Với những tham khảo về cơ chế sụt đất đã được nghiên cứu tổng quát trên thế giới, kết hợp với điều kiện, nguyên nhân và tình hình thực tế sụt đất tại khu vực nghiên cứu, có thể chỉ ra cơ chế sụt đất tại khu vực ven biển thành phố Cẩm Phả như sau:
Với đặc trưng của khu vực này là đất lấp, lấn biển, các lớp đất chưa được lu lèn chặt. Đôi chỗ lấp trên những khu vực hang mà trước đó là hang nổi trên mặt đất, nhưng khơng có biện pháp xử lý trước khi san lấp. Khu vực có hệ thống đứt gãy cắt phá các đá cacbonat, tại thành các khe nứt, đới dập vỡ, thuận tiện cho sự thấm của các dòng nước ngầm, thấm từ trên xuống của nước mưa, nước mặt. Lớp đất sét pha màu vàng nâu lẫn sỏi sạn với hệ số thấm và hệ số bất đồng nhất cao, dễ bị nước cuốn trôi vào các khe rãnh, hang hốc ngầm karst.
Khi có mưa, kéo dài, sự tập trung nước tại các cùng trũng, hay với những dòng nước, kênh dẫn của nước mặt, sự dao động mực nước ngầm đã tạo một dòng thấm từ trên xuống dưới. Lớp đất lấp chưa được lu lèn chặt, với sự tác động của nước, những hạt đất nhỏ hơn, bị cuốn trôi theo nước, len lỏi qua các lỗ hổng, và từ chính trong lớp đất lấp này, hình thành nên các khoảng rỗng trong chúng. Và tại lớp đất nhạy cảm với hệ số bất đồng nhất về thành phần hạt cao, hệ số thấm lớn, các hạt đất bị cuốn trôi và các khe nứt, hang ngầm trong đá karst, tạo thành khoảng trống bên trong các lớp đất. Khoang rỗng này dần dần được mở rộng, bởi sự cuốn trôi đi mất của các hạt đất. Đến khi tải trọng trên các khoảng trống q lớn, phía trần khơng chống đỡ được, thì chúng sụt xuống, tạo thành các hố sụt.
3.3 Phân vùng nguy cơ sụt đất khu vực ven biển thành phố Cẩm Phả
3.3.1 Luận chứng hàm mục tiêu và các yếu tố điều kiện, nguyên nhân gây sụt đất
Trong phân vùng nguy cơ, cường độ phát triển của sụt đất là yếu tố được lựa chọn. Cường độ phát triển đó được thể hiện qua mật độ hố sụt, diện tích hố sụt, thể tích hố sụt…Trong bài báo này, hàm mục tiêu được chọn là cường độ phát triển tai biến được thể hiện qua thể tích hố sụt. Cường độ phát triển này phụ thuộc vào các yếu tố điều kiện, nguyên nhân hình thành sụt đất. Như phần trình bày trên đã nêu ra các điều kiện, nguyên nhân gây sụt. Các yếu tố được chọn trong bài báo này là:
2 * Khoảng cách tới đứt gãy: Tại vùng thành phố Cẩm Phả và vùng lân cận, kết quả
nghiên cứu cấu trúc địa chất kết hợp với tài liệu địa vật lý và các tài liệu khảo sát thực tế đã cho thấy các đá trong vùng bị cắt phá bởi các hệ thống đứt gãy phương á vĩ tuyến, á kinh tuyến, đông bắc – tây nam và tây bắc – đông nam. Các hoạt động địa chất, kiến tạo gây ra các hệ thống đứt gãy làm phá hủy đá, tạo ra các khe nứt, đới dập vỡ trong đá vôi. Theo các tài liệu địa vật lý, các đới dập vỡ này có phương phát triển chính là tây bắc - đông nam và á kinh tuyến, trùng với phương của các đứt gãy. Đới dập vỡ này có chiều rộng từ 50 - 100m. Có một số nơi, đới dập vỡ có chiều rộng là 200m (Hình 4.1). Các phương của đới đập vỡ có trường ứng suất tách giãn trong khu vực nên rất thuận lợi cho các quá trình vận động, chuyển động của nước cùng với các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm thay đổi làm q trình phong hóa đá carbonat tích cực hơn trong các vỉa đá dập vỡ, tạo các điều kiện thuận lợi xuất hiện rãnh karst, hang ngầm. Đây là điều kiện cần để phát sinh sụt đất karst. Chính vì vậy, càng gần các đới đứt gãy, khả năng hình thành các hang ngầm càng cao, nguy cơ sụt lớn.