IV. Kết quả dự kiến đạt được
1.3. N HỮNG ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘNG ĐẤT TỚI CÔNG TRÌNH 1. Một số khái niệm cơ bản về động đất
1.3.3. Tình hình động đất trên thế giới và ở Việt Nam 1. Tình hình động đất trên thế giới
Động đất là sự rung chuyển hay sự chuyển động rung lắc của mặt đất.
Nguyên nhân nội sinh do liên quan đến vận động phun trào núi lửa, các vận động kiến tạo, các hoạt động đứt gãy. Nguyên nhân ngoại sinh do thiên thạch va chạm vào trái đất, do các vụ trượt lở đất đá với khối lượng lớn. Động đất xẩy ra cũng có thể do con người với các hoạt động làm thay đổi ứng suất đá
gần bề mặt hoặc áp suất hóa lỏng, đặc biệt là các vụ thử hạt nhân dưới lòng đất.
Trái đất luôn chuyển động và động đất xẩy ra khi ứng suất tại đó vượt quá sức chịu đựng của thể chất trái đất, do đó động đất xảy ra hàng ngày trên trái đất nhưng hầu hết không đáng chú ý và không gây thiệt hại lớn. Tuy nhiên với những trận động đất lớn sẽ gây ra những thiệt hại vô cùng lớn.
Trên thế giới đã xẩy ra nhiều trận động đất lớn ,gây thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản.
Trận động đất lớn nhất ở Chile, có cường độ tới 9,5 độ Richter, xảy ra vào ngày 22/5/1960 khiến 1.655 người thiệt mạng và 2 triệu người mất nhà cửa. Sóng thần mà nó gây nên đã khiến người dân ở Hawaii, Philippines và Nhật Bản thiệt mạng và gây thiệt hại ở vùng bờ biển phía tây nước Mỹ. Trận động đất dữ dội nhất tại Haiti trong 200 năm qua làm rung chuyển Haiti vào ngày 12/1/2010 có cường độ 7 độ Richter, với tâm chấn nằm cách thủ đô Port au Prince khoảng 25 km về phía tây. Một loạt các dư chấn sau đó đã được ghi nhận, trong đó có 14 dư chấn có cường độ 5- 5,9 độ Richter. Khoảng 3 triệu người đã bị ảnh hưởng bởi trận động đất. Ngày 26/12/2004, một trận động đất mạnh 9,2 độ Richter làm rung chuyển đáy biển Ấn Độ Dương, tạo ra sức mạnh tương đương 23.000 quả bom nguyên tử. Cơn động đất mạnh nhất trong 40 năm đã tạo ra một cơn sóng thần khủng khiếp, với những con sóng khổng lồ cao 15 m, tràn vào bờ biển của 11 nước. Hàng trăm người bị lôi ra biển trong khi những người khác chết chìm trong các ngôi nhà. Theo thống kê chính thức, gần 227.900 người đã chết trong thảm họa này. Và mới đây nhất, trưa ngày 11/3/2011, một cơn động đất mạnh 9 độ Richter tấn công vùng ven biển đông bắc Nhật Bản. Sau đó một cơn sóng thần trùm lên ba tỉnh đông bắc của Nhật Bản. Hơn 20.000 người đã chết hoặc mất tích chỉ trong khoảnh khắc.
Hình 1-5: Trận động đất kèm theo sóng thần ngày 11/3/2011 tại Nhật Bản 1.3.3.2. Tình hình động đất ở Việt Nam
Trong lịch sử từ năm 114 đến năm 2003 Việt Nam đã ghi nhận được 1645 trận động đất mạnh từ 3,5 độ Richter trở lên. Đó là trận động đất cấp 8 xảy ra vào năm 114 ở bắc Đồng Hới, các trận động đất cấp 7, cấp 8 xảy ra ở Hà Nội vào các năm 1277, 1278, 1285 ; động đất cấp 8 ở khu vực Yên Định - Vĩnh Lộc - Nho Quan vào năm 1635 ; động đất cấp 8 vào năm 1821 ở Nghệ An, cấp 7 ở Phan Thiết vào các năm 1882, 1887… Trận động đất lớn nhất ở Việt Nam trong vòng 100 năm qua là trận động đất 6,8 độ Richter ở Tây Nam - Điện Biên Phủ vào năm 1935 với cấp động đất bề mặt là 8÷9. Tiếp theo là trận động đất 6,7 độ Richter ở Tuần Giáo năm 1983 làm nhiều nhà sụp đổ và gây thiệt hại lớn về người.
Bảng 1-3: Thống kê các trận động đất ở Việt Nam Năm Địa phương Cường
độ(Richter) Ghi chú
1935 Điện Biên 6,8 Độ sâu chấn tiêu 25km,
làm chết 18 người 1968 Nhã Nam, Yên Thế 5,5
1983 Lai Châu 6,7 Chiều sâu chấn tiêu 23km,
làm chết 61 người 2001 Biên giới Việt - Lào 5,3
Những kết quả nghiên cứu quy luật biểu hiện động đất mạnh trên lãnh thổ Việt Nam đều có điểm chung là mạnh chỉ xảy ra trên những đới đứt gãy sâu hoạt động phân chia các đơn vị cấu trúc. Cũng qua nghiên cứu các nhà khoa học đã phát hiện Thủ đô Hà Nội nằm trong vùng đứt gãy sông Hồng - sông Chảy, nơi xảy ra các trận động đất mạnh 5,1÷5,5 độ Richter. Chu kỳ lặp lại động đất mạnh 5,4 độ Richter ở Hà nội là 1100 năm và trận động đất mạnh cuối cùng xảy ra cách đây đã hơn 700 năm (1285). Hiện Hà Nội đang trong thời kỳ yên tĩnh nhưng trong tương lai hoạt động động đất có thể tăng lên và động đất có thể xảy ra. Ngoài ra, Hà Nội còn phải chịu tác động của động đất mạnh xảy ra ở những vùng đứt gãy lân cận như đứt gãy sông Lô, Đông Triều, Sơn La.
Một kiểu động đất ở Việt Nam là tiếp nhận năng lượng từ vận động dồn mảng giữa mảng Ấn Độ Dương (có phần Đại Dương và phần tiểu lục địa Ấn Độ) xô vào mảng châu Á. Các nhà địa chấn học theo thuyết "kiến tạo mảng"
đã chứng minh rằng hầu hết biến động của lục địa châu Á ngày nay có liên quan đến hành vi của đới ranh giới giữa hai mảng thạch quyển nói trên. Đới này có hình vòng cung từ nơi tiếp giáp giữa tiểu lục địa Ấn Độ với dãy Himalaya, vòng xuống vùng biển phía Tây bán đảo Mã Lai rồi chạy xuống biển phía Tây Nam các đảo Sumatra và Java của Indonesia, là nơi xảy ra động
đất Aceh tạo ra thảm hoạ sóng thần ở Ấn Độ Dương vừa qua. Vì mối liên hệ này, các biến vị nội lục địa ở châu Á luôn gắn liền nhưng xảy ra muộn hơn các biến vị của đới ranh giới mảnh nói trên. Nên sau động đất Aceh, đã xảy ra dồn dập các động đất yếu hơn, muộn hơn và phân tán trên lãnh thổ Việt Nam.
Thời gian lan truyền và giải toả năng lượng này còn tiếp diễn và động đất còn có thể xuất hiện ở nước ta trong thời gian tới.
Vùng Tây Bắc là nơi xảy ra động đất nhiều nhất ở Việt Nam. Đứt gãy Điện Biên - Lai Châu và Điện Biên - Sơn La có thể gây ra động đất nguy hiểm nhất Việt Nam. Sau đó là đứt gãy sông Mã có thể gây ra động đất cấp 9.
Đứt gãy sông Hồng có thể gây ra động đất cấp 8. Các đứt gãy khác có thể gây ra động đất cấp 7 trở xuống. Miền Nam nước ta là nơi có động đất yếu và ít gây hại.
Dựa trên các tài liệu phân vùng động đất của trung tâm địa lý địa cầu thuộc Viện khoa học Việt Nam những vùng có khả năng động đất mạnh có liên quan đến đặc điểm kiến tạo, mỗi vùng gắn liền với một đới đứt gãy sâu và các thông số địa chấn, cụ thể như sau:
- Vùng Đông Bắc trung Hà Nội : Cấp 7 - Vùng Sông Hồng, Sông Chảy : Cấp 7-8 - Vùng Sông Đà : Cấp 7 - Vùng Sông Mã : Cấp 8-9 - Vùng biển Trung Bộ : Cấp 7 - Vùng biển Nam Bộ : Cấp 7
Đặc biệt với miền Bắc Việt Nam các nhà nghiên cứu về động đất dựa trên các đặc điểm kiến tạo phân ra các vùng có khả năng xẩy ra động đất mạnh như sau:
Bảng 1-4: Thông số cơ bản của các vùng nguồn phát sinh động đất mạnh ở miền Bắc Việt Nam
Vùng nguồn Chấn cấp
H Hệ số b Tốc độ Min Max
Cao Bằng - Tiên Yên 4,5 6,0 17 0,877 0,03
Đông Triều 4,5 6,0 15 0,877 0,08
Sông Lô 4,5 5,5 15 0,877 0,10
Sông Hồng - Sông Chảy 4,5 6,0 15 0,877 0,36
Sông Đà 4,5 5,5 12 0,814 0,70
Sông Mã - Sơn La 4,5 6,8 25 0,814 0,40 Sông Cả - Rào Nậy 4,5 6,2 17 0,877 0,34
Ven biển 4,5 6,0 17 0,877 0,03
Mường Tè 4,5 5,5 12 0,814 0,01
1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Trong chương này tác giả đã trình bày được tình hình xây dựng đập bê tông trọng lực trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Kể từ khi xuất hiện đến nay nhờ những cải tiến trong công nghệ thi công (công nghệ bê tông đầm lăn), cũng như những cải tiến hình thức mặt cắt đập, đập bê tông trọng lực đã khẳng định được vị trí của mình trong các công trình thủy lợi, thủy điện.
Những khái niệm cơ bản về động đất và những ảnh hưởng của nó đến công trình xây dựng nói chung và công trình thủy lợi nói riêng.
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT – BIẾN DẠNG CỦA ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC
Tính toán ứng suất trong thân đập bê tông trọng lực nhằm mục đích xác định trị số, phương, chiều và sự phân bố của các ứng suất dưới tác dụng của ngoại lực và các nhân tố khác như biến dạng của nền, sự thay đổi nhiệt độ, sự phân giai đoạn thi công của thân đập... Trên cơ sở đó tiến hành kiểm tra khả năng chịu lực của vật liệu, phân vùng đập để xác định các số hiệu bê tông khác nhau, phù hợp với điều kiện chịu lực của từng vùng, bố trí, cấu tạo các bộ phận công trình thích ứng với điều kiện làm việc của chúng.
Khi tính toán xem vật liệu làm việc trong miền đàn hồi, quan hệ giữa ứng suất và biến dạng là tuyến tính. Ứng suất, biến dạng của đập không chỉ phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên đập, ảnh hưởng của nền đập… mà còn phụ thuộc vào tọa độ x,y của từng điểm khác nhau trong thân đập; giữa chúng có mối liên hệ chặt chẽ với nhau thông qua các phương trình cân bằng, phương trình hình học, phương trình vật lý gọi chung là các phương trình cơ bản.