169 Trang 8 vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu viết tắt Chữ viết đầy đủ ANN Mạng neural nhân tạo AUC Diện tích dưới đường cong đặc trưng máy thu BMA Phương pháp trung bình hóa mô hình the
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - ận Lu ĐÀO MINH ĐỨC án NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÀNH VÀ tiế n PHÁT TRIỂN MỘT SỐ KHỐI TRƯỢT LỚN Ở KHU VỰC sĩ MIỀN NÚI PHÍA BẮC (LẤY VÍ DỤ TẠI Y c họ HUYỆN XÍN MẦN, TỈNH HÀ GIANG) LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội - 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - ĐÀO MINH ĐỨC NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN MỘT SỐ KHỐI TRƯỢT LỚN Ở KHU VỰC Lu MIỀN NÚI PHÍA BẮC (LẤY VÍ DỤ TẠI ận HUYỆN XÍN MẦN, TỈNH HÀ GIANG) án n tiế Chuyên ngành: Địa chất học sĩ Y Mã số: 44 02 01 c họ LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS TS Đỗ Minh Đức PGS TSKH Vũ Cao Minh Hà Nội - 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng Các số liệu sử dụng phân tích luận án có nguồn gốc rõ ràng, trích dẫn theo quy định Các kết nghiên cứu luận án tơi tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn khu vực nghiên cứu Các kết chưa công bố nghiên cứu khác Nghiên cứu sinh ận Lu Đào Minh Đức án n tiế sĩ Y c họ ii LỜI CÁM ƠN Luận án hoàn thành Khoa Khoa học Trái đất, Học viện Khoa học Công nghệ với hướng dẫn khoa học GS TS Đỗ Minh Đức PGS TSKH Vũ Cao Minh NCS xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy tận tình hướng dẫn, động viên tạo điều kiện tốt cho NCS hồn thành luận án Trong q trình làm luận án, NCS ln nhận hỗ trợ nhiệt tình Ban lãnh đạo anh chị chuyên viên Học viện Khoa học Cơng nghệ Bên cạnh đó, NCS cịn nhận động viên, giúp đỡ góp ý tận tình chuyên môn Ban lãnh đạo, đồng nghiệp Viện Địa chất thầy cô bạn đồng nghiệp Lu Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tác giả xin chân thành cảm ơn ận giúp đỡ q báu án Trong q trình làm luận án, NCS nhận góp ý giá trị từ nhà khoa học: TS Trần Quốc Cường, TS Lương Đức Trọng, PGS TS Trần Thương tiế Bình, TS Phạm Văn Tiền, TS Nguyễn Thành Long, ThS Đỗ Minh Ngọc, ThS Đinh n Thị Quỳnh, ThS Đặng Thị Thùy, TS Dương Thị Toan … bạn đồng nghiệp sĩ khác Tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quí báu nhà khoa học Y Bên cạnh đó, để hồn thiện luận án mình, NCS nhận động viên c thời gian thực nghiên cứu họ hỗ trợ vô to lớn gia đình người thân chia sẻ khó khăn suốt iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CÁM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC HÌNH VẼ viii DANH MỤC BẢNG BIỂU xii MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ KHỐI TRƯỢT LỚN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM Lu 1.1 Trên giới .6 ận 1.1.1 Khái niệm phân loại KTL án 1.1.2 Đặc điểm KTL 1.1.2 Phương pháp khảo sát trạng 13 tiế 1.1.3 Thành lập đồ nguy hình thành 14 n 1.1.4 Phân tích mơ 17 sĩ 1.1.5 Quan trắc cảnh báo nguy dịch chuyển KTL 18 Y 1.1.6 Giải pháp phòng, chống giảm nhẹ thiệt hại 19 họ 1.2 Trong nước .20 c 1.2.1 Phương pháp khảo sát trượt đất, đá 20 1.2.2 Thành lập đồ nguy hình thành trượt đất đá 22 1.2.3 Phân tích ổn định KTL mơ hình số 23 1.2.4 Quan trắc cảnh báo sớm 24 1.3 Các vấn đề nghiên cứu 25 CHƯƠNG II CÁCH TIẾP CẬN VÀ HỆ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Cách tiếp cận 27 2.1.1 Tiếp cận phân tích hệ thống 27 2.1.2 Tiếp cận tích hợp chuỗi thời gian 30 2.1.3 Khung logic nghiên cứu KTL 31 2.2 Hệ phương pháp nghiên cứu 32 iv 2.2.1 Nhóm phương pháp khảo sát KTL 32 2.2.2 Nhóm phương pháp thống kê học máy 37 2.2.3 Nhóm phương pháp quan trắc KTL 43 2.2.4 Ứng dụng phần mềm mơ hình Địa kỹ thuật 46 CHƯƠNG III ĐẶC ĐIỂM CÁC KHỐI TRƯỢT LỚN Ở MIỀN NÚI PHÍA BẮC 48 3.1 Đặc điểm trạng trượt đất đá khu vực MNPB 48 3.2 Phân phối thống kê thể tích khối trượt MNPB 55 3.2.1 Phân phối thống kê thể tích 55 3.2.2 Giới hạn thể tích KTL MNPB 57 3.3 Đặc điểm hình thái khối trượt lớn 58 3.3.1 Đặc điểm hình học KTL 58 3.3.2 Đặc đểm mặt trượt 61 Lu 3.4 Các loại hình khối trượt lớn 68 ận 3.4.1 KTL dạng tịnh tiến 68 3.4.2 KTL dạng hỗn hợp 69 án 3.4.3 Diễn biến dịch chuyển KTL 69 tiế CHƯƠNG IV ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ HÌNH THÀNH KHỐI TRƯỢT LỚN Ở MIỀN n NÚI PHÍA BẮC 73 sĩ 4.1 Đặc điểm yếu tố ảnh hưởng đến hình thành KTL MNPB .73 Y 4.1.1 Yếu tố thạch học 73 họ 4.1.2 Yếu tố kiến tạo 76 c 4.1.3 Yếu tố vỏ phong hóa 78 4.1.4 Nhóm yếu tố địa hình 78 4.1.5 Nhóm yếu tố thủy văn 83 4.1.6 Nhóm yếu tố sử dụng đất 87 4.1.7 Yếu tố hoạt động người 88 4.2 Đánh giá tổng hợp tương quan thống kê yếu tố ảnh hưởng 89 4.2.1 Tương quan cặp đôi yếu tố ảnh hưởng 89 4.2.2 Tính đa cộng tuyến yếu tố ảnh hưởng 91 4.2.3 Lựa chọn yếu tố ảnh hưởng cho mô hình đánh giá nguy 91 4.3 Kết đánh giá nguy hình thành KTL 94 4.3.1 Đánh giá nguy hình thành KTL MNPB 94 4.3.2 Nhận định quy luật phân bố KTL MNPB 104 v CHƯƠNG V PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG LỰC HỌC KHỐI TRƯỢT LỚN KHU VỰC HUYỆN XÍN MẦN, TỈNH HÀ GIANG 107 5.1 Các biểu động lực học KTL 107 5.2 Hệ thống quan trắc trường KTL XM-HG .107 5.2.1 Quan trắc mưa 108 5.2.2 Quan trắc địa kỹ thuật 112 5.2.3 Quan trắc công nghệ radar giao thoa 115 5.3 Phân tích động học số KTL dựa vào kết quan trắc 116 5.3.1 Ảnh hưởng mưa dao động mực nước ngầm tới vận động KTL 116 5.3.2 Diễn biến dịch chuyển KTL 120 5.4 Phân tích động lực KTL dựa vào mơ hình Địa kỹ thuật 125 5.4.1 Phân tích ổn định KTL 125 Lu 5.4.2 Phân tích phạm vi ảnh hưởng KTL 128 ận 5.5 Giải pháp giảm thiểu tác động KTL 130 án 5.5.1 Nâng cao hiệu công tác khảo sát khả nhận diện KTL 130 5.5.2 Quy hoạch sử dụng đất khu vực nguy cao trượt khối lớn 133 tiế 5.5.3 Giải pháp quan trắc phục vụ cảnh báo sớm 135 n sĩ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 139 Y DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ LIÊN QUAN 141 họ TÀI LIỆU THAM KHẢO 142 c PHỤ LỤC 149 Phụ lục 1: Đặc điểm trạng số KTL MNPB NCS đo vẽ, khảo sát 149 Phụ lục 2: Bản đồ mức độ ảnh hưởng yếu tố đến hình thành KTL MNPB 163 Phụ lục 3: Tổng hợp đặc điểm động học KTL khu vực XM-HG .169 vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết đầy đủ Ký hiệu viết tắt ANN Mạng neural nhân tạo AUC Diện tích đường cong đặc trưng máy thu BMA Phương pháp trung bình hóa mơ hình theo Bayes CSDL Cơ sở liệu ĐCCT Địa chất cơng trình DEM Mơ hình số độ cao DTM Mơ hình số bề mặt FoS Hệ số ổn định sườn dốc GIS Hệ thống thông tin địa lý Hiệp hội Quốc tế Trượt đất đá (The International Lu ICL Chỉ số nhạy cảm trượt đất đá sĩ MNPB Khối trượt nhỏ nông n LSI Khối trượt lớn (nhấn mạnh mô tả đối tượng) tiế KTNN Cảm biến Inclinometer án KTL ận InCL Consortium on Landslides) Miền núi phía Bắc Những người khác c nnk họ Nghiên cứu sinh Y NCS PCTT Phòng chống thiên tai PIE Cảm biến piezometer PWP Áp lực nước lỗ rỗng ROC Đường cong đặc trưng máy thu SVM Máy vector hỗ trợ T-InSAR Radar giao thoa mặt đất độ tổng hợp TKL Trượt khối lớn (nhấn mạnh mô tả diễn biến) TWI Chỉ số mức độ ẩm địa hình UAV Thiết bị bay khơng người lái UBND Ủy ban nhân dân vii VIF Hệ số lạm phát phương sai VPH Vỏ phong hóa Vlog Logarit thể tích khối trượt XM-HG huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang Phạm vi ảnh hưởng c’ Lực dính có hiệu 𝜙’ Góc ma sát có hiệu đất ru Hệ số áp lực nước lỗ rỗng Sức kháng cắt đất r Sức kháng cắt dư đất 𝑢𝑎 Giá trị áp suất khơng khí lỗ rỗng 𝑢𝑤 Giá trị áp lực nước lỗ rỗng Lr Chiều dài khối trượt lớn Chiều rộng khối trượt lớn án Wr ận Lu Lf Chiều cao khối trượt lớn Vr Thể tích khối trượt lớn Dr Chiều sâu mặt trượt khối trượt lớn n sĩ Phương vị hướng dốc/Góc dốc Y 210/40 tiế Hr c họ viii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 Tính tích hợp liên ngành nghiên cứu trượt đất đá [5] .7 Hình Sơ đồ mô tả đặc điểm nhận diện chung KTL 10 Hình Các yếu tố hình thành thường sử dụng phân tích, đánh giá nguy hình thành trượt đất đá 11 Hình Ảnh chụp mặt trượt KTL Tsaoling –phía Tây Nam Đài Loan có chiều dài km, với trình mở rộng ghi nhận nhiều lần từ 1931 đến 2002 14 Hình Sơ đồ tổng hợp phương pháp đánh giá nguy trượt đất đá 15 Hình Sơ đồ minh họa phạm vi ảnh hưởng quan hệ hình học KTL 18 Hình Hệ thống quan trắc cơng nghệ T-InSar theo dõi KTL chân tu viện thánh Scholastica Subiaco, Italia 19 Hình Giải pháp nước bề mặt (a) sử dụng giếng đứng giảm áp lực nước (b) Lu KTL Nhật Bản .20 ận Hình Kết mơ tả phạm vi ảnh hưởng mơ hình số bề mặt KTL gây sóng thần sơng Trường Quảng Nam 22 án Hình Khung logic nghiên cứu hình thành phát triển KTL MNPB 33 tiế Hình 2 Quy trình thành lập mơ hình số bề mặt, ước lượng thể tích lập loại mặt cắt cho KTL 35 n sĩ Hình Sơ đồ cấu trúc tổng quát ANN phân tích nguy hình thành KTL 42 Hình Sơ đồ nguyên tắc lắp đặt thiết bị cảm biến thân KTL 44 Y họ Hình Sơ đồ bước mô phạm vi ảnh hưởng KTL phần mềm LS-Rapid 47 c Hình Sơ đồ trạng KTL khu vực MNPB đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000 52 Hình Sơ đồ trạng KTL trạm quan trắc trường huyện XM- HG 54 Hình 3 Mức độ biến động logarit thể tích điểm trượt đất đá theo địa phương MNPB 56 Hình Kết kiểm định luật phân phối thống kê logarit thể tích khối trượt theo biểu đồ Cullen & Frey .57 Hình Biểu đồ mật độ xác suất xuất trượt đất đá theo logarit thể tích khối trượt MNPB .58 Hình Vách trượt thứ cấp cắt ngang KTL thị trấn Bắc Yên, Sơn La có chiều cao 1,5m 59