5. Cấu trúc luận văn
2.2.5. Phương pháp đánh giá hiện trạng tai biến
50
việc phân tích và xử lý số liệu. Học viên lựa chọn phương pháp thử của Markland trên cơ sở phương pháp thạch cấu trúc và sử dụng phép chiếu lập thể đã thực hiện ở bước xử lý số liệu. Phương pháp này giúp đánh giá khả năng trượt và phân loại khi xảy ra trượt.
+ Điều kiện xảy ra dịch trượt phẳng (trượt theo mặt lớp) [23]
Theo lý thuyết cơ bản về phân tích động học phá hủy phẳng, để dịch trượt phẳng xảy ra cần thỏa mãn hai điều kiện sau đây:
- Điều kiện 1: Các mặt phá hủy phải có góc dốc lớn hơn góc ma sát. Nói một cách đơn giản, góc ma sát là góc dốc nhỏ nhất mà dịch trượt có thể xảy ra trên mặt gián đoạn. Chẳng hạn, tại sườn dốc cấu tạo bởi đá phân phiến, hai lớp đè chồng lên nhau theo bề mặt nằm ngang và nghiêng thoải, phiến trên sẽ bắt đầu trượt khi mặt trượt đạt tới góc ma sát. Tất nhiên, trong trường hợp này đã loại bỏ qua ảnh hưởng của một vài yếu tố như: độ gắn kết, độ đồng nhất giữa các bề mặt. Giá trị góc ma sát thu được từ các thí nghiệm cắt trên các mặt gián đoạn. Góc ma sát của một số loại đá đặc trưng thường nằm trong khoảng từ 28o
đến 32o.
- Điều kiện 2: Để xảy ra dịch trượt, mặt trượt phải lộ ra ở sườn dốc theo hướng dốc. Nghĩa là mặt phá hủy phải có hướng dốc trùng với hướng dốc của mặt sườn dốc. Dịch trượt không xảy ra nếu mặt phá hủy dốc ngược so với sườn dốc hoặc hiếm xảy ra nếu mặt gian đoạn cùng hướng dốc nhưng dốc hơn mặt sườn. Cả hai trường hợp trên, mặt phá hủy được gọi là mặt khóa (tức là không có khả năng trượt). Một trường hợp ngoại lệ dịch trượt có thể xảy ra nếu tồn tại một mặt yếu khác có độ dốc nhỏ hơn. Bởi vậy có thể tạo ra đường lộ ở mặt sườn dốc. (Hình 2.18) [23]
51
Hình 2.18. Mối quan hệ giữa đặc điểm cấu trúc của sườn dốc và phương của tuyến đường. sườn dốc được cấu thành từ các dá phân lớp hoặc phân phiến
tạo nên các bề mặt gián đoạn ở sườn dốc.[23] A – Các mặt gián đoạn có thể đóng vai trò
là mặt trượt khi phá hủy xảy ra
B – Sườn trái dốc ổn định hơn bên phải do phương vị hướng dốc của
mặt gián đoạn quay về phía phải
Hai điều kiện trên có thể được thể hiện trên lưới lập thể dưới dạng một hình trăng khuyết (Hình 2.19). Các vector độ dốc của mặt gián đoạn nằm trong đới phá hủy có góc dốc lớn hơn góc ma sát của đá bởi vì chúng nằm trong vòng tròn ma sát. Chúng dốc nhỏ hơn mặt sườn dốc vì chúng nằm ngoài vòng tròn lớn thể hiện mặt sườn dốc.
Thông số khảo sát tai biến:
Góc ma sát 28o; phương vị hướng dốc của sườn 75o; góc dốc của sườn 85o Hình 2.19. Phép thử Markland đối với phá hủy phẳng sử dụng các vector độ dốc
52
Phép thử Markland là một công cụ vô cùng quý giá trong việc nhận dạng các mặt gián đoạn có thể dẫn tới phá hủy phẳng trong khối đá cũng như để loại trừ các gián đoạn không ảnh hưởng tới nguy cơ trượt phẳng. Tuy nhiên cần phải lưu ý rằng không phải mọi mặt gián đoạn thể hiện trong đới này sẽ phá hủy. Có nhiều yếu tố khác cũng có thể ảnh hưởng tới sự ổn định của mặt gián đoạn.
Trong những năm gần đây, theo kinh nghiệm người ta thấy rằng phần của đới mà nằm trong khoảng ± 20o
so với phương vị đường hướng dốc của mặt sườn dốc thì có khả năng trượt nhiều nhất. Bên ngoài đới 20o này, các mặt gián đoạn biến mất trong sườn dốc và chúng thường khóa lẫn nhau. Tuy nhiên những mặt gián đoạn này không nên hoàn toàn bỏ qua vì các tập hợp mặt gián đoạn khác có thể tạo ra bề mặt giải phóng, chẳng hạn như trong trường hợp trượt dạng nêm.
+ Phân tích động học phá hủy dạng nêm [23]
Phân tích lưới lập thể cho các phá hủy dạng nêm tiềm ẩn tương tự như phân tích với phá hủy phẳng. Để phá hủy dạng nêm xảy ra, giao tuyến của hai mặt phẳng tạo nên nêm phải có góc dốc lớn hơn góc ma sát và nhỏ hơn góc dốc của mặt sườn dốc. Ngoài ra, độ lệch góc phương vị giữa mặt giao tuyến của hai mặt phá hủy với phương vị sườn dốc không được quá 20o.
Để kiểm tra các điều kiện này, một vòng tròn đơn lớn được lựa chọn và biểu diễn trên lưới lập thể để thể hiện các mặt gián đoạn trên mỗi tập hợp. Nếu bất kỳ vòng tròn lớn nào thể hiện tập hợp trên lưới lập thể giao với đới phá hủy thì thỏa mãn điều kiện để dịch trượt xảy ra, và một phá hủy dạng nêm là có thể xảy ra về mặt động học (Hình 2.20). Điểm giao nhau này sẽ cho ta biết góc dốc và phương của giao tuyến được đọc từ lưới lập thể, tương tự như góc dốc và phương vị hướng dốc.
53
Hình 2.20. Phép thử Markland đối với phá hủy dạng nêm, mỗi vòng tròn lớn vượt qua trung tâm của một tập hợp vector dốc
+ Phân tích động học đổ lở bằng phép thử Markland [23]
Goodman (1980) đã thảo luận về phương thức phân tích động học đổ lở. Ông cho rằng dịch trượt giữa các lớp có thể diễn ra trước cả khi xảy ra biến dạng uốn cong quy mô lớn. Nếu dịch trượt giữa các lớp khống chế bởi góc ma sát j, quá trình đổ lở sẽ xảy ra nếu pháp tuyến của các lớp đổ lở có góc nghiêng nhỏ hơn so với một đường nghiêng một góc j phía trên mặt phẳng sườn dốc. Hơn nữa, đổ lở sẽ chỉ xảy ra nếu như các lớp này có đường phương gần song song với đường phương của sườn dốc, thường nằm trong khoảng 30o. Hình 2.21 là lưới lập thể trên đó đới gạch sọc là đới đổ lở trọng yếu của các mặt gián đoạn thể hiện ở dạng cực.
54
Tuy nhiên, trong luận văn khi phân tích các phá hủy đổ lở, học viên áp dụng phương pháp của R. Anbalagan trong nghiên cứu trượt lở tại Ấn Độ do điều kiện địa chất tại khu vực nghiên cứu có tính chất tương đồng với điều kiện khu vực nghiên cứu được đề cập đến trong tài liệu [27]. Cũng trên cơ sở nghiên cứu của Hoek & Bray, 1981, ông đề xuất điều kiện xảy ra phá hủy dạng đổ lở như sau:
- Điều kiện tiên quyết là phương vị đường phương của mặt gián đoạn gần song song với với phương vị sườn dốc, hoặc trong giới hạn ± 10o.
- Các mặt phá hủy cắm đứng hoặc góc dốc > 70o và có hướng cắm ngược hướng với xu thế chung của sườn.
Các điểm cực của các mặt phá hủy nếu nằm trong đới phá hủy đổ lở có khả năng gây đổ lở (Hình 2.22)
Hình 2.22. Mô hình lưới chiếu phân tích đổ lở [27]