Luận án tiến sĩ vật lý học: Nghiên cứu phát triển, áp dụng các phương pháp địa vật lý để phát hiện một số ẩn họa điển hình trong hệ thống đê, đập đất ở Việt Nam

DO ANH CHUNG

NGHIEN CUU PHAT TRIEN, AP DUNG CAC PHUONG PHAP

DIA VAT LY DE PHAT HIEN MOT SO AN HOA DIEN HINHTRONG HE THONG DE, DAP DAT O VIET NAM

LUAN AN TIEN SI VAT Li HOC

HÀ NỘI - 2023

ĐẠI HOC QUOC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

DO ANH CHUNG

NGHIEN CUU PHAT TRIEN, AP DUNG CAC PHUONG PHAP

DIA VAT LY DE PHAT HIEN MOT SO AN HỌA DIEN HÌNHTRONG HE THONG DE, DAP DAT O VIET NAM

Chuyén nganh: Vat ly dia cauMã số: 9440130.06

LUẬN ÁN TIEN SĨ VAT LÍ HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HỌC

HDC: PGS.TS Vũ Đức Minh Maw

HDP: PGS.TS Lé Viét Du Khuong

HÀ NOI - 2023

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi và dưới sự

hướng dẫn của tập thê cán bộ hướng dẫn khoa học Các số liệu và kết quả trình bàytrong luận án chưa từng được công bồ trong công trình nào khác.

Các số liệu, thông tin, minh chứng và so sánh kết quả từ các nguồn tài liệutham khảo chỉ phục vụ cho mục đích học thuật và đã được trích dẫn tài liệu theo

đúng quy định.

Tác giả

Đỗ Anh Chung

LOI CAM ON

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Vũ Đức Minh va PGS.TS Lê Viết DuKhương, vì nhờ sự hướng dẫn, chỉ bảo của các thầy tôi mới có thể hoàn thành các

nội dung nghiên cứu trong luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn phòng nghiên cứu ứng dung Dia Vật lý, Viện Sinhthái và Bảo vệ công trình đã hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong công tác cũng như quá trìnhthực hiện luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô, bạn bè đồng nghiệp trong Bộ môn Vậtlý Địa cầu, Khoa Vật lý, Phòng Đào tạo Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đạihọc Quốc gia Hà Nội đã hỗ trợ, giúp đỡ tôi quá trình thực hiện luận án.

Và cuối cùng, tat cả là dành cho gia đình của tôi, sự động viên, khích lệ của bố

mẹ, gia đình là lý do và là động lực giúp tôi thực hiện và hoàn thành mọi việc trongbản luận án này.

Tác gia

Đỗ Anh Chung

H

MỤC LỤC

LOI CAM ĐOAN 55 SE 211211211211211 2111111111121 211 111111110121 reu |LOL CAM 09077 -::Ö: iiDANH MỤC CÁC KY HIỆU VÀ CHU VIET TẮTT - 2 2 s+s++s++£z+zszzse2 3DANH MỤC CÁC BẢNG 5c s SE E121121111111121121121111111 11111111 re 4DANH MỤC CÁC HINH VE, ĐỎ THỊ, - 2 St E2 2112111111111 21121 cxe 5MO ĐẦU 2 21 21 E2122112112112211211211211211211 2101111121211 10CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE DE, DAP VA UNG DUNG CÁC PHƯƠNGPHAP DIA VAT LY DE KHAO SAT AN HOA TRONG DE DAP DAT 141.1 GIỚI THIEU VE DE, DAP ĐÁẤTT ¿5c se EEE2E12E2E1EE71E21E1 1.1 teC 141.1.1 Giới thiệu về đê - 2: 2¿+2x+22E92E1221122121122112712112211211211 21 cre 141.1.2 Giới thiệu về đập đất - ¿2+ 22222k22121127112212112211211211 21 cre 151.2 CÁC LOẠI AN HỌA TRONG DE DAP ĐẤTT -222s+cxczEzEzrxerxerex l6

1.2.1 Sự cố gây ra do dong thấm 2-2-5222 1212112212117 Eetxee 16

1.2.2 Sat, sập mái thượng lưu đập và mái đê phía sông - 17

1.2.3 Sự cố do nứt ngang đê, đập - - - S n S2 HH Hy h kp 181.2.4 Sự cố do nứt doc đê, đập -¿- ©2222 2212112212112 cty 181.2.5 Sự cố do mối và các sinh vật hại gây ra (hang rỗng trong thân) 191.2.6 Sự cố do “thoát không” dưới lớp bê tông lát mái - 2-2: 191.3 TINH HÌNH NGHIÊN CỨU PHÁT HIỆN CAC AN HỌA TRONG DE DAPDAT Ặ S2 S2 2 TỰ TH HE 2122121211111 2111121 eerre 201.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới - 2 22+ ++£++£x+zx+zE+rxsrxeex 20

1.3.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 2-2 + ++E+EE+ExtzEzEerxerxeee 28

KET LUẬN CHƯNG 2-2: 52+ 22EE2EEEEEEEE2E12E1271711211211 211712111 cre 30CHƯƠNG 2: NGHIÊN CUU PHAT TRIEN, CẢI TIỀN VÀ ÁP DỤNG CÁCPHƯƠNG PHÁP MỚI ĐỀ PHÁT HIỆN AN HỌA TRONG DE, DAP DAT 322.1 Cải tiễn phương pháp thăm đò điện da cực - 2-2 s+cx+cxezxzxssrxerxeres 322.1.1 Giới thiệu Phương pháp Thăm dò điện đa cực truyền thống 322.1.2 Giới thiệu phương pháp Do sâu điện cải tiến (1D) -5-: 342.1.3 Giới thiệu phương pháp Thăm do điện da cực cải tiến - 37

2.1.4 Thử nghiệm phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiễn trên mô hình lýthuyết và thực tẾ -¿- 5: Set k TxEE1211211011211 112111111 1101012111111 121 111k 48

2.2 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ÁP DUNG PHƯƠNG PHÁP NHIET HONGNGOẠI DE XÁC ĐỊNH “THOÁT KHONG” DƯỚI BÊ TÔNG 582.2.1 Đặt vấn đề ¿2s t2 2222121122112112110112112111121112121 011 re 582.2.2 Nguyên ly đo nhiệt độ bằng Hồng ngoại - - 2 2522x222 592.2.3 Lựa chon thiết bị đo Nhiệt hồng ngoại dé xác định “thoát không” 61

2.2.4 Xây dung mô hình vật ly đới “thoát không” và phương pháp đo 62

2.2.5 Kết quả thử nghiệm - 2-52 SE+SE2E2EEEEEEEEE12112112111111 1111111.65KET LUẬN CHƯNG 2 2: 2E 2E22EE9EEEEEE2E22127127171121121127121211 211 re 69CHƯƠNG 3: MOT SO KET QUA ÁP DỤNG THUC TE TREN DE ĐẬP 713.1 MOT SO KET QUA KHAO SAT THÁM TRONG DBE, ĐẬP 713.1.1 Nghiên cứu cải thiện khả năng tiếp dat occ esesesseseseeseeseeees 713.1.2 Nghiên cứu mô hình vùng thấm trong thân đê, đập . 773.1.3 Nghiên cứu mô hình đường thấm bão hoa - 2 2 + z+s+xetxeẻ 833.1.4 Khảo sát vùng thâm trong đập Đồng Đò 2 2¿ +¿2czccxzzzxere 893.1.5 Xác định đường thấm bão hòa trên đập chính Đồng M6 - 99

3.1.6 Khao sát, đánh giá hiện trạng đê oo ee ceeeceeeceeneceneeeseeeeeteeeeeeesees 108

3.2 KET QUÁ KHẢO SÁT THOÁT KHONG” BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆTHONG NGOẠI 5-52-5221 2E 2E22212712112112712712112112111171121121111121 11 xe 1133.2.1 Địa điểm và phương pháp khảo sát - 2-22 5¿22++2xz+£x+zxezzed 1143.2.2 Kết quả khảo sát ¿- c- s51 1 1 1E 1E 101121121121111110111111 11c, 1193.2.3 Bàn luận kết quả ¿- + ©+2E2E22E12E122121122127171711211211 2121 re 127KET LUẬN CHƯNG 3 -2- ¿SE 2E2EE2EE£EEEEE2E2211221271711211211 712121 xe 128KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 2: 5¿©52+SE+EE£EE2E2E1221271711211211211 2121 130DANH MỤC CONG TRINH KHOA HOC CUA TAC GIA LIEN QUAN DENLUẬN ÁN 55 2c 21 2122112212T1211 2211211 21111101211121101211211211 1e 133TÀI LIEU THAM KHẢO 2-2: ©52+S£+SE‡EE£EE2EE2EEEEEEEEE2E121171711221221 21 rxe 135A Tiếng Việt Nam 2-2-5 E22E1EEE221121121171711211211711121121111 11111 1 1e 135B Tiénng An 0177 138

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIET TAT

ID Một chiều2D Hai chiều

3D Ba chiêuĐC đối chứng

DSDCT Do sâu điện cải tiền

TDĐĐC Thăm dò điện đa cực

TDĐĐCCT Thăm dò điện đa cực cải tiễnĐTS Điện trở suất

ERT Chụp cắt lớp điện trở suat

ĐBH Đường bão hòa: là ranh giới phía trên của mực nước bão hòatrong thân đập

MNDBT Mực nước dâng bình thường

“thoát không” là hiện tượng đất đá bị lún dưới lớp bê tông tạo ra 1 khoảngkhông khí giữa đất lót và bê tông bên trên.

DANH MỤC CÁC BANG

Bang 2.1 Kích thước (tính ra mét) và hệ số hệ cực của phương pháp Do sâu đốixứng cải tiẾN -c- sSt E12112112111111211211211211211 111 1101121111111 110121 eey 35Bang 2.2 Tham số của hệ cực đo đối xứng cải tiến - 2: 252+5++Ecxcrxerxez 38Bang 2.3 Kết quả so sánh giữa kết quả đo và chuyên đổi 2-52-5252 cseẻ 48Bảng 3.1 Kết qua đo đường thấm bão hòa theo các ống pizomet đập chính ĐồngMô tại thời điểm khảo sát 222 te 101Bang 3.2 Đường thâm bão hòa trong thân đập chính Đồng Mô - 106Bảng 3.3 Kết quả so sánh xác định đường thấm bão hòa bằng pizomet va bằngphương pháp TDĐĐCCT tại đập chính Đồng Mô - 2-5252 2222225: 107Bang 3.4 So sánh kết quả đo sâu bằng phương pháp TDĐĐCCT và khoan địa chất

ỠịlíiiiđiẳiầaiaẳaiiiẳiẳiẳiẳẳiẳẳẳẳaẳaẳaẳaẳaidaaăáäÄõẮõä4ẢẢ4ẢÝẢ 113

DANH MỤC CÁC HÌNH VE, DO THỊ

Hình 1.1 Các loại đập đất đắp -5- 5s E1221211 2112111211211 erre l6

Hình 1.2 Hiện trạng đập bê tông Cửa Đạt -. L2 112122 12 x1 rrreg 19

Hình 1.3 Kết quả từ các phép đo điện trở suất tại Lövön - 2-2 2+se+se¿ 20Hình 1.4 Kết quả đo điện trường tự nhiên trên đập : -: 5+5 21

Hình 1.5 Giá tri do địa vat ly phía trái dap (A Soueid Ahmed, 2020) 22

Hình 1.6 Hình ảnh chụp bệnh nhân bị lao xương trước va sau khi điều trị 26Hình 1.7 Hình ảnh thiết bị đầu cuối - -ccc:c2vvttttktttrrrtttrrrtrtrrrrrrrrir 27Hình 1.8 Kết quả đo nhiệt hồng ngoại của cửa chính và cửa sô -: 27Hình 2.1 Bồ trí điện cực trong Thăm dò điện 2D - -. 25 +2 ++++essersseres 32

Hình 2.2 Các hệ cực do trong Thăm dò điện đa cực (2D) -. -<++s<<<s2 33

Hình 2.3 Sơ đồ hệ cực do sâu đối xứng cải tiến 2-22 ©5¿2c+c2zzvzxzsrxrre 35Hình 2.4 Nguyên tắc xây dựng hệ cực đo MC đối xứng 2-©5¿©5ccccs¿ 38Hình 2.5 Sơ đồ bồ trí điện cực và điểm ghi số liệu của phương pháp TDDDCCTvới hệ điện cực đa cực MC đối xứng cho 28 điện cực - ¿+ s-cccsscsseeesees 4IHình 2.6 Sơ đồ bố trí điện cực và điểm ghi số liệu của phương pháp TDDDCCT

với hệ điện cực da cực MC lưỡng cực cho 28 điện cực -c++<<++sxsss2 4I

Hình 2.7 Mô hình thử nghiệm via nằm ngang 2: 2 522+++zz+£xz+zxzz+ 51Hình 2.8 Kết quả thử nghiệm với hệ cực do MC đối xứng -2- 52 51Hinh 2.9 Két quả thử nghiệm với hệ cực do Lưỡng cực - ++ccc+<sssss+: 52Hình 2.10 Kết quả thử nghiệm với hệ cực do Wenner .¿ 5-5555 s+s<s<+2 52Hình 2.11 Mô hình thử nghiệm via nằm nghiêng 2- 22 5¿22++2S+2cxzz+ 52Hình 2.12 Kết qua thử nghiệm với hệ cực do MC đối xứng -: - 53Hình 2.13 Kết quả thử nghiệm với hệ cực do Lưỡng cực -ccsssc+ss+<+2 53Hinh 2.14 Két qua thử nghiệm với hệ cực do Wenner - 55s ss+css<s2 53

Hình 2.15 Mô hình thử nghiệm hỗn hop cccsceccseccssessseesesesesssesseseesessesesseseeseees 54

Hình 2.16 Kết quả thử nghiệm với hệ cực đo MC đối xứng 2-2 2se¿ 54Hình 2.17 Kết quả thử nghiệm với hệ cực đo Lưỡng cực -‹ -<-<-<<<+2 54Hình 2.18 Kết quả thử nghiệm với hệ cực do Wenner -c 525 c++<++ss<s2 55

Hình 2.19 Sơ đồ tuyến khảo sát ở hạ lưu đê Sen Chiều (K32+322-K32+512) 56

Hình 2.20 Kết quả khảo sát băng hệ cực đo MC đối xứng - 2-5255 seẻ 56Hình 2.21 Kết quả khảo sát bằng hệ cực đo Wenner 2- 22 2+2cz+2sz2cxc+2 57Hình 2.22 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Hỏa kế bức xạ toàn phần 60

Hình 2.23 Cấu tao và nguyên lý hoạt động của Hỏa kế quang học 61

Hình 2.24 Mô hình “thoát không” và vi trí các sensor nhiệt trong mô hình 63

Hình 2.25 Ví dụ sơ đồ bó trí các sensor nhiệt trên khu vực một “thoát không” 64

Hình 2.26 Sự thay đổi nhiệt độ các lớp bê tông trong ngày -. : 5:- 65Hình 2.27 Nhiệt độ lớp trên bê tông ở trong và ngoài “thoát không” 66

Hình 2.28 Chênh nhiệt độ lớp trên bê tông giữa vi trí trong và ngoai “thoát không”¬— Ầ 66

Hình 2.29 Nhiệt độ bề mặt bê tông đo băng phương pháp Nhiệt hồng ngoại tại cácthời điểm 11h (a), 13h (b) và 15h (c) trong ngày có nhiệt độ từ 26°C-349C 67

Hình 2.30 Kết qua đo nhiệt độ qua các “thoát không” tại thời điểm 9h43-9h45 67

Hình 2.31 Kết quả đo nhiệt độ qua các “thoát không” tại thời điểm 19h 68

Hình 3.1 Một số hình ảnh thử nghiệm - - 2: 2 2 +2 £+E££E£EE£EEEEEeEEeExrrerxee 71Hình 3.2 Kết quả thử nghiệm khi khoan không qua bê tông . : - 76

Hình 3.4 Kết quả thử nghiệm khi khoan qua lớp nhựa - 2-2 22 szszzs+76Hình 3.5 Kết qua thử nghiệm đo qua mái lát đá đổ 2 2s x+zz+zczz 76Hình 3.6 Mô hình vùng thấm 2-2 2 +EE£EE£EEE2EE2EEEEEEEEE2EE2E1211211211 1 cre.78Hình 3.7 Kết quả tính đối với mô hình vùng thấm cho hệ cực Lưỡng cực a - kếtquả tính thuận; b - kết quả giải ngược; c - mô hình tính thuận - 79

Hình 3.8 Kết quả tính đối với mô hình vùng thấm cho hệ cực Wenner a - kết quảtính thuận; b - kết quả giải ngược; c - mô hình tính thuận - -:++-++>+ 79Hình 3.9 Kết quả tính đối với mô hình vùng thấm cho hệ cực Wenner-Schlumberger (a) - kết quả tính thuận; (b) - kết quả giải ngược; (c) - mô hình tínhQUAI oo "“ - .1.5đúđ.2- 80Hình 3.10 Kết quả tinh đối với mô Hình vùng thấm cho hệ cực cải tiến: 80

Hình 3.11 Kết quả tinh cho mô hình ly thyét vùng thắm với h = 2,9 m 81

Hình 3.12 Kết qua tính cho mô hình vùng thấm với h = 3,6 m - 82

Hình 3.13.Hình 3.14.Hình 3.15.Hình 3.16.Hình 3.17.Hình 3.18.Hình 3.19.Hình 3.20.Hình 3.21.Hình 3.22.Hình 3.23.Hình 3.24.Hình 3.25.Hình 3.26.Hình 3.27.Hình 3.28.Hình 3.29.Hình 3.30.Hình 3.31.Hình 3.32.Hình 3.33.Hình 3.34.Hình 3.35.Hình 3.36.Hình 3.37.Hình 3.38.Hình 3.39.Hình 3.40.Hình 3.41.Hình 3.42.

Kết quả tinh cho mô hình vùng thấm với h = 4.2 m - 82

Mô hình được ngâm trong bề nước s- + s+++x+Ee+Eerxerxerxerxzes 84Một số hình anh thử nghiệm mô hình đường thâm bão hòa 84

Đồ thị biểu diễn giá tri DTS của mô hình khi chưa ngâm nước 85

Đồ thị biểu diễn giá tri DTS của mô hình 01 sau khi ngâm nước 85

Đồ thi biểu diễn giá tri DTS của mô hình 02 sau khi ngâm nước 86

Đồ thị biểu diễn giá trị DTS của mô hình 03 sau khi ngâm nước 86

Tính điểm uốn đường cong DTS trên ống l -¿-5¿- 87Tính điểm uốn đường cong DTS trên ống 2 -:-2- ¿555 88Tính điểm uốn đường cong DTS trên Ống 3 2-52 s+cs+se2 88Hién trang mat dinh dap Đồng 2 90

Hiện trạng mái đập hạ lưu Đồng 2 90Hiện trạng mái đập thượng lưu Đồng DO -2- 2 22+ 9]Sơ đồ các tuyến khảo sát đập Đồng Đò - 2: ©5cccccczxcrrrerseee 92Kết quả khảo sát tuyến dọc tim đập Đồng Do theo phương án 1 92

Kết quả khảo sát tuyến dọc tim đập Đồng Do theo phương án 2 93

Kết quả khảo sát tuyến giữa mai 1 đập Đồng Do theo phương án 1 93

Kết quả khảo sát tuyến giữa mái 1 đập Đồng Do theo phương án 2 94

Kết quả khảo sát tuyến giữa mái 2 đập Đồng Do theo phương án 1 94

Kết quả khảo sát tuyến giữa mái 2 đập Đồng Do phương án 2 95

Bình đồ khu vực thấm trên 1 a3 96

Các mặt cắt Địa chất và mặt cắt Địa chất - Địa Vật lý đập Đồng Đò 98

Sơ đồ các tuyến khảo sát tại pizomet A đập chính Đồng Mô 101

Kết quả mặt cắt điện 2D tuyến DMATI 2 22s+2++zzczzzzsze 102Đường cong giá trị DTS tại vị trí 54,5 m của tuyến DMATTI 102

Kết quả mặt cắt điện 2D tuyến DMAT2 - 2:22 5z+cx2zxccscee 102Đường cong giá tri DTS tại vị trí 54,5 m của tuyến DMAT2 103

Kết quả mặt cắt điện 2D tuyến DMA T3 2: 2 sex 103Đường cong giá trị DTS tại vị trí 54,5m của tuyến DMAT3 104Kết quả mặt cắt điện 2D tuyến DMA T4 2 2 s+2x+2zzzzzzxzei 104

Hình 3.43 Đường cong giá tri DTS tại vị trí 54,5 m của tuyến DMA T4 104Hình 3.44 Kết quả mặt cắt điện 2D tuyến DMATấ - 2 +22 105

Hình 3.45 Đường cong giá trị DTS tại vị trí 54,5 m của tuyến DMAT5 105Hình 3.46 Kết quả mặt cắt điện 2D tuyến ngang đập -2- 5z scsccseẻ 105Hình 3.47 Sơ đồ vị trí đường thấm bão hòa trên đập chính Đồng Mô xác định theo

Hình 3.54 Phan lớp theo tài liệu do sâu bằng phương pháp TDDDCCT 112

Hình 3.55 Đập Hua Khao - Tràng Định - Lạng Sơn - 5 55+ + ‡+<x+ss+2 114Hình 3.56 Hiện trạng đập Hua Khao - c2 22211313 ESEEsrErrrrrkirsrrrrkee 114Hình 3.57 VỊ trí đập thủy điện sesan 4 LG Sc S2 HH ve, 116

Hình 3.58 Khảo sat “thoát không” bằng phương pháp Nhiệt hồng ngoai 117Hình 3.59 Thiết bị chụp ảnh nhiệt SEEK REVEAL PRO . -5+s552 117Hình 3.60 Sơ đồ các tuyến khảo sát băng phương pháp Nhiệt hồng ngoai 118Hình 3.61 Khảo sát “thoát không” băng phương pháp Ra đa xuyên đất 119Hình 3.62 Sơ đồ các tuyến khảo sát bằng phương pháp Ra đa xuyên đất 119Hình 3.63 Kết quả khảo sát nhiệt trước mưa - 2-52 52+ ++£++£x+£x++Eezrxerxee 120Hình 3.64 Kết quả khảo sát nhiệt khi vừa mưa được ¿c5 ccs+ssssss+ 121Hình 3.65 Kết quả khảo sát nhiệt sau khi trời bắt dau tanh mưa 122Hình 3.66 Kết quả khảo sát nhiệt sau khi tanh mưa 1 giờ (A) và 3 giờ (B) 122

Hình 3.67 Kết quả kiểm tra “thoát không” bằng phương pháp Ra đa xuyên đất 123Hình 3.68 Sơ đồ vị trí dị thường phát hiện được trên đập Hua Khao 124

Hình 3.69 Kết quả khảo sát nhiệt tại vị trí “thoát không” vào các thời điểm 125Hình 3.70 Kết quả khảo sát nhiệt dọc theo mái đập - 5+ +sc<+<x>+x++ 126Hình 3.71 Kết quả kiểm tra “thoát không” bằng phương pháp Ra đa xuyên đất 126Hình 3.72 Sơ đồ vị trí dị thường phát hiện được trên đập Sê San 4 127

MỞ ĐẦU

Hiện nay, ở Việt Nam có khoảng 6.648 đập hồ chứa thủy lợi Trong đó khoảng

90% các đập đang vận hành là các đập vừa và nhỏ được xây dựng từ những năm

1960 - 1970 nên hầu hết các đập có hiện tượng thấm với mức độ khác nhau Cácđập không có hệ thống quan trắc đường thấm bão hòa trong thân đập Bên cạnh đó,hệ thống đê điều với hơn 7.000 km đê được dap từ thời phong kiến Các con đê chủyếu được đắp bằng đất tại chỗ trên nền đất không én định nên hiện tượng thấm và ròri qua thân và nền đê xây ra rất nhiều.

Các công trình thủy lợi nói chung, các đập đá đồ, bê tông bản mặt nói riêng,sau một thời gian sử dụng (hồ tích nước) thì thân đập có thé bị lún, chuyển vị;những lớp đất bên dưới bê tông bị xói mòn hoặc có hiện tượng mất tiếp xúc giữa

lớp bê tông bản mặt và phần còn lại của thân đập tạo nên một khoảng rỗng dưới bê

tông - gọi là hiện tượng “thoát không”.

Từ yêu cầu thực tế, chúng tôi đã nghiên cứu phát triển, cải tiến phương phápThăm dò điện đa cực nhằm xác định một cách chính xác các ân họa trong đê nóichung và các khu vực thấm, chiều sâu đường thấm bão hòa nói riêng Đây là hướngnghiên cứu mới và cần thiết.

Đề khắc phục hạn chế của phương pháp Ra đa xuyên đất trong bê tông, chúngtôi đã nghiên cứu đề xuất áp dụng phương pháp đo nhiệt bằng hồng ngoại (gọi tắt làphương pháp Nhiệt hồng ngoại) để xác định nhanh, cảnh báo những vị trí bị “thoátkhông” dưới lớp bê tông, từ đó kết hợp với phương pháp Ra đa xuyên đất dé đánh

giá chính xác vi trí “thoát không”.Mục tiêu của luận án

- Phát triển, cải tiến phương pháp Thăm dò điện đa cực nhằm nâng cao hiệu

quả trong việc xác định một số ấn họa trong thân đê đập đất.

- Nghiên cứu áp dụng phương pháp Nhiệt hồng ngoại dé xác định nhanh, cảnh

báo những khu vực bị “thoát không” trên đê đập.

10

Các nhiệm vụ của luận án

1 Phát triển, cải tiến phương pháp Thăm do điện đa cực trên co sở nghiên cứutích hợp phương pháp Thăm dò điện đa cực truyền thống và các phương pháp Do

sâu điện cải tiến (1D)

- Nghiên cứu chuyên đôi từ hệ cực đo cải tiến (hệ cực đo với tăng khoảng cáchcực theo hệ số log - 1D) sang hệ cực đo (2D) tăng khoảng cách cực một cách tuyếntính nhưng vẫn giữ được các tính chất của hệ cực đo cải tiến.

- Nghiên cứu chuyển đổi phương pháp đo đơn điểm đã cải tiến (1D) thànhphương pháp đo đa điểm (2D) giống như phương pháp Thăm dò điện đa cực truyềnthống Từ đó, xây dựng tập tin điều khiển và qui trình thiết kế khảo sát, thu thập dữ

- Xây dựng mô-đun xử lý, phân tích số liệu của phương pháp Thăm do điện đacực cải tiến trên cơ sở phát triển thuật toán xử ly của phương pháp Do sâu điện cảitiến (1D) có kết hợp với phần mềm EarthImager 2D của phương pháp Thăm dò điện

2 Nghiên cứu áp dụng phương pháp Nhiệt hồng ngoại để xác định nhanh,

cảnh báo những vi trí bị “thoát không” trên đê dap

- Tìm hiểu nguyên lý đo nhiệt độ bằng hồng ngoại

- Tìm hiểu thiết bi hồng ngoại đo nhiệt độ dé từ đó lựa chọn thiết bị ứng dụng

xác định “thoát không”.

- Xây dựng mô hình “thoát không” và phương pháp đo.

- Nghiên cứu thử nghiệm trên mô hình lý thuyết và thực tế để đánh giá khả

năng áp dụng của phương pháp.

II

- Ap dụng phương pháp dé xác định nhanh, cảnh báo những vị trí bị “thoátkhông” trên một số đập đất, kết hợp với phương pháp Ra đa xuyên đất dé đánh giá

chính xác vi trí “thoát không”.

Các kết quả mới

1 Phát triển, cải tiến và đề xuất được phương pháp Thăm dò điện đa cực mới,gọi là phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến (2D) trên cơ sở nghiên cứu tíchhợp những ưu điểm của phương pháp Thăm dò điện đa cực truyền thống và cácphương pháp Do sâu điện cải tiến (1D).

Các kết quả áp dụng phương pháp này để xác định vùng thấm trong đập ĐồngĐò, Sóc Sơn, Hà Nội; đường thấm bão hòa trên đập Đồng Mô, thị xã Sơn Tây, Hà

Nội và khảo sát hiện trạng trên đê hữu Hong, Thanh Trì, Hà Nội là mới, hiệu quả

hơn: tiết kiệm thời gian và chi phí thực địa nhưng thu nhận được nhiều hơn thôngtin về môi trường và kết quả tốt hơn.

2 Lần đầu tiên ở Việt Nam đã nghiên cứu áp dụng được phương pháp Nhiệthồng ngoại dé xác định nhanh, cảnh báo những vi trí bị “thoát không” trên đê đập.

Các kết quả áp dụng phương pháp trên đập Hua Khao, Tràng Định, Lạng Sơnvà đập thủy điện Sé San 4, la Grai, Gia Lai là mới, cho thấy rất có hiệu quả trongviệc cảnh báo được vi tri trong đối của “thoát không” một cách nhanh chóng mà lại

có ý nghĩa khoa học.

- Lần đầu tiên ở Việt Nam đã nghiên cứu áp dụng được phương pháp Nhiệthồng ngoại để xác định nhanh, cảnh báo vị trí bị “thoát không” trên đê đập, gópphan bổ sung vào hệ phương pháp Dia vật lý ứng dụng trong khảo sát đê đập Đây

là một đóng góp mới về mặt khoa học.

12

2 Ý nghĩa thực tế

- Ap dụng phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến dé phát hiện vùng thấm,đường thấm bão hòa trên đập và khảo sát hiện trạng trên đê ở Việt Nam có hiệu quảtốt hơn: thời gian thực địa ít hơn, kinh phí ít hơn và kết quả tốt hơn.

- Phương pháp Nhiệt hồng ngoại góp phần giải quyết nhanh vấn đề thực tế rấtlớn hiện nay là xác định nhanh, cảnh báo vi tri bị “thoát không” để xử lý hàng ngàn

các công trình thủy lợi đã được bê tông hóa.

Cấu trúc của luận án:

Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, phụ lục, luận án gồm có 3 chương

con đê đài, có con đê ngắn, có con đê lớn, có con đê nhỏ dé chống giữ nước lụt

trong vụ nước Ở Việt Nam việc đắp đê phô biến nhất dọc hai bên bờ sôngHồng, sông Lam, Ngoài con đê chính, lui vào sâu hơn trong đất liền có khi ngườidân còn đắp thêm những con đê phụ gọi là đê quai hoặc đê con trạch, phòng hờ đêchính vỡ thì còn cứu được phần nào ruộng xa sông khỏi bị lụt (Cửu Long Giang,Toan Ánh, 1969)

Từ khi chưa hình thành các triều đại phong kiến, các đê doc theo các con sônglớn chưa hình thành mà chỉ tồn tại dưới dạng các bờ bao, bờ vùng phục vụ cho việcchắn nước cục bộ trong phạm vi hẹp của các bộ lạc, bộ tộc Việc xây dựng hệ thống

đê trên các con sông lớn được manh nha ở Liên Lâm (nay thuộc Tiên Sơn), Long

Biên (bờ bắc Sông Đuống) Năm 824, chính quyền đô hộ nhà Đường dời phủ từLong Biên về huyện Tống Bình gần sông Tô Lịch và đắp một hệ thống thành gọi làLa Thành Năm 1077, nhà Lý cho đắp đê sông Như Nguyệt - sông Cầu dài 67.380bộ (khoảng 30 km) Năm Quý Mui (1103), triều Lý Nhân Tông năm thứ 32, mùaxuân tháng giêng, vua xuống chiếu cho trong và ngoài kinh thành đều phải đắp đêngăn nước lụt Tháng 3 năm Mậu Tý (1108), con đê đầu tiên của sông Hồng đượcđắp ở phường Cơ Xá có nhiệm vụ bảo vệ kinh thành Thăng Long (từ Nghi Tam đếnđầm Vạn Xoan - Thanh Trì) Vào thời nhà Trần, 1248, nước sông Hồng lên to, đêvỡ làm nội thành bị lụt lội Nhà vua ra lệnh cho các tỉnh ở hai bên sông Hong từ

14

thượng nguồn ra tới biển phải đắp đê phòng lũ Từ đó, việc đắp đê rất được chútrọng Ngoài các tuyến đê sông lớn như sông Hồng, các tuyến đê sông khác nhưsông Đuống, sông Đà, sông Day vẫn tiếp tục được xây dựng và nâng cấp déchống với các trận lũ lớn hàng năm Triều đình cũng cho phép các vương, hầu cóquyền chiêu tập những người nghèo khó, lưu lạc đi khai khan đất hoang dé mởmang thêm ruộng nương Có thể nói rằng hệ thống đê sông Hồng được hoàn chỉnhdưới thời vua Trần Thái Tông, cách nay hơn 750 năm (Trần Văn Tư, Đào Minh

Đức, 2010).

1.1.2 Giới thiệu về đập đất

Đập dat là một loại công trình chặn dong dé tích nước rat phố biến Nó thườngcó mặt ở các hệ thống đầu mối thủy lợi - thủy điện với chức năng tạo ra hồ chứa déđiều tiết chế độ dòng chảy tự nhiên của sông suối phục vụ các mục đích khác nhaunhư phát điện, chống lũ, cấp nước, tưới, v.v

Tính phố biến của đập đất là nhờ những ưu điểm sau đây:1) Có cấu tạo đơn giản nhưng rất phong phú;

2) Cho phép sử dụng các loại đất có san ở khu vực công trình;

3) Có thể xây dựng trên mọi loại nên và trong mọi điều kiện khí hậu;

4) Cho phép cơ giới hoá các công đoạn thi công từ khai thác vật liệu, chuyên

chở, dap, đầm nén, v.v ;

5) Làm việc tin cậy kế cả ở vùng có động dat.

Đập đất không cho phép nước tràn qua, do vậy còn gọi là đập khô Trườnghợp cá biệt, ví dụ đập rất thấp ở miền núi, có thể cho nước tràn qua khi tháo lũ,nhưng phải có các bộ phận gia cố mặt tràn dé chống xói lở, đồng thời mái đốc phải

6- Đập có màn chống thâm (Hình 1-1e).

đÌ MNDBT F e}

Hinh 1.1 Cac loai dap dat dap

a) Dap đồng chat; b) Đập không đồng chất; c) Dap có tường nghiêng bằng đất sét;

d) Đập có tường nghiêng không phải là đất; đ) Dap có lõi giữa bằng sét;e) Đập có màn chống thấm;

1- mái thượng lưu; 2- gia cô mái; 3- đính đập; 4- mái hạ lưu; 5- thân đập;

6- lăng trụ thoát nước; 7- đáy đập; 8- vùng chuyền tiếp; 9- khối trung tâm; 10- lớpbảo vệ; 11- tường nghiêng; 12- khối nêm thượng lưu; 13- lõi; 14- khối nêm hạ lưu;

15- màn chống thắm; MNDBT- Mực nước dâng bình thường; MNHL — Mực nướchạ lưu (Trịnh Trọng Hàn, 2009).

1.2 CÁC LOẠI AN HỌA TRONG DE DAP DAT

1.2.1 Sự cố gây ra do dòng thắm

Tham gây ra hư hỏng cục bộ trong đê, đập và nén là hiện tượng thường gặp ởphan lớn các đê, đập đất - đá đang hoạt động Chúng thuộc loại nguy cơ tiềm ân màvề lâu dai có thé dẫn đến sự cé vỡ đê, đập Sự phá hủy ngầm của thấm diễn ra ở bêntrong (không phát hiện được) một cách lặng lẽ, thường kéo dai trong nhiều năm nênkhi bùng phát ra sự cố thường rất khó khắc phục (Hoàng Xuân Hồng, 2009).

1.2.1.1 Sự cô thấm trong thân đê, đập

Sự cố thấm trong thân đê, đập bắt nguồn từ sự phát triển dong thấm chuyềndần sang sự hình thành dòng chảy tự do Chiu áp lực của cột nước thượng lưu, dòng

16

chảy này ngày càng tăng lên cả lưu lượng lẫn lưu tốc vì quá trình chảy luôn cuốntheo các thành phan hạt nhỏ làm cho đường chảy luôn mở rộng Sự phát trién đườngchảy gây sập lở vùng chuyền tiếp đắp bằng các vật liệu thô tạo nên các hang rỗng vàđến một thời điểm khi vận tốc, lưu lượng nước đủ mạnh thì phá vỡ cửa ra ở hạ lưu,

lấn dần vào thân đập Nếu không xử lý kịp thời có thể dẫn đến vỡ đập Tìm đượcnhững nhược điềm, khiếm khuyết trong cau tạo mặt cắt đập coi như là đã giải quyết

cơ bản được tai nạn thấm.

1.2.1.2 Sự cố thấm ở mang công trình

Khi trong đê, đập đất có bố tri công trình bê tông (cống, tràn, ) thì ở vị trítiếp giáp của công trình với dat đắp là nơi thường gây ra sự có về thấm Vùng tiếpgiáp này chỉ có thé ồn định khi van đề lún ở đây được khống chế chặt chẽ Cu thể làlún của công trình bê tông luôn nhỏ hơn rất nhiều so với lún của đập Điều này chophép tạo ra sự nén ép thường xuyên của đất đắp đập lên công trình bê tông, bù kínvà giảm thiểu bề rộng khe tiếp giáp.

1.2.1.3 Sự có thấm ở nên dé, đập

Sự cố thấm ở nền đê, đập chủ yếu do đánh giá sai dia chất nền đập; do biệnpháp thiết kế xử lý nền không đảm bảo chất lượng hoặc thi công xử lý không đúngthiết kế

1.2.1.4 Sự cô thắm qua bờ vai đập

Hiện tượng mat ồn định do thấm dẫn đến hư hỏng bờ vai đập thường xảy ra ởvùng bờ vai là đất có độ rỗng lớn, xốp và đất bụi có tính đính kết yếu, các đá nứt nẻlớn Xử lý tiếp giáp giữa đập đắp và đập bê tông với bờ vai không đúng cách cũngtạo ra sự cô này Thông thường, vùng tiếp giáp với vai đập đất đá đều được san bạtgiảm bớt độ dốc, đánh bậc rộng và xử lý chống thấm ăn sâu vào vai nhằm tạo rađường thấm vòng trên mặt bang đủ dài để gradien thắm trong đất và cửa ra nhỏ hon

gradien cho phép.

1.2.2 Sat, sập mái thượng lưu đập và mái dé phía sông

Hiện tượng rút nước nhanh không kiểm soát trong thời kỳ hồ đầy nước là nguycơ gây sập mái (trượt mái) nguy hiểm nhất Hậu quả rút nước nhanh đã làm cho

17

cung trượt nặng thêm (do bị bão hòa), trong cung trượt xuất hiện dong thâm chảy vềmái (thượng lưu) kéo cung trượt đi xuống Dưới tác dụng của 2 loại lực gia tăng nóitrên nếu không tính trước có thé dẫn đến hiện tượng sập mái.

1.2.3 Sự cố do nứt ngang dé, đập

Nứt ngang đập là sự cố thuộc dạng nguy hiểm, khó xử lý, đặc biệt ở nhữngđập có chiều cao lớn Hiện tượng này cũng đã từng xảy ra ở Việt Nam Nguyênnhân thiết kế dé xảy ra tình trạng nứt ngang đập nam ở phan tô chức mặt bằng nềnđập Thông thường, trên tuyến đập, cao độ ở vùng lòng dẫn chính thường ở thấphơn rất nhiều so với các cao độ ở thềm Nhiều khi thân và lòng sông chuyên tiếpbằng một bậc thụt thăng đứng Chiều cao đập ở lòng sông và thềm chênh nhau lớnthì kết quả lún ở 2 vị trí này cũng vậy Nếu không cải tạo mặt bằng bờ tiếp giáp thìvề lâu dài ở vị trí này sẽ phát sinh các vết nứt ngang đập, hình thành những vết nứt

cắt ngang toan mặt cắt đập Tương tự, trình tự triển khai thời gian giữa 2 khối dap décách nhau quá xa, tại vùng tiếp giáp ở hai phía cũng gây ra sự khác biệt về lún dẫnđến nứt ngang đập Các vệt nứt này có thé không sâu nhưng cũng dé lại một khiếmkhuyết có thé tạo ra sự cô.

1.2.4 Sự có do nứt dọc đê, đập

Trong xây dựng, nhiều khi cũng gặp các vết nứt dọc đập Nguyên nhân gâynứt van là tình trạng ôn định của cung trượt thấp Trong các đập phân khối, khi bốtrí lăng trụ chống thấm nằm doc mái thượng lưu nền không kiểm soát cần than cóthể phát sinh hiện tượng trượt theo mặt tiếp xúc giữa 2 khối mà không phải trượttheo cung tràn như thường dùng trong tính ồn định mái Giảm thiêu sự cỗ đập cănbản và hiệu quả nhất vẫn là tiếp tục nâng cao năng lực khảo sát thiết kế Cần sớmhoàn thiện, nâng cao công nghệ bằng cách định ra những bài toán trực tiếp liên quanđến an toàn đập và phải xem đó là một thành phần trong đồ án khảo sát thiết kếcông trình Cần có kinh phí để chủ đập cùng tư vấn thiết kế có điều kiện theo dõi,đánh giá diễn biến của công trình sau xây dựng, có thêm tư liệu nâng cao chất lượng

kỹ thuật

18

1.2.5 Sự cố do mối và các sinh vật hại gây ra (hang rỗng trong thân)

Mối là một nhóm các loài côn trùng xã hội Các cá thể trong một đàn sốngquan tu trong một tô Tổ của nhiều loài là các khoang rỗng lớn trong lòng đất,đường kính khoang tô có thé tới hàng mét Một tô có thé có tới hàng trăm khoang,hàng trăm hang giao thông đi ra từ các khoang tổ, tổng thể tích rỗng của một tổ mốicó thé tới vài chục mét khối Chính thể tích rỗng của tổ mối là nguyên nhân gây táchại đối với các công trình thủy lợi bằng đất, vào mùa lũ nước chảy qua thân đê, thânvà nền đập theo hệ thống rỗng của tổ mối đã gây ra hàng chục vụ vỡ đê, đập, hàngtrăm vụ sự có rò rỉ trên thân đê đập.

1.2.6 Sự cố do “thoát không” dưới lớp bê tông lát mái

Hiện nay, trên Thế giới, đập đá đồ có bê tông ban mặt (Concrete Face RockfillDam - CFRD) là kết cau đập đang được ứng dụng phô biến Đây là loại đập có tínhan toàn cao, không kén chọn điều kiện địa hình địa chất, có thé thi công ở mọi điềukiện thời tiết, tận dung được tối đa các loại đá thải loại đào từ hỗ móng tràn hoặcđường hầm tháo lũ, mang lại hiệu

quả lớn về kinh tế và kỹ thuật.

Trong thời gian qua, ở Việt

Nam đã xây dựng một số công trình

thủy lợi có ứng dụng công nghệ nay |

như đập bê tông đầm lăn Sơn La, đậpđá đồ có bê tông bản mặt Cửa Đạt -

Thanh Hóa (Hình 1.2)

Ngoài ra, các đập thủy lợi cũng

như các đập thủy điện ở Việt Nam, mặt thượng lưu thường được lát đê tông mặt détránh xói, sat mặt đập do sóng và dé chéng tham cho dap.

Trong thực tế, khi các đập này được đưa vao sử dụng, nhất là các đập có chiềucao lớn thường có sự biến dạng của thân đập như lún, chuyển vị Mặt khác, bêtông bản mặt là loại vật liệu cứng nên không thể uốn theo sự biến dạng của mặtthượng lưu, của thân đập, dẫn đến hiện tượng mất tiếp xúc giữa bê tông ban mặt va

19

phần còn lại của thân đập tạo ra “thoát không” Dưới tác dụng của trọng lực bảnthân lớp bê tông và nhất là áp lực nước, lớp bê tông bản mặt dễ bị nứt nẻ dẫn đến ròrỉ, thâm lậu nước qua thân đập.

Trong khuôn khổ luận án này, tác giả chỉ tập trung vào nghiên cứu khảo sát 02đối tượng chính là các sự cô do dòng thấm gây ra trên đê, đập đất và các sự cố“thoát không” dưới lớp bê tông trong công trình thủy lợi Đây là các sự cố xây rathường xuyên, phô biến và điển hình với các đê, đập đất, sự ảnh hưởng của chúngđối với các công trình đê, đập là rất lớn và có thê xây ra bất cứ lúc nào.

1.3 TINH HÌNH NGHIÊN CỨU PHÁT HIỆN CAC AN HỌA TRONG DE

(Johansson Sam, Torleif Dahlin, 1996)

* Năm 1996 các nha địa vật lý đã sử dung các phép đo điện trở suất trên đậpđắp nhằm phát triển các phương pháp không phá hủy để giám sát thấm JohanssonSam đã tiến hành do lặp trên đập băng hệ cực Wenner với khoảng thời gian đo lặptừ 1 đến 3 tháng (Johansson Sam, Torleif Dahlin, 1996) Kết quả cho thay sự phùhợp giữa phép đo điện trở và dong thấm Tuy nhiên, nếu phép đo điện trở suất đượcthực hiện trong một lần duy nhất, thì kết quả phải được giải thích một cách cần thận

20

vì kết quả là không đầy đủ nêu không có sự thay đổi về thời gian và thậm chí có thégây hiểu lầm Sự thay đổi điện trở suất phụ thuộc chủ yếu vào sự thấm thông qua

đập, do đó có thể được định lượng trên toàn bộ đập Các khu vực có rò rỉ bất thường

sau đó có thê được khoanh vùng (Hình 1.3).

Năm 1993 các nhà địa vật lý đã tiến hành xác định dòng thấm trên đập bằng

phương pháp điện trường tự nhiên (N.H Al-Saigh và các cộng sự, 1994) Các tacgiả đã đo điện trường thiên nhiên trên toàn bộ mặt 1 con đập đang có hiện tượng rò

rỉ trên mặt Kết quả đã xác định được vi trí thoát nước ra ngoài tại vi trí I va II và 2vị trí có sự biến đổi về trường điện tự nhiên lớn (Hình 1.4) Tuy nhiên, với phươngnày chỉ có thê chỉ ra được vị trí thoát nước ra ngoài (hạ lưu của đập) chứ không xácđịnh được vị trí đầu nguồn của dòng thấm dé có thé xử lý dòng thấm này Vì thế ýnghĩ thực tế của phương pháp không cao

Hinh 1.4 Két qua do điện trường tự nhiên trên đập

(N.H Al-Saigh và các cộng sự, 1994)

Sau đó nhiều nhà địa vật lý đã kết hợp giữa phương pháp điện trường tự nhiên(SP) và phương pháp điện trở để xác định dòng thấm trên đập (A Soueid Ahmed,2020) A Soueid Ahmed đã tiễn hành đo thử nghiệm trên 1 dòng thấm từ thượnglưu đến hạ lưu Kết quả cho thấy tại vùng thấm cho giá trị điện trở suất thấp và giátrị điện trường tự nhiên cao hơn từ + 30 đến +35 mV (Hình 1.5) Từ kết quả cho

21

thấy khi kết hợp giữa hai phương pháp có thé xác định được đường thấm của đập.

Tuy nhiên, tác giả cũng không xác định được chiêu sâu của dòng thâm.

Hinh 1.5 Gia tri do dia vat ly phia trai dap (A Soueid Ahmed, 2020)

a Giá tri điện trở suất; b Khu vực thấm.

Các phương pháp khảo sát địa vật lý đã được áp dụng rộng rãi như một yếu tốchính đề điều tra tình trạng của vật liệu lõi, xác định các khu vực xảy ra rò ri và xácđịnh các con đường rò rỉ (Panthulu et al., 2001) Đánh giá đập và kè hồ chứa bắt đầuvào cuối những năm 1990 (Song et al., 1999) Theo các kết quả được báo cáo trướcđây, các dạng thấm ở hầu hết các vị trí đập có thé được phân loại thành thấm quamồ, bản thân tường đập và nền của nó (Song et al., 2005, Park et al., 2005) Điềukiện nền đất và các đặc điểm địa chất của khu vực đập ảnh hưởng lớn đến lượng

nước thâm và các ảnh hưởng liên quan của nó Xói mòn bên trong là nguyên nhân

Electrical resistivity (Ohm mì}

chính gây ra sự cô vỡ thành hồ chứa Do đó, các phương pháp giám sát thâm vàphát hiện xói mòn bên trong là rất cần thiết cho việc đánh giá an toàn của các đập vàkè đắp bằng đất (Johansson, 1994).

Các tác giả đã thực hiện phương pháp điện trở dé xác định các đường rò ri quacác đập đắp đất Một số lượng lớn các thí nghiệm hiện trường bao gồm thí nghiệmxuyên tiêu chuẩn và thí nghiệm thấm tại chỗ đã được thực hiện dọc theo các lỗkhoan Kết quả khảo sát điện trở suất và kiểm tra lỗ khoan được giải thích cùngnhau cho vật liệu lõi của đập đất so với tình trạng thấm hoặc rò ri, mỗi quan hệ giữahai đặc tính này cho thấy hầu hết các vị trí đập đều nằm trong vùng có hàm lượng

sét thấp trùng với vị trí thắm và tỏ ri.

Van đề phô biến nhất trong các đập đất là thâm bat thường hoặc rò ri quá mứcso với thiết kế Sự thấm bình thường qua thân đập đất được tính đến và được thoátnước bởi các bộ lọc đã được thiết kế Tuy nhiên, sự thấm bat thường phát triển cácđường dẫn dòng chảy trong thân đập (Lee et al., 2005) Xử lý thiếu cân trọng vớimột thấm bat thường có thé dẫn đến vỡ đập (Malkawi, A I H., Al-Sheriadeh, M.,2000) Do đó, thắm trong một đập đất nên được kiểm soát tốt để duy trì sự ôn định

của đập.

Chụp cắt lớp điện trở suất (ERT) và phương pháp Điện trường tự nhiên ngàycàng được áp dụng cho việc điều tra thấm và kiểm soát trạng thái đập (Abuzeid,

1994; Okko et al., 1994; Panthulu et al., 2001; Karastathis et al., 2002; Kim et al.,

2007) Su thay đổi độ 4m của đất đi kèm với su thấm bat thường Trong một điềukiện địa chất nhất định, điện trở suất mặt đất nhạy cảm với các đặc tính vật lý thủyvăn khác nhau ERT cung cấp hình ảnh điện trở suất bề mặt 2D hoặc thậm chí 3D.

Các phép đo lặp có thé tăng cường hơn nữa khả năng của nó dé phát hiện các dithường thấm (Johansson Sam, Dahlin Torleif , 1996; SJödahl et al., 2010), do đó,

ERT là một trong những phương pháp dia vat lý chính dé hỗ trợ chan đoán van dérò rỉ Các bất thường điện trở suất đến một mức độ nào đó sẽ được phát hiện bởiERT Tuy nhiên, thường những bất thường này đại diện cho những gì và ý nghĩacủa chúng không rõ ràng Hầu hết các nghiên cứu điển hình cho thấy kết quả thửnghiệm để hỗ trợ một cách định tính những gì đã biết hoặc đưa ra suy đoán mà

23

không cần kiểm tra hoặc xác minh chuyên sâu Mặc dù đã có tiến bộ đáng kể,

phương pháp này vẫn chưa hoàn toàn thích ứng với thực tiễn công nghiệp tiêu

chuẩn Hơn nữa, điều kiện thi công các tuyến ERT trên đập thường rất khó khăn nênđây có thể cũng là một yếu tố phức tạp trong quá trình đánh giá (Sjödahl et al.,

2006; Kim et al., 2007).

Chụp cắt lớp điện trở suất ngày càng được sử dung dé điều tra thâm Nghiêncứu này đã được chứng minh qua việc sử dụng ERT và đánh giá hiệu suất của ERTtrong việc điều tra thâm bình thường tại đập đất Hsin-Shan, Dai Loan (Chih-PingLin et al., 2014) Kết quả khảo sát 2D ERT được triển khai tại đỉnh đập và mái hạlưu cho thấy có thể có các đường đi ngầm của dị thường thấm Nhưng việc giảithích chỉ riêng giá trị điện trở suất là thách thức vi sự thay đổi của các điều kiện vậtlý thủy văn va địa lý có thé cùng tồn tại Các phép đo định kỳ được thu thập thêmtrên mái hạ lưu Khi mối quan hệ giữa điện trở suất và yếu tô thủy văn được phântích định lượng, các phân tích liên tiếp có thé cung cấp thêm thông tin về cơ chế batthường dòng thấm Việc tích hợp thăm dò ERT với các phép đo lặp ERT và dữ liệu

giám sát địa kỹ thuật đã được thực hiện dé hiểu rõ hơn cơ chế thấm.

Việc giải thích dữ liệu địa vật lý cho thấy có khả năng cao là đường ống thoátnước hoạt động bị rò rỉ gây ra dòng thấm Tham thân đập được giải thích bằng đặctrưng của đị thường điện trở thấp trên tuyến ERT, sự bất thường về khả năng sạccao trên giá trị phân cực kích thích phù hợp với sự hiện diện của đất sét thấm; Dịthường SP âm nổi bật phù hợp với dòng chảy ra ngoài lớn hơn môi trường xung

Đường thấm qua vai đập được đặc trưng bởi vùng điện trở thấp do sự thấmnước qua đất và đá; hệ số phân cực kích thích thấp trên tuyến phù hợp với thắm qua

các con đường thâm tương đối không có đất sét.

Các phương pháp địa vật lý đã đóng góp to lớn vào việc giám sát các vết thắmxung quanh các con đập (Adagunodo et al., 2013) và cần chú ý nhiều hơn đến cácứng dụng của nó trong các nghiên cứu môi trường Thông tin địa chất có được mộtcách nhanh chóng và hiệu quả về chỉ phí của một khu vực rộng lớn được thực hiện

nhờ các ứng dụng của phương pháp địa vật lý (Telford et al., 1976).

24

Sự phù hợp của các phương pháp địa vật ly trong việc khảo sát thấm trong đậpđất đã được xác định trong một số công trình Phương pháp chụp cắt lớp điện trở

suất đã được áp dụng dé điều tra thấm, kiểm soát độ ôn định của đập và công trình

(Okko et al., 1994; Turkmen et al., 2002; Lim et al., 2004; Sjodahl et al., 2005; Kim

et al., 2007; Cho, Yeom, 2007; Adagunodo et al., 2013) Đối với các phép đo lặptheo thời gian, các phép đo định kỳ được thu thập ở phía hạ lưu Kết quả ERT đượckết hợp với dữ liệu địa kỹ thuật dé chỉ ra rõ rang cơ chế của sự thấm bất thường Sự

bat thuong về thấm có thé được phát hiện hiệu quả hơn nữa băng cách đo lặp theo

thời gian (Johansson, Dahlin, 1996; SJödahl et al., 2010) Ani và Arewa năm 2013

đã sử dụng chụp cắt lớp điện trở suất 2D để có được hình anh các kênh thấm nghingờ trong một đập đất ở Zaria, Nigeria (Ani D Chinedul, Arewa J Ogah, 2013).Phương pháp này được sử dung dé chân đoán sự thay đôi về thể tích khu vực thâmtrong dap cho du đó là kết quả của sự thấm bat thường ở bề mặt hay chi do tác độngtheo mùa Các vùng có giá trị điện trở suất tương đối đồng nhất đã được xác định từdữ liệu thu được Kết quả cho thấy rằng các vùng có điện trở suất thấp trong lớp đágốc đại diện cho các đường thấm có thé xảy ra Do đó, phương pháp địa vật lý đãđược sử dụng thành công dé phát hiện và lập bản đồ các đường thấm trong lớp nềncủa đập đất (Ani D Chinedul, Arewa J Ogah, 2013).

Walid Al-fares, 2014 đã thực hiện khảo sát liên quan đến các phương pháp địavật lý khác nhau như điện từ siêu âm (EM) và ERT đề xác định và phân biệt nguyênnhân của van đề thất thoát nước trong đập Afamia B nam ở AI - Lưu vực Ghab ởSyria (Walid Al-Fares, 2014) Ông lưu ý rằng kỹ thuật ERT hiệu quả hơn và thuậntiện hơn trong việc phát hiện các van đề thấm nước và rò ri qua các lớp nền Kết quatong hợp của các phương pháp cho thấy một số cấu trúc địa chất có tac động bat lợimà cuối cùng có thể dẫn đến rò ri ở nền đập Sự thấm dọc trong đập sau đó đượcphát hiện là nguyên nhân chính gây ra sự cố thấm.

* Bức xạ hồng ngoại (IR) đã được William Herschel phát hiện vào năm 1800

và sau khi Thomas Johann Seebeck phát hiện ra hiệu ứng nhiệt điện vào năm 1821,

các nhà khoa học đã liên tục bận tâm đến việc đo bức xạ sóng đải này với sự trợ

giúp của cặp nhiệt điện (Raluca Plesu, Gabriel Teodoriu, George Taranu, 2012).

25

Nhiệt kế hồng ngoại là một công nghệ điều tra không phá hủy Nó đã được sửdụng dé kiểm tra và chân đoán các tòa nhà, cấu trúc và rất có thé là đi sản văn hóa.Nó đã chứng tỏ mình là một phương pháp hiệu quả, thuận tiện và tiết kiệm được sử

dụng trong lĩnh vực bảo tồn để phát hiện các đặc điểm ấn của cấu trúc (các hìnhthức tồn tại từ trước, thay đôi cau trúc, bat thường cầu trúc), dé hiển thị hình thái,để đánh giá hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí, để phát hiện sựxuống cấp (vết nứt), xác định các nguồn rò ri không khí, để xác định tốn thất nhiệt,lập bản đồ độ âm, cách nhiệt và đánh giá phương pháp xử lý bảo tồn (Raluca

Plesu, Gabriel Teodoriu, George Tăranu, 2012).

Phương pháp Nhiệt hồng ngoại đã được ứng dụng trong đó có lĩnh vực y học.Hình 1.6 là kết quả chụp ảnh hồng ngoại của 1 người bị lao xương cho thấy nhiệt độchân trái trước khi điều trị cao hơn so với chân phải và sau khi điều trị thì nhiệt độ 2chân gần như nhau.

Phương pháp Nhiệt hồng ngoại dùng dé theo đõi máy móc, thiết bị dùng nhiệtcho thấy nhiệt độ cao ở cực bên phải nơi tiếp xúc bị cháy (Hình 1.7).

26

Hình 1.8 Kết quả đo nhiệt hồng ngoại của cửa chính và cửa số

Ngoài ra phương pháp Nhiệt hồng ngoại cũng sử dụng để giám sát các côngtrình xây dựng, với phương pháp hồng ngoại có thé đánh giá nhanh mức độ thiệt hạicủa công trình Năm 2016, Liu Qiang et al đã sử dụng máy ảnh nhiệt hồng ngoại dékiểm tra độ kín của điều hòa không khí và ống thông gió (Liu Qiang et al., 2016).

Trong điều kiện nhiệt độ 70°c, thông qua việc phân tích hình ảnh tia hồng ngoại củađường ống có lỗi cho thấy có sự chênh lệch nhiệt độ với giá trị lớn hơn 0,8°C Vì

27

vậy, có thể xác định lỗi của đường ống dẫn dựa theo nhiệt độ ở nơi có lỗi có sự khácbiệt với các khu vực lân cận về nhiệt độ là lớn hơn 0,89C.

Phương pháp Nhiệt hồng ngoại đã được áp dụng trong nhiều ngành từ quân

SỰ, y tế, xây dựng, năng lượng và cho hiệu quả tốt Tuy nhiên, đến hiện nay chưa có

nghiên cứu cụ thé nào của phương pháp Nhiệt hồng ngoại áp dụng trong lĩnh vực

xác định “thoát không”.

1.3.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Năm 1984, Lâm Quang Thiệp và Lê Viết Dư Khương đã đề xuất các phươngpháp đo sâu và mặt cắt điện bằng thiêt bị đối xứng và lưỡng cực hợp nhất (LâmQuang Thiệp và Lê Viết Dư Khương, 1984), đồng thời cũng công bố phương phápmới dé thu đường cong đo sâu điện có độ sâu nghiên cứu lớn và khả năng phân giảicao: Phương pháp lưỡng cực hai thành phần hợp nhất (Lê Viết Dư Khương và Lâm

Quang Thiệp, 1984).

Năm 1995 các tác giả Trần Cánh, Đinh Văn Toàn, Andreas Weller, Đoản VănTuyến, Trịnh Việt Bắc, Phan Thị Kim Văn, Ngô Quốc Dũng đã tiến hành thửnghiệm các phương pháp địa vật lý để xác định các ân họa trong thân đê tại Hà Nội

(Trần Cánh và nnk, 1995) Năm 1998 Lâm quang Thiệp va nnk đã đánh giá hiệuquả của các phương pháp địa vật lý để nghiên cứu nền đê (Lâm Quang Thiệp và

nnk, 1998) Năm 1998 Nguyễn Văn Giảng và các công sự đã nghiên cứu ứng dung

công nghệ rada dat, xây dựng một số mặt cắt cấu trúc hiện trạng cho 5 km đê sông

Hồng Các tác giả cũng đã xác định được một số đoạn đê sung yếu có nhiều dịthường và kiến nghị giải pháp xử lý (Nguyễn Văn Giảng và nnk, 1998) Năm 1999Nguyễn văn Giảng và cộng sự đã ứng dụng công nghệ Ra đa xuyên đất để đánh giáhiện trạng mang cống của 19 cống dưới đê tỉnh Hà Nam (Nguyễn Văn Giảng,

1999) Năm 2000 Đoàn Văn Tuyền, Trần Cánh và Weller đã tiến hành điều tra địa

vật lý qua các mùa trên sông Hồng tại tỉnh Thái Bình, Việt Nam (Van Tuyen D et

all, 2000) Năm 2002, Trần Cánh, Đoàn Văn Tuyến, Andreas Welier, Sabine

Preusse đã sử dung phương pháp điện đa cực dé thử nghiệm phat hiện ân hoa trênđê (Trần Cánh và nnk, 2002) Cũng trong năm 2002 Trịnh Văn Hạnh, Ngô Trí Côi,Đỗ Anh Chung tiễn hành ứng dụng rada địa thám dé xác định các ấn họa trong thân

28

đê, đập (Trịnh Văn Hạnh, Ngô Trí côi, 2002) Năm 2004, Phạm Văn Động, Đỗ Anh

Chung, Nguyễn Văn Lợi khảo sát điều tra thấm và ân họa trên đê và đập (PhạmVăn Động và nnk, 2004; Trung tâm nghiên cứu phòng trừ mối, 2004) Năm 2005,Trần Cánh, Trịnh Việt Bắc, Đoàn Văn Tuyến, Andreas Weller đã sử dụng phươngphương pháp điện đa cực để xác định tô mối và thấm trên hệ thống đê Thái Binh(Trần Cánh và nnk, 2005) Năm 2005, Đỗ Anh Chung, Nguyễn Văn Lợi sử dụngphương pháp Thăm dò điện đa cực dé đánh giá thâm tại các khu vực trọng điểm củahệ thống đê điều tỉnh Nam Định (Đỗ Anh Chung, Nguyễn Văn Lợi, 2005) Cácnghiên cứu trong thời kỳ này chủ yếu mới dừng ở mức độ nghiên cứu chưa đưa rađược quy trình để ứng dụng thực tế trừ phương pháp khảo sát mối bằng phươngpháp Ra đa xuyên đất.

Năm 2011, Đỗ Anh Chung, Phạm Văn Động và Vũ Đức Minh đã nghiên cứu

xác định vùng thâm trong đập đất (Đỗ Anh Chung và nnk, 2011) Năm 2012, ĐỗAnh Chung, Vũ Đức Minh khảo sát thấm trên đê bằng phương pháp Thăm dò điện

đa cực (Đỗ Anh Chung, Vũ Đức Minh, 2012) Năm 2013, Đỗ Anh Chung, Nguyễn

Văn Lợi thăm dò đường thâm bão hòa và thấm qua nén đập tai đập Buôn Kuốpbằng tổ hợp các phương pháp Địa vật lý (Đỗ Anh Chung, Nguyễn Văn Lợi, 2013).Năm 2011, Trần Cánh, Trịnh Việt Bắc, Lại Hợp Phòng, Trần Anh Vũ đã xác định

các vị trí thấm, xói lở vai công trình cống thủy lợi bằng kết hợp các công nghệ địavật lý nông (Trần Cánh và nnk, 2011) Năm 2014 Nguyễn Như Trung đã ứng dụngphương pháp mặt cắt điện trở suất trong khảo sát nền móng đập, lòng hồ và thânđập đất (Nguyễn Như Trung, 2014) Năm 2016, Phạm Ngọc Kiên, Nguyễn NhưTrung đã xử lý ảnh hưởng của môi trường 3D nhằm nâng cao hiệu quả giải thích tài

liệu đo sâu điện 2D trên các công trình đê, đập ở Việt Nam (Phạm Ngọc Kiên,

Nguyễn Như Trung, 2016; Nguyễn Như Trung và Phạm Ngọc Kiên, 2018) Năm

2020 Nguyễn Như Trung, Nguyễn Quốc Dũng, Đinh Xuân Trọng, Bùi Văn Nam,

Nguyễn Cảnh Thái, Nguyễn Văn Điệp, Nguyễn Thị Thu Hương đã nghiên cứu ứng

dụng phương pháp đánh dấu muối và phương pháp đo điện trở để xác định hướngvà vận tốc dòng thấm dưới đáy cống Tác Giang, tỉnh Hà Nam (Nguyễn Như Trung

và nnk, 2020)

29

Từ năm 2018 đến nay tổ hop Dia vật ly được sử dụng để đánh gia su én địnhcủa các đập va một số các đoạn đê Đánh giá độ én định của đê và đập chủ yếu sửdụng phương pháp Thăm dò điện đa cực dé đánh giá thấm, nứt và các bất thườngliên quan đến điện trở suất và phương pháp Ra đa xuyên đất xác định hang rỗng trên

thân đê, đập.

Tại Việt Nam, năm 2013 Viện Kỹ Thuật xây dựng và Viện Sinh thái xác định

“thoát không” trên mái thượng lưu đập Cửa Đạt băng phương pháp Ra đa xuyênđất, Từ đó đến nay phương pháp Ra đa xuyên đất đã được ứng dụng dé xác định“thoát không” trên một số công trình thủy lợi khác ở Việt Nam Cho đến nay chưacó thông tin của công trình công bố nào về việc xác định “thoát không” dưới lớp bêtông bằng phương pháp Nhiệt hồng ngoại.

KET LUẬN CHUONG 1

Trên cơ sở tổng quan tình hình nghiên cứu ở trong và ngoài nước về cácphương pháp xác định vùng thấm và “thoát không”, ngoài những ưu điểm vẫn còn

* Về các phương pháp xác định “thoát không”

- Phương pháp xác định “thoát không” mới chỉ dựa vào phương pháp Ra đa

xuyên đất nên thời gian thực hiện dé xác định lâu, chi phí tốn kém.

- Chưa có nơi nào sử dụng phương pháp Nhiệt hồng ngoại dé xác định “thoát

không” dưới lớp bê tông.

Như vậy, có thể nhận thấy cho tới thời điểm hiện tại, việc nâng cao khả năngáp dụng có hiệu quả hơn của các phương pháp hiện có bằng cách phát triển/đề xuấtcác phương pháp/tô hợp phương pháp mới là nhiệm vụ hết sức quan trọng và cấpthiết trong việc xác định thấm và “thoát không” dưới lớp bê tông là các ẩn họathường gặp và dễ gây sự cố lớn trong đê, đập đất Đã có rất nhiều công trình khoa

30

học công bồ cải tiến, phát triển và đề xuất các phương pháp mới dé nâng cao hiệuquả áp dụng thực tế, tuy nhiên mỗi phương pháp đều vẫn còn có những ưu nhượcđiểm nhất định Trong luận án này, tác giả sẽ giới thiệu những kết quả đã đạt đượcsau quá trình nghiên cứu cải tiến, phát triển và đề xuất các phương pháp mới nhằm

giải quyết các yêu cầu nêu trên với các nhiệm vu của luận án đã được xác định dé

đạt mục tiêu nghiên cứu đê ra cho luận án.

31

CHƯƠNG 2

NGHIÊN CỨU PHAT TRIEN, CẢI TIEN VÀ ÁP DỤNG CÁC

PHƯƠNG PHÁP MỚI DE PHÁT HIỆN AN HỌA TRONG DE, DAP

Như đã trình bày ở trên, với mục tiêu nâng cao khả năng áp dung có hiệu quả

hơn của các phương pháp hiện có, trong chương này sẽ giới thiệu kết quả pháttriển, cải tiến phương pháp Thăm dò điện đa cực và phương pháp Nhiệt hồngngoại dé khảo sát hai đối tượng nghiên cứu của luận án là thấm và “thoát không”.

2.1 CAI TIỀN PHƯƠNG PHÁP THĂM DO ĐIỆN ĐA CUC

2.1.1 Giới thiệu Phương pháp Thăm dò điện đa cực truyền thống

Phương pháp Thăm dò điện đa cực (TDĐĐC) là phương pháp khảo sát sự

thay đổi tính chất điện trong môi trường hai chiều (2D) (theo cả chiều ngang vàchiều sâu) và ba chiều (3D) (theo chiều sâu, tuyến đo và vuông góc với tuyến đo)

Hệ cực đo đa cực truyền thống (Griffiths D.H., Turnbull J., 1985) gồm một hệ

thống các cực thu, phát được cắm đồng thời trên tuyến và bước dịch chuyển trêntuyến là bằng nhau và bằng một số a nào đó (Hình 2.1).

yey J |} |} |} | | |

Hình 2.1 Bố trí điện cực trong Thăm dò điện 2D

Nếu có cáp chuyên dụng có thể thăm dò đồng thời theo các hệ cực: Cực thế, 3cực, lưỡng cực, 4 cực đối xứng Wenner-Schlumberger (W-S) Khi tăng kích thướchệ cực đều tăng theo cấp số cộng là bội số của a (Hình 2.2).

32

* Phương pháp Thăm do điện da cực sử dụng hệ điện cực thế (pole-pole)

được thực hiện khi hai điện cực được đưa ra xa vô cùng (Boo và Noo), còn các điện

cực A và M di chuyển trên tuyến đo Đầu tiên cực A đặt cố định, cực M di chuyền

lần lượt n=l, 2, 3, 8, sau đó mới di chuyển điện cực A tới khoảng cách a kếtiếp và đo lại như lúc đầu.

* Tham do điện đa cực sử dụng hệ 3 cực AnaMaN có điện cực Boo , hai cực

thu MN=a di chuyền trên tuyến đo, mỗi lần đi chuyển bước đều bang a, với lần lượtn= 1, 2, 3, 8, sau đó di chuyển cực A đến vị trí kế tiếp sau đó đo lại từ đầu.

* Thăm dò điện đa cực sử dụng hệ 4 cực đối xứng Wenner-Schlumberger

(W-S5) AnaMaNnaB: với n = | ta có hệ cực Wenner, sau đó n=2, 3, 8 là hệ cựcSchlumberger.

* Thăm dò điện đa cực sử dụng hệ lưỡng cực (dipole-dipole) AaBnaMaN Quá

trình đo và dịch chuyển hệ lưỡng cực MN với bước dịch chuyển n=l, 2, 3, 8, sauđó dịch chuyền hệ cực phát AB và đo lại từ đầu.

Kết quả thu được là các mặt cắt địa điện.

2.1.2 Giới thiệu phương pháp Do sâu điện cải tiến (1D)

Các tác giả Lê Viết Dư Khương và Vũ Đức Minh đã đề xuất các phương phápDo sâu điện trở cải tiễn (1D) (Lê Viết Dư Khương, Vũ Đức Minh, 2001) Trên cơsở đó, tác gia Vũ Đức Minh đã đề xuất các phương pháp Do sâu phân cực kích thíchcải tiến (1D) (Vũ Đức Minh, 2001) Các phương pháp này gọi chung là các phươngpháp Do sâu điện cải tiễn (1D).

Sau đây là giới thiệu một vi dụ tóm tắt về phương pháp Do sâu điện trở đốixứng cải tiến.

2.1.2.1 Mô tả hệ cực do sâu đối xứng cải tiễn KM-01

Hệ cực đo sâu đối xứng cải tiễn (KM-01) gom hai điện cực phat A, B nam 6trong và hai điện cực thu M, N nam ở ngoài, đối xứng với nhau qua tâm của hệ cực.

Hệ cực KM-01 về hình thức giống như hệ cực do sâu đối xứng cơ bản (chỉ khác ởkích thước và hệ số hệ cực đo):

- Sử dụng nguyên lý tương hỗ, bố trí AB nằm trong MN Việc đưa các điệncực phát vào trong góp phần làm đơn giản việc thi công và giảm chỉ phí cho côngtác đo đạc thực địa, đồng thời chống rò điện va bảo vệ đảm bảo an toàn cho người

thi công.

- Vì các cực được bồ trí dé có thé luôn luôn thu được các gia tri gối đầu nên

sau khi thực hiện các phép đo, ta thu được các đường cong: 2 đường cong đo sâu

điện trở đối xứng pf, pS$ gối lên nhau tại mọi kích thước hệ cực đo trừ 2 kíchthước hệ cực đo đầu tiên và cuối cùng.

Sơ đồ bồ trí của hệ cực do sâu đối xứng cải tiến được mô tả trên hình 2.3, cònkích thước 7, và hệ số hệ cực K;được trình bày ở Bang 2.1.

34

- ° °

Hình 2.3 So đô hệ cực do sâu đôi xứng cải tiên

Bảng 2.1 Kích thước (tính ra mét) và hệ số hệ cực của phương pháp

Đo sâu đôi xứng cải tiên

STT AB/2 rs = MN/2 Ks1 0,5 2,8 23,84

2 0,5 4,0 49,183 0,7 4,0 34,804 0,7 5,6 71,81

2.1.2.2 Quy trình do đạc ngoài thực dia

Quá trình tiến hành đo đạc ngoài thực địa cũng tương tự như phương pháp Dosâu điện 4 cực đối xứng cơ bản với kích thước và hệ số hệ cực đo có trên Bảng 2.1,

chỉ lưu ý:

- Khi di chuyên điện cực đến một khoảng cách hệ cực nào đó thi vi trí của

các điện cực phát trùng với vị trí của các điện cực thu trước đó.

35

- Với cách bô trí hệ cực và quy trình đo này có các giá trị gôi đâu tại mọi kíchthước, trừ 2 kích thước đâu tiên và cuôi cùng Cách đo này còn có các sô liệu kiêm traliên tục.

2.1.2.3 Các công thức tính chuyển đổi đường cong

Với mỗi khoảng cách của hai điện cực phát A, B có thể đo được hiệu điện thế

giữa các điện cực thu MiNi, M2No, NiN2, MIM¿.

- Từ đó tính được giá trị các đường cong điện trở suất biéu kiến pS! (ri) (tươngứng với hệ cực do sâu đối xứng cải tiến MIABN)) và p$5(ri) (tương ứng với hệ cựcđo sâu đối xứng cải tiến MaABN;), pf va øf† (tương ứng với do sâu lưỡng cực trục

cánh phải và cánh trái cải tiễn)

1 oe Bị

Suy ra: p#.= 5k ức — a) (2.1)

trong đó: ky hiệu pS! là đường cong do sâu lưỡng cực thu được không phải bangcách đo trực tiếp mà do biến đổi từ đường cong đo sâu đối xứng pS.

Công thức (2.1) chính là công thức tính chuyên đổi đường cong ø£f sang đường

cong ø£ không phải thực hiện thông qua các phép tính đạo hàm.

- Các giá trị do sâu điện trở ø£ƒ và ø£2 đã đo được ngoài thực địa Tính giá tri

36