Hệ thống shamen-net và ứng dụng quan trắc chuyển vị mái dốc dùng GPS

Bài viết giới thiệu hệ thống quan trắc chuyển vị liên tục theo thời gian thực, shamennet dùng GPS. Các kết luận sau được rút ra: (1) Hệ thống shamen-net cho phép quan trắc liên tục theo thời gian thực chuyển vị với độ chính xác cao và cung cấp các kết quả về chuyển vị theo thời gian, các vector chuyển vị; (2) Ứng dụng tại mái dốc đứng cho phép phát hiện xu thế dịch chuyển của mái dốc và yếu tố thúc đẩy quá trình trượt; (3) Dựa trên kết quả quan trắc liên tục, tiêu chí, biện pháp an toàn và giải pháp thoát nước ngang được đưa ra nhằm đảm bảo ổn định của mái dốc.

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 HỆ THỐNG SHAMEN-NET VÀ ỨNG DỤNG QUAN TRẮC CHUYỂN VỊ MÁI DỐC DÙNG GPS Nguyễn Trung Kiên Trường Đại học Thủy lợi, email: kiennt@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Quan trắc chuyển vị liên tục theo thời gian đóng vai trị quan trọng phân tích chế ổn định mái dốc phục vụ công tác cảnh báo sớm Các thiết bị quan trắc truyền thống gặp khó khăn việc quan trắc liên tục theo thời gian thực tự động Tuy nhiên, hệ thống định vị toàn cầu (GPS) đáp ứng tốt việc quan trắc tự động với độ xác cao tới milimet Hệ thống website phát triển để cung cấp kết quan trắc liên tục theo thời gian thực đến người dùng Bài báo giới thiệu hệ thống shamen-net phục vụ quan trắc liên tục theo thời gian thực dùng GPS Ứng dụng hệ thống vào quan trắc liên tục mái dốc đứng cho thấy hiệu hệ thống việc phát xu dịch chuyển đưa cảnh báo Từ đó, giải pháp phịng chống đưa dựa kết quan trắc phát triển Đại học Yamaguchi tập đoàn Kokusai Kogyo Co., Ltd (Hình 1) (Shimizu Matsuda, 2002; Iwasaki nnk, 2003) Hệ thống cho phép quan trắc theo thời gian thực chuyển vị theo phương với độ xác khoảng 2mm Kết quan trắc cung cấp cho người dùng theo thời gian thực qua website điện thoại thơng minh (Hình 2) Hệ thống cho phép tích hợp kết quan trắc thiết bị địa kỹ thuật khác như: đo giãn, đo nghiêng, đo mực nước ngầm, v.v HỆ THỐNG SHAMEN-NET Hình Hiển thị kết quan trắc điện thoại thông minh (Ảnh: Kokusai Kogyo Co Ltd.) ỨNG DỤNG TRONG QUAN TRẮC ỔN ĐỊNH MÁI DỐC Hình Sơ đồ hệ thống quan trắc Shamen-net (Shimizu nnk, 2006) Để phục vụ việc truyền dẫn, lưu trữ cung cấp kết đến người dùng, hệ thống quan trắc GPS có tên “shamen-net” 3.1 Mái dốc nghiên cứu Hiện nay, hệ thống Shamen-net lắp đặt phục vụ quan trắc cho 300 khu vực Nhật Bản, bao gồm: mái dốc, đập, sân bay, v.v Hình khu vực mái dốc đứng dọc theo đường quốc lộ 191, tỉnh Yamaguchi, Nhật Bản Do ổn định khoảng 30 năm gần đây, mái dốc quan 163 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 trắc liên tục theo thời gian thực dùng hệ thống Shamen-net từ năm 2013 Hai vị trí quan trắc G1, G2 lắp đặt sườn dốc Trạm sở đặt chân dốc Chênh cao trạm sở điểm quan trắc khoảng 100m, khoảng cách 200m đạt 196mm theo phương Bắc, 156mm theo phương Đông 94mm theo phương thẳng đứng tính đến cuối tháng Mặt khác, chuyển vị lớn khác xảy vào 23/10 mưa nhỏ với lượng 10mm/giờ Hình Khu vực quan trắc dùng Shamen-net (Ảnh: Google Earth) Hình Kết chuyển vị theo phương (Furuyama nnk, 2014) 3.2 Kết quan trắc Kết chuyển vị theo phương điểm G1, G2 trình bày Hình 4, Độ xác, ký hiệu thu khoảng 2mm theo phương ngang 4mm theo phương đứng Vận tốc dịch chuyển khoảng - 3mm/tháng ghi nhận điểm G1 mùa khô từ tháng đến tháng Khi lượng mưa vượt 30-45mm/giờ vào ngày 6/7, 28/7 23/8 mực nước ngầm ghi nhận giếng quan trắc lân cận dâng lên theo đó, chuyển vị tăng đến 43mm theo phương Bắc, 38mm theo phương Đông 8mm theo phương thẳng đứng từ tháng tháng sang tháng Mái dốc trở lên ổn định mưa lớn Tại điểm G2, chuyển vị tăng đến 24mm theo phương Bắc, 14mm theo phương Đông 54mm theo phương thẳng đứng khoảng từ cuối tháng đến đầu tháng Tuy nhiên, khơng có chuyển vị lớn ghi nhận G2 so với G1 Điều cho thấy phía bên phải mái dốc (vị trí G2) ổn định so với bên trái (vị trí G1) (a) Vector chuyển vị mặt Hình Kết chuyển vị theo phương G1 (Furuyama nnk, 2014) Mưa tiếp tục vài ngày với lượng mưa 30mm/giờ từ 31/8 Chuyển vị G1 lớn dần, 164 (b) Vector chuyển vị mặt cắt Hình Vector chuyển vị G1 G2 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 Hình thể vector chuyển vị mặt cắt mặt điểm quan trắc G1 G2 Hướng vector mặt mặt cắt gần trùng với hướng dốc bề mặt mái dốc Trên mặt cắt, phương vector chuyển vị G1 gần song song với phương mặt trượt, xu chuyển vị theo phương thẳng đứng chiếm ưu G2 Đây đặc trưng khối trượt, điểm nằm khối trượt gần vách trượt có xu hướng dịch chuyển theo phương thẳng đứng, điểm nằm bên có xu hướng dịch chuyển song song với bề mặt trượt Bảng Tiêu chí biện pháp an tồn (Furuyama nnk, 2014) Tiêu chí Biện pháp an toàn - Chuyển vị > 10mm/ngày Mức 2mm/giờ Đóng 1 đường - Lượng mưa liên tục > 100mm - Chuyển vị > 20mm/ngày Mức 4mm/giờ Đóng 2 đường - Lượng mưa liên tục > 200mm Bảng tiêu chí biện pháp an toàn dựa kết quan trắc chuyển vị liên tục Khi chuyển vị vượt 10mm/ngày 2mm/giờ lượng mưa liên tục vượt 100mm, đường đóng lại để đảm bảo an tồn Mặt khác, chuyển vị vượt 20mm/ngày 4mm/giờ lượng mưa Hình Giải pháp nước ngang liên tục lớn 200mm, hai đường đóng lại Bên cạnh đó, dựa mối liên quan lượng mưa dẫn tới mực nước ngầm dâng lên thúc đẩy q trình dịch chuyển, giếng nước ngang khoan vào bề mặt mái dốc nhằm thoát nước ngầm (Hình 7) KẾT LUẬN Bài báo giới thiệu hệ thống quan trắc chuyển vị liên tục theo thời gian thực, shamennet dùng GPS Các kết luận sau rút ra: (1) Hệ thống shamen-net cho phép quan trắc liên tục theo thời gian thực chuyển vị với độ xác cao cung cấp kết chuyển vị theo thời gian, vector chuyển vị; (2) Ứng dụng mái dốc đứng cho phép phát xu dịch chuyển mái dốc yếu tố thúc đẩy trình trượt; (3) Dựa kết quan trắc liên tục, tiêu chí, biện pháp an tồn giải pháp nước ngang đưa nhằm đảm bảo ổn định mái dốc TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Furuyama, Y., Nakashima, S., Shimizu, N 2014 Displacement monitoring using GPS for assessing stability of unstable steep slope by means of ISRM suggested method Proc 8th Asian Rock Mech Symp, Saporo, 1897-1904 [2] Iwasaki, T., Takechi, K., Takeishi, A., Masunari, T., Takechi, Y., and Shimizu, N 2003 Web-based displacement monitoring system using GPS for the maintenance of roadside slopes Proc 6th Intern Symp F Meas Geomech FMGM03, Oslo, 137-43 [3] Shimizu, N and Matsuda, H 2002 Practical applications of the Global Positioning System for the assessment of slope stability based on the Displacement Monitoring Approach Proc 3rd Korea-Japan Jt Symp Rock Eng ISRM Reg Symp, Seoul, 57-70 [4] Shimizu, N., Tayama, S., Hirano, H., Iwasaki, T 2006 Monitoring the ground stability of highway tunnels constructed in a landslide area using a web-based GPS displacement monitoring system Tunn Under Spac Tech 21 (2006) 266-267 165 ... xác cao cung cấp kết chuyển vị theo thời gian, vector chuyển vị; (2) Ứng dụng mái dốc ? ?ứng cho phép phát xu dịch chuyển mái dốc yếu tố thúc đẩy trình trượt; (3) Dựa kết quan trắc liên tục, tiêu... 978-604-82-5957-0 trắc liên tục theo thời gian thực dùng hệ thống Shamen-net từ năm 2013 Hai vị trí quan trắc G1, G2 lắp đặt sườn dốc Trạm sở đặt chân dốc Chênh cao trạm sở điểm quan trắc khoảng 100m,... thống quan trắc chuyển vị liên tục theo thời gian thực, shamennet dùng GPS Các kết luận sau rút ra: (1) Hệ thống shamen-net cho phép quan trắc liên tục theo thời gian thực chuyển vị với độ xác