Cấu trúc kiến tạo có ảnh hƣởng mạnh m nhất tới chế độ kiến tạo và các hoạt động động đất trên toàn lãnh thổ miền Bắc Việt Nam nói chung và khu vực Hà Nội nói riêng là đới đứt gãy Sông Hồng (ĐGSH). Đới này bao gồm một loạt các đứt gãy hoạt động nhƣ đứt gãy Sông Hồng, đứt gãy Sông Chảy và đứt gãy
Sông Lô chạy cắt qua địa bàn thành phố Hà Nội cùng với đứt gãy Đơng Triều - ng Bí nằm ở phía Đơng Bắc (hình 4.3). Để tiến hành đánh giá độ nguy hiểm hóa lỏng nền do động đất cho khu vực nghiên cứu, các tham số địa chấn nhƣ độ lớn động đất M và gia tốc cực đại amax do động đất gây ra đƣợc xác định từ các động đất kịch bản. Động đất kịch bản là động đất đƣợc dự báo s xảy ra tại khu vực nghiên cứu, với các thông số ban đầu đƣợc xác định trƣớc.
Mơ hình nguồn đứt gãy địa chấn của Việt Nam đã đƣợc sử dụng để xây dựng các động đất kịch bản [18]. Các động đất kịch bản trong khu vực Hà Nội đƣợc xây dựng dựa trên các giả thiết sau:
1) Động đất đƣợc phát sinh trên một trong những đứt gãy kiến tạo có khả năng sinh chấn chạy cắt ngang qua hoặc gần địa bàn thành phố.
2) Ngoài tọa độ chấn tâm, các tham số khác của động đất kịch bản đƣợc xác định theo các tham số hình học và địa động lực của chấn đoạn đứt gãy phá huỷ phát sinh ra nó (chấn tiêu động đất kịch bản) theo các ngun tắc của mơ hình nguồn tuyến.
Trong luận án này, ba động đất kịch bản đƣợc lựa chọn, trong đó có hai động đất kịch bản giả thiết phát sinh trên đứt gãy Sông Chảy và một động đất kịch bản giả thiết phát sinh trên đứt gãy Sơng Lơ. Vị trí chấn tâm các động đất kịch bản đƣợc biểu diễn trên hình 4.4. Các tham số của các động đất kịch bản này đƣợc liệt kê trong bảng (4.2). Trong đó các tham số của động đất kịch bản thứ nhất trùng với một trận động đất lịch sử đã xảy ra năm 1958, còn động đất kịch bản thứ hai và thứ ba là các trƣờng hợp đƣợc cho là cực đoan đối với vùng nghiên cứu, độ lớn động đất M=6.5 trên đứt gãy Sông Chảy và M=6.0 trên đứt gãy Sông Lô phù hợp với các đánh giá về khả năng phát sinh động đất cực đại của các đứt gãy này [16, 17, 28, 30, 95].
Hình 4.4. Các đới đứt gãy có khả năng sinh chấn khu vực thành phố Hà Nội và vị trí các chấn tâm động đất kịch bản Bảng 4.2. Tham số của các động đất kịch bản STT Tên kịch bản Tên đứt gãy Mw
Toạ độ chấn tâm Độ sâu chấn tiêu, (km) Kinh độ (độ) Vĩ độ (độ) 1 DD_HN_SC5.3 Sông Chảy 5.3 105.50 21.25 17 2 DD_HN_SC6.5 Sông Chảy 6.5 105.74 20.99 17
Các bản đồ rung động nền do các động đất kịch bản gây ra tại khu vực nội thành Hà Nội đƣợc minh họa trên các hình 4.5, hình 3 và hình 4 (phụ lục). Các tham số rung động nền thể hiện trên bản đồ là gia tốc cực đại nền PGA (nền B), đo bằng đơn vị g. Có thể thấy sự lan truyền chấn động phản ánh rất rõ sự khác biệt về vị trí của nguồn phát sinh chấn động trên các bản đồ này.
Hình 4.5. Phân bố gia tốc cực đại nền gây ra bởi động đất kịch bản DD_HN_SL6.0 độ lớn M=6.0
Từ các bản đồ gia tốc cực đại nền, phổ phản ứng gia tốc SAS xác định đƣợc theo công thức (4.25) [51]:
(4.25)
Ở đây PGA là gia tốc cực đại nền do động đất gây ra và FAS là hệ số tƣơng quan giữa phổ phản ứng gia tốc (SAS) và gia tốc cực đại nền (PGA). Các hệ số FAS
phụ thuộc vào độ lớn động đất (M) và khoảng cách từ chấn tiêu động đất đến vị trí quan tâm.
Lƣu ý rằng Việt Nam nằm trong khu vực có chế độ hoạt động kiến tạo ổn định trên bình đồ kiến tạo thế giới, các hệ số FSA xác định cho khu vực miền Trung và Đông nƣớc Mỹ đƣợc áp dụng cho khu vực Hà Nội (bảng 4.3). Trong khi độ lớn của các động đất kịch bản nằm trong miền giá trị từ 5.3 đến 6.5 và khoảng cách từ các chấn tiêu các động đất kịch bản tới vùng nội thành thành phố Hà Nội nằm trong khoảng từ 0 km đến dƣới 80 km, từ bảng 4.3 có thể thấy các hệ số FAS áp dụng cho khu vực nghiên cứu s có giá trị nằm trong khoảng từ 1.2 đến 1.6.
Bảng 4.3. Các hệ số phổ phản ứng gia tốc của miền Trung và miền Đông nƣớc Mỹ (nền B) [51]
Khoảng cách chấn tiêu FAS với độ lớn động đất M:
≤5 6 7 ≥8
≤ 10 km 0.9 1.2 1.5 2.1 20 km 1.0 1.3 1.4 1.6
40 km 1.2 1.4 1.6 1.6
≥ 80 km 1.5 1.7 1.8 1.9 Việc áp dụng công thức 4.25 cho khu vực Hà Nội cho thấy các giá trị SAS tính đƣợc cho cả ba kịch bản động đất không vƣợt quá giá trị 0.161 g. Kết hợp các điều kiện trên đây với bảng 2.2 cho phép xác định hệ số khuếch đại nền cho các loại nền trong khu vực nội thành Hà Nội, cụ thể là: FA=1.6 với nền loại D, FA=2.5 với
Cuối cùng, kết hợp các bản đồ rung động nền PGA (nền B) với bản đồ phân loại nền đã thu đƣợc trong chƣơng 2, và các hệ số khuếch đại nền cho từng loại nền nêu trên xác định đƣợc gia tốc cực đại nền tại bề mặt amax (nền i) tại mỗi vị trí lỗ khoan theo cơng thức (2.1).
Các hình 4.6, hình 5 và hình 6 (phụ lục) minh họa sự phân bố giá trị amax trong khu vực nghiên cứu do các động đất kịch bản gây ra. Từ các hình này cho thấy rõ sự khuếch đại đáng kể của đất nền địa phƣơng đối với gia tốc rung động nền.
Hình 4.6. Gia tốc cực đại nền tại bề mặt (đã tính đến hiệu ứng nền) gây bởi động đất kịch bản DD_HN_SL6.0 độ lớn M=6.0