. Sinh viên nghiên cứu khoa học và tham gia hội thảo khoa học về lĩnh vực địa kỹ thuật
Hình 7. Sinh viên trình bày tại hội nghị khoa học (trái) và nhận giải Olympic Cơ học đất (phải)
Chương trình đào tạo ngành địa kỹ thuật bậc sau đại học

Chương trình đào tạo tiến sĩ chuyên ngành Địa kỹ thuật được bắt đầu rất sớm tại trường Đại học Thuỷ lợi (cách đây khoảng 30 năm). Cho đến nay đã đào tạo tổng cộng 16 tiến sĩ, 15 khoá thạc sĩ. Các đề tài nghiên cứu sinh đa dạng, bao gồm cả các nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu ứng dụng thực tế. như nghiên cứu giải pháp bảo vệ mái dốc, giải pháp xử lý nền đất yếu, xói ngầm và giải pháp công nghệ xử lý thấm… Các đề tài nghiên cứu tiến sĩ thường gắn với các đề tài nghiên cứu khoa học.
Chương trình đào tạo trình độ thạc sĩ có khối lượng 45 tín chỉ được xây dựng theo định hướng nghiên cứu và/hoặc theo định hướng ứng dụng. Học viên được trang bị các kiến thức nâng cao về cơ học đất, cơ học đá và chuyên sâu về nền móng cho công trình. Với chương trình đào tạo theo định hướng nghiên cứu: Học viên học tập trung toàn bộ thời gian tại Trường. Với chương trình đào tạo theo định hướng ứng dụng: Học viên học tập trung tại Trường hoặc học một phần tại địa phương. Trong trường hợp cần thiết, đối với chương trình đào tạo thạc sĩ theo định hướng ứng dụng, Nhà trường có thể tổ chức đào tạo một phần chương trình ở các đơn vị ngoài trường. Như vậy một phần trương trình đào tạo thạc sĩ có thể thực hiện tại địa phương. Bằng cách này, sẽ tạo điều kiện tốt về thời gian cho các học viên có thể vừa công tác vừa học tập.
Học viên và nghiên cứu sinh ngành địa kỹ thuật được thực hành các thí nghiệm chuyên sâu cơ học đất như thí nghiệm nén 3 trục, thí nghiệm động, các thí nghiệm mô hình trong phòng và hiện trường.

Hình 8. Nghiên cứu sinh bảo vệ luận án tiến sĩ (hình trái); hội đồng bảo vệ luận văn thạc sĩ (hình phải).
Công tác nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ

Về nghiên cứu khoa học, bộ môn đã chủ nhiệm và thực hiện nhiều đề tài nghiên cứu khoa học cấp cơ sở, cấp bộ, cấp nhà nước. Đặc biệt trong những năm gần đây, số lượng sinh viên đầu vào ngành xây dựng nói chung và chuyên ngành địa kỹ thuật nói riêng có phần suy giảm. Bộ môn đã và đang tăng cường công tác nghiên cứu khoa học. Các đề tài nghiên cứu về lĩnh vực địa kỹ thuật ngày càng tăng cả về quy mô và số lượng. Một số hướng đề tài nghiên cứu chính:
• Các nghiên cứu lý thuyết về phương pháp tính ổn định mái dốc, lý thuyết độ tin cậy trong thiết kế địa kỹ thuật
• Nghiên cứu về vật liệu trong địa kỹ thuật: vật liệu đất đá cho công trình đắp, vải địa kỹ thuật
• Các giải pháp và công nghệ xử lý nền đất yếu
• Xói ngầm nền đê và các biện pháp xử lý
• Cơ học đất không bão hoà
• Động đất trong địa kỹ thuật và các đặc tính động học của đất.
• Các biện pháp gia cố và bảo vệ mái dốc
• Tai biến trượt lở đất, nguy cơ trượt lở và thiết lập hệ thống quan trắc cảnh báo sớm.
Kết quả nghiên cứu của nhiều đề tài được đánh giá tốt, có tính ứng dụng thực tế cao. Bộ môn đã có 05 bằng sáng chế về giải pháp kỹ thuật áp dụng trong địa kỹ thuật và xây dựng, có nhiều công bố khoa học trong nước và quốc tế.
Bên cạnh các đề tài nghiên cứu, các thành viên bộ môn Địa kỹ thuật còn tham gia xây dựng tiêu chuẩn ngành: tiêu chuẩn thiết kế nền các công trình thuỷ công, tiêu chuẩn, tiêu chuẩn thí nghiệm thấm hiện trường. Ngoài ra, các thành viên bộ môn tham gia các công tác tư vấn, khảo sát và thiết kế các công trình dự án.

Hình 9. Thí nghiệm mô hình vật lý khoan phụt xử lý thấm tại bãi thực tập dành riêng cho ngành Địa kỹ thuật (hình trái); thiết bị đo đạc kết nối tự động thí nghiệm mô hình (hình phải)
Hình 10. Thí nghiệm hộp cắt cỡ lớn xác định độ bền kháng cắt của tại hiện trường vật liệu đá (hình trái); trạm quan trắc cảnh báo trượt lở tại Tĩnh Túc-Cao Bằng do bộ môn Địa kỹ thuật lắp đặt (hình phải).
Các hoạt động hợp tác trong nước và quốc tế

Bộ môn Địa kỹ thuật cũng đẩy mạnh hợp tác với các đơn vị nghiên cứu giáo dục trong nước và nước ngoài. Thường xuyên tổ chức và tham gia các cuộc hội thảo trao đổi chuyên môn học thuật. Tham gia hợp tác nghiên cứu và thực hiện dự án với quốc tế. Bộ môn Địa kỹ thuật có mối quan hệ hợp tác với nhiều đơn vị, tổ chức trong nước và quốc tế. Các đơn vị hợp tác trong nước gồm các trường đại học như trường Đại học xây dựng, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Bách Khoa Đà nẵng, Bách khoa TP Hồ Chí Minh, Trường Đại học Giao thông Vận tải, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, Học viện Kỹ thuật quân sự, Đại học Mỏ-Địa chất …; các viện: Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam, Viện Địa chất-Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Viện khoa học địa chất và khoáng sản-Bộ Tài nguyên môi trường, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng-Bộ xây dựng, Viện Địa kỹ thuật-Liên hiệp các hội Khoa học Kỹ thuật Việt Nam… và các công ty như Công ty tư vấn xây dựng thủy lợi 1, công ty tư vấn xây dựng thủy điện…
Về hợp tác Quốc tế, bộ môn địa kỹ thuật và nhà trường có hợp tác với các trường đại học: Trường Đại học công nghệ Delft Hà Lan, Đại học kỹ thuật Freiberg, Đại học công nghệ Munich-Đức, Đại học Gunma-Nhật bản, Đại học Kyoto Nhật bản, Đại học Teikyo Heisei Nhật Bản, Đại hoc Thamasat-Thái Lan, Đại học Chiang Mai Thái Lan, Đại học Nanyang –Singapore, Viện Đại học Skatchawan-Canada… cùng tham gia giảng dạy, hợp tác thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học và sản xuất.
Bên cạnh công tác chuyên môn, giảng viên và sinh viên ngành địa kỹ thuật còn có các hoạt động ngoại khoá, giao lưu giữa thầy và trò.

Đánh giá chung

Có thể thấy ngành địa kỹ thuật tại trường Đại học Thuỷ lợi được đào tạo tương đối sớm so với các trường đại học khác. Chương trình đào tạo được thiết kế chặt chẽ về chuyên môn, điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị thí nghiệm phục vụ học tập và nghiên cứu rất tốt, đội ngũ giảng viên mạnh và tâm huyết. Trong những năm gần đây, chương trình đào tạo đã có những điều chỉnh về cả nội dung và thời lượng phù hợp với xu thế và nhu cầu của xã hội và người học. Công tác nghiên cứu khoa học ngành càng được đẩy mạnh. Việc học tập và nghiên cứu được kết hợp, tăng cường khả năng liên hệ giữa lý thuyết và thực tiễn. Có thể nói, Đại học Thuỷ lợi là một địa chỉ tốt cho học tập và nghiên cứu ngành địa kỹ thuật.

Hình 11. Hội thảo quốc tế về trượt lở đất do trường Đại học Thuỷ lợi tổ chức (hình trái); Giảng viên bộ môn tham gia hợp tác hướng dẫn thực tập cho sinh viên nước ngoài ngành địa kỹ thuật (hình phải).
Hình 12. Một hình ảnh thú vị về sinh viên chuyên ngành Địa kỹ thuật và công trình ngầm. Nickname trên áo cầu thủ đều là các thuật ngữ đặc trưng cho chuyên ngành (hình trái); tập thể các thế hệ giảng viên và cán bộ giảng dạy thăm nhà của nhà bác học Lê Quý Đôn (hình phải).

Bộ môn Địa kỹ thuật

Khoa Công trình – Trường Đại học Thuỷ lợi. E-mail: [email protected]