HỘI NGHỊ KHOA HỌC LẦN THỨ 20
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BAN TỔ CHỨC
Trưởng ban:
Phó trưởng ban:
Ủy viên thư ký:
Ủy viên:

PGS.TS. Trần Đình Kiên
PGS.TS. Lê Hải An
PGS.TS. Nguyễn Quang Luật
TS. Nguyễn Phụ Vụ
PGS.TS. Nguyễn Trường Xuân
TS. Trần Thùy Dương
TS. Phạm Quang Hiệu
GS.TS. Võ Trọng Hùng
TS. Nguyễn Duy Lạc
PGS.TS. Nguyễn Văn Lâm
PGS.TS. Bùi Xuân Nam
PGS.TS. Nguyễn Phương
TS. Trần Đình Sơn
TS. Nguyễn Chí Tình
PGS.TS. Nguyễn Bình Yên
TS. Trần Xuân Trường
TS. Phạm Đức Thiên
ThS. Đinh Thị Xuân

BAN BIÊN TẬP
Trưởng ban:

nhiều nhà khoa học đang công tác tại các cơ quan nghiên cứu, các cơ sở sản xuất trong cả
nước. Ban Biên tập cùng các tiểu ban chuyên môn đã tuyển chọn 235 báo cáo khoa học có nội
dung đa dạng, phong phú, phản ánh những kết quả nghiên cứu khoa học thuộc nhiều lĩnh vực
khác nhau để công bố trong Tuyển tập các Báo cáo khoa học tại Hội nghị theo các lĩnh vực:
1 - Cơ điện
2 - Công nghệ thông tin
3 - Dầu khí
4 - Địa chất
5 - Khoa học cơ bản
6 - Kinh tế và QTKD

7 - Khai thác mỏ - Tuyển khoáng
8 - Lý luận chính trị
9 - Môi trường
10 - Trắc địa
11 - Xây dựng

Để đảm bảo tính thời sự của thông tin khoa học và kịp thời phục vụ Hội nghị, các
thành viên Ban Biên ập
t và các Tiểu ban chuyên môn đã hết sức cố gắng trong việc tuyển
chọn và biên tập các báo cáo khoa học. Trong quá trình biên tập do nhiều yếu tố khách quan,
nhất là thời gian rất gấp nên không thể tránh khỏi những lỗi kỹ thuật, rất mong nhận được sự
thông cảm của tác giả báo cáo và bạn đọc.
Trường Đại học Mỏ - Địa chất xin chân thành cám ơn các nhà khoaọch trong và
ngoài trường đã gửi báo cáo khoa học tới Hội nghị, sự hợp tác nhiệt tình, có hiệu quả của các
cơ quan đã góp phần vào sự thành công của Hội nghị. Mong rằng trong các kỳ hội nghị tiếp
theo, Trường Đại học Mỏ - Địa chất tiếp tục nhận được sự hợp tác nhiều hơn nữa để nội dung
Hội nghị khoa học được phong phú hơn.
BAN BIÊN TẬP


5. Nguyễn Văn Phóng. Xác định một số chỉ tiêu cơ lý của đất loại sét phân bố phổ biến ở
đồng bằng Bắc Bộ bằng thí nghiệm xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng (CPTu)

40

6. Đỗ Minh Toàn, Nguyễn Thị Nụ. Đặc điểm sức kháng cắt của đất loại sét yếu bão hòa
phân bố ở các tỉnh ven biển đồng bằng sông cửu long
7. Lê Trọng Thắng, Nguyễn Văn Phóng. Bước đầu nghiên cứu thông số động học của
đất bằng thí nghiệm ba trục động

50

8. Đoàn Văn Cánh, Nguyễn Thị Thanh Thủy, Phạm Quý Nhân, Nguyễn Thị Hạ,
Tống Ngọc Thanh, Bùi Trần Vượng. Sự biến động tài nguyên nước dưới đất lãnh thổ
Việt Nam: những thách thức và giải pháp

69

9. Phan Thị Thùy Dương, Dương Thị Thanh Thủy, Kiều Thị Vân Anh. Đánh giá khả
năng tự bảo vệ tầng chứa nước nứt nẻ - karst trong thành tạo cacbonat tuổi Cacbon –
Pecmi vùng Bắc Sơn – Lạng Sơn

84

10. Hoàng Văn Hoan, Phạm Quý Nhân, Flemming Larsen, Trần Vũ Long, Nguyễn
Thế Chuyên, Trần Thị Lựu. Ảnh hưởng của quá trình khuếch toán tới sự phân bố độ
mặn của nước lỗ rỗng trong lớp trầm tích biển tuổi Đệ Tứ khu vực Nam Định

94


của các dòng sông cho trạm thủy văn Thượng Cát

141

TIỂU BAN ĐỊA CHẤT – KHOÁNG SẢN
16. Khoanta Vorlabood, Trần Thanh Hải, Trần Bỉnh Chư. Một số dấu hiệu chỉ sự dịch
chuyển trong đới trượt vùng Pha Kiêng – Nam Bo, Muang Long, Luang Nam Tha,
CHDCND Lào

150

17. Vũ Xuân Lực, Trần Thanh Hải, Lương Quang Khang ,Yoonsup Kim. Tiến hóa kiến
tạo của các thành tạo trầm tích biến chất vùng trung tâm nếp lồi Tạ Khoa và ý nghĩa của nó
trong l ịch sử địa chất Tây Bắc Bộ

155

18. Hoàng Bá Quyết. Tính liên tục địa tầng trầm tích Devon khu vực xã Vân An, huyện
Hà Quảng, tỉnh Cao Bằng

170

19. Bùi Văn Chính, Ngô Xuân Đắc. Đặc điểm thành phần khoáng vật, cấu tạo và kiến
trúc quặng đất hiếm mỏ Nam Nậm Xe, Lai Châu

183

20. Trần Bỉnh Chư, Ngô Xuân Đắc, Hoàng Thị Thoa. Đặc điểm cấu tạo – kiến trúc
quặng sắt ở miền Bắc Việt Nam và định hướng sử dụng



245

27. Đặng Thị Vinh, Nguyễn Khắc Giảng, Ngô Xuân Đắc. Đặc điểm hóa lý môi trường
nước mặt khu vực tây nam hạ lưu Sông Đáy

259

28. Đỗ Mạnh An, Nguyễn Tiến Dũng, Bùi Hoàng Bắc, Khương Thế Hùng, Nguyễn
Duy Hưng, Trương Hữu Mạnh. Ứng dụng công nghệ GIS trong tìm kiếm khoáng sản
wonfram khu vực Pleimeo, tỉnh Kon Tum

271

29. Nguyễn Tiến Dũng, Nguyễn Tiến Phương. Đặc điểm chất lượng cát trắng Phong
Hòa – Phong Chương, Thừa Thiên Huế và khả năng sử dụng trong các lĩnh vực công
nghiệp

282

30. Khương Thế Hùng, Phạm Trung Hiếu. Bàn luận về một số phương pháp định tuổi
thành tạo khoáng hóa

295

2


31. Nguyễn Văn Lâm, Nguyễn Khắc Du, Phạm Như Sang, Hoàng Như Lô, Trần
Xuân Toản, Nguyễn Biên Thùy. Một số kết quả nghiên cứu bước đầu về mối quan hệ


37. Nguy ễn Trọng Toan, Phan Viết Sơn, Trương Hữu Mạnh. Đặc điểm chất lượng và khả
năng s ử dụng đá sét làm nguyên liệu sản xuất xi măng khu vực Ngọc Lặc– Thanh Hóa

350

38. Phạm Thị Thanh Hiền, Nguyễn Khắc Du, Phạm Như Sang. Một số đặc điểm ngọc
học của turmalin khu vực Khai Trung, Lục Yên, Yên Bái

357

39. Tạ Thị Toán, Nguyễn Khắc Du. Thành phần pha trong sản phẩm sứ dân dụng của sứ
Bát Tràng

364

3


Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học lần thứ 20, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội, 15/11/2012

MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG ĐỘ BỀN
VÀ BIẾN DẠNG CỦA ĐẤT HỆ TẦNG THÁI BÌNH Ở KHU VỰC HUYỆN
KỲ ANH HÀ TĨNH BẰNG THÍ NGHIỆM NÉN NGANG
Phùng Hữu Hải, Bùi Văn Bình, Dương Văn Bình
Nguyễn Ngọc Dũng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tóm tắt: Thí nghiệm nén ngang (PMT) là thí nghiệm hiện trường tiên tiến, quy trình đơn giản
hiện đang được sử dụng tại Việt Nam. Kết quả từ thí nghiệm PMT cung cấp các chi tiêu cơ học
của đất phù hợp hơn với điều kiện làm việc thực tế của đất nền, đặc biệt là của đất rời mà thí
nghiệm trong phòng còn hạn chế. Kết quả nghiên cứu của đề tài đối vớt đất thuộc hệ tầng Thái

nghiệm PMT và thí nghiệm trong phòng và ngoài trời khác là cần thiết. Theo tài liệu khảo sát
địa chất công trình và bản đồ địa chất tỷ lệ 1: 200.000 khu vực huyện Kỳ Anh các trầm tích có
tuổi Holocen phân bố chủ yếu từ độ sâu 0,0 m đến 5 ,0m, được phân chia thành 3 lớp đất, các
lớp đất này được sắp xếp theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau [2]:
- Lớp 1(lớp đất thổ nhưỡng): sét pha, màu xám nâu, trạng thái dẻo mềm, lẫn thực vật;
- Lớp 2: Sét pha, màu xám đen, trạng thái dẻo chảy đến chảy;
- Lớp 3: Sét, màu xám vàng, xám nâu, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng;

4


- Lớp 4: Cát hạt mịn – hạt nhỏ, màu xám vàng, trạng thái xốp;
- Lớp 5: Lớp đất tàn tích xám vàng, nâu vàng, trạng thái nửa cứng.
Kết q u ả th í ngh iệm PMT không ch ỉ cung cấp các ch ỉ tiêu trực tiếp như mô đun nén
ngang, áp lực giới hạn mà thông qua việc sử dụng phương trình tương quan còn cung cấp các
chỉ tiêu gián tiếp như sức kháng cắt không thoát nước, chỉ số quá cố kết cho thiết kế. Trong xây
dựng, quy hoạch,…ở những giai đoạn đầu đối với các công trình có tải trọng ngang có thể sử
các phương trình tương quan đã xây dựng để tính toán các chỉ tiêu theo phương ngang từ các
chỉ tiêu theo phương thẳng đứng của đất nền. Điều này là phù hợp với điều kiện làm việc của
công trình và tiết kiệm chi phí.
Vì vậy, xác định độ bền, biến dạng của đất nền từ kết quả thí nghiệm PMT, chỉ ra các
mối quan hệ tương quan và lập phương trình tương quan tương ứng, đánh giá mức độ tin cậy
của nó cho đất nền nói chung, đất hệ tầng Thái Bình phân bố ở khu vực huyện Kỳ Anh Hà Tĩnh
nói riêng là cần thiết. Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo quan trọng cho công tác khảo sát
địa chất công trình, công tác quy hoạch xây dựng; đ ồng thời là tư liệu tố t p hụ c vụ công tác
giảng dạy và nghiên cứu khoa học.
2. Đặc trưng độ bền, biến dạng xác định từ kết quả thí nghiệm nén ngang
V,cm3

C

1.
Biểu đồ thí
nghiệm nén
ngang

B”

Pf” P0

Pf

Pl

P, Bar

Đặc trưng độ bền, biến dạng xác định từ kết quả thí nghiệm PMT được thực hiện bằng
phương pháp đồ thị, phương pháp này tiến hành như sau [3],:
- Biểu đồ thí nghiệm PMT gồm 3 đường, với những thí nghiệm đạt yêu cầu kĩ thuật thì
các đường (1), (2) và (3) có dạng như trên hình 1, (1): Đường chuẩn gen, (2): Đường thí nghiệm
(P-V60), (3): Đường hiệu (V60-V30).
- Đường (2) được chia ra làm 3 đoạn: 0A, AB và BC. Ba đoạn này tương đương với ba
giai đoạn làm việc của đất đá xung quanh ống nén: đoạn 0A (giai đoạn 1) tương đương với giai
đoạn làm tròn, phẳng thành hố khoan, đoạn AB (giai đoạn 2 - tuyến tính) tương đương với trạng
thái làm việc tuyến tính của đất nền, đoạn BC (giai đoạn 3) thể hiện biến dạng dẻo c ủa đất.

5


- Để xác định được ba đoạn 0A, AB, BC cần vẽ đường hiệu (V60-V30), đường 3. Đường
(3) có dạng như hình 1, trên đường (3) cần xác định được các điểm A”, B”. Từ hai điểm A”, B”

, Vf, V0 tương ứng với P f, P0, dp = Pf’– P0’,
2

dv = Vf – V0.
Áp dụng phương pháp xử lý thống kê, đồ thị (đã trình bày ở trên) xác định các đặc trưng
độ bền, bến dạng (P0, Pf, Pl, Ep) và tính toán các thông số thống kê (độ lệch bình phương trung
bình, hệ số biến đổi, giá trị tiêu chuẩn, giá trị tính toán) tương ứng cho đất hệ tầng Thái Bình
phân bố ở khu vực huyện Kỳ Anh – Hà Tĩnh từ 60 biểu đồ kết quả thí nghiệm PMT của 3 lớp
(lớp 2: Sét pha màu xám đen, trạng thái dẻo chảy, lớp 3: Sét pha màu xám vàng, trạng thái dẻo
dẻo cứng và lớp 4: Cát hạt nhỏ màu xám vàng, trạng thái chặt vừa) phân bố ở các độ sâu khác
nhau. Kết quả được trình bày trong bảng 1, 2, 3.
Bảng 1. Tổng hợp giá trị các chỉ tiêu của lớp 2 xác định từ kết quả TN PMT
Chỉ tiêu
Giá trị

Áp lực bắt đầu
của pha đàn hồi

Áp lực cuối cùng
của pha đàn hồi

Áp lực giới hạn
chảy

Mô đun nén
ngang

Ký hiệu

P0


1,17

1,72

6,12

Giá trị tiêu chuẩn

0,77

1,17

1,72

6,12

Hệ số biến đổi

0,43

0,33

0,24

0,40

GT TT theo giới hạn I

0,60

GT TT theo giới hạn II

Áp lực bắt đầu
của pha đàn hồi

Áp lực cuối
cùng của pha
đàn hồi

Áp lực giới
hạn chảy

Mô đun nén
ngang

P0
x10 5Pa

Pf
x10 5Pa

Pl
x10 5Pa

Ep
x10 5Pa

3,44
3,09
0,40

Hệ số biến đổi
GT TT theo giới hạn I
GT TT theo giới hạn II

Áp lực bắt đầu
của pha đàn hồi

Áp lực cuối
cùng của pha
đàn hồi

P0
x10 5Pa

Áp lực giới
hạn chảy

Pf
x10 5Pa

Mô đun nén
ngang

Pl
x10 5Pa

Ep
x10 5Pa

4,78

l ngang như công trình có thiết kế tầng hầm, đường hầm, cống
ngầm,… điều đ ó đ ặt ra nh iệm vụ cho công tác khảo sát đ ịa chất công trìn h là phải cung cấp
thêm các chỉ tiêu theo phương ngang của đất nền khi xây dựng các công trình đó. Với những
giai đoạn mà ta chỉ có các chỉ tiêu theo phương thẳng đứng của đất nền, để đánh giá được khả
năng biến dạng theo phương ngang của đất nền cần sử dụng phương trình tương quan đã xây
dựng giữa các ch ỉ tiêu theo p hương thẳng đ ứng v ới mô đ un b iến d ạng ngang. Vì ậy,
v lập
phương trình tương quan giữa E p tính từ kết quả thí nghiệm PMT với chỉ tiêu thí nghiệm trong
phòng và ngoài trời khác, sử dụng phương trình tương quan này đánh giá khả năng biến dạng
theo phương ngang của đất nền khi xây dựng các công trình có tải trọng ngang trong những giai
đoạn đầu của dự án hay những nghiên cứu khu vực phục vụ cho quy hoạch là cần thiết [1]. Áp
dụng xây dựng phương trình tương quan giữa Ep với các chỉ tiêu thí nghiệm trong phòng và
ngoài trời củ a đ ất hệ tầng Thái Bì nh phân bố ở khu vực Kỳ Anh – Hà Tĩnh, một số phương
trình tương quan đã xây dựng được trình bày trong hình 2.

7


EP

EP

E0
E0
EP= - E0 +30, R=0.96
PT TQ EP và E0 của lớp 3

EP=0.57 x E0, R=0.91
PT TQ EP và E0 của lớp 2


Pl’

Pl’

Is
Is

Pl’= -1.7 Is +3.5, R = 0.78
PT tương quan Pl’ và Is của lớp 2

Pl’=3 x Is, R = 0.92
PT tương quan Pl’ và Is của lớp 3

Pl’

Pl’

Su

Su

Pl’=20x Su,R = 0.93
PT tương quan Pl’ và Su của lớp 3

Pl’=17 x Su,R = 0.9
PT tương quan Pl’ và Su của lớp 2

Hình 3. Một số phương trình tương quan giữa Pl’ với Is, N30 của các lớp 2, 3 và 4.
Nhận xét: Chỉ tiêu Pl’ có quan hệ tương quan chặt với chỉ tiêu trạng thái Is và sức kháng
cắt không thoát nước Su của đất loại sét (hệ số quan hệ tương quan R biến đổi từ 0,8 đến 0,93).

công trình có tải trọng ngang như đã trình bày trong bảng 1, 2 và 3.
- Hệ số β (β =Pl’/Su) của lớp 2 và lớp 3 lần lượt là 17 và 20.
- Quan hệ giữa mô đun nén ngang và mô đun thẳng đứng, sử dụng phương trình E P =
0,57 x E0 đối với lớp 2, phương trình EP= - E0 +30,4 đối với lớp 3,phương trình EP=1.1xEspt –
23,7 đối với lớp 4.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Phạm Văn Minh, 2005. Nghiên cứu và đánh giá khả năng ứng dụng của phương pháp thí
nghiệm nén ngang trong khảo sát địa chất công trình. Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học
Mỏ - Địa chất.
[2]. Phùng Hữu Hải, 2012. Xác định đặc trưng độ bền và biến dạng của trầm tích hệ tầng Thái
Bình (aQ23tb) khu vực Kỳ Anh, Hà Tĩnh bằng thiết bị nén ngang (pressurmeter – PMT). Đề tài
NCKH cấp cơ sở. Trường Đại học Mỏ - Địa chất.
[3].Trần Văn Việt, 1998. Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ thuật. NXB Xây dựng.
[4].Vũ Công Ngữ, Nguyễn Thái, 2006. Thí nghiệm đất hiện trường và ứng dụng trong phân tích
nền móng. NXB Khoa học và Kỹ thuật.
SUMMARY
Some results of the research on durability and deformation of soils of Thai Binh
Formation in Ky Anh district, Ha Tinh province by PMT method
Phung Huu Hai, Bui Van Binh, Duong Van Binh, Nguyen Ngoc Dung
University of Mining and Geology
Pressure meter test (PMT) is an advanced and simple in-situ test that is currently used
in Vietnam. The PMT results provide the mechanic parameters of soils in accordance with the
real working condition of soil, especially for loose soils that laboratory tests are can not be
precisely defined. Results of PMT applied to Thai Binh formation in Ky Anh district had defined
the some geo-engineering parameters in layer 2- very soft to soft sandy clay; layer 3- moderate
rigid to rigid sandy clay, and layer 4- moderate rigid fine-grained sand. The paramaters
determined by PMT are well correlated and other parameters determined by laboratory and
other field testing.. These correlative equations can be used to evaluate the state, the shear
strength of soil and on the other handsthey can also be used to evaluate the horizontal
deformation capacity of the ground when the constructions have horizontaldeformation. Results

được trạng thái và độ bền ban đầu với một tốc độ nào đó. V.D.Lomtadze đã gọi hiện tượng biến
đổi độ bền có tính thuận nghịch khi chịu các tác động cơ học đó là hiện tượng xúc biến. Theo
V.D.Lomtadze, tính chất xúc biến có ở nhiều đất loại sét khác nhau: cát pha, cát hạt mịn và hạt
nhỏ lẫn bụi, sét pha và sét có độ ẩm cao, độ sệt không ổn định, đặc biệt là các đất loại sét có độ
sệt chảy, chảy nhớt, dẻo dính và đôi khi được thể hiện cả ở đất nửa cứng trong điều kiện chấn
động mạnh [1].
Hiện tượng xúc biến xảy ra làm thay đổi trạng thái của đất từ “cứng” sang “mềm” rồi lại
“cứng”, có thể làm thay đổi quá mức độ bền và độ ổn định của đất loại sét khi chịu tác dụng tải
trọng tĩnh và động . Do đó , nó có thể phá hoại độ ổn định của công trình, gây lún nhiều, gây
trượt, làm trạng thái của đất xấu đi, đặc biệt ở những phần đất phải chịu tác dụng của tải trọng
có tính chu kỳ.
Hiện nay, Hà Nội đang có tốc độ xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng rất mạnh mẽ.
Trong đó, nhiều công trình, đ ặc biệt là các công trình dân dụng và giao thông đã và đang được
xây dựng trên khu vực có sự phân bố của các loại đất yếu, có khả năng phát sinh hiện tượng xúc
biến. Vì vậy, việc nghiên cứu tính chất xúc biến của loại đất này cần được chú ý, nhằm bổ sung
thông tin đầy đủ cho thiết kế nền và móng công trình. Việc nghiên cứu tính chất xúc biến ở Việt
Nam đến nay mới chỉ dừng ở việc nghiên cứu lý thuyết mà chưa có các phương pháp thực
nghiệm. Bài báo này trình bày nghiên cứu bước đầu về tính chất xúc biến, phương pháp xác
định và kết quả thí nghiệm trên một số mẫu đất yếu trong khu vực Hà Nội.
2. Phương pháp luận
Đối tượng nghiên cứu được chọn là đất yếu thuộc hệ tầng Hải Hưng. Đây là các thành
tạo trầm tích phân bố khá rộng rãi trong khu vực Hà Nội, có thành phần không đồng nhất, tính
bất đẳng hướng rất rõ rệt, tính biến dạng lớn, độ bền nhỏ và biến đổi trong khoảng rộng [2]. Thí
nghiệm được tiến hành trên các mẫu bùn sét pha, sét và sét pha dẻo chảy thuộc hệ tầng Hải
Hưng tại Hà Nội. Các chỉ tiêu vật lý của mẫu đất được trình bày trong bảng 1.
Để xác định tính chất xúc biến của các vật liệu có trạng thái chảy nhớt, cách tiến hành
thường là xác định độ nhớt thuận nghịch của vật liệu trước và sau khi rung, còn đ ối với các vật

11


tích tự
nhiên

Khối
lượng
thể tích
khô

Khối
lượng
riêng

W
%
68,5
46,7
23,6

γw
g/cm3
1,50
1,68
2,01

γc
g/cm3
0,89
1,14
1,62



Chỉ số
dẻo

Độ
sệt

n
%
66,5
57,1
39,5

G
%
91,6
93,5
97,0

WL
%
74,0
42,1
23,9

WP
%
47,7
31,8
14,0

Hình 4. Biểu đồ biểu diễn ứng suất cắt hồi phục theo thời gian- mẫu Y6
Không chỉ cường độ kháng cắt mà hệ số góc dốc của các đường ứng suất cắt cũng tăng
theo thời gian.

Hình 5. Biểu đồ tăng hệ số góc dốc theo thời gian
a) mẫu Y4 ; b) mẫu Y5
4. Nhận xét và kết luận
Từ các kết quả nghiên cứu có thể rút ra một số nhận xét và kết luận sau:
- Các mẫu đất yếu thuộc hệ tầng Hải Hưng có thể hiện tính chất xúc biến.
- Việc xác định tính chất xúc biến của đất bằng phương pháp cắt phẳng với hai trạng thái
nguyên dạng và xáo động là khả thi.

14


- Dưới tác dụng của tải trọng có tính chu kỳ với tần số 5Hz và biên độ ứng suất dọc trục
20kPa, cường độ kháng cắt của cả ba mẫu đều giảm sau khi rung, tuy với mức độ giảm khác
nhau. Độ giảm τmax của mẫu sét dẻo chảy đạt đến 28%, mẫu bùn sét pha là 10% và sét pha dẻo
chảy là 9%.
- Theo thời gian nghỉ khác nhau, tối đa 7 ngày, cường độ kháng cắt của các mẫu dần hồi
phục. Tốc độ hồi phục độ bền thì giảm dần theo thời gian. Độ bền tăng nhanh trong khoảng thời
gian 24h ngay sau rung và giảm dần theo thời gian. Với khoảng thời gian 7 ngày, cường độ
kháng cắt phục hồi xấp xỉ cường độ kháng cắt trạng thái nguyên dạng.
- Dựa trên các đường biểu diễn cường độ kháng cắt có thể thấy, không chỉ giá trị τmax
tăng theo thời gian mà cả góc dốc của đường ứng suất cắt cũng tăng dần theo thời gian.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. V.D.Lomtadze, 1978. Địa chất công trình – Thạch luận công trình. NXB ĐH và THCN, Hà
Nội.
[2]. Nguyễn Viết Tình, 2001.Đ ặc tín h địa chất công trình các thành tạo Holoxen dưới-giữa
nguồn gốc hồ - đầm lầy phụ tầng Hải Hưng dưới (lbQIV1-2hh1), đánh giá khả năng sử dụng và


Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học lần thứ 20, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội, 15/11/2012

ĐÁNH GIÁ, DỰ BÁO VÀ PHÂN VÙNG CƯỜNG ĐỘ HOẠT ĐỘNG
TRƯỢT LỞ VÙNG ĐỒI NÚI QUẢNG TRỊ - THỪA THIÊN HUẾ BẰNG
PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH TOÁN - BẢN ĐỒ
VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA CÔNG NGHỆ GIS
Nguyễn Thị Thanh Nhàn, Nguyễn Thanh, Trường Đại học Khoa học Huế
Tạ Đức Thịnh, Vụ Khoa học Công nghệ, Bộ Giáo dục - Đào tạo
Tóm tắt: Phương pháp mô hình toán - bản đồ với sự trợ giúp của công nghệ GIS được áp
dụng để dự báo nguy cơ trượt lở đất đá trên cơ sở thành lập bản đồ phân vùng nguy cơ trượt lở
đất đá ở vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế. Kết quả nghiên cứu cho thấy vùng đồi
núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế nguy cơ trượt lở ở cấp độ mạnh chiếm ưu thế (chiếm
32,07%); vùng có nguy cơ trượt lở trung bình chiếm 10,86%; vùng có nguy cơ trượt lở yếu
và rất yếu chiếm 53,88%. Trượt lở tập trung lớn nhất ở các xã Hướng Lập, Hướng Việt,
Hướng Phùng, Hướng Linh, Dakrong, Tà Long, Húc Nghì, Hồng Thủy, A Roàng với mật độ từ
15 - 25 khối trượt/100km2 gây ảnh hưởng lớn đến giao thông và cuộc sống của cộng đồng địa
phương.

1. Khái quát và đề xuất phương pháp dự báo trượt lở đất đá đối với vùng đồi núi Quảng
Trị - Thừa Thiên Huế
Trước đây, để nghiên cứu các quá trình dịch chuyển trọng lực trên sườn dốc, người ta
thường sử dụng hệ phương pháp nghiên cứu truyền thống như: phương pháp phân tích lịch sử
tự nhiên, phương pháp đồng dạng địa chất công trình, phương pháp mô hình hóa,… Từ giữa thế
kỷ 20 cho đến ngày nay, việc đánh giá mức độ nhạy cảm (tổn thương) và dự báo khả năng phát
sinh tai biến trượt lở đất đá trên sườn dốc có sự phát triển mạnh mẽ và đa dạng. Tuy
phương pháp tiếp cận trong đánh giá, dự báo trượt lở đất đá ít nhiều có sự khác nhau, nhưng
vẫn có thể ghép gộp thành 5 nhóm phương pháp đánh giá, phân vùng mức độ nhạy cảm sau
đây [2,3,5]:
- Phương pháp phân tích b ản đồ địa mạo (Verstappen H.T. 1983, Cardinali M. 2002,…)

hưởng trực tiếp đến các tai biến sườn dốc vùng nghiên cứu, chúng tôi đề xuất vận dụng
phương pháp mô hình toán - bản đồ với sự trợ giúp của công nghệ GIS để lập bản đồ phân
vùng dự báo nguy cơ trượt lở đất đá cho vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế. Nội dung
chi tiết của phương pháp và kết quả nghiên cứu sẽ được trình bày như dưới đây.
2. Xây dựng bản đồ phân vùng dự báo nguy cơ trượt lở đất đá trên sườn dốc, mái dốc
vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế
Bản đồ phân vùng dự báo nguy cơ trượt lở đất đá được xây dựng trên cơ sở lựa chọn
các yếu tố là các nguyên nhân hoặc điều kiện ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trượt lở đất đá,
đồng thời xác định tầm quan trọng, mức độ ảnh hưởng (vai trò) của từng yếu tố trong tổng hợp
các yếu tố tác động đối với quá trình trượt lở đất đá trên cơ sở cho điểm và tính trọng số, hiển thị
kết quả theo quy mô và cường độ tác động (hình 1).

Hình 1. Sơ đồ tích hợp mô hình trọng số vào GIS để xây dựng bản đồ phân vùng
dự báo nguy cơ trượt lở đất đá.
2.1. Xây dựng hệ thống các chỉ tiêu đánh giá chủ yếu quyết định đến quá trình trượt lở đất đá
vùng đồi núi
2.1.1 Lựa chọn yếu tố môi trường tự nhiên - kỹ thuật đưa vào ma trận đánh giá tương tác
Việc xác định các yếu tố tác động phải khoa học, có căn cứ, các yếu tố được đưa vào
tuyển chọn phải mang tính đại diện cao và quan trọng đối với quá trình trượt lở đất đá. Thực
tiễn nghiên cứu trượt lở đất đá của nhiều nhà nghiên cứu cho thấy số lượng các yếu tố hình thành
trượt lở đất đá được chọn vào khoảng 10 - 20, phổ biến nhất là 13 - 16. Trên cở sở xem xét mố i
tương tác giữa thạch quyển, khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển và quyển kỹ thuật để lựa chọn ra
những yếu tố thuộc các quyển này bao gồm các yếu tố tác động về khí tượng - thủy văn, địa
chất, địa hình - địa mạo, địa chất thuỷ văn, tính chất cơ lý đất đá, hoạt động kinh tế - công
trình v.v.. thuộc vùng đồi núi. Bên cạnh đó, kết hợp phương pháp chuyên gia, kết quả thí
nghiệm, quan trắc thực tế cùng với việc tham vấn ý kiến của nhiều nhà khoa học, để đánh giá
cường độ hoạt động địa động lực tai biến trượt lở đất đá taluy đường Hồ Chí Minh đi qua lãnh

17


a. Lượng mưa năm
Yếu tố lượng mưa năm là quan trọng nhất trong các yếu tố, nó ảnh hưởng trực tiếp đến
hoạt động trượt lở đất đá sườn dốc, mái dốc vùng đồi núi. Yếu tố lượng mưa này thường liên
quan với bão, áp thấp nhiệt đới và gió mùa Đông Bắc nên được chọn hệ số tầm quan trọng cao
nhất (IA = 9). Trên cơ sở số liệu, đã xây dựng bản đồ phân vùng dự báo cường độ trượt lở đất
đá theo lượng mưa trung bình năm và phân thành 5 cấp giá trị tương ứng với mức độ tác động
của nó đến tai biến trượt lở đất đá lãnh thổ nghiên cứu. Kết quả phân cấp và đánh giá yếu tố
lượng mưa trung bình năm được thể hiện chi tiết ở bảng 2.
Bảng 2. Phân cấp và đánh giá yếu tố lượng mưa trung bình năm
Yếu tố
ảnh
hưởng

Ký
hiệu

Lượng
mưa
trung
bình
năm
R,
mm/năm

A

Cấp nguy cơ tác động
(mức độ ảnh hưởng)
Mij



45

R = 3000 - 3400 mm/năm

Mạnh

27

R > 3400 mm/năm

Rất
mạnh

180

Điểm
tính

Diện
tích
(%)

Mật độ

1079,59

13,81

0,0398


1,4987

1294,99

16,57

0,1390

9

1,9269

Diện tích
(km2)

Điểm
số

Trọng
số

WiXij

0,2141

1,0705

b. Hoạt động kinh tế công trình
Các hoạt động kinh tế - công trình trên sườn dốc, mái dốc có tác động mạnh, ảnh hưởng

trượt
lở

Diện tích
(km2)

Rất yếu

0

Khu vực ít bị tác
động kinh tế, hoặc
canh tác khoa học

Yếu

Khu vực canh tác
bừa bãi, chặt phá
đốt rừng phổ biến

Trung
bình

Cấp nguy cơ tác
động
(mức độ ảnh
hưởng) Mij
Lãnh thổ (rừng)
nguyên sinh



48,69

0,0339

3

0,6423

67

2843,16

36,38

0,0236

5

1,0705

Điểm
số

Trọng
số

WiXij

0,2141


50,08

0,64

0,0998

9

1,9269

c. Đặc điểm thạch học và cấu trúc của đất đá
Đặc điểm thạch học và cấu trúc của đất đá được quyết định bởi nguồn gốc, điều kiện
thành tạo, mức độ thành đá, quá trình biến đổi biểu sinh,… Đây là những yếu tố có vai trò quan
trọng, quyết định độ ổn định của môi trường địa chất dưới tác động của mưa và các yếu tố khác,
nên tác giả chọn hệ số tầm quan trọng IC = 7. Trên cơ sở bản đồ địa chất khu vực, quan trắc
thực tế, kết quả nghiên cứu bản thân và tham khảo từ các chuyên gia, dựa vào nguồn gốc thành tạo,
đặc điểm phong hóa, mức độ nguyên tươi và vụn nát của đất đá, đã định bậc cường độ tác động,
mức độ ảnh hưởng và xây dựng bản đồ phân vùng dự báo cường độ trượt lở đất đá theo theo đặc
điểm thạch học và cấu trúc của đất đá. Kết quả phân cấp và đánh giá chi tiết yếu tố đặc điểm
thạch học và cấu trúc của đất đá được được phân tích và thể hiện chi tiết ở bảng 4 .

19


Bảng 4. Phân cấp và đánh giá yếu tố đặc điểm thạch học và cấu trúc của đất đá
Yếu tố
ảnh
hưởng


Đất mềm rời

Cấp độ
ảnh
hưởng
đến tai
biến
trượt lở

Số
điểm
trượt
lở

Điểm
tính
WiXij

Diện tích
(km2)

Diện
tích
(%)

Mật độ

Điểm
đánh
giá


3374,36

43,17

0,0347

7

0,6244

940,77

12,04

0,0074

9

0,8028

Rất yếu

Trọng số

33
Yếu
85
Trung
bình

km/km2

Ký
hiệu

D

Cấp nguy cơ
tác động (mức
độ ảnh hưởng)
Mij

Cấp độ
ảnh
hưởng
đến tai
biến
trượt lở

Số
điểm
trượt
lở

Diện tích
(km2)

Diện
tích
(%)


0,1020

3

Df = 0,31 0,45 km/km2

Trung
bình

8

176,08

2,25

0,0454

5

Df = 0,46 0,60 km/km2

Mạnh

4

164,14

2,10


0,0892

0,4460

0,6244

0,8028

e. Bềdày, độ bền kháng cắt của đất đá phong hóa mạnh và hoàn toàn
Bề dày, độ bền kháng cắt của đất đá phong hóa mạnh và hoàn toàn là những yếu tố môi
trường có vai trò quan trọng, quyết định độ ổn định của MTĐC nên chúng tôi chọn hệ số tầm

20


quan trọng IE = 7. Thực tế cho thấy trượt đất đá thường xảy ra ở những khu vực có bề dày vỏ
phong hoá tương đối dày (>25m) thuộc các thành tạo Bến Giằng - Quế Sơn, Long Đại, A Lin,
Tân Lâm, A Vương, các đới phá hủy kiến tạo dọc theo các đứt gãy, các thành tạo Q. Vùng đồi
núi Trị Thiên trượt lở thường xuất hiện ở đá phong hóa mạnh đến hoàn toàn dày 25,1 - 35m. ϕ
= 30 - 240, C = 0,50 – 0,19 kG/cm2. Trên cơ sở bản đồ địa chất vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa
Thiên Huế tỉ lệ 1:50.000 được thành lập, chúng tôi đã dựa vào thành phần thạch học, tuổi,
nguồn gốc của các hệ tầng, phức hệ để thành lập bản đồ phân vùng dự báo cường độ trượt lở đất
đá theo bề dày, độ bền kháng cắt đất đá phong hóa mạnh và hoàn toàn. Việc định cấp và đánh
giá chi tiết yếu tố này được trình bày ở bảng 6.
g. Độ phong phú nước
Độ phong phú nước là khả năng chứa nước của đất đá, với nguồn cấp chủ yếu là nước mưa,
nước mặt, nước dưới đất. Tác động của nước dưới đất được xem như là nguyên nhân trực tiếp gây
ra tai biến trượt lở đất đá, nhất là đất đá phong hóa các đới tàn - sườn tích edQ, đới phong hóa
hoàn toàn IA1 và đới phong hóa mạnh IA2, nên chúng tôi chọn hệ số tầm quan trọng IG = 7. Trên
cơ sở xác định lưu lượng các lỗ khoan bơm hút nước trong đất đá, điều tra ĐCTV vùng đồi núi,

hoàn toàn dày
35m, ϕ = 27 - 180, C
= 0,25 - 0,17 kG/cm2

Cấp độ
ảnh
hưởng
đến tai
biến trượt
lở

Số
điểm
trượt lở


1442,40

18,46

0,0860

3

0,2676

Trung
bình

107

4149,14

53,09

0,0258

5

0,4460

Mạnh

176

1165,27


0,0892

Bảng 7. Phân cấp và đánh giá yếu tố độ phong phú nước

21


Yếu tố
ảnh
hưởng

Ký
hiệu

Cấp độ ảnh
hưởng đến
tai biến
trượt lở

Số
điểm
trượt lở

Diện tích
(km2)

Diện tích
(%)



0,2837

3

0,2676

Thành tạo biến chất, trầm
tích lục nguyên, xâm
nhập với Q = 0,26 0,40l/s

Trung bình

95

4147,57

53,07

0,0477

5

Lục nguyên thô, phun
trào bazan, lục nguyên cacbonat với Q = 0,41 0,60l/s

Mạnh

131


Thành tạo đá sét, đá cứng
chặt sít, đất mềm rời mùa
khô với Q < 0,01 - 0,1l/s

Độ
phong
phú
nước

G

Trọng
số

0,0892

Điểm
tính
WiXij

0,4460

h. Độ dốc
Độ dốc địa hình là một trong những tác nhân chủ yếu phá vỡ sự cân bằng của khối đất
đá cấu tạo nên sườn dốc. Ở những nơi độ cao của sườn dốc càng lớn thì càng dễ phát sinh
dịch chuyển đất đá trên sườn dốc. Hầu hết các điểm dịch chuyển đất đá xảy ra nhiều ở những
khu vực có độ cao 500m - 800m, > 800m với góc dốc từ 260 đến 450, và > 450 . Đây là yếu tố
có vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến độ ổn định của sườn dốc, mái dốc dưới tác động của mưa nên
tác giả chọn hệ số tầm quan trọng IH = 7.
Dựa vào bản đồ mô hình số địa hình tỷ lệ 1:200.000 chúng tôi đã phân tích bằng modul

biến
trượt
lở
Rất
yếu

Điểm
tính
WiXij

Số
điểm
trượt lở

Diện tích
(km2)

Diện
tích (%)

Mật độ

Điểm
số

124

4220,19

54,00


β

= 26 - 350

Trung
bình

126

1335,97

17,09

0,0943

5

β

= 36 - 450

Mạnh

64

572,99

7,33


2

0,4460