Nhƣ trình bày trong chƣơng phƣơng pháp, đă ̣c trƣng tha ̣ch cṍu trúc có ý nghĩa quan tro ̣ng trong viờ ̣c dƣ̣ báo nguy cơ trƣợt lở, đă ̣c biờ ̣t ở khu vƣ̣c bi ̣ dõ ̣p vỡ cao. Tính chất này gắn liền với gúc ma sỏt trong của từng loại đỏ . Trong phõ̀n này trình bày cỏc đỏ chính cú mặt trong khu vực ngiờn cứu . Cỏc sụ́ liệu đƣợc thảo luận mang tính đại diện cho mụ̣t sụ́ nhúm đỏ trong khu vực.
a. Nhúm đṍt, đá cacbonat
Nhúm đỏ nguồn gụ́c trầm tích Cacbonat chủ yờ́u là đỏ vụi cacbonat và mụ̣t sụ́ bị biờ́n chất hoa húa. Trong khu vƣ̣c nghiờn cƣ́u , hờ ̣ tõ̀ng Bản pỏp (D1-2bp) bị karst húa bề m ặt mạnh mẽ , xuṍt hiờ ̣n nhiờ̀u hụ́ su ̣t , phờ̃u karst, hang karst, tuy nhiờn đá võ̃n còn nguyờn khụ́i . Đá bi ̣ nƣ́t nẻ khụ́i do cỏc hoạt đụ̣ng kiờ́n tạo lõu dài, do cỏc trƣờng lực nộn ộp hoặc do đặc tính phõn lớp của đỏ vụi. Đỏ vẫn cũn tƣơng đụ́i tƣơi nờn chất lƣợng khụ́i đỏ khỏ tụ́t, đụ̣ bền từ cao đờ́n rất cao. Đõy là đỏ vụi cú đặc tính kỹ thuật tƣơng đụ́i tụ́t, mẫu cú tuổi địa chất D1-2bp. Đụ̣ bền núi chung của cỏc đỏ này đều khỏ cao, hệ sụ́ bền vững khụ giú f = 7,7-13,3, cƣờng đụ̣ khỏng nộn đơn trục khụ giú từ cao đờ́n rất cao n = 785,2 – 1718,0 kG/cm2, lực dính kờ́t cũng rất lớn, c = 145 – 300kG/cm2, đỏ rất chặt sít, đụ̣ lỗ rụ́ng nhỏ n = 0,4-2,1 %.
Đụ́i với đỏ vụi , tính chất hỳt nƣớc của đỏ yờ́u , tính trƣơng nở và ngấm nƣớc hõ̀u nhƣ khụng có . Nhƣ võ ̣y, tính chất gắn kờ́t của loại đỏ này là khỏ tụ́t , tuy nhiờn cõ̀n chú ý đờ́n nhƣ̃ng hang karst ngõ̀m có khả năng gõy sõ ̣p hang hoă ̣c đụ̉ đá .
Sản phẩm phong húa của đỏ vụi hệ tầng Bản Pỏp là cỏc hạt vụn thụ , rờ i ra ̣c đƣơ ̣c thành ta ̣o do quá trình các đá vụi bi ̣ nghiờ̀n vu ̣n dƣới tác du ̣ng ma ̣nh mẽ của hoạt đụ̣ng kiờ́n tạo khu vực.
Phõn tích các chỉ tiờu cơ lý của đṍt , sản phẩm phong húa của đỏ vụi hệ tầng Bản Pỏp (D1-3 bp) bao gụ̀m các đṍt vu ̣n thụ , rời trong khu vƣ̣c này cho thṍy chúng chƣ́a nhiờ̀u sa ̣n dăm và bụ ̣t nghiờ̀n vu ̣n . Đất cú khả năng giữ nƣớc trung bỡnh, đụ̣ chặt sít trung bỡnh, khụ́i lƣợng thờ̉ tích tự nhiờn của chỳng dao đụ̣ng ở mức trung bỡnh (g/cm3) đờ́n 1,80(g/cm3); hệ sụ́ rỗng trung bỡnh eo = 0,992. Do đất
chứa nhiều dăm sạn nờn sức khỏng cắt của đất trong điều kiện bão hũa nƣớc khỏ cao, gúc ma sỏt trong dao đụ̣ng từ 19o15’ đờ́n 32o36’.
b. Nhúm đṍt, đá trõ̀m tích lu ̣c nguyờn
Nhúm đỏ trầm tích lục nguyờn trong khu vực ng hiờn cƣ́u thuụ ̣c hờ ̣ tõ̀ng Lai Chõu (T2-3 lc) cú thành phần chủ yờ́u là cỏt bụ̣ kờ́t , sột bụ̣t kờ́t , dăm sạn kờ́t . Đất đỏ thuụ̣c cỏc hệ tầng trong nhúm trầm tích lục nguyờn-lục địa thƣờng bị phong húa khỏ mạnh mẽ và nứt nẻ theo mặt lớp, bờn cạnh đú cỏc quỏ trỡnh hoạt đụ̣ng kiờ́n tạo lõu dài cũng làm cho đỏ bị uụ́n nờ́p và dập vỡ tạo điều kiện cho hoạt đụ̣ng phong hoa càng mạnh mẽ hơn. Những điều này làm cho chất lƣợng khụ́i đỏ thuụ̣c nhúm này thƣờng khụng cao, đụ̣ bền của đỏ thƣờng yờ́u, trừ mụ̣t sụ́ đỏ dăm sạn kờ́t, cỏt kờ́t nguyờn khụ́i cú cỏc chỉ tiờu lực học cao hơn.
Trong hờ ̣ tõ̀ng Lai Chõu , nhƣ̃ng đá cát bụ ̣t kờ́t , sột kờ́t cú chứa kờ́t hạch sỏt và oxit sắt thƣờng có đụ ̣ bờ̀n thṍp, hệ sụ́ bền vững khụ giú khỏ thấp f = 1,3 – 4,0 và khi bóo hũa fbh = 1,1-3,2, cƣờng đụ̣ khỏng nộn cũng thấp n = 42,8 – 451,9 kG/cm2 (trƣờng hợp khụ giú) và n-bh = 31,6 – 389,0 kG/cm2 . Trong khi đú, tính hỳt nƣớc của đỏ phụ thuụ̣c vào thành phần vật chất của đỏ. Cỏc đỏ sột bụ̣t kờ́t thƣờng hỳt nƣớc mạnh cũn cỏc đỏ cỏt bụ̣t kờ́t thỡ hỳt nƣớc kộm hơn. Cũn với cỏc đỏ dăm – sạn kờ́t, cỏt bụ̣ kờ́t chỳng thƣờng bị phong húa vừa phải , mụ ̣t sụ́ võ̃n còn giƣ̃ đƣợc đă ̣c tính ban đầu của chỳng. Với các đá này có đụ ̣ bờ̀n khá cao , hệ sụ́ bền vững khụ giú f = 5,6 – 10,2 và bị giảm khụng lớn khi bão hũa fbh = 5,2-9,9, cƣờng đụ̣ khỏng nộn khụ giú khỏ cao n = 486,4 – 1185,6 kG/cm2, khi bóo hũa là n = 425,3-1130,3 kG/cm2, lực dính kờ́t cũng tƣơng đụ́i cao C = 88,0 – 208,0 kG/cm2. Cỏc tính chất vật lý của đỏ trong phụ nhúm cũng thờ̉ hiện tính khỏ bền vững của chỳng, đặc biệt tính hỳt nƣớc và trƣơng nở của đỏ khỏ thấp.
Đụ́i với đất là sản phẩm phong húa của loại trầm tích này gồm cỏc sản phẩm phong hóa hoàn toàn tƣ̀ đá gụ́c, sản phẩm sƣờn tích và trầm tích dập vụn.
- Vớ i các sản phõ̉m phong hóa hoàn toàn tƣ̀ đá gụ́c thƣờng là đất sột, sột pha, cỏt pha chứa sạn, cỏt thụ. Mức đụ̣ cụ́ kờ́t của cỏc đất này tƣơng đụ́i tụ́t và đất khỏ
chặt sít, hệ sụ́ rỗng eo khi bão hũa nƣớc xấp xỉ 1.0; mức đụ̣ thay đổi trung bỡnh đụ̣ ẩm tự nhiờn của đất khi bão hũa nƣớc đạt tới >40% và mức đụ̣ thay đổi trung bỡnh đú đụ́i với khụ́i lƣợng thờ̉ tích là khoảng 5%, khụ́i lƣợng thờ̉ tích tự nhiờn trung bỡnh của đất trong nhúm__ 1,76 (g/cm3). Sức khỏng cắt của đất đƣợc đỏnh giỏ trong điều kiện bão hũa nƣớc. Khi đú, lực dính C của chỳng nhỡn chung ở mức trung bỡnh đờ́n khỏ cao cmax = 67,8 kPa, gúc ma sỏt trong trung bỡnh của đất cao,
__
= 25o. Nhƣ vậy, cỏc mẫu đất phong húa loại này cú mức đụ̣ nhạy cảm cao đụ́i với nƣớc. Khi bị bão hũa, nhỡn chung cỏc tính chất của chỳng bị giảm đỏng kờ̉, tuy nhiờn, mụ̣t sụ́ mẫu đất cú vẫn thờ̉ hiện cƣờng đụ̣ và dụ̣ bền khỏ cao trong điều kiện đất bị bão hũa.
Hỡnh 4.16: Nhúm đất đƣợc hỡnh thành tƣ̀ quá trình phong hóa và phỏ hủy kiờ́n tạo của trầm tích lục nguyờn hệ tầng Lai Chõu (T2-3 lc)
- Vớ i sản phõ̉m sƣờn tích gồm đất sột, sột pha, cỏt pha chứa sạn sỏi, cỏt thụ là cỏc sản phẩm của hệ tầng Lai Chõu . Đặc tính cơ lý đất của sản p hõ̉m này nhƣ sau : đụ̣ ẩm tự nhiờn của đất khi bão hũa nƣớc khỏ cao, đạt tới >44% và mức đụ̣ thay đổi trung bỡnh đú đụ́i với khụ́i lƣợng thờ̉ tích là khoảng >6 %, khụ́i lƣợng thờ̉ tích tự
Sản phẩm phong húa từ đỏ gụ́c
Trõ̀m tích dõ ̣p vụn
nhiờn trung bỡnh của đất trong nhúm thấp hơn,__ 1,68 (g/cm3). Sức khỏng cắt của đất đƣợc đỏnh giỏ trong điều kiện bão hũa nƣớc. Khi đú, lực dính C của chỳng nhỡn chung ở mức trung bỡnh đờ́n thấp cmax = 15,6 kPa, gúc ma sỏt trong trung bỡnh của đất cao, __ = 29o. Nhƣ vậy, cỏc mẫu đất phong húa loại này cú mức đụ̣ nhạy cảm cao đụ́i với nƣớc. Khi bị bão hũa, nhỡn chung cỏc tính chất của chỳng bị giảm đỏng kờ̉, tuy nhiờn, mụ̣t sụ́ mẫu đất cú vẫn thờ̉ hiện cƣờng đụ̣ và đụ̣ bền khỏ cao trong điều kiện đất bị bão hũa .
- Nhúm trầm tích dập vụn là sản phẩm của quỏ trỡnh phong húa chƣa triệt đờ̉ và cỏc quỏ trỡnh nộn ộp của hoạt đụ̣ng kiờ́n tạo . Đất loại này khỏ rời rạc và cụ́ kờ́t yờ́u do thiờ́u vật liệu gắn kờ́t, hệ sụ́ rỗng eo khi bão hũa nƣớc khỏ thấp. Mức đụ̣ thay đổi trung bỡnh đụ̣ ẩm tự nhiờn của đất khi bão hũa nƣớc rất cao, đạt trờn 100%, khụ́i lƣợng thờ̉ tích tự nhiờn của đất ở mức trung bỡnh, 1,65 (g/cm3). Sức khỏng cắt của đất trong điều kiện bão hũa nƣớc khụng lớn và chủ yờ́u đƣợc thờ̉ thụng qua gúc ma sỏt trong ( = 36o31’). Lực dính C của của đất rất nhỏ thấp c = 6,26 kPa [14]. Cỏc mẫu đất dập vụn loại này cú mức đụ̣ nhạy cảm cao đụ́i với nƣớc. Khi bị bão hũa, nhỡn chung cỏc tính chất của chỳng bị giảm mạnh. Đặc biệt, lực dính kờ́t bão hũa của đất rất thấp sẽ là tiền đề đờ̉ nguy cơ trƣợt lở sƣờn-vỏch dụ́c xảy ra trong điều kiện mƣa kộo dài.
d. Nhúm đất, đá trõ̀m tích – phun trào
Trong khu vƣ̣c nghiờn cƣ́u , đá trõ̀m tích – phun trào thuụ ̣c hờ ̣ tõ̀ng Cõ̉m Thủy (P3 ct) sõ̃m màu. Do quá trình hoa ̣t đụ ̣ng kiờ́n ta ̣o ma ̣nh mẽ và lõu dài , kờ́t hợp với quỏ trỡnh phong húa vật lý đã làm cho kờ́t cấu của đỏ giảm đi . Kờ́t quả thí nghiệm xỏc định cỏc chỉ tiờu cơ lý đã chỉ ra rằng cỏc đỏ thuụ̣c nhúm Magma phun trào này do bị cỏc hoạt đụ̣ng phong húa mạnh mẽ nờn chỳng trở nờn khỏ yờ́u. Đụ̣ bền của cỏc đỏ này thấp, hệ sụ́ bền vững khụ giú f = 2,8- 3,5, khi bị bão hũa nƣớc chỳng càng thấp hơn, fbh = 2,3-3,3; cƣờng đụ̣ khỏng nộn đơn trục khụ giú cũng thấp n = 151,9
– 228,9 kG/cm2, khi bão hũa nƣớc n bh = 111,7-206,1 kG/cm2; lực dính kờ́t nhỏ C = 33,5-45,5 kG/cm2; đỏ cú đụ̣ chặt sít trung bỡnh đờ́n lớn, đụ̣ lỗ rụ́ng n = 4-13,9% .
Cỏc sản phẩm phong húa trờn sƣờn là cỏc đất khỏ khụ , khả năng ngậm nƣớc cao; mức đụ̣ cụ́ kờ́t khỏ tụ́t, đất giàu thành phần sột nhƣng cũng chứa sạn hoặc cỏt thụ, gúc ma sỏt trong và lực dính C của chỳng thƣờng tƣơng đụ́i cao.
- Cỏc sản phẩm phong húa từ đỏ gụ́c bazan gụ̀m: sột, sột pha chứa sạn, cỏt thụ khỏ chặt sít, hệ sụ́ rỗng eo thấp, giỏ trị trung bỡnh eo< 1, khụ́i lƣợng thờ̉ tích tự nhiờn của phụ nhúm 1 khỏ cao 1,77(g/cm3). Đất cú khả năng giữ nƣớc tụ́t, đõy cũng là nguy cơ tiờ̉m ẩn mụ̣t sụ́ tai biờ́n liờn quan ở những khu vực phõn bụ́ loại đất này. Sức khỏng cắt của phụ nhúm đất đƣợc nghiờn cứu trong điều kiện bão hũa nƣớc. Khi đú, lực dính C của chỳng nhỡn chung khỏ cao, c = 19,5 – 25,1 kPa. Nguy cơ xảy ra cỏc loại tai biờ́n địa chất trờn nền đất loại này khụng cao.
- Cỏc sản phõ̉m sƣờn tích gụ̀m : sột pha chứa sạn, sỏi hoặc cỏt thụ. Đất sƣờn tích do cú nhiều sạn sỏi, cỏt hơn nờn sức khỏng cắt chủ yờ́u thờ̉ hiện bởi gúc ma sỏt trong ( = 31o), cũn lực dính C của đất khụng đỏng kờ̉ (C = 4,17 kPa). Hệ sụ́ rỗng eo của đất khi bão hũa nƣớc cũng khụng lớn, khụ́i lƣợng thờ̉ tích tự nhiờn của đất thấp hơn cỏc đất phong húa nhƣng vẫn ở mức trung bỡnh, 1,67(g/cm3).
Tṍt cả tính chṍt của đṍt đá ở trờn có sự thay đụ̉i do sự biờ́n dạng kiờ́n tạo gõy ra. Nú quyết định đến nguy cơ trượt lở bờn cạnh cỏc cấu trúc lớn. Cỏc đặc điểm này được trình bày ở phõ̀n tiờ́p sau đõy.
4.2. Đặc điờ̉m tai biờ́n địa chṍt trƣợt lở.
4.2.1. Lịch sử tai biờ́n trượt lở
Dọc thung lũng Mƣờng Lay đã ghi nhận lại nhiều nơi trƣợt lở bờn sƣờn tõy. - Năm 1990, trƣợt lở đã cuụ́n trụi nhà văn húa thị xã Lai Chõu cũ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Năm 1991, 1993 trƣợt lở xảy ra ở xã Sụng Đà tại đồn Sụng An với khụ́i trƣợt trờn 100m3 trong mựa mƣa đã lấp mất đƣờng vỡ vậy đồn Sụng An phải chuyờ̉n đi nơi khỏc.
- Năm 1991-1994, trƣợt lở tại xã Na Lay (phía tõy cầu Bản Xỏ) khụ́i trƣợt trờn 5000m3 đã phỏ hủy 200m đƣờng. Trƣợt lở xảy ra trong mựa mƣa lũ. Hàng năm tại xã Na Lay trƣợt lở xảy ra ở cầu Nậm Cản làm hỏng đƣờng và cầu. Phía bắc thị xã xảy ra nứt sụt đất, quy mụ nứt sụt dài 120m, cao 10m gõy hƣ hại đƣờng giao thụng.
4.2.2. Cỏc kiểu trượt trong khu vực nghiờn cứu
Với đặc điờ̉m biờ́n dạng của khu vực nghiờn cứu cú cỏc loại kiờ̉u trƣợt sau: - Kiểu trượt phẳng: thƣờng là trƣợt theo mặt lớp hoặc mặt phỏ hủy cú đụ̣ nghiờng lớn về phía sƣờn dụ́c.
Hỡnh 4.17: Những sƣờn bị đứt gãy phỏ hủy rất dễ gõy trƣợt lở
- Kiểu trượt hỡnh cung: là kiờ̉u trƣợt theo mặt hỡnh cung. Khi mặt lớp hoặc mặt phỏ hủy bị mụ̣t tải trọng lớn đố lờn làm sập sệ, oằn vừng. Vƣợt quỏ giới hạn chịu lực của đất đã sẽ gõy ra trƣợt theo mặt cung này (Hỡnh 4.18).
Hỡnh 4.18: Sƣờn dễ bị trƣợt kiờ̉u hỡnh cung
- Trượt chảy: Khi sƣờn bị phỏ hủy, lớp vỏ phong húa dày gặp điều kiện nƣớc ngầm từ trong cỏc thành tạo ở sƣờn thƣờng xuyờn chảy ra. Tải trọng sẽ tăng lờn, mức đụ̣ gắn kờ́t của đất đỏ giảm sẽ gõy ra trƣợt chảy.
Hỡnh 4.19: Sƣờn dụ́c thƣờng xuyờn cú nƣớc sẽ cú nguy cơ trƣợt chảy
4.2.3. Đá nh giá các yờ́u tụ́ phát sinh tai biờ́n trượt lở
Qua nghiờn cƣ́u khu vƣ̣c này cho thṍy : nguyờn nhõn chính của tai biờ́n trƣợt lở tõ ̣p trung vào các yờ́u tụ́ chính sau:
a. Khu vƣ̣c bi ̣ phá hủy kiờ́n ta ̣o rṍt ma ̣nh làm nờ̀n đi ̣a chṍt k hu vƣ̣c bi ̣ dõ ̣p vỡ, vỡ vu ̣n tính lien kờ́t của đất đỏ rất kộm (Hỡnh 4.20).
Hỡnh 4.20: Thành phần thạch học bị nghiền vụn mất tính liờn kờ́t cú nguy cơ trƣợt lở cao
b. Cỏc cấu trỳc lớn hỡnh thành do hai chuyờ̉n đụ̣ng kiờ́n tạo trẻ và h iợ̀n đa ̣i đi đụi với trƣơ ̣t trái và phải của đới đƣ́t gãy Điờ ̣n Biờn – Lai Chõu là yờ́u tụ́ vụ cùng quan trọng cho sự trƣợt lở ở quy mụ lớn.
c. Sƣ̣ ha ̣ thṍp taluy sƣờn dụ́c ở bờ tõy (nơi đṍt đá bi ̣ phá hủy ma ̣nh ) tạo mụ̣t lƣợng lớn đṍt đá trong tõ̀ng đõ ̣p vỡ có sƣ̣ ụ̉n đi ̣nh giả cõn bằng . Nguyờn nhõn phát sinh trƣơ ̣t lở cao khu mùa mƣa tới (Hỡnh 4.21).
d. Đất san bằng mặt bằng khu tỏi định cƣ cao 3 – 5m có nguy cơ trƣơ ̣t cao khi hụ̀ thủy điện Sơn La đƣợc tích nƣớc (Hỡnh 4.22).
Hỡnh 4.21: Taluy õm và taluy dƣơng đƣợc ha ̣ thṍp đụ ̣ dụ́c có nguy cơ trƣợt lở cao
Hỡnh 4.22: Đất san mặt bằng khu tỏi định cƣ cú nguy cơ trƣợt lở cao khi mực nƣớc hụ̀ thủy điờ ̣n Sơn La dõng cao
4.2.4. Phõn vùng tai biờ́n trượt lở
Trong khu vƣ̣c nghiờn cƣ́u chia ra làm hai khu vƣ̣c có mƣ́c đụ ̣ trƣợt lở khác nhau. Sƣờ n tõy nguy cơ tai biờ́n trƣơ ̣t lở cao còn sƣờn đụng hõ̀u nhƣ khụng có tai biờ́n trƣơ ̣t lở.
- Sƣờ n tõy các dòng xõm thƣ̣c thƣờng dà i và khụng dụ́c bằng sƣờn đụng nhƣng có mõ ̣t đụ ̣ cao hơn và ta ̣i nhƣ̃ng nơi đụ̉ ra thung lũng thƣờng tõ ̣p trung đụng dõn cƣ và nhiờ̀u hoa ̣t đụ ̣ng nhõn sinh khác . Đất đỏ ở khu vực này bị phỏ hủy mạnh trở nờn nát vu ̣n , vỏ phong húa dày cựng với nú là hoạt đụ̣ng nhõn sinh đã làm tăng đụ ̣ dụ́c sƣờn, giảm tính liờn kờ́t của đất đỏ. Thƣ̣c tờ́, tại đõy đã ghi nhận lại nhiều lần trƣơ ̣t lở.
Hỡnh 4.24: Hợ̀ thụ́ng sƣờn dờ̃ xảy ra trƣợt lở khu vƣ̣c dõn cƣ
Sƣờn đụng hờ ̣ thụ́ng xõm thƣ̣c ngắn và dụ́c hơn , tuy nhiờn khụng trƣ̣c tiờ́p đụ̉ vào thung lũng do sự phõn dị địa hỡnh bắc – nam. Cỏc sƣờn cú đụ̣ dụ́c cao nhƣng khụng có thành phõ̀n phong hóa hoă ̣c bi ̣ nghiờn vu ̣n mà chủ yờ́u là các sƣờn kiờ́n ta ̣o trờn đá cacbonat rắn chắc. Nhƣ võ ̣y, sƣờn đụng rṍt ít có nguy cơ xảy ra tai biờ́n trƣợt lở.
4.4.5. Dự báo những khu vực có nguy cơ trượt ở cao
Theo nguyờn lý trƣợt lở đất đỏ chỉ xảy ra khi tính ổn định của sƣờn bị phỏ hủy. Tính ổn định của sƣờn phụ thuụ̣c vào đụ̣ dụ́c của sƣờn, thành phần tạo nờn sƣờn, đặc điờ̉m cấu tạo sƣờn, quan hệ giữa hƣớng nghiờng của sƣờn và hƣớng đổ của đỏ. Trong thực tờ́, mụ̣t khụ́i đất đỏ bị trƣợt cú thờ̉ gõy ra bởi nhiều nguyờn nhõn khỏc nhau nhƣ đã trỡnh bày ở trờn. Bởi vậy, nghiờn cứu nguyờn nhõn trƣợt khụng thờ̉