S T T= ?? ? ? = ? ?
3.3. Đánh giá chiều dầy lớp phủ nông theo số liệu đo DĐVĐC
Xét mô hình 2 lớp đơn giản: Gồm một lớp đá gốc bị phủ lên trên bởi một lớp trầm tích yếu. Lớp trầm tích này có chiều dầy là D và vận tốc truyền sóng ngang là
Vs, hình 3.2. Khi đó, tần số trội của mô hình này xẩy ra với chiều dầy D phụ thuộc
vào hệ số nhân của λ/4.
Phương trình liên hệ giữa tần số trội và độ dầy lớp trầm tích là: fr =𝑛.𝑉𝑠
4𝐷 (𝑛 = 1, 3, 5, … ) (3.7) Phương trình liên hệ giữa vận tốc và độ sâu của các lớp trầm tích là:
Vs z = V0. (1 + 𝑍)𝑥 (3.8)
Trong đó V0 là vận tốc truyền sóng ngang tại bề mặt, Z=z/z0 (với z0 =1 m) là độ sâu lớp trầm tích và x là hệ số sự phụ thuộc của vận tốc theo độ sâu. Ví dụ: Budny (1984), sử dụng số liệu hố khoan để đánh giá các hệ số này cho nền cát lỏng tại phía tây Lower Rhine Embayment nước Đức, thu được V0=162 m/s, x=0,278 [17].
Tần số trội fr được tính bằng 1/4T, với T là thời gian truyền sóng ngang từ đáy tới mặt của lớp.
Theo định nghĩa thì V(z)=dz/dt khi đó thời gian truyền được tính như sau: T = 𝑉𝑑𝑧 𝑠(𝑧)= 1 𝑉0 (1 + 𝑍)−𝑥𝑑𝑧 = 1 𝑉0 𝐷 0 𝐷 0 (1+𝐷)1−𝑥−1 (1−𝑥) (3.9) Do đó mối liên hệ giữa chiều dầy lớp phủ và tần số trội trở thành
fr =4T1 = 𝑉0(1−𝑥)
4 (1+𝐷)1−𝑥−1 (3.10)
D = 𝑉0(1−𝑥)
4𝑓𝑟 + 1 1/(1−𝑥)− 1 (3.11) Trong đó fr tính bằng Hz, V0 tính bằng m/s và D tính bằng m.
27 (3.11) D + 1 = 𝑉0(1−𝑥) 4𝑓𝑟 + 1 1/(1−𝑥) (3.12) Thực tế cho thấy D >> 1 => D + 1 D; 𝑉0(1−𝑥) 4𝑓𝑟 ≫ 1 => 𝑉0(1−𝑥) 4𝑓𝑟 + 1 𝑉0(1−𝑥) 4𝑓𝑟 Khi đó phương trình (3.12) có thể viết dưới dạng đơn gian sau:
D = afrb (3.13) Trong đó 𝑎 = 𝑉0(1−𝑥)
4
1/(1−𝑥)
𝑏 = − 1
1−x và phụ thuộc vào điều kiện nền địa phương.
Phương trình (3.13) cho thấy khi tần số trội fr giảm đồng nghĩa với chiều dầy D tăng thì b phải âm.
Năm 1999, Seht và Wohlenberg [52] sử dụng số liệu của 34 lỗ khoan có độ sâu tới đá gốc và 102 điểm đo DĐVĐC (34 điểm tại các lỗ khoan trên; 10 điểm trên đá gốc) để thực hiện đánh giá mối liên hệ giữa này tại vùng Lower Rhine Embayment nước Đức. Kết quả của họ tìm được các hệ số a và b của phương trình (3.13) cho trường hợp tỉ số phổ S/R và tỉ số phổ H/V lần lượt là a=146, b=-1,375 và a=96, b=-1,388. Khi đó phương trình liên hệ giữa tần số trội và chiều dầy lớp phủ của khu vực này có dạng:
D = 146f(S/R)−1.375 (3. 14) D = 96f(H/V)−1.388 (3.15)
Hình 3.3 cho thấy chiều dầy lớp phủ và tần số trội có mối liên hệ phù hợp với nhau. Hơn nữa, hình này cũng cho thấy mối liên hệ giữa chiều dầy lớp phủ và tần số trội của DĐVĐC đánh giá theo tỉ số phổ H/V tốt hơn là đánh giá theo tỉ số phổ S/R.
28
Hình 3.1 Hai kỹ thuật đo DĐVĐC thường được sử dụng để xác định chu kỳ trội của
29
Hình 3.2 Mô hình 2 lớp đơn giản, gồm một lớp trầm tích yếu có chiều dầy D, vận
tốc truyền sóng ngang Vs phủ lên trên lớp đá gốc rắn chắc. Khi đó, tần số trội fr của mô hình xẩy ra với chiều dầy D phụ thuộc vào hệ số nhân của λ/4.
30
Hình 3.3 Mối quan hệ giữa chiều dầy lớp phủ (D) và tần số trội (T0) tại vùng Lower
Rhine Embayment (Đức). Hình tròn đặc là giá trị tần số trội tính theo tỉ số phổ H/V;
hình tam giác là giá trị tần số trội tính theo tỉ số phổ S/R; các đường đậm là đường
cong được nội suy theo phương trình (3.15); các đường gạch là đường cong được
nội suy theo phương trình (3.14) [52].
31
Chƣơng 4 – VI PHÂN VÙNG ĐỘNG ĐẤT THÀNH PHỐ HÀ NỘI 4.1. Đặc điểm khu vực nghiên cứu
4.1.1. Vị trí
Toạ độ vùng nghiên cứu được giới hạn trong phạm vi: vỹ độ từ 20º52’N tới 21º14’N, kinh độ từ 105º42’E tới 106º02’E. Để vi phân vùng động đất Tp. Hà Nội tôi đã tiến hành đo DĐVĐC tại 93 điểm bằng hệ thống máy ghi DĐVĐC Servo
(hình 4.1). Kết quả đo đạc, phân tích số liệu và vi phân vùng động đất Tp. Hà Nội
thuần túy bằng phương pháp vi địa chấn được trình bày trong nghiên cứu này.
4.1.2. Địa hình
Địa hình Tp. Hà Nội mang tính thang bậc khá rõ nét, bao gồm: (i) địa hình đồi và núi thấp phân bố ở phía bắc thành phố, có độ cao từ 270 đến 374m; (ii) đồng bằng - gò đồi phát triển rộng ở phía đông bắc Sóc Sơn; (iii) đồng bằng cao phân bố chủ yếu ở Đông Anh và phần còn lại của Sóc Sơn, có độ cao từ 6 m đến 15 m ; (iv) đồng bằng thấp phân bố phổ biến ở phần đông nam thành phố, dọc theo sông Hồng, sông Đuống, sông Cà Lồ. Độ cao trung bình từ 2 m đến 6 m (hình 4.2) [1].
