-1- MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài
Tây Nguyên Việt Nam là vùng núi phía Tây Nam của tổ quốc, bao gồm các tỉnh:
Lâm Đồng, Đắk Nông, Đắk Lắk, Gia Lai, KonTum.
Tây Nguyên là một vùng đất giàu tiềm năng phát triển, có vị trí chiến lược quan
trọng về chính trị, kinh tế, văn hóa và an ninh quốc phòng của cả nước. Sự nghiệp
công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước nói chung và khu vực Tây Nguyên nói riêng
đòi hỏi phải xây dựng nhiều tuyế
n đường giao thông xuyên qua các tỉnh, như:
- Quốc lộ 14 chạy dài từ KonTum qua Gia Lai, Đắk Lắk, Đăk Nông, Bình
Phước đến Tp.Hồ Chí Minh.
- Quốc lộ 24 nối Kontum với Ba Tơ (Quảng Ngãi).
- Quốc lộ 25 nối từ Pleiku (Gia Lai) với Tuy Hòa (Phú Yên).
- Quốc lộ 26 nối Đắk Lắk (Buôn Mê Thuột) với Nha Trang (Khánh Hoà)
- Quốc lộ 27 nối từ Đà Lạt (Lâm Đồng) với Đắk Lắk (Buôn Mê Thuột).
- Quốc lộ 28 nối từ Đ
à Lạt (Lâm Đồng) với Đăk Nông.
- Quốc lộ 19 nối Pleiku (Gia Lai) với Quy Nhơn.
- Quốc lộ 40 nối với Xayden-Antoum (Lào) cửa khẩu Pờ Y với Q. Lộ 14.
- Đặc biệt, tuyến đường Hồ Chí Minh, chạy qua các tỉnh Tây Nguyên. Đây là
tuyến đường trọng điểm, không chỉ có ý nghĩa chiến lược trong sự nghiệp công
nghiệp hoá - hiện đại hoá, phát triển kinh tế - xã hội và đảm bảo an ninh quốc phòng
đối vớ
i khu vực miền Trung và Tây Nguyên, mà còn là một tuyến đường lịch sử, gắn
liền với sự nghiệp giải phóng đất nước (đường Trường Sơn).
- Ngoài ra, nhiều tuyến đường nối liền tỉnh lỵ đến các huyện lỵ và các vùng
sâu, vùng xa nơi có nhiều đồng bào dân tộc sinh sống, nhiều tuyến giao thông phục
dốc, không xét đến ảnh hưởng rung động của các phương tiện giao thông trên đường.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
a) Nghiên cứu thí nghiệm xác định được đặc điểm biến đổi dung trọng tự
nhiên (
W
và các thông số chống cắt (C) theo độ ẩm (W) từ mùa khô đến mùa mưa
của bốn loại đất Tàn - sườn tích thường gặp ở Tây Nguyên. Đó là các loại Tàn-sườn
tích thuộc vỏ phong hóa trên đá Bazan, đá xâm nhập Granite, đá Trầm tích lục
nguyên và đá Biến chất.
b) Tính toán, so sánh và xác định được: Hệ số ổn định chống trượt cho cùng
một mái dốc được tính theo phương pháp cung tròn Bishop (thông qua phần mềm
Geo – Slope International Ltd. Canada) và tính theo phương pháp cung tròn cả
i tiến
của M.Н. Голbдштейн và Г.Ц. Тер-cтепанян (M.N.Gônxtên và G.I.Ter-Xtêpanian)
có giá trị xấp xỉ nhau. NCS đã chọn theo phương pháp cung tròn cải tiến của
M.N.Gônxtên để tính toán xác định chiều cao giới hạn của mái dốc (h) theo độ dốc
(1:m) của mái dốc theo hệ số ổn định K được định trước.
-3- c) Sử dụng số liệu nghiên cứu được ở mục a, áp dụng phương pháp tính toán ở
mục b, với hệ số an toàn theo quy phạm là k=1.4, NCS đã tính toán được chiều cao
giới hạn (h) theo độ dốc (1:m) và độ ẩm (W) khác nhau của đất trong mái dốc đối với
bốn loại đất Tàn – sườn tích được nghiên cứu ở Tây Nguyên.
d) Kết quả nghiên cứu cung cấp những số liệu cần thiết để bạn
đọc tham khảo
khi thiết kế hoặc xem xét tình trạng ổn định của các bờ dốc thực tế có chiều cao (h)
và độ dốc (1: m) khác nhau theo mùa khô và mùa mưa của bốn loại đất thường gặp ở
Tây Nguyên.
4. Phương pháp nghiên cứu
H
Ư
Ư
Ơ
Ơ
N
N
G
GI
IĐ
Đ
I
I
Ề
Ề
U
UK
K
I
I
Ệ
CĐ
Đ
I
I
Ể
Ể
M
MĐ
Đ
Ị
Ị
A
AC
C
H
H
Ấ
Ấ
T
T
V
V
Ự
Ự
C
CT
T
Â
Â
Y
YN
N
G
G
U
U
Y
Y
Ê
Ê
N
N
.
L
L
Ở
ỞM
M
Á
Á
I
ID
D
Ố
Ố
C
CC
C
Á
Á
C
C
ÔỞ
ỞT
T
Â
Â
Y
YN
N
G
G
U
U
Y
Y
Ê
Ê
N
N
1
1
.
Đặc điểm cơ bản của hệ thống sông suối trong khu vực: ngắn, hẹp, dốc, có
nhiều ghềnh thác. Sông ngòi ở đây thường có 3 đoạn, với đặc thù riêng, đó là: đoạn
qua vùng đồi núi, đoạn qua vùng cao nguyên và đoạn qua vùng đồng bằng.
Trong thực tế, đoạn sông ngòi qua vùng đồi núi có rất ít vật liệu bồi tích. Chỉ
khi đổ ra vùng cao nguyên, đồng bằng hoặc thung lũ
ng, sông mới mở rộng, tạo ra
những vùng bồi tích rộng lớn nhưng không dày.
-5- 1.1.2.2 Đặc điểm về mưa:
Vùng Tây Nguyên mưa tập trung từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa trong
thời kỳ này chiếm khoảng 75% khối lượng mưa năm. Lượng mưa trung bình năm khu
vực khoảng 1200mm đến 3000mm.
Trong đó:
Vùng núi cao trung bình - Ngọc Linh: 2500mm đến 3000mm
Vùng cao nguyên Pleiku: 2600mm đến 2800mm.
Vùng thung lũng PôCô, cao nguyên Mandrak: 2000mm đến 2500mm
Vùng thung lũng Cheo Reo, An Khê, Krông Buk: 1200mm đến 1400mm
Vùng duyên hải Nam Trung Bộ, mưa tập trung từ tháng 9 đến tháng 12, lượng
mưa trung bình năm từ 1100mm đế
n 1300mm.
Vùng Đông Nam Bộ, mưa tập trung từ tháng 8 đến tháng 11, lượng mưa trung
bình năm từ 1400mm đến 2000mm.
1.1.2.3 Đặc điểm về gió:
Khu vực Tây Nguyên, gió mùa Tây Nam thịnh hành từ tháng 5 đến tháng 9,
tốc độ gió trung bình 4.1 đến 5.2m/s. Từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, chủ yếu là
gió mùa Đông Bắc.
Tây Nguyên ít chịu trực tiếp của bão từ Biển Đông, nhưng bão có thể gây mưa
2
/ngày). Mùa mưa có bức xạ mặt trời thấp hơn, cường
độ bức xạ cao nhất đạt 300-400 cal/cm
2
/ngày.
Vào các tháng mùa khô, do lượng bốc hơi vượt xa hơn lượng mưa như ở cao
nguyên Pleiku, vùng Cheo Reo-Phú Túc đã làm cho đất đai khô kiệt, cây cỏ héo úa,
thời tiết nóng bức, mực nước ngầm tụt sâu…
Đặc điểm về thời tiết, khí hậu, thuỷ văn ở khu vực nghiên cứu rất khắc nghiệt, mùa
khô và mùa mưa khác biệt nhau nhiều, ảnh hưởng nghiêm trọng đến điều kiện thi
công và chấ
t lượng công trình xây dựng.
Hình 1.1 Bản đồ khu vực nghiên cứu
-7- 1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TRONG KHU VỰC
Trong tài liệu [27] - khái quát về điều kiện Địa chất công trình ở khu vực từ
Quảng Nam - Đà Nẵng đến Đông Nam Bộ, có giới thiệu “Sơ đồ địa chất công trình
vùng Tây Nguyên” (Hình 1.2). Tùy thuộc vào chế độ địa kiến tạo, có những thành hệ
địa chất và phức hệ địa chất nguồn gốc khác nhau được chú giải trên sơ đồ.
tích có tuổi Jara sớm - giữa, một ít có tuổi Permi với các hệ tầng Chư Minh (tuổi
Permi); Loại Bản Đôn (tuổi Jara sớm - giữa) với 4 hệ tầng Đắk Bùng, Đray Linh, La
Ngà, Ea Sup; hệ tầng Đắk Rium (tuổi Creta muộn).
3. Nhóm đá Biến ch
ất có tuổi từ Tiền Cambri đến Paleozoi sớm, phân bố chủ yếu
ở phía Tây Bắc, Bắc và Đông Tây Nguyên gồm các hệ tầng: Kon Cot, Xalamco, Đắk
Lô, Ki Sơn, Sông Re, Tak Cò, Núi Vú, Tiên An , Đắk Ui, Đắk Long và Chư Sê phân
bố dưới dạng địa hình núi cao, sắc, phân cắt mạnh.
4. Nhóm đá xâm nhập axit - Trung tính. Gồm các đá tuổi Paleozoi và Mezozoi
thuộc phức hệ Diên Bình, bến Giằng - Quế Sơn, Hải Vân, Vân Canh, Định Quán,
Đèo Cả, Ankroet, Bà Nà,… tạo thành các dãy núi cao.
5. Nhóm đá phun trào axit - Trung tính. G
ồm các đá từ Andezit (Hệ tầng Đắk Lin
tuổi Cacbon - Permi và hệ đèo Bảo Lộc tuổi Jara muộn - Creta sớm) đến Ryolit,
Felsit (hệ tầng Mang Yang, Chư Prông, Nha Trang, Đơn Dương), các đá này tạo
thành núi cao, sắc nhọn, phân dị mạnh.
6. Nhóm đá xâm nhập Mafic, siêu Mafic chỉ chiếm một phần diện tích rất nhỏ ở
vùng nghiên cứu, dưới dạng các khối nhỏ.
7. Nhóm đá phun trào Mafic gồm Bazan, các loại có tuổi từ
Neogen đến Đệ Tứ
với các hệ tầng Túc Trưng, Đại Nga và Xuân Lộc. Đây là nhóm đá có diện tích phân
bố rất rộng, chiếm tới 1/4 diện tích Tây Nguyên.
Về kiến tạo, Tây Nguyên nằm trọn vẹn trong 2 đới kiến tạo lớn là đới KonTum
và đới Đà Lạt (Nguyễn Xuân Bao và nnk, 2000). Ranh giới giữa 2 đới này là hệ
thống đứt gãy Ea Sup - Krông Pach. Mỗi đới kiến tạo có các đặc điểm khác nhau về
thành ph
ần, cấu trúc và nhiều đặc điểm địa chất rất khác nhau. Trên mỗi đới cũng
phát triển nhiều hệ thống đứt gãy khác như đứt gãy Pô Cô, Biển Hồ - Chư Hơ Đrông,
Đèo Mang Yang - An Trung, Đắk Min - Madagui, Đắk Min - Krông Bông, Sông Ba,
-9-
2
-Q
I
1)
:
Phân bố: chiếm phần lớn diện tích 5 cao nguyên lớn, trừ phần trung tâm Pleiku,
Buôn Ma Thuột, Đăk Nông.
Bề dày từ 10 - 20m, lớn nhất là ở phần vòm cao nguyên kon Hà Nừng, Đăk
Nông đạt 32 - 82.5m trên đá Granite-migmatít phức hệ Chu Lai, nhỏ nhất là ở ven rìa
cao nguyên chỉ 3m- 5m.
-10- Đặc trưng cho loại vỏ phong hóa đá phun trào Bazan này là kiểu vỏ phong hoá
laterit, mặt cắt từ trên xuống gồm 4 đới: thổ nhưỡng, laterit, sét hoá và đới biến đổi
yếu.
Đới thổ nhưỡng 0.1-1m, chủ yếu là bộ sét lẫn rễ cây và vài mảnh cục laterit.
Đới laterit 0.5-12.3m: dạng dăm, sạn, que, khung xương, lỗ rỗng, kết cấu khá
cứng.
Đới sét hoá 2-70.2m: là sét phong hoá tàn dư dạng cầu, còn giữ đượ
c cấu tạo của
đá mẹ.
Đới biến đổi yếu 1-5m là Bazan nứt vỡ thành dăm, cục tảng, khoáng vật chủ yếu
là nguyên sinh.
b) Vỏ phong hoá trên đá phun trào Bazan Pleistocen (βQ
1
2
):
Phân bố: phát triển ở trung tâm vòm Pleiku, Buôn Hồ, KrôngAna, Đăk Min,
Đức Trọng.
Bề
dày từ 10-20m, lớn nhất là vách đường mòn Hồ Chí Minh đoạn Đăk Lăk-
đèo Lò xo, đạt 50m-60m, nhỏ nhất là ở sườn dốc, thung lũng phân cắt chỉ 3-5m.
Đới trên cùng là thổ nhưỡng (0.2-1.5)m.
Đới thứ hai là đới sét hoá dày (10-15)m.
Đới thứ ba là đới biến đổi yếu (3m-10)m.
1.2.2.4. Vỏ phong hoá trên đá Trầm tích:
Chủ yếu là đá Trầm tích có tuổi Jara.
Phân bố: chủ yếu từ EaSup - Bản Đ
ôn kéo dài xuống Đà Lạt - Đức Trọng
Bề dày từ 10-15m, lớn nhất là ở Đà Lạt trên 40m, nhỏ nhất là (1-2)m.
Đới trên cùng là thổ nhưỡng (0.3-1)m.
Đới thứ hai là đới sét hoá dày (2-18)m.
Đới thứ ba là đới biến đổi yếu (2-4)m.
Các tai biến (quá trình địa động lực ngoại sinh) ở vỏ phong hoá của các loại đá
khác nhau cũng khác nhau. Ở vỏ phong hoá trên đá xâm nhập có thể gặp các hiện
t
ượng đổ lở trọng lực, trượt lở, sạt lở… Trong Bazan phong hoá có thể gặp các hiện
tượng nứt đất, trượt lở, xói mòn… Trong vỏ phong hoá của đá phun trào axit cũng có
thể gặp các hiện tượng trên như trong Bazan phong hoá, song với quy mô nhỏ và mức
độ tập trung hơn. Các quá trình địa động lực thường gặp trong đá Biến chất là trượt lở
đất, mương xói, rãnh xói, các quá trình này phát triển rất mạnh vào mùa mưa ở
những
nơi thảm thực vật bị tàn phá, khi vách đường cắt vào vỏ phong hoá (ĐăkGlei dọc theo
đường Hồ Chí Minh)
-12-
Kỳ và Nguyễn Văn Tuấn [9] đã nghiên cứu tổng kết thành phần khoáng vật và hóa
học chủ yếu trong vỏ phong hóa ở Tây Nguyên được giới thiệu ở b
ảng 1.4
Qua các tài liệu nghiên cứu ở trên, cho thấy rằng vùng nghiên cứu có vỏ phong hoá
phát triển trên tất cả các loại đá có mặt trên khu vực. Mức độ phong hoá của các loại
đá rất khác nhau, phụ thuộc vào bản chất thạch học ban đầu của đá. Chỉ tiêu cơ lý và
-13- thành phần khoáng vật của đất trong vỏ phong hoá cũng khác nhau, sẽ có ảnh hưởng
đến sự ổn định mái dốc của các tuyến đường giao thông trong khu vực nghiên cứu
Bảng 1.1 Trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của các loại đất có cấu trúc tự nhiên
Thành hệ
địa chất
đá gốc
Lớp đất
Thành phần hạt tính
theo % trọng lượng
Độ
ẩm
Dung trọng
Tỷ
trọng
Hệ
số
rỗng
Thiên
nhiên
Khô
Tên loại đất
-Ql)
Lớp 1: Đất sét màu nâu
đỏ
5,0 23,0 30,0 42,0 37,0 1,64 1,20 2,90 1,42
Lớp 2: Đất sét màu
loang lổ chứa vón kết
mảng
20,0 25,0 25,0 30,0 30,0 1,75 1,35 3,01 1,33
Lớp 3: Đất sét màu nâu
vàng, phớt tím, gan gà
3,0 33,0 33,0 31,0 31,0 1,51 1,15 2,89 1,55
Đất trên nền
đá lục
nguyên
(bột kết, cát
kết)
Lớp 1: Đất sét màu nâu
đỏ chứa 15-50% vón kết
Laterit (có chỗ vón kết
chím 50-70%)
35,0 27,0 13,0 25,0 10,0 1,98 1,80 2,93 0,65
Lớp 2: Đất sét màu
loang lổ chứa 20-25%
vón kết Laterit
20,0 21,0 21,0 38,0 15,0 1,73 1,50 2,77 0,70
Lớp 3: Đất sét màu nâu
vàng, chứa ít dăm sạn
3,0 30,0 30,0 37,0 26,0 1,89 1,50 2,75 0,75
Đất trên nền
đá phun trào
-14- Bảng 1.1 (tiếp theo)
Trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của các loại đất có cấu trúc tự nhiên (tiếp theo)
Độ
bão
hòa
Giới hạn Atterberg
Độ
sệt
Cường độ chống cắt
Hệ số thấm
Thiên nhiên Bão hòa
Chảy Dẻo
Chỉ số
dẻo
Góc
ma sát
Lực
dính
Góc
ma sát
Lực
dính
G W
L
W
P
I
00' 0,25
2,0x10
-4
(6,0x10
-5
-
1,0x10
-3
)
76,0 62,0 44,0 18,0 -0,78 22
o
00' 0,40 19
o
00' 0,30
3,0x10
-4
(6,0x10
-5
-
1,0x10
-3
)
80,0 63,0 45,0 18,0 -0,78 21
o
00' 0,40 19
o
00' 0,30
3,0x10
-4
(6,0x10
)
95,0 49,0 28,0 21,0 -0,10 21
o
00' 0,50 19
o
00' 0,40
6,0x10
-4
(1,0x10
-5
-
1,0x10
-3
)
58,0 38,0 20,0 18,0 -0,11 23
o
00' 0,53 20
o
00' 0,34
1,0x10
-4
(5,0x10
-5
-
5,0x10
-3
)
75,0 47,0 29,0 18,0 -0,39 24
o
00' 0,53 21
(5,0x10
-5
-
5,0x10
-3
)
70,0 50,0 32,0 18,0 -0,50 27
o
00' 0,42 24
o
00' 0,31
1,0x10
-4
(5,0x10
-5
-
5,0x10
-3
)
75,0 52,0 38,0 14,0 -1,00 25
o
00' 0,41 22
o
00' 0,30
1,0x10
-4
(5,0x10
-5
-
5,0x10
Đăk Lăk
Phun trào acid
Phun trào Bazan
Trầm tích lục
nguyên
Bồi tích aQIV
Kaolinite, vecmiculite, hỗn hợp hydromica- vecmiculite
Hydrogotite, kaolinite, gibsite, bơmite,
Gibsite, bơmite, kaolinite, hydrogotite, gơtit, hematite
Kaolinite, hydromica, montmorillonite, vecmiculite,
hydrogotite
Kaolinite, montmorillonite, hydromica, hỗn hợp
hydromica- vecmiculite
Lâm Đồng
Phun trào Bazan
Hồ tích NdL
Bồi tích aQIV
Kaolinite, hydrogotite, gơtite, gibsite
Gibsite, kaolinite, hydrogotite
Kaolinite, gibsite,hydrogotite
Kaolinite, ít hydromica, hydrogotite, gibsite
Hydromica, montmorillonite, kaolinite
Kaolinite, hydromica, montmorillonite
Bảng 1.2 Khoảng biến thiên của các chỉ tiêu chính
TÊN ĐẤT
Độ ẩm
- Đất trên nền đá lục nguyên
(Bột kết, Cát kết)
- Đất trên nền đá phun trào
(Đaxit, Riolit, Andezit)
- Đất trên nền đá Biến chất
(Gơnai…)
- Đất trên nền đá xâm nhập sâu
(Granit, Granodionit)
±5
±10
±8
±10
±10
±10
±0.05
±0.08
±0.06
±0.08
±0.07
±0.08
±0.05
±0.10
0
±4
0
±0.05
±0.10
±0.10
±0.08
±0.12
±0.07
-16- Bảng 1.4 Thành phần khoáng vật và hóa học chủ yếu trong các vỏ phong hóa ở
Tây Nguyên
TT Vỏ phong hóa
Thành phần khoáng
vật chủ yếu
Thành phần hóa học
chủ yếu
SiO
2
%
Al
2
Kaolinit, gibsit, geotit 10-15 15-50 20-45
3
Vỏ phong hóa trên phun trào
Bazan Pliocen-Pleistocon
sớm (N
2
- Q
1
1
) đới sét hóa
Kaolinit, gibsit, geotit 30-42 24-27 12-25
4
Vỏ phong hóa trên Bazan
Pleistocen giữa ở đới sét hóa
Kaolinit, gibsit,
Monmorilonit
30-50 15-20 13-20
5
Vỏ phong hóa trên đá phun
trào trung bình ở đới sét hóa
Kaolinit, geotit,
hydromica
30-40 10-20 20-30
6
Vỏ phong hóa trên đá phun
trào axít ở đới sét hóa
Thạch anh, Kaolinit,
gibsit, haluarit, felspát,
hydromica, geotit
65-75 10-20 1-10
nhiều địa hình phức tạp, đặc điểm địa hình công trình khác nhau, đến mùa mưa, do
ảnh hưởng mưa lũ kéo dài, do địa hình quá hiểm trở, núi cao, vực sâu, hệ thống
taluy đường quá m
ỏng manh nên trời mưa lũ là sạt lở.
1.3.1 Các dạng sạt lở thường gặp
Tùy theo đặc điểm địa hình, địa chất mỗi đoạn có các dạng sạt lở khác nhau
1.3.1.1 Những đoạn đường đi qua chân vách đá gần như thẳng đứng:
Thường gặp phải sự sụp đổ nhào nhiều tảng đá khổng lồ từ trên rơi xuống
chắn ngang
đường, Ví dụ: như hình 1.6 giới thiệu vụ sạt lở xảy ra ở đường Hồ Chí
Minh đoạn tại Km67 - Km68 trên đèo Vi ô lắc - Quốc lộ 24, đoạn Đakrông Tà Rụt
và vụ đất, đá sụp trượt khủng khiếp vùi lấp toàn bộ đường Hồ Chí Minh ở đoạn Lò
xo, thuộc làng Mang Khênh, xã Đak Mang, huyện Đak Glei - KomTum. a) Vụ sạt lở núi xảy ra ngày 20-1 tại Km67-Km68 trên đèo Viôlắc Quốc lộ 24A
b) Đất, đá sụp trượt khủng khiếp vùi lấp toàn bộ đường Hồ Chí Minh, đoạn Lò xo
a) Mái dốc không có cắt cơ bạt mái b) Mái dốc có cắt cơ bạt mái
-19-
Hình 1.7 Hình ảnh mặt cắt mái dốc bị nước mưa bào mòn
a) Trượt khối trên mái taluy dương
nguyên nhân trên. Theo nhà khoa học của Nga В. Д. Ломтадзе (V.D.Lomtadze)
[49], các nguyên nhân gây trượt thường là: tăng cao độ dốc của sườn dốc khi cắt
xén, khi đào hoặc xói lở, khi thi công mái dốc; giảm độ
bền của đất đá do biến đổi
trạng thái vật lý khi ngấm nước, trương nở, giảm độ chặt, phong hóa, phá hủy kết
cấu tự nhiên; các hiện tượng từ biến trong đất đá, tác động của các áp lực thủy tĩnh
và thủy động lên đất đá gây nên biến dạng thấm (xói ngầm, chảy trôi, biến thành
trạng thái cát chảy v.v ), biến đổi trạng thái ứng suất của
đất đá ở trong đới hình
thành sườn dốc và thi công mái dốc; các tác động bên ngoài như: chất tải lên sườn
dốc, tác động địa chất và bị địa chấn v.v
Trên cơ sở khảo sát hiện tượng tại những nơi xói, bị sạt lở của những tuyến
đường ô tô trong khu vực nghiên cứu, đồng thời thu thập nhiều ý kiến nhận xét của
các công ty tư vấn khảo sát, thiết kế, thi công và các ban quả
n lý dự án giao thông,
NCS rút ra những nguyên nhân chủ yếu gây ra sạt lở sau đây:
1.3.2.1 Do tính chất của các khối đất đá:
Do bị phong hóa nứt nẻ, có thể do bom đạn trong chiến tranh làm cho khối
đất đá nứt nẻ, kém ổn định.
1.3.2.2 Do địa hình hiểm trở, núi cao, vực sâu, hệ thống taluy dương của đường
quá dốc:
Có những đoạn đường đi qua chân vách đá gần như thẳng đứng. Nếu đ
á bị
nứt nẻ nhiều có thể bị sụp đổ do tác động rung động của các thiết bị thi công, do ô
tô chạy trên đường hoặc do gió bão tác động vào vách đá. Những đoạn đường đi
qua chân sườn đồi phong hóa có độ dốc tương đối lớn 30-35
o
, hiện tượng sạt lở có
thể xảy ra ở chân sườn đồi. Ở những đoạn đường cong, như ở khu vực Đèo Lò xo ở
-21-
Nghiên cứu các vấn đề tồn tại nêu trên cũng chính là nhiệm vụ và nội dung của
luận án.
1.4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA CÁC NHÀ KHOA HỌC NƯỚC NGOÀI
VÀ TRONG NƯỚC VỀ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC, B
Ờ DỐC
Bờ dốc là khối đất được giới hạn bởi một mặt phẳng thẳng đứng (dốc đứng)
hay nghiêng (mái dốc) nối liền hai mức cao độ khác nhau (đỉnh dốc và chân dốc).
Các bờ dốc có thể là tự nhiên như mặt nghiêng tự nhiên của sườn đồi, sườn núi…
hay nhân tạo như bờ dốc các đường đắp trên sườn núi, đường đắp cao, đê đập đắp
b
ằng đất v.v…
Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân khối đất đá trong bờ dốc, đồng thời
do tác động của các yếu tố tự nhiên hay các hoạt động của con người mà có thể làm
đất đá trên bờ dốc bị dịch chuyển xuống dưới với các cơ chế và tốc độ khác nhau
tạo nên sự chuyển dịch và trượt bờ dốc.
-22- 1.4.1 Một số đề nghị về phân loại các chuyển dịch của bờ dốc
Vấn đề phân loại các chuyển dịch của bờ dốc đã được nhiều nhà khoa học
quan tâm nghiên cứu từ lâu. Tuy nhiên cho đến nay vẫn chưa có một cách phân loại
thống nhất các chuyển dịch bờ dốc [13]. Trong luận án NCS xin giới thiệu một số
cách phân loại phổ biến thường được nhắc đến
ở nước ta trong những năm gần đây:
1.4.1.1 Phân loại theo D.J.Varnes:
Năm 1958, D.J.Varnes đã phân loại các chuyển dịch bờ dốc theo dạng
chuyển dịch và loại vật liệu trong khối trượt. Theo các dạng chuyển dịch có thể chia
thành trượt, trượt dòng và sạt đổ. Còn theo vật liệu trong khối trượt, có thể chia
thành trượt đất, trượt đá và trượt hỗn hợp đất đá.
- Trượt là những chuyển dịch tương đối nhanh của một khối đất đá theo một
hay nhiều mặt trượt là những mặt phân chia khối trượt và phần nền không bị dịch
chuyển. Tốc độ dịch chuyển của đất đá có thể đạt đến vài mét trong một ngày đêm.
- Trượt dòng: là những chuyển dịch nhanh của khối đất đá dọc theo bờ dốc
do đất
đá bị bão hòa nước. Trượt dòng có tốc độ dịch chuyển khoảng vài mét trong
một phút và thường xảy ra mùa mưa, nhất là khi có những trận mưa kéo dài với
vùng mưa lớn. Tùy theo thành phần vật chất của đất đá trên bờ dốc mà trượt dòng
tạo thành những dòng bùn đất hay dòng bùn đá.
- Đất đá đổ là những chuyển dịch rất nhanh của những khối đất đá từ những
bờ d
ốc đứng hay theo những mặt trượt có độ dốc lớn. Tốc độ chuyển dịch rất nhanh
(khoảng vài m/s) nên thường gây ra những tai nạn bất ngờ trên các tuyến giao thông
miền núi. Cách phân loại này đã được Ủy ban Kỹ thuật của hội đồng tương trợ kinh
tế của khối các nước trước đây thừa nhận là cách phân loại thống nhất chuyển dịch
bờ dốc và áp dụng cho các nướ
c XHCN.
1.4.1.3 Phân loại theo Hồ Chất và Doãn Minh Tâm
Năm 1985, Hồ Chất và Doãn Minh Tâm (Viện Khoa Học Kỹ Thuật Giao
Thông Vận Tải - nay là Viện Khoa Học và Công Nghệ Giao Thông Vận Tải) đã
phân chia các dạng cơ bản của hiện tượng chuyển dịch đất đá trên bờ dốc ra làm 4
loại: trượt đất, sụt trượt, xói sạt và đất đổ, đá đổ.
- Trượt đất là hiện tượng di chuyển của khối
đất theo một mặt trượt nhất
định, thường có dạng trụ tròn xoay (khi đất trong khối trượt tương đối đồng nhất) và
có khi mặt trượt cắm sâu vào tảng đá nằm dưới hoặc trượt theo mặt bằng đá gốc.
- Sụt trượt là giai đoạn cuối cùng của hiện tượng xói sụt. Thực tế thường khó
xác định được vách sạt, mặt trượt nhưng đôi khi cũng th
ấy dạng cung tròn. Sản vật
thân của chúng.
Ở mục 1.3, giới thiệu các dạng sạt lở thường gặp ở Tây Nguyên cũng có các
dạng chuyển vị sạt lở bờ dốc như được giới thịệu ở mục 1.4.1.4. Giới hạn nhiệm vụ
nghiên cứu của luận án là đánh giá sự ổn định của sườn dốc cạnh đường ô tô, nên
NCS nghiên cứu lựa chọn phương pháp tính toán ổn định mái dốc cấu tạo b
ằng đất.
1.4.2 Các phương pháp tính toán ổn định trượt bờ dốc, mái dốc
Bài toán ổn định của khối đất là bài toán riêng của lý thuyết tổng quát về
trạng thái ứng suất giới hạn của đất, song nó có những đặc điểm quan trọng, do
chuyển động đặc biệt của khối đất khi chúng mất ổn định.
Ở mục 1.4.1, giới thiệu một số đề nghị v
ề phân loại các chuyển dịch của bờ
dốc. Nhưng nguyên nhân chủ yếu làm khối đất mất ổn định là:
1. Các quá trình xói mòn.
2. Sự cân bằng bị phá hủy.
Các quá trình xói mòn diễn ra thường rất chậm, khó thấy được, chúng phụ
thuộc vào các điều kiện khí tượng và địa - vật lý bên ngoài vào tính chất bề mặt của
khối đất và thường không được xét tới trong cơ học đất [53]
Nghiên cứu đi
ều kiện ổn định của khối đất và những điều kiện phá hủy sự ổn
định đó là nhiệm vụ trực tiếp của bài toán cơ học đất. Do vậy, hầu hết trong các
giáo trình hoặc các sách chuyên khảo về cơ học đất đều có giới thiệu các phương
pháp tính toán ổn định mái dốc.
Các phương pháp tính toán ổn định mái dốc có thể chia ra làm hai nhóm:
Nhóm phương pháp lý thuyết: thuộ
c về nhóm này phải kể đến những công
trình nghiên cứu của Viện sĩ thông tấn viện Hàn Lâm khoa học Liên Xô (trước đây).
-25-
cho bờ dốc, nước tác động đến bờ dốc có thể là nước ngầm, có thể là nước mặt. Đối
với các bờ dốc cạnh đường ô tô ở Tây Nguyên, theo nghiên cứu tài liệu khảo sát [9],
[33] cho biết, rất ít gặp trường hợp có nước ngầm trong bờ dốc. Trong những
trường hợp đường ô tô chạy ven theo bờ sông suối có thể gặp nước ngầm. Để thoát
nước ngầm, có thể sử
dụng giếng khoan tập trung nước, dùng bơm hút nước đi hoặc
dùng lỗ khoan nghiêng để thoát nước ra khỏi bờ dốc, được giới thiệu trong tài liệu
[33]. Đối với các bờ dốc cạnh đường ô tô ở Tây Nguyên chủ yếu là điều chỉnh dòng
nước chảy mặt. Giải pháp này nhằm hạn chế tác động của nước vào mùa mưa lũ,
giảm bớt nước ngấm vào đất làm tăng dung tr
ọng của đất, làm giảm độ bền của đất,
làm tăng áp lực gây trượt, làm giảm lực chống trượt. Mặt khác, điều chỉnh dòng
chảy mặt để tránh hiện tượng xói rãnh bờ mặt bờ dốc, làm tăng độ dốc mái, dẫn đến
giảm nhỏ hệ số an toàn chống trượt. Giải pháp thoát nước mặt thường kết hợp với
Copyright: Tài liệu đại học ©