Bài viết đưa ra cách xác định độ sâu mặt trượt thông qua đánh giá sự biến đổi chỉ tiêu cơ lý của đất theo chiều sâu trong thân khối trượt (lấy ví dụ cho khối trượt trung tâm thị trấn Cốc Pài, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang).
XÁC ĐỊNH ĐỘ SÂU MẶT TRƯỢT BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ SỰ BIẾN ĐỔI CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐẤT TRONG THÂN KHỐI TRƯỢT NGUYỄN QUỐC THÀNH*, VY THỊ HỒNG LIÊN, NGUYỄN TRUNG KIÊN, TRẦN VĂN PHONG Determining the depth of landslide surface by assessing the variation of some phisico-mechanical parameters of soils in the landslide mass Abstract: Determining the depth of landslide surface is an principal problem of landslide study projects for the purpose of predicting the stability of landslide mass For this, there are some methods putting in the practice The paper presents results of determining the depth of landslide surface by assessing the variation of some phisicomechanical parameters of soils in the landslide mass In comparison with some other, the results are considered acceptable MỞ ĐẦU* Việc xác định độ sâu mặt trƣợt nhiệm vụ nghiên cứu chi tiết độ nguy hiểm trƣợt đƣa giải pháp phòng chống trƣợt Đã có nhiều phƣơng pháp xác định độ sâu mặt trƣợt đƣợc sử dụng thực tế Bài báo đƣa cách xác định độ sâu mặt trƣợt thông qua đánh giá biến đổi tiêu lý đất theo chiều sâu thân khối trƣợt (lấy ví dụ cho khối trƣợt trung tâm thị trấn Cốc Pài, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang) Các phƣơng pháp xác định mặt trƣợt Mặt trƣợt bề mặt mà khối đất đá trƣợt tách dịch chuyển xuống dƣới thấp Mặt trƣợt dấu hiệu để nhận biết tƣợng trƣợt (hình 1) Mặt trƣợt thực tế đới phá hủy đất đá lòng mái dốc Có nhiều cách để xác định mặt trƣợt sử dụng: * Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Tác giả liên hệ: thanhnqdc55@gmail.com ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 Hình 1: Cấu trúc kh i tr ợt (theo D.J VARNES 1978) Xác định mặt trƣợt phần mềm Geoslope: Phần mềm GEO-SLOPE phần mềm phổ biến dùng để tính ổn định cho khối trƣợt Phần mềm dùng phƣơng pháp khác kiểm toán trƣợt: Bishop, Janbu, Ordinary để xác định hệ số ổn định trƣợt F, từ mặt trƣợt nguy hiểm Việc sử dụng phần mềm để tìm mặt trƣợt u cầu phải có cơng cụ, số liệu đầu vào kỹ 25 sử dụng phần mềm thành thạo, tốn nhiều thời gian kinh phí Xác định mặt trƣợt qua cơng tác khoan khảo sát ĐCCT thân khối trƣợt: Tiến hành khoan khảo sát ĐCCT thân khối trƣợt lấy mẫu liên tục để xác định tiêu lý đất đá đồng thời đánh giá mức độ phá hoại mẫu, tìm độ sâu mà đất đá bị phá hủy mạnh Đây mặt trƣợt khối trƣợt Xác định mặt trƣợt thiết bị đo dịch chuyển ngang inclometer Thiết bị đo dịch chuyển ngang inclometer dùng để đo tốc độ dịch chuyển đất đá độ sâu khác cách quan trắc độ nghiêng đoạn ống vách đƣợc lắp đặt hố khoan đặt thân khối trƣợt Đáy ống vách đƣợc đặt vào độ sâu ổn định, nằm dƣới mặt trƣợt Khi dịch chuyển trƣợt xuất hiện, khối đất bên mặt trƣợt dịch trƣợt theo mái dốc gây biến dạng ống vách, làm thay đổi độ nghiêng ống vách với mức độ khác Cho tới nay, việc xác định độ sâu mặt trƣợt inclometer có tính xác cao nhƣợc điểm phƣơng pháp cần nhiều thời gian để lắp đặt thiết bị thu thập số liệu, giỏ thnh ca mỏy múc t Bề mặt địa hình Mặt tr-ợt ống vách tr-ớc tr-ợt ống vách sau tr-ỵt Hình 2: Tương tác gữa ống vách đo chuyển vị ngang dịch trượt đất Xác định độ sâu mặt trƣợt phƣơng pháp đánh giá biến đổi tiêu lý đất theo chiều sâu (ví dụ xác định độ sâu mặt trƣợt cho khối trƣợt Trung tâm thị trấn Cốc Pài, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang) Khối trƣợt Trung Tâm nằm khu dân cƣ thị trấn Cốc Pài, bên cạnh UBND huyện Xín Mần Đỉnh khối trƣợt nằm taluy đƣờng giao thơng liên xã phía đài tƣởng niệm liệt sĩ huyện Xín Mần Khu vực đài tƣởng niệm liệt sĩ trung tâm khối trƣợt Đây khối trƣợt kích thƣớc lớn, kích thƣớc: dài 500m, rộng khoảng 250m cao 100m, dịch chuyển mạnh vào mùa mƣa Hiện tƣợng trƣợt xảy lớp vỏ phong hóa sƣờn - tàn tích Địa hình dốc thoải khoảng 150 - 250 Hình 3: Mặt khu vực kh i tr ợt Trung tâm 26 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 Công tác khảo sát địa chất cơng trình xác định đƣợc lớp đất: Lớp1: Lớp đất lấp Phân bố cùng, có bề dày nhỏ biến đổi từ 0- 3,8m Thành phần đất lấp sét pha lẫn dăm sạn, mảnh vụn, phế thải, mùn thực vật v.v… khơng có ý nghĩa xây dựng Lớp 2: Lớp sét pha xám ghi, xám vàng nửa cứng đến cứng Đây sản phẩm phong phóa hồn tồn từ đá phiến xericit-clorit Lớp phân bố hầu hết hố khoan Đất chủ yếu có màu xám ghi, xám vàng, xám xanh, bề mặt thƣờng có ánh mica, cấu tạo vi lớp rõ đến khơng rõ Có mẫu chứa sạn, có mẫu khơng sạn, đơi gặp ổ ơxít sắt màu đen Lớp 3: Lớp sét pha lẫn dăm sạn trạng thái cứng màu xám ghi, xám vàng phong hóa từ đá phiến Sericit-clorit Lớp phân bố tất hố khoan, nằm dƣới lớp lớp Đất màu xám ghi, xám vàng có xám xanh, mặt có ánh mica, cấu tạo vi lớp Đất sét pha chứa nhiều bụi, có tính trƣơng nở ít, tan rã nhanh Các đặc trƣng thành phần hạt tiêu vật lý biến đổi không nhiều Đất chặt, trạng thái từ nửa cứng đến cứng, nhƣng sức chống cắt thấp Lớp 4: Đá phiến sericit-clorit phong hóa nứt nẻ dập vỡ mạnh, xám ghi, xám đen (đới đá phong hóa trung bình) Lớp 5: Đá phiến sericit-clorit phong hóa nứt nẻ trung bình, màu xám ghi, xám sáng (đới đá phong hóa nhẹ) Vào mùa mƣa, thân khối trƣợt quan sát thấy nƣớc chảy từ miệng hố khoan khảo sát số (HK3) Hình 4: Mặt cắt ĐCCT qua h khoan HK1, HK2,HK4 HK3 Mặt trƣợt đới phá hủy đất đá thân khối trƣợt, độ bền đất có thay đổi rõ rệt, tiêu học đất đá lực dính kết đất C, góc ma sát suy ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 giảm, độ ẩm W tăng cao có mặt nƣớc Thiết lập biểu đồ biến đổi tiêu theo độ sâu, cho phép xác định đƣợc đới phá hủy khối đất mặt 27 trƣợt Thiết lập biến đổi theo chiều sâu độ ẩm W (%), lực dính kết C, góc ma sát hố khoan HK2, HK5, HK4 HK3 thân khối trƣợt cho kết rõ hình thành mặt yếu tạo nên mặt trƣợt (hình 5, 6,7 a) b) 8) Ở đây, kết cấu đất bị phá hoại; có lƣu thong nƣớc làm độ ẩm gia tăng đáng kể, lực dính kết C góc ma sát lại giảm giá trị gần nhƣ nhỏ c) Hình Biểu đồ biến đổi: a) độ ẩm; b) góc ma sát c) lực kết dính theo chiều sâu t i h khoan Hố khoan hố khoan nằm cao độ cách 100m, thiết lập biến đổi theo a) b) chiều sâu độ ẩm W (%); lực dính kết C; góc ma sát cho kết tƣơng đồng c) Hình Biểu đồ biến đổi: a) độ ẩm; b) góc ma sát c) lực kết dính theo chiều sâu t i h khoan Trên hình 5a độ ẩm đạt giá trị lớn 35% độ sâu khoảng 8m, hình 5b góc ma sát đạt giá trị nhỏ độ sâu 9-11m; hình 5c lực dính kết đạt giá trị nhỏ độ sâu khoảng 11m đới coi mặt trƣợt Chỉ tiêu độ ẩm tăng cao đới xung yếu giải thích 28 đƣợc vai trò quan trọng nƣớc ngầm trình hình thành phát triển trƣợt Tƣơng tự nhƣ vậy, hình hình dƣới đây, dựa vào giá trị lớn W, nhỏ góc ma sát lực dính kết, xác định đƣợc vị trí mặt trƣợt HK4 từ 8-11m HK3 5m ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 Hình Biểu đồ biến đổi: a) độ ẩm; b) góc ma sát c) lực kết dính theo chiều sâu t i h khoan a) b) c) a Hình Biểu đồ biến đổi: a) độ ẩm; b) góc ma sát qu ot c) lực kết dính theo chiều sâu t i h khoan e fro m chọn đƣợc Nhƣ vậy, xác định đƣợc vị trí mặt phép đề xuất sơ đồ kiểm tốn th trƣợt thơng qua biến đổi tính chất lý biện pháp cơng trình để giảm ứng suất e đất đá suốt chiều sâu hố khoan Ở cắt, tăng sức chống cắt tác động cu đây, mặt trƣợt đƣợc xác định nhờ nối đồng thời m điểm mà mặt trƣợt qua Chiều sâu Kiểm tra kết xác định độ sâu mặt en mặt trƣợt HK2 9- 11m, HK5 8- trƣợt phƣơng pháp t khác or độ sâu mặt trƣợt 11m, HK4 8- 11m HK3 5m Khi Kiểm tra lại việc xác định xác định đƣợc độ sâu mặt trƣợt cho phần mềm Geo slope th e su m ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 29 m ar y of 1.414 510 505 HK 500 495 490 Lop 485 Cao (m) 480 475 HK Lop 470 HK 465 460 HK Lop 455 450 Lop 445 Lop 440 435 430 425 420 415 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Khoang cach (m) Hình Mặt cắt dùng để kiểm toán kh i tr ợt Kết tính cho thấy, điều kiện khơ tự nhiên khối trƣợt ổn định với hệ số an toàn Fs thay đổi từ 1,412 (Ordinary) 1,414 (Janbu) tới 1,549 (Bishop) Độ sâu mặt trƣợt HK2 11m, HK4 11m HK3 5m Kiểm tra lại việc xác định độ sâu mặt trƣợt thiết bị đo chuyển vị ngang Trục A: Hƣớng dịch chuyển trƣợt Trục B: Hƣớng vng góc dịch chuyển trƣợt Hình 10 Đồ thị dịch chuyển lũy tích h khoan quan trắc kh i tr ợt Trung tâm 30 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 Từ đồ thị đo chuyển chuyển vị ngang đây, nhận độ sâu đới phá hủy khoảng 8- 12m Nhƣ vậy, kết xác định độ sâu mặt trƣợt theo Geo slope theo thiết bị đo chuyển vị ngang tƣơng tự với kết việc xác định độ sâu mặt trƣợt đánh giá biến đổi tiêu lý đất theo chiều sâu Theo Geoslope độ sâu mặt trƣợt HK2 11m, HK4 11m HK3 5m; theo thiết bị inclometer độ sâu mặt trƣợt 8- 12m; theo đánh giá biến đổi tiêu lý theo chiều sâu HK2 9- 11m, HK5 8- 11m, HK4 8- 11m HK3 5m Việc sử dụng phƣơng pháp đánh giá biến đổi tiêu lý đất theo chiều sâu để xác định độ sâu mặt trƣợt khả thi KẾT LUẬN Xác định độ sâu mặt trƣợt cần thiết nghiên cứu tai biến trƣợt lở tỷ lệ lớn chi tiết Việc xác định độ sâu mặt trƣợt phƣơng pháp đánh giá biến đổi tiêu lý đất theo chiều sâu thân khối trƣợt khả thi có kết tƣơng đối xác Kết tính đƣợc kiểm tra độ xác phƣơng pháp xác định độ sâu mặt trƣợt phổ biến So với phƣơng pháp khác, xác định Ng độ sâu mặt trƣợt phƣơng pháp đánh giá biến đổi tiêu lý đất theo chiều sâu có ƣu điểm đơn giản, nhanh gọn, thuận tiện cho việc đánh giá sơ độ nguy hiểm khối trƣợt TÀI LIỆU THAM KHẢO Geologie inginereasca (1981), NXB kỹ thuật Bucaret Trần Trọng Huệ nnk (2010), Nghiên cứu đánh giá dự báo chi tiết t ợng tr ợt - lở xây dựng giải pháp phòng ch ng cho thị trấn C c Pài, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang - mã số KC.08/06-10, Đề tài độc lập cấp nhà nƣớc Nguyễn Quốc Thành nnk (2005), Tính chất chu kỳ t ợng dịch chuyển kh i đất đá s nơi thuộc miền núi Bắc Bộ, Đề tài cấp Viện Địa chất-VKH & CN Việt Nam Nguyễn Quốc Thành nnk (2008), Nghiên cứu xây dựng hệ th ng quan trắc cảnh báo tr ợt đất vùng tr ng điểm (khu vực thành ph Hồ Bình), Đề tài cấp VKHCN Việt Nam LEE W.ABRAMSON, THOMAS S LEE (2002), Slope Stability and Stabilization Methods, John Wiley & Sons, Inc-New York i phản biện: PGS.TS ĐOÀN THẾ TƢỜNG ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 31 ... xác định độ sâu mặt trƣợt phƣơng pháp đánh giá biến đổi tiêu lý đất theo chiều sâu thân khối trƣợt khả thi có kết tƣơng đối xác Kết tính đƣợc kiểm tra độ xác phƣơng pháp xác định độ sâu mặt trƣợt... phƣơng pháp đánh giá biến đổi tiêu lý đất theo chiều sâu để xác định độ sâu mặt trƣợt khả thi KẾT LUẬN Xác định độ sâu mặt trƣợt cần thiết nghiên cứu tai biến trƣợt lở tỷ lệ lớn chi tiết Việc xác định. .. ống vách đo chuyển vị ngang dịch trượt đất Xác định độ sâu mặt trƣợt phƣơng pháp đánh giá biến đổi tiêu lý đất theo chiều sâu (ví dụ xác định độ sâu mặt trƣợt cho khối trƣợt Trung tâm thị trấn Cốc