Nghiên cứu về thiên tai trượt lở đất ở tỉnh quảng ngãi đề xuất các biện pháp phòng tránh

Trường Đại học Thuỷ lợi Luận văn thạc sĩ kỹ thuật LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên cứu thiên tai trượt lở đất tỉnh Quảng Ngãi - Đề xuất biện pháp phịng tránh” hồn thành Trường Đại học Thuỷ Lợi Tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nghiêm Hữu Hạnh tận tình hướng dẫn tác giả hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn giảng viên Khoa Cơng Trình - Trường Đại học Thuỷ lợi, đồng nghiệp ngành cung cấp tài liệu phục vụ cho luận văn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến Nhà xuất bản, tổ chức, cá nhân cho phép sử dụng tài liệu công bố Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo, đồng nghiệp Trung tâm Cơng trình Hồ đập - Viện Thủy cơng - Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam; PGS.TS Nguyễn Quang Hùng - Bộ môn Thủy công, trường Đại học Thủy lợi; bạn bè gia đình tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trình thực hoàn thành luận văn Trong nội dung luận văn tránh khỏi sai sót Tác giả mong nhận nhận xét đóng góp nhà chun mơn Hà Nội, ngày 03 tháng 12 năm 2010 Tác giả Ngô Cảnh Tùng Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi Luận văn thạc sĩ kỹ thuật MỤC LỤC MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Đề tài Mục đích Đề tài .8 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu .9 Kết dự kiến đạt CHƯƠNG 10 TỔNG QUAN VỀ THIÊN TAI TRƯỢT LỞ ĐẤT 10 1.1 TRƯỢT LỞ ĐẤT TRÊN THẾ GIỚI 10 1.2 TRƯỢT LỞ ĐẤT Ở VIỆT NAM .19 1.2.1 Tỉnh Nghệ An .21 1.2.2 Tỉnh Hà Tĩnh 23 1.2.3 Tỉnh Quảng Bình 24 1.2.4 Tỉnh Quảng Trị .26 1.2.5 Tỉnh Thừa Thiên - Huế 27 1.2.6 Tỉnh Quảng Nam 27 1.2.7 Tỉnh Bình Định .30 1.2.8 Tỉnh Phú Yên 30 1.2.9 Tỉnh Khánh Hòa 31 1.2.10 Tỉnh Ninh Thuận .31 1.2.11 Tỉnh Bình Thuận .32 1.3 TRƯỢT LỞ ĐẤT Ở TỈNH QUẢNG NGÃI .34 1.4 NHẬN XÉT CHƯƠNG 39 CHƯƠNG 40 CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY TRƯỢT LỞ ĐẤT Ở VÙNG NÚI TỈNH QUẢNG NGÃI 40 2.1 TRƯỢT LỞ ĐẤT VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 40 2.1.1 Trượt đất đá 40 2.1.2 Trượt dòng 43 Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 2.1.3 Sập lở đất đá 45 2.2 CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY TRƯỢT LỞ ĐẤT 52 2.2.1 Độ dốc sườn dốc 53 2.2.2 Giảm độ bền đất đá .54 2.2.3 Tác động lực thủy tĩnh, thủy động 57 2.2.4 Sự thay đổi trạng thái ứng suất sườn dốc dỡ tải 59 2.2.5 Sự gia tải bờ dốc 61 2.3 PHÂN TÍCH YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG VÀ NGUYÊN NHÂN GÂY TRƯỢT LỞ CHO MỘT SỐ KHỐI TRƯỢT Ở TỈNH QUẢNG NGÃI 62 2.3.1 Một số khu vực trượt điển hình 62 2.3.1.1 Xã Sơn Hạ, huyện Sơn Hà 63 2.3.1.2 Xã Sơn Giang, huyện Sơn Hà 66 2.3.1.3 Trung tâm xã Long Môn, huyện Minh Long 68 2.3.1.4 Xã Ba Chùa, huyện Ba Tơ 69 2.3.2 Tính tốn trượt cho số khối trượt Quảng Ngãi 70 2.3.2.1 Cơ sở lý thuyết áp dụng phần mềm Geo-Slope 6.02 70 2.3.2.2 Phương pháp tính chương trình tính 71 2.3.2.3 Kết tính tốn phân tích kết 71 2.4 NHẬN XÉT CHƯƠNG 79 CHƯƠNG 80 NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH GIẢM NHẸ THIÊN TAI TRƯỢT LỞ Ở TỈNH QUẢNG NGÃI 80 3.1 CÁC BIỆN PHÁP PHỊNG TRÁNH PHI CƠNG TRÌNH 80 3.1.1 Các biện pháp theo dõi 80 3.1.2 Các biện pháp phòng tránh 80 3.1.3 Các biện pháp phòng tránh số xã có tiềm trượt lở tỉnh Quảng Ngãi 83 3.2 CÁC GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH 84 3.2.1 Nguyên lý cơng trình nước 86 Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 3.2.2 Ngun lý cơng trình quản lý giảm trọng lượng cơng trình phản áp 92 3.2.3 Ngun lý cơng trình chống đỡ 94 3.2.4 Cải tạo đất thể trượt 97 3.3 CẢNH BÁO THIÊN TAI TRƯỢT LỞ ĐẤT Ở TỈNH QUẢNG NGÃI 99 3.3.1 Đánh giá ổn định trượt khối trượt 99 3.3.2 Dự báo nguy trượt lở khu vực 101 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 107 KẾT LUẬN 107 KIẾN NGHỊ 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO 109 Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi Luận văn thạc sĩ kỹ thuật DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Trượt bờ hồ chứa nước Vaiont (Italia) 17 Hình 1.2 Trượt Hurricane Mitch Honduras, 1998 .17 Hình 1.3 Trượt Reventado, Ecuado, 1987 18 Hình 1.4 Trượt mỏ đá D3, thủy điện Bản Vẽ 22 Hình 1.5 Trượt lở núi Dũng Quyết thành phố Vinh 22 Hình 1.6 Trượt lở đường trận lũ ngày 27/5/2009 Nghệ An 22 Hình 1.7 Trượt lở quốc lộ 8A năm 2002 xử lý 23 Hình 1.8 Trượt lở mỏ đá Rú Mốc .24 Hình 1.9 Trượt tuyến đường Hồ Chí Minh xã Hương Hóa, Quảng Trạch 25 Hình 1.10 Trượt tuyến đường Hồ Chí Minh xã Lâm Hóa, Quảng Trạch 25 Hình 1.11 Trượt tuyến đường Hồ Chí Minh xã Hóa Thanh, Minh Hóa 25 Hình 1.12 Trượt tuyến đường Hồ Chí Minh xã Hóa Hợp, Minh Hóa 25 Hình 1.13 Trượt tuyến đường Hồ Chí Minh xã Tà Long, Triệu Phong .26 Hình 1.14 Trượt tuyến đường Hồ Chí Minh xã Lâm Hóa, Quảng Trạch 26 Hình 1.15 Trượt lở đường Hồ Chí Minh mùa mưa 2008 27 Hình 1.16 Lở đá gần cầu Đắkrơng 27 Hình 1.17 Trượt lở xã Za Hung (A) Ma Cooi (B), huyện Hiên 28 Hình 1.18 Trượt lở Khâm Đức, Phước Sơn(A) Thạch Mỹ (B) 28 Hình 1.19 Trượt núi Đầu Voi xã An Tiên, huyện Tiên Phước 29 Hình 1.20 Trượt lở nghiêm trọng tuyến đường HCM huyện A Lưới .29 Hình 1.21 Xử lý trượt lở Đèo Cả 30 Hình 1.22 Trượt lở K24+500 đường tỉnh lộ Ninh Thuận 31 Hình 1.23 Trượt lở đồi cát Bình Thuận 32 Hình 1.25 Trượt lở K51+200 tuyến đường Trà Bồng-Tây Trà (2008) 36 Hình 1.26 Trượt núi Km44+450 núi Tây Trà (2007) .36 Hình 1.27 Điểm trượt K40+700 xã Trà Lâm (2008) .36 Hình 1.28 Đất đá đè lên nhà dân huyện Sơn Tây 36 Hình 1.29 Người dân thơn Vàng xã Trà Trung sống chân núi Sà Lác 37 Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hình 1.30 Vết nứt núi Sà Lác .37 Hình 2.1 Vị trí cụm trượt điển hình tỉnh Quảng Ngãi 64 Hình 3.1 Rãnh ngầm nước 89 Hình 3.2 Hầm ngầm cắt nước 90 Hình 3.3 Sơ đồ nước xi phông 91 Hình 3.4 Cơng trình giảm trọng lượng phản áp 92 Hình 3.5 Phản áp 94 Hình 3.6 Tường chắn đất chống trượt 94 Hình 3.7 Cọc neo giữ 96 Hình 3.8 Cọc chống trượt 97 Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi Luận văn thạc sĩ kỹ thuật DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Một số thảm họa trượt xảy kỷ 20 12 Bảng 2.1 Giá trị trung bình tiêu tính chất lý đất loại sét tàn - sườn tích 49 Bảng 2.2 Lượng mưa lớn tỉnh miền Trung 51 Bảng 2.3 Kết tính ổn định số khối trượt Quảng Ngãi 71 Bảng 3.1 Bảng giải pháp xử lý trượt lở 85 Bảng 3.2 Phân loại giải pháp phòng chống xử lý trượt mái 87 Bảng 3.3 Xác định mức độ nguy hiểm trượt sườn dốc đất 102 Bảng 3.4 Bảng đánh giá điểm với yếu tố địa hình 103 Bảng 3.5 Bảng đánh giá điểm với yếu tố địa chất 103 Bảng 3.6 Bảng đánh giá điểm với yếu tố sinh vật 104 Bảng 3.7 Bảng điểm đánh giá mức độ trượt lở 105 Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi Luận văn thạc sĩ kỹ thuật MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Đề tài Hiện tượng trượt lở đất phổ biến vào mùa mưa Những vùng địa hình phân cách mạnh, cấu trúc địa chất phức tạp, phát triển đá trầm tích biến chất cổ có mức độ trượt lở mạnh Hàng năm Tây Bắc vụ trượt lở xảy thường xuyên, đặc biệt tuyến quốc lộ 6, gây ách tắc giao thông nghiêm trọng Hiện tượng trượt lở đất gặp nhiều Tây Nguyên, phía Bắc khu cũ Miền Trung Việt Nam có thời tiết chia làm mùa rõ rệt: mùa khô mùa mưa thường kéo dài với cường độ mưa lớn Vùng duyên hải miền Trung với điều kiện địa hình, địa chất phức tạp, mạng lưới sơng ngịi dày đặc, điều kiện khí hậu, thuỷ văn phức tạp diễn biến bất thường; nơi có bão áp thấp nhiệt đới đổ nhiều so với nước gây mưa lớn kéo dài sau bão Những điều kiện tạo nên nguyên nhân gây thiên tai trượt lở mạnh mẽ phổ biến khu vực ảnh hưởng đến tính mạng người dân an tồn cơng trình hữu Ở nước ta, việc nghiên cứu trượt quan tâm cách mức vài năm gần Tuy nhiên cơng trình nghiên cứu trượt lở đất khơng nhiều mà chủ yếu nêu lên vài đề tài, báo đề mục nghiên cứu địa chất cơng trình khu vực Do đề tài “Nghiên cứu thiên tai trượt lở đất tỉnh Quảng Ngãi - Đề xuất giải pháp phòng tránh” nhằm nghiên cứu xác định mức độ ảnh hưởng, khả xảy tượng trượt lở đất, đánh giá, cảnh báo, đề xuất giải pháp phòng tránh mang tính khoa học thực tế cao, điều kiện biến đổi khí hậu Mục đích Đề tài Nghiên cứu thiên tai trượt lở đất Quảng Ngãi, đánh giá mức độ ảnh hưởng đến cơng trình, tình hình sản xuất đời sống nhân dân từ đưa giải pháp phòng tránh giảm nhẹ thiên tai trượt lở đất tỉnh Quảng Ngãi Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Tiếp cận với thông tin đại chúng, với tài liệu trượt lở đất, với chuyên gia để học hỏi Phương pháp nghiên cứu: nghiên cứu tổng quan, nghiên cứu lý thuyết học đất đá trượt lở đất, phân tích đặc điểm trượt lở, sử dụng phần mềm địa kỹ thuật Geo-slope để phân tích, đánh giá trượt lở Sử dụng phương pháp thống kê cho điểm để đánh giá nguy trượt lở cho vùng đặc trưng Nghiên cứu ứng dụng lý luận với kết thực nghiệm Tập trung nghiên cứu tính tốn cho thiên tai trượt lở đất tỉnh Quảng Ngãi Kết dự kiến đạt Qua đề tài xác định nguyên nhân chủ yếu gây nên tượng trượt lở đất đề xuất giải pháp phịng tránh nhằm đảm bảo an tồn cho tính mạng người dân cơng trình tỉnh Quảng Ngãi Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi 10 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THIÊN TAI TRƯỢT LỞ ĐẤT 1.1 TRƯỢT LỞ ĐẤT TRÊN THẾ GIỚI Hiện tượng trượt lở đất tượng địa chất tự nhiên tượng địa chất cơng trình động lực phổ biến tự nhiên Hiện tượng tai biến địa chất có tính tồn cầu Trên giới, nhiều nước gặp phải thiên tai trượt lở đất gây thiệt hại nghiêm trọng tính mạng tài sản người Như nước Mỹ, Nga, Nhật Bản, Trung Quốc, Anh, Ý, Pháp, Canada, Ấn Độ … Trong lịch sử nhân loại sớm ghi nhận trượt lở Nhưng trước kỷ 19 hạn chế việc ghi chép mà Vào kỷ 19 trở đi, với việc phát triển kinh tế xã hội, xây dựng vận tải thủy, giao thơng, hầm mỏ, nhà máy thiệt hại trượt lở trực tiếp đe dọa đến hoạt động kinh tế người Từ đó, nước phương Tây nước triển khai nghiên cứu tượng trượt lở Song thời kỳ đầu giới hạn việc quan trắc tượng trượt lở Sau đại chiến giới lần hai, với việc phát triển kinh tế nước khai phá đất đai, quy mô xây dựng ngày nhiều phạm vi ngày rộng Đặc biệt, thiệt hại trượt lở gặp phải khai phá miền núi, trung du ngày nghiêm trọng Năm 1963, thung lũng sông Piave Italia, nơi có đập vịm lớn giới Vayont cao 265,5m xây dựng năm 1960 xảy vụ trượt lở đất khủng khiếp Bờ trái thung lũng phía thượng lưu có khối trượt với khối lượng 240.000.000m3 với tốc độ dịch chuyển 15 – 30m/s Vụ trượt làm nước lòng hồ dâng sóng cao 100m tràn qua đỉnh đập xuống hạ lưu Hậu số thành phố hạ lưu bị phá huỷ, gần 3000 người chết Tồn q trình trượt lở, phá huỷ diễn phút Ở Liên Xô cũ vào tháng năm 1964, hạ lưu sông Zeravsan sơng Fantaria thuộc nước cộng hồ Tagikistan phát sinh khối trượt khoảng 20.000.000m3 đất bờ trái thung lũng sông, khối trượt chắn ngang đoạn Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi 96 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Cọc chống trượt: Cọc chống trượt kết cấu cắm sâu vào địa tầng ổn định từ mặt trượt trở xuống, lợi dụng tác dụng neo giữ đất đá địa tầng ổn định để cân lực đẩy trượt lở, ổn định trượt mái Vì có người gọi chúng “cọc neo giữ” việc phòng chống xử lý trượt nên gọi cọc chống trượt xác đáng Sơ đồ chịu lực cọc hình 3.7 biểu thị Hình 3.7 Cọc neo giữ - Ưu điểm cọc chống trượt: Cọc chống trượt sử dụng rộng rãi chúng có ưu điểm sau đây: + Tốn khối lượng nhân cơng xây trát, lực chống trượt lớn, cọc gánh chịu lực đẩy trượt từ hàng nghìn kN đến hàng vạn kN sử dụng liên hợp nhiều cọc với xử lý trượt mái loại lớn loại vừa mệnh danh vũ khí loại nặng xử lý trượt mái + Ít gây nhiễu động đến ổn định trượt lở, thi cơng an tồn Việc đào móng tường đất chắn đất chống trượt đào theo đoạn giãn cách nhau, làm yếu lực chống đỡ mái trượt, thường làm cho hoạt động trượt mái thêm trầm trọng hơn, gây khó khăn cho thi cơng Cịn cọc chống trượt, tiết diện đào ít, cộng vào có vách chống đỡ hố đào bê tơng cốt thép, gây nhiễu động ổn định mái trượt, không xảy trượt lớn, thi cơng an tồn, mặt đất dùng khoan lỗ cọc thi cơng an tồn + Bố trí vị trí cọc linh hoạt, vào nhu cầu cơng trình, bố trí cọc viền mép trước mái phần giữa, phần mái trượt, bố trí hàng nhiều hàng cọc, điều khó làm Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi 97 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hình 3.8 Cọc chống trượt + Có thể kịp thời tăng lực chống trượt thể trượt bảo đảm ổn định trượt mái, nói chung cọc chống trượt chia làm đợt thi công, thời gian đợt thi công từ 1-1.5 tháng, hồn thành đợt nhanh chóng tăng lực chống trượt mái trượt, hồn thành hai đợt khống chế trượt mái trượt + Hố cọc dùng làm hố khảo sát, kiểm tra lại vị trí mặt trượt hướng trượt động để điều chỉnh thiết kế cho phù hợp với thực tế 3.2.4 Cải tạo đất thể trượt Cải tạo đất giải trượt mái trượt: Tức thông qua nhiều giải pháp để cải tạo tính chất đất giải trượt nâng cao cường độ kháng cắt chúng, nhằm tăng thêm khả chống trượt động thân thể trượt Về lý thuyết cơng việc có ý nghĩa, người tiến hành thí nghiệm nổ mìn giải trượt gia cố đất giải trượt giải pháp nung đốt ủ đất, vữa giải trượt (vữa xi măng cát, dung dịch hóa học) cọc cát đá vơi … Nổ mìn giải trượt Nổ mìn giải trượt, thể trượt khoan lỗ hầm xuyên qua giải trượt động Ở phía phía giải trượt cho lượng thuốc nổ để nổ mìn, Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi 98 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật làm tơi, phá vỡ giải trượt mềm yếu, để phá vỡ đất đá thể trượt lòng máng trượt thành dạng cọc đá dăm vỡ vụn nhằm tăng lực cản chống trượt, khó xác định hiệu này, trượt mái loại lớn, khoan nhiều lỗ chưa đạt hiệu kinh tế Nung đốt ủ đất giải trượt Đối với giải trượt đất sét bột mịn đất hoàng thổ, đào số buồng hầm ngầm khoan lỗ, dùng than thơng khí để đốt cháy âm ỉ cách nung gạch lò để đốt ủ đất giải trượt để thay đổi trạng thái chúng, nâng cao cường độ kháng cắt chúng, tăng lực cản ma sát, khó kiểm nghiệm hiệu chúng đến việc giá thành khó xác định, nên chưa thể sử dụng rộng rãi Phụt vữa giải trượt Phụt vữa để cải tạo tính chất đất, nâng cao cường độ ứng dụng rộng rãi cơng trình, nên người ta dùng vữa xi măng vữa xi măng cát để vào giải trượt để tăng cường độ, ổn định mái trượt Nhưng đất giải trượt có độ ẩm cao, đất sét mềm dẻo, tính vữa vào kém, thường vữa vào khe rỗng lớn vữa vào giải trượt cần gia cố lại ít, hiệu khơng tốt Về sau giải trượt đất sét người ta thí nghiệm dung dịch hóa chất, để đất giải trượt sản sinh trao đổi i-on, nâng cao cường độ, hiệu kiểm nghiệm khó khăn khó khống chế phản ứng tính dẻo tính bền vững nên chưa phổ biến ứng dụng Cọc cát đá vôi Trong xử lý trượt mái đất trương nở, thể trượt khoan số lỗ khoan đường kính (Φ300mm) khoan sâu đến sâu lịng máng trượt ít, lỗ chèn độn vơi sống cát, lợi dụng vôi sống hút nước làm khô giải trượt nâng cao cường độ đất giải trượt, có nhiều lượng vơi cát cải biến thêm cường độ đất giải trượt có tác dụng làm cọc chống đỡ, nên đạt thành cơng Cọc vữa xốy ốc Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi 99 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Cọc vữa vịng xốy ốc đưa vào xử lý trượt mái Tại số trượt mái loại nhỏ, dùng cọc xốy vặn vào tận độ sâu từ mặt trượt trở xuống, thực hình thành đoạn tường chắn đất sau cải tạo đất, cải tạo tính chất đất giải trượt cách cục bộ, phương pháp phải có điều kiện sử dụng đặc thù, giá thành chưa rẻ so với giải pháp khác 3.3 CẢNH BÁO THIÊN TAI TRƯỢT LỞ ĐẤT Ở TỈNH QUẢNG NGÃI 3.3.1 Đánh giá ổn định trượt khối trượt Đánh giá ổn định trượt phải đánh giá tổng hợp thường định tính, cuối định lượng Để đánh giá định lượng ổn định trượt sử dụng phương pháp tính chặt chẽ (theo trạng thái ứng suất biến dạng) phương pháp thực hành theo lý thuyết cân giới hạn Về ngun lý, tính tốn theo trạng thái ứng suất - biến dạng, cần xuất phát từ luận điểm cho ứng suất điểm đất đá bờ dốc phải thỏa mãn điều kiện cân tĩnh học (trong điều kiện tốn động phải tính đến gia tốc dịch chuyển) Như thường biết, đất đá bờ dốc, trừ số trường hợp bờ dốc tạo nên đắp đất đồng chất, thường không đồng nhất, đẳng hướng tranh mối quan hệ ứng suất - biến dạng bờ dốc trở nên phức tạp, đa dạng tùy thuộc vào đặc tính biến dạng nhóm đất đá mặt khu vực Hơn nữa, bờ dốc phần vỏ Trái Đất, phân tố chịu tác động ứng suất trọng lực trường ứng suất khác, ứng suất kiến tạo, ứng suất địa hình … Nếu xét nguyên nhân tác dụng ứng suất trọng lực thơi, nhóm đất đá đó, tùy thuộc vào độ sâu từ mặt bờ dốc, ứng xử theo mơ hình vật thể đàn hồi, đàn dẻo, dẻo, chảy, từ biến … Việc mơ tả ứng xử thực tế nhóm đất đá trở thành rào cản khó khắc phục để sử dụng phương pháp tính theo ứng suất - biến dạng Tuy nhiên, số trường hợp đơn giản, phương pháp tính tốn phát triển đến mức mơ hình phức tạp Khác với phương pháp tính tốn theo trạng thái ứng suất - biến dạng, phương pháp cân giới hạn dựa vào khái niệm gần phân tích ứng Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi 100 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật suất số tiên đề suy luận đặc tính biến dạng khối đất đá bờ dốc Cho đến nay, phương pháp sở thực tế có hiệu để tính tốn bờ dốc cho trường hợp cụ thể [10,14,21] Các phương pháp tính theo trạng thái cân giới hạn khác chủ yếu số yếu tố sau: mức độ thỏa mãn điều kiện cân tĩnh học mơmen, phương pháp xác định hình dạng vị trí mặt trượt phương pháp xét đến ứng suất tổng cộng ứng suất hữu hiệu Tuy nhiên, chúng dựa sở chung sau: chế trượt định lời giải, sức chống trượt ứng với chế dịch chuyển giả định tính điều kiện cân bằng, sức chống trượt cần thiết cho điều kiện cân khối trượt so sánh với độ bền trượt thực tế khối đất đá thể hệ số an toàn (hệ số ổn định, yếu tố an toàn …), việc xác định mặt trượt có hệ số an tồn nhỏ phương pháp tính lặp Hệ số an tồn  tỷ số lực/mơmen gây trượt lực/mômen giữ lăng thể trượt Trong phương pháp phân thỏi, lực/mômen thường xác định phương pháp lấy tổng đại số lực/mômen tất thỏi đất đá lăng thể trượt Về lý thuyết,  >1 lăng thể xét trạng thái ổn định, =1 lăng thể xét trạng thái cân bằng, 450) Các yếu tố sinh vật: Các tác động kỹ thuật dạng, cường độ tiến hành cơng trình sườn dốc làm phát sinh tải trọng bất lợi gây trượt Thảm thực vật bị phá hủy gây xói mịn bề mặt 10 Hoạt động động vật: tạo nên hang hốc, làm tơi xốp đất cục bộ, đẩy nhanh q trình xói mịn Mười yếu tố cho điểm Yếu tố khơng có cho điểm Tổng cộng điểm yếu tố hệ số ảnh hưởng KB Tỷ số KB 10 gọi mức độ tiềm trượt lở A, theo dự báo nguy trượt lở vùng (xem bảng 3.3) [20] Bảng 3.3 Xác định mức độ nguy hiểm trượt sườn dốc đất TT Mức độ nguy hiểm A Cấp nguy Đánh giá ổn định 0,000 - 0,300 I Ổn định cao 0,301 - 0,500 II Ổn định tốt đến trung bình 0,501 - 0,700 III Ổn định không cao 0,701 - 1,000 IV Kém ổn định Trên sở phương pháp đánh giá Reuter, dựa vào tài liệu khảo sát, mô tả trượt lở Quảng Ngãi [1], mức độ nguy hiểm trượt lở khu vực điển hình xã Sơn Hạ, Sơn Giang huyện Sơn Hà, xã Long Môn huyện Minh Long, xã Ba Chùa huyện Ba Tơ xác định sau: - Các yếu tố địa góc dốc sườn, xuất lộ nước mặt, nước ngầm ảnh hưởng đến địa điểm xét điểm, bảng 3.4 - Các yếu tố địa chất có ảnh hưởng khác vị trí nêu trên, có điểm từ đến điểm, phân tích bảng 3.5 - Các yếu tố sinh vật có điểm từ đến điểm phân tích bảng 3.6 Ảnh hưởng tổng hợp yếu tố nêu bảng 3.7 Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi 103 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bảng 3.4 Bảng đánh giá điểm với yếu tố địa hình Khối trượt Xã Sơn Hạ huyện Sơn Hà Địa hình Đánh giá điểm Độ dốc nhỏ, có mạch nước ngầm chảy mạnh chân núi làm tăng q trình xói, làm giảm sức chống cắt đất Xã Sơn Giang Địa hình phân bậc rõ ràng, độ dốc lớn dễ cho huyện Sơn Hà nước mưa ngấm xuống gây trượt Xã Long Môn Có nhiều mạch nước thấm rỉ độ dốc lớn làm huyện Minh Long giảm sức chống cắt đất Xã Ba Chùa Bờ dốc lớn, có nơi địa hình phẳng làm đọng huyện Ba Tơ nước, tăng độ ẩm giảm sức chống cắt đất 1 Bảng 3.5 Bảng đánh giá điểm với yếu tố địa chất Khối trượt Địa chất Đánh giá điểm - Phong hóa mạnh, lớp vỏ phong hóa dày - Chân núi có nhiều mạch nước ngầm, với nước mặt làm thay đổi tính chất lý đất Xã Sơn Hạ huyện Sơn Hà - Tính chất đất thay đổi tác động nước ngầm - Thế nằm đất bất lợi dễ hình thành mặt trượt dễ trượt - Khi có khe nứt, tải trọng đất đá tác dụng làm ảnh hưởng đến khối trượt - Đất lớp phong hóa dễ bị xói mịn Xã Sơn Giang - Đất rời bị trình phong hóa phá vỡ cố kết, dễ huyện Sơn Hà bị thay đổi có ngoại tải - Tính chất đất bị thay đổi tạo nhiều vết nứt, Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi 104 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật có mưa xuống dễ gây trượt - Khi có khe nứt, tải trọng đất đá tác dụng làm ảnh hưởng đến khối trượt - Thế nằm không thuận lợi, lớp đất bị ẩm dễ hình thành mặt trượt - Đất tạo khối trượt xuống chân núi tải trọng Xã Long Môn huyện Minh Long đất đá - Đất phong hóa mạnh làm thay đổi tính chất đất, giảm sức chống cắt tạo mặt trượt - Đất đá bị phong hóa, vết nứt dài sâu làm nước mặt ngấm vào làm giảm sức chống cắt dễ hình thành mặt trượt Xã Ba Chùa - Lớp phong hóa mỏng dễ bị xói mịn nước mặt huyện Ba Tơ - Đất có phân lớp phong hóa - Khi có khe nứt, tải trọng đất đá tác dụng làm ảnh hưởng đến khối trượt Bảng 3.6 Bảng đánh giá điểm với yếu tố sinh vật Khối trượt Yếu tố sinh vật Xã Sơn Hạ Thảm thực vật bị phá hủy, to bị đốn hạ hết huyện Sơn Hà làm xuất khe nứt lớn Xã Sơn Giang Thảm thực vật lớp phủ bị bóc gây xói bề huyện Sơn Hà mặt Xã Long Môn - Rừng bị phá hủy nghiêm dễ gây xói huyện Minh Long Xã Ba Chùa huyện Ba Tơ Học viên: Ngô Cảnh Tùng - San gạt phần đường chân núi Cây to bị đốn bụi Đánh giá điểm 1 Trường Đại học Thuỷ lợi Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 105 Trên sở dự báo nguy trượt lở, khoanh vùng có nguy trượt lở theo cấp độ khác Phương pháp xét đầy đủ yếu tố ảnh hưởng Tuy nhiên, yếu tố tác động nước mưa mờ nhạt nằm yếu tố khác, nước mặt, nước ngầm, độ ẩm đất đá … Yếu tố cần nghiên cứu bổ sung sau Bảng 3.7 Bảng điểm đánh giá mức độ trượt lở Tính Tải Khối chất Thế Thủy Phong trọng trượt nằm văn hóa đất Sơn Hạ Sơn Giang Long Môn Ba Chùa tác dụng Góc bờ dốc Tác động kỹ thuật Tác Tác động động của thực động vật vật Mức Điểm tổng độ nguy hiểm A 1 1 1 0,7 1 1 1 0,6 1 1 1 0,6 1 1 1 0,6 Từ bảng 3.7, thấy mức độ tiềm trượt lở A vị trí nêu 0,6 đến 0,7 Theo phân tích Reuter, bảng 3.3 thấy khối trượt cấp độ nguy III - ổn định khơng cao Cần có biện pháp để đề phòng khối trượt chưa xảy có nguy xảy lớn xử lý, khắc phục khối trượt xảy Mặc dù cấp độ nguy khối trượt lại có mức độ trượt lở thiệt hại khả tiềm tàng xảy trượt khác Từ kết cho điểm rút kết luận nguy trượt lở, để đánh giá cảnh báo nguy trượt lở cho khối trượt, cho vùng xét Dự báo khả trượt lở cho khu vực có ý nghĩa vơ quan trọng việc Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi 106 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật định kế hoạch phòng chống thiên tai trượt lở, bảo vệ tính mạng, tài sản cộng đồng bảo vệ tài ngun mơi trường thiên nhiên, góp phần quan trọng quy hoạch phát triển bền vững cho khu vực nghiên cứu Trên sở mức độ nguy hiểm đánh giá cho điểm đánh giá thấy khu vực có mức ổn định kém, có nghĩa khu vực tượng trượt lở dễ phát sinh có mưa lớn có tác nhân tác động đến Học viên: Ngơ Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi 107 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Phân tích nguyên nhân gây trượt cho phép nhận xét thành tạo trượt gây tăng cao giá trị tuyệt đối giá trị tương đối ứng lực cắt, mà độ bền đất đá nói chung tồn tầng hay mặt, đới yếu bị giảm Các nguyên nhân chủ yếu thường thể như: - Sự biến đổi độ dốc sườn, tăng trọng lượng đất đá tẩm ướt, tác động áp lực thuỷ động phần áp lực thuỷ tĩnh, tập trung ứng suất đới sườn mái dốc, tăng tải, tác động địa chấn tác động bên khác làm tăng giá trị tuyệt đối lực cắt lực tách vỡ có khuynh hướng chuyển dịch đất đá xuống phía theo sườn dốc - Quá trình làm giảm độ bền đất đá thay đổi trạng thái vật lý tẩm ướt, trương nở, giảm độ chặt, phong hoá, phá hoại kết cấu tự nhiên - Tác động lực thuỷ tĩnh phần lực thuỷ động; biến đổi trạng thái ứng suất nhiều nguyên nhân khác, chủ yếu gây tăng tương đối vai trò lực cắt Lực cắt lớn độ bền đất đá cấu tạo nên sườn dốc phát sinh phá huỷ độ ổn định sườn dốc thành tạo trượt Ở vùng núi tỉnh duyên hải miền Trung nói chung, Quảng Ngãi nói riêng, với điều kiện: địa hình phân cắt mạnh, sườn núi dốc, cấu trúc địa chất phức tạp nhiều đứt gãy, nham tầng bị uốn nếp vò nhàu, phong hoá, lượng mưa lớn tập trung, tai biến trượt lở phổ biến Chúng thường xảy mạnh mẽ vào mùa mưa bão với trận mưa lớn, thường liên quan tới hoạt động dân sinh kinh tế làm đường, phá rừng gây hậu nặng nề, gây thiệt hại người Cùng với biến đổi khí hậu, điều kiện thiên tai bất thường, diễn biến tượng trượt lở đa dạng, phức tạp Nghiên cứu thiên tai trượt lở tỉnh duyên hải miền Trung bắt đầu, thường phát xử lý khối trượt có ảnh hưởng lớn đến hoạt động kinh tế, xã hội Để đánh giá nguy trượt lở cho vùng cụ thể có Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi 108 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật thể áp dụng thử nghiệm phương pháp Reuter nhiều người khác với nghiên cứu chi tiết ảnh hưởng mưa Quản lý thiên tai trượt lở trở thành yêu cầu phát triển bền vững xã hội Tuy nhiên, sở khoa học để phân tích, đánh giá, tiến tới quản lý thiên tai trượt lở miền Trung nói riêng, nước ta nói chung vấn đề mẻ сần quan tâm Để giảm nhẹ tai biến trượt lở cần có chương trình quản lý thiên tai trượt lở thống nhất, liên ngành Trên sở đó, vùng có nguy trượt lở lớn cần xây dựng hệ thống quan trắc, cảnh báo sớm nguy trượt lở; lắp đặt trạm quan trắc đơn giản, mạng lưới thông tin; tư vấn cho nhà chức trách kế hoạch phòng chống trượt lở; truyền bá cho người dân kiến thức để nhận biết, phòng tránh tự bảo vệ trước đe dọa trượt lở Trên nội dung luận văn thạc sĩ kỹ thuật, thời gian trình độ cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi sai, thiếu sót Kính mong Thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp đóng góp ý kiến KIẾN NGHỊ Dự báo đánh giá thiên tai trượt lở khu vực … vấn đề mẻ nước ta Để phân vùng nguy trượt lở khác sử dụng phương pháp Reuter Tuy nhiên, phương pháp yếu tố mưa lớn tập trung, kéo dài chưa xem xét riêng biệt Do nghiên cứu, bổ sung yếu tố sau Cần có chương trình nghiên cứu để thiết lập sở khoa học cho việc phân tích, đánh giá, quản lý thiên tai trượt lở nước ta nói chung, vùng dun hải miền Trung nói riêng Học viên: Ngơ Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi 109 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Báo cáo: Điều tra, đánh giá thiệt hại môi trường tượng nứt đất, sạt lở đất vùng núi Quảng Ngãi Đề xuất biện pháp phòng tránh, giảm nhẹ thiên tai - Trung tâm tư vấn công nghệ môi trường - Liên hiệp hội khoa học kỹ thuật Việt Nam Nguyễn Đức Đại - Đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất cơng trình Việt Nam phục vụ quy hoạch xây dựng khai thác kinh tế lãnh thổ 1990 Địa chất cơng trình - địa chất động lực cơng trình: Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 1982 Giáo trình Địa Kỹ Thuật - Đại học Thủy lợi Hà Nội Giáo trình Thuỷ công - Đại học Thủy lợi Hà Nội Nghiêm Hữu Hạnh - Nghiên cứu bước đầu trượt lở đất vùng núi số tỉnh duyên hải miền Trung - Phương pháp đánh giá, Hội nghị khoa học chào mừng 50 năm Đại học Thuỷ lợi Nghiêm Hữu Hạnh - Một số giải pháp quản lý, phòng chống tai biến trượt lở vùng núi Việt Nam Hội nghị khoa học toàn quốc, Hà Nội, 2008 Nghiêm Hữu Hạnh - Biến đổi khí hậu, nguy tai biến trượt lở vùng núi Việt Nam số giải pháp quản lý, phịng chống Tạp chí Địa kỹ thuật, số 3/2009 Trần Trọng Huệ, Nguyễn Văn Hoàng Báo cáo tổng kết dự án điều tra Phần Trượt lở đường Hồ Chí Minh, phân vùng nguy trượt lở đề xuất giải pháp giảm thiểu Hà Nội, 2006 10 Nguyễn Văn Mạo - Báo cáo kết nghiên cứu năm 2009-2010 đề tài cấp Nhà nước: Nghiên cứu sơ sở khoa học giải pháp kỹ thuật nhằm đảm bảo an tồn cơng trình xây dựng điều kiện thiên tai bất thường vùng duyên hải miền Trung Hà nội, 2010 11 Nguyễn Công Mẫn - Hướng dẫn sử dụng phần mềm Geo-Slope, Canada Học viên: Ngô Cảnh Tùng Trường Đại học Thuỷ lợi 110 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 12 Vũ Cao Minh Báo cáo tóm tắt: Nghiên cứu thiên tai trượt lở Việt Nam Hà Nội, năm 2000 13 Nguyễn Sỹ Ngọc (2003): Ổn định bờ dốc Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải, Hà Nội 14 Nguyễn Sỹ Ngọc - Các yếu tố ảnh hưởng tới ổn định bờ dốc Việt Nam Tuyển tập cơng trình Hội nghi khoa học tồn quốc lần thứ Hội Cơ học đá Việt Nam Hà Nội 2006 15 Doãn Minh Tâm - Nghiên cứu nguyên nhân biện pháp phòng ngừa trượt đất điểm dân cư vùng núi Việt Nam Tuyển tập cơng trình Hội nghi khoa học toàn quốc lần thứ Hội Cơ học đá Việt Nam Hà Nội 2006 16 Ngô Cảnh Tùng, Nguyễn Hữu Năm, Nghiêm Hữu Hạnh - Thiên tai trượt lở đất Quảng Nam, Quảng Ngãi số phương pháp dự báo Tạp chí Địa kỹ thuật số 3/2010 17 Bùi Cách Tuyến, Trần Thục- Cơ chế sách Việt Nam vấn đề biến đổi khí hậu việc tham gia tổ chức xã hội dân Hà nội, 2008 Tiếng Anh 18 Nguyen Huu Ninh Climate Change: Overview of Adaptation, Vulnerability & Resilience in Global and Vietnam Context 10/2008, Hanoi, Vietnam 19 Lomtadze V.D, Địa chất động lực cơng trình Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp Hà Nội, 1982 Tiếng Nga 20 Реитер Ф дрг., Инжинернаа геологиа М., Hедра 1983 21 Φисенко Г.Л., Устойчивость бортов карьеров и отвалов M.,Hедра 1965 Tiếng Trung Quốc 22 Đại học Hải Hà, Trung Quốc, 2004 - Sổ tay xử lý phòng chống bùn đá chảy trượt lở 23 Viện Khoa học Đường sắt, Trung Quốc, 2007 - Lý thuyết trượt lở kỹ thuật xử lý phịng chống Học viên: Ngơ Cảnh Tùng ... vùng có thiên tai trượt lở lớn nước ta Quảng Ngãi tỉnh trượt lở mạnh Miền Trung Thiên tai trượt lở gây nhiều tổn thất cho tính mạng tài sản Trượt lở nghiên cứu Trong năm gần vấn đề trượt lở quan... nghiên cứu trượt lở đất không nhiều mà chủ yếu nêu lên vài đề tài, báo đề mục nghiên cứu địa chất cơng trình khu vực Do đề tài ? ?Nghiên cứu thiên tai trượt lở đất tỉnh Quảng Ngãi - Đề xuất giải pháp. .. đích Đề tài Nghiên cứu thiên tai trượt lở đất Quảng Ngãi, đánh giá mức độ ảnh hưởng đến cơng trình, tình hình sản xuất đời sống nhân dân từ đưa giải pháp phòng tránh giảm nhẹ thiên tai trượt lở đất