(Luận văn thạc sĩ) đánh giá rủi ro tai biến trượt lở ( lấy ví dụ khu vực đèo gió, huyện ngân sơn, tỉnh bắc kạn) - Pdf 70

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HOC TỰ NHIÊN
-----------***-----------

Đặng Quang Khang

ĐÁNH GIÁ RỦI RO TAI BIẾN TRƢỢT LỞ
(LẤY VÍ DỤ KHU VỰC ĐÈO GIĨ, HUYỆN NGÂN SƠN, TỈNH BẮC KẠN)

Chuyên ngành: Địa chất học
Mã số: 60.44.55

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. Đỗ Minh Đức

Hà Nội - 2011

1


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................
Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ TAI BIẾN TRƢỢT LỞ VÀ PHƢƠNG PHÁP
ĐÁNH GIÁ RỦI RO .................................................................................................8
1.1. Tổng quan về trượt lở .......................................................................................8
1.1.1. Trên Thế giới .............................................................................................8
1.1.2. Ở Việt Nam ..............................................................................................12
1.2. Phương pháp đánh giá rủi ro tai biến trượt lở ................................................15
1.2.1. Quy trình cơ bản cho việc đánh giá rủi ro trượt lở ..................................15

3.2. Ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên và hoạt động nhân sinh đến hiện tượng
trượt lở ...................................................................................................................58
3.2.1. Địa hình dốc .............................................................................................58
3.2.2. Đá gốc ......................................................................................................59
3.2.3. Cấu tạo của đá và hệ thống khe nứt .........................................................59
3.2.4. Nước ngầm...............................................................................................59
3.2.5. Hang động Karst ......................................................................................60
3.2.6. Sự phá hoại rừng ......................................................................................60
3.2.7. Tác động của làm đường .........................................................................60
3.2.8. Hoạt động trên đường quốc lộ .................................................................60
3.3. Một số đánh giá về nguy cơ phát sinh trượt lở do mưa lớn ...........................61
3.3.1. Khái quát đặc điểm sức chống cắt và dịng thấm trong đất khơng bão hịa
...........................................................................................................................62
3.3.2. Phân tích ổn định bờ dốc khu vực Đèo Gió dưới ảnh hưởng của mưa lớn
...........................................................................................................................63
Chƣơng 4. ĐÁNH GIÁ RỦI RO TRƢỢT LỞ KHU VỰC ĐÈO GIÓ ...............73
4.1. Các đối tượng bị tổn thương ...........................................................................73
4.2. Xác định xác suất tai biến trượt lở .................................................................74
4.3. Kết quả xác định rủi ro ...................................................................................77
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................83
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................85

2


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thống kê của Ngân Hàng Thế Giới về thiệt hại do trượt lở trên toàn thế
giới...............................................................................................................................8
Bảng 1.2. Một số vụ trượt lở và lũ bùn đá nghiêm trọng gần đây ở Việt Nam ........14
Bảng 1.3. Ví dụ đánh giá tổn thương về con người (Finlay, 1996) ..........................26

Hình 1.1. Phân bố tỷ lệ tử vong ..................................................................................9
Hình 1.2. Phân bố tổng thiệt hại kinh tế......................................................................9
Hình 1.3. Bản đồ rủi ro trượt lở tồn cầu ..................................................................10
Hình 1.4. Bản đồ các khu vực trượt lở tiềm năng .....................................................11
Hình 1.5. Bản đồ tai biến trượt lở đất vùng Tây Bắc Việt Nam ...............................15
Hình 1.6. Quy trình đánh giá rủi ro trượt lở ...............................................................16
Hình 1.7. Ví dụ về cấu trúc ma trận tổn thương .........................................................27
Hình 2.1. Vị trí khu vực nghiên cứu .........................................................................30
Hình 2.2. Sơ đồ độ cao tuyệt đối ...............................................................................32
Hình 2.3. Sơ đồ độ dốc Hình 2.4. Sơ đồ hướng dốc .................................................33
Hình 2.4. Sơ đồ hướng dốc .......................................................................................34
Hình 2.5. Biểu đồ lượng mưa trung bình tháng tại trạm Ngân Sơn ..........................36
Hình 2.6. Bản đồ địa chất ..........................................................................................38
Hình 2.7. Sơ đồ tài liệu thực tế .................................................................................41
Hình 2.8. Biểu đồ đầm chặt mẫu ĐG 9 .....................................................................44
Hình 3.1. Sơ đồ hiện trạng trượt lở ...........................................................................50
Hình 3.2. Khối trượt K5 ............................................................................................52
Hình 3.3. Khối trượt K8 ............................................................................................53
Hình 3.4. Khối trượt K13 ..........................................................................................54
Hình 3.5. Khối trượt K19 ..........................................................................................56
Hình 3.6. Khối trượt K20 ..........................................................................................56
Hình 3.7. Khối trượt K22 ..........................................................................................57
Hình 3.8. Khối trượt K23 ..........................................................................................58
Hình 3.9 .Đồ thị xác định các thông số sức chống cắt của đất .................................64
Hình 3.10. Cắt ngang mặt trượt.................................................................................65
Hình 3.11. Sơ đồ tính tốn theo phương pháp phân mảnh của Bishop .....................65
Hình 3.12. Mơ hình ví dụ tính ổn định bằng phần mềm Slope/w .............................67
Hình 3.13. Tính ổn định bờ dốc ĐG2 ở trạng thái tự nhiên ......................................69
Hình 3.14. Tính ổn định bờ dốc ĐG2 ở trạng thái bão hòa ......................................69


2. Làm sáng tỏ hiện trạng và nguyên nhân trượt lở khu vực Đèo Gió
3. Đánh giá rủi ro tai biến trượt lở khu vực Đèo Gió.
Hiện trạng trượt lở tại khu vực nghiên cứu được đánh giá dựa vào tài liệu qua
hai đợt thực địa do chính học viên thu thập và của một số tác giả khác. Ảnh hưởng
của lượng mưa dựa trên số liệu quan trắc trong 5 năm (2001-2005) tại trạm Ngân
Sơn, vai trò của các yếu tố ảnh hưởng và nguyên nhân được xác định bằng kỹ thuật
hệ thông tin địa lý GIS và phần mềm chuyên dụng GeoSlope. Rủi ro trượt lở được
tính tốn dựa trên các phương trình tính rủi ro trong các nghiên cứu tương tự ở
nhiều khu vực trên Thế giới, đặc biệt là phương pháp đánh giá rủi ro bẳng phương
pháp của Viện Địa kỹ thuật Na Uy. Ngoài ra, các văn liệu về địa lý, địa chất trong
nước cũng như các tài liệu nước ngoài về trượt lở cũng đã được tham khảo sử dụng.
Luận văn được bố cục như sau:

6


- Mở đầu
- Chương 1: Tổng quan về tai biến trượt lở và phương pháp đánh giá rủi ro
- Chương 2: Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực đèo Gió
- Chương 3: Đặc điểm hiện trạng và nguyên nhân gây trượt lở khu vực Đèo
Gió
- Chương 4: Đánh giá rủi ro trượt lở khu vực Đèo Gió
- Kết luận
Luận văn này được hồn thành tại Bộ mơn Địa kỹ thuật, Khoa Địa chất,
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, dưới sự hướng dẫn khoa học của thầy giáo –
PGS. TS. Đỗ Minh Đức.
Nhân dịp này em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với thầy giáo hướng
dẫn và các thầy cô giáo khác trong bộ môn Địa kỹ thuật cũng như trong Khoa Địa chất.

7

0.8
0.6

Dân số
(106)

GDP
(109$)

66
1.1

782
1.8

GDP nơng
nghiệp
(109$)
10
0.8

Chiều dài đường
bộ/đường sắt
(103km)
45
0.6

Trong đó rủi ro trượt lở đáng kể nhất cả về tỷ lệ tử vong và tổn thất kinh tế là
ở Trung Mỹ, tây bắc của Nam Mỹ, vùng Cáp-ca, và Đài Loan. Nguy cơ tử vong cao
trong khu vực Himalaya, Philippines, và Indonesia, nhưng thấp ở miền nam châu

Hong đã thành lập một bản đồ rủi ro trượt lở tồn cầu.

Hình 1.3. Bản đồ rủi ro trượt lở tồn cầu
Theo đó các vùng dễ bị trượt lở nhất là thường là vùng miền núi, có đất thơ
hoặc thiếu thực vật để neo giữ đất. Các vùng có rủi ro trượt lở cao nhất là vùng có
màu hồng. Vùng có rủi ro trung bình là vùng có màu xanh nhạt hơi đỏ, và vùng có
rủi ro nhẹ là vùng có màu xanh nhạt. Các điểm màu đen là các khu vực trượt lở đất
xảy ra giữa năm 2003 và 2006. Đồng thời cũng trên cơ sở thu thập dữ liệu lượng
mưa từ Multi-satellite Precipitation Analysis, dựa trên các đo đạc được ghi lại bởi
các vệ tinh Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM). Khi lượng mưa trở nên
đủ mạnh để gây ra một vụ trượt lở, họ đánh dấu vị trí trên một ―bản đồ các khu vực
trượt lở tiềm năng‖. Bản đồ này là cơ sở cho hệ thống cảnh báo sớm và cung cấp
một hình thức cảnh báo ở những nơi khơng có hệ thống cảnh báo khác tại chỗ.

10


Hình 1.4. Bản đồ các khu vực trượt lở tiềm năng
Với các tác hại to lớn rõ rệt như vậy, để giảm thiểu, nhiều tổ chức, chương
trình đã được lập ra. Chẳng hạn như từ giữa năm 1970, USGS (Cục Khảo sát Địa
chất Hoa Kỳ) đã cho thành lập ―Chương trình tai biến trượt lở‖ (Landslide Hazards
Program-LHP). Mục tiêu chính của Chương trình là để giảm thiệt hại lâu dài từ tai
biến trượt lở đất bằng cách cải thiện sự hiểu biết của chúng ta về những nguyên
nhân của sự phá hủy mặt đất và đề xuất các chiến lược giảm nhẹ thiên tai. Đặc biệt
là, Ủy ban xúc tiến tồn cầu của Chương trình trượt lở đất quốc tế (International
Programme on Landslides- IPL) bao gồm Hiệp hội quốc tế về lở đất (ICL); Tổ chức
Giáo dục, Khoa học và Văn hóa (UNESCO); cùng nhiều các tổ chức, cơ quan khác
tiến hành tổ chức ―Diễn đàn trượt lở đất thế giới lần thứ hai‖ (The Second World
Landslide Forum) từ ngày 3-9/10/2011 tại Rome Italia. Diễn đàn có mục tiêu nhằm
cấp một thơng tin xun suốt tồn cầu và nền tảng hợp tác với tất cả các loại tổ chức

kể đến tình hình phát triển kinh tế - xã hội, công tác đánh giá trượt lở đã trở thành
một yêu cầu cấp thiết. Tuy nhiên tại Việt Nam số nghiên cứu về vấn đề nêu trên
khơng nhiều và cịn tương đối sơ lược. Một số nghiên cứu điển hình như: Phân vùng
dự báo sơ bộ trượt lở Tây Bắc của Vũ Cao Minh và nnk (1997), xây dựng bản đồ dự
báo tai biến trượt lở lưu vực hồ thủy điện Hịa Bình của Trần Văn Dương, Trần
Trọng Huệ (2004), sử dụng ảnh viễn thám trong nghiên cứu và dự báo trượt đất
vùng Lào Cai – Sa Pa của Đào Văn Thịnh và nnk (2002). Trong các nghiên cứu của

12


tác giả, bước đầu sử dụng phương pháp định lượng kết hợp với sự trợ giúp của công
nghệ GIS đã phân vùng dự báo tiềm năng trượt lở trong vùng nghiên cứu thành các
mức độ mạnh, trượt lở trung bình và trượt lở yếu tại một số khu vực trọng điểm của
tỉnh Bắc Kạn.
Phần lớn trượt lở đất ở Việt Nam do mưa gây nên. Ngồi ra cịn do sụt lở
núi chặn dòng suối, tạo thành những hồ chứa lớn, sau đó gây vỡ bờ bao, tạo ra
dịng lũ qt xuống hạ lưu, cuốn theo đất đá (PGS.TSKH Vũ Cao Minh). Tại các
vùng miền núi, hiện tượng trượt lở xảy ra khá phổ biến sau các trận mưa lớn, nó
gây ra những thiệt hại to lớn cả về người và của. Chẳng hạn, trận lũ quét xảy ra tại
xã Nam Cường (Chợ Ðồn, Bắc Kạn) ngày 23-7-1986 là một điển hình: Lũ lên
nhanh, sức tàn phá mạnh; nhiều gỗ, tre, nứa, bùn rác làm lấp cửa hang Pác Chản,
biến cánh đồng Nam Cường thành hồ chứa nước với chiều dài đến 5 km, cột nước
sâu nhất 16 m, làm chết bảy người, 120 ha hoa màu mất trắng, trượt lở 20 km
đường. Trận lở đất kinh hoàng ở Mường Vi (huyện Bát Xát, Lào Cai) hôm
2/8/2010 làm 1 người chết, 6 người bị thương, cuốn trôi nhiều nhà cửa và hoa
màu… Vào tháng 6/2005, mưa lớn đã gây trượt lở đất trên các tuyến đường giao
thông liên huyện, liên xã của tỉnh Cao Bằng. Tuyến quốc lộ 34 từ thị xã Cao Bằng
đi qua các huyện Nguyên Bình, Bảo Lạc và Bảo Lâm đã bị trượt lở vách đường,
sụt nền đường, thiệt hại ước tính 4,6 tỷ đồng. Các tuyến tỉnh lộ 205, 206, 207, 211,


Thị xã Lai Châu

Trượt lở và
27/6/1990
lũ bùn đá

Nậm Mực, Mường Lay,
tỉnh Lai Châu

17/7/1994

Trượt lở và
lũ bùn đá

20

-

Thị xã Mường Lay, tỉnh
Lai Châu

17/8/1996

Trượt lở và
lũ bùn đá

55

Dân trong xã phải di


65

Nhiều xã đã bị phá hủy

05/7/2009 Trượt lở

23

Một xã nhỏ đã bị phá
hủy

01/4/2011 Trượt lở

16

Đóng cửa một mỏ
khai thác đá

Xã Nghĩa Lộ, huyện Văn
Chấn, tỉnh Yên Bái
Huyện Bát Xát, Sa Pa,
Bảo Thắng, Bảo Yên, tỉnh
Lào Cai
Huyện Pắc Nặm, Bắc Kạn
Yên Thành, Nghệ An

28/9/2005

09/8/2008



Hình 1.5. Bản đồ tai biến trượt lở đất vùng Tây Bắc Việt Nam
1.2. Phƣơng pháp đánh giá rủi ro tai biến trƣợt lở
1.2.1. Quy trình cơ bản cho việc đánh giá rủi ro trượt lở
Đánh giá rủi ro trượt lở là việc ước tính mức độ rủi ro để đưa ra các phương
án thích hợp cho cơng tác giảm thiểu. Nó địi hỏi phải giải quyết các vấn đề sau: (a)
Khả năng xảy ra trượt lở, (b) ứng xử của các vật liệu trượt lở, (c) khả năng tổn
thương về tài sản và con người khi có trượt lở, và (d) rủi ro trượt lở đối với tài sản
và con người.
Về mặt xác suất có điều kiện, rủi ro trượt lở được định nghĩa là xác suất thiệt
hại hàng năm về người, được tính như sau (Morgan, 1992):
R(DI) = P(H) x P(S/H) x P(T/S) x V(L/T)

(1)

Trong đó R(DI) là rủi ro (xác suất thiệt hại hàng năm về tính mạng của một
cá nhân); P(H) là xác suất xảy ra trượt lở hàng năm; P(S/H) là khả năng tác động
theo không gian của trượt lở đã biết; P(T/S) là khả năng ảnh hưởng theo thời gian

15


do các tác động không gian đã biết; và V(L/T) là khả năng tổn thương của cá nhân
(khả năng thiệt hại về tính mạng con người do trượt lở)
Đối với trường hợp thiệt hại về tài sản, biểu thức tương đương sẽ là:
R(DP) = P(H) x P(S/H) x V(P/S) x E

(2)



Hình 1.6. Quy trình đánh giá rủi ro trượt lở
1.2.2. Đánh giá khả năng trượt lở
Khi đánh giá khả năng trượt lở trong một khoảng thời gian và không gian cho
trước, việc xác định các điều kiện làm cho sườn dốc mất ổn định và các quá trình gây
ra sự dịch chuyển là điều quan trọng hàng đầu. Các yếu tố quyết định khả năng trượt
của sườn dốc hay một khu vực có thể gộp vào 2 loại: (1) những thay đổi tạo điều kiện
cho sườn dốc dễ bị phá huỷ nhưng không xảy ra trượt, sườn dốc ở trạng thái cân bằng
giới hạn, như địa chất, độ dốc, hướng dốc, độ cao, tính chất địa kỹ thuật của đất, lớp
phủ thực vật, chế độ mưa và khí hậu; (2) các biến đổi gây trượt làm cho sườn dốc từ
trạng thái cân bằng giới hạn sang trạng thái mất ổn định, do đó gây ra phá huỷ trong
một khu vực nhạy cảm nhất định, như mưa lớn và động đất. Hiển nhiên, khả năng trượt

16


lở phụ thuộc vào cả điều kiện và nguyên nhân. Tuy nhiên, các nguyên nhân có thể thay
đổi trên một khoảng thời gian rất ngắn nên chúng rất khó để đánh giá. Khi các ngun
nhân khơng thể ước tính được, thuật ngữ ―Tính nhạy cảm‖ có thể được sử dung để xác
định khả năng xảy ra trượt lở. Hiện tại, khi đánh giá khả năng trượt lở ở mức độ khu
vực, có thể xem tính nhạy cảm đối với trượt lở như là khả năng xảy ra trượt lở dựa trên
giả định rằng các ghi nhận trượt lở trong lịch sử lâu dài hướng tới giải quyết tác động
không gian– thời gian của các nhân tố gây nên trượt lở. Đối với các đánh giá tai biến tỉ
lệ lớn, công tác được thực hiện trong các vùng tương đối nhỏ hay các sườn dốc cụ thể,
việc thu thập tài liệu ở tỉ lệ này cần gắn liền với các thông số định lượng cần thiết cho
việc lập mơ hình ổn định sườn dốc.
Các phương pháp số đã được phát triển để đánh giá khả năng trượt lở, bao gồm
phương pháp thống kê, phương pháp tiếp cận nghiệm suy và phương pháp tất định.
Phương pháp cơ bản ban đầu đối với bất kỳ nghiên cứu nào về tai biến trượt
lở là thu thập tài liệu về các trượt lở và các bảng thống kê là cơ sở của hầu hết các

Các phương pháp tất định dựa trên các phân tích ổn định sườn dốc, chỉ có thể
áp dụng khi khu vực nghiên cứu có các điều kiện nền khơng thay đổi, các loại trượt
lở đã biết và tương đối dễ phân tích. Phương pháp này đã được sử dụng rộng rãi để
đánh giá khả năng trượt lở trong các khu vực nhỏ. Đối với các trượt lở do mưa, các
mơ hình này kết hợp dịng chảy nơng trên bề mặt (sự phân bố không gian của áp lực
lỗ rỗng) gây bởi các trận mưa có chu kỳ tần suất khác nhau, bề dày lớp đất xác định,
và trượt lở ở lớp đất trên bề mặt. Đối với các trượt lở do động đất, phân tích tai biến
địa chấn thơng thường được sử dụng để xác định gia tốc nền đỉnh của các chu kì tần
suất khác nhau và sự ổn định của các sườn dốc khi phải chịu một trận động đất với
các tần suất thay đổi. Các điều kiện ổn định thường được đánh giá bởi giá trị trung
bình của một mơ hình ổn định mái dốc vơ hạn, khi xét trạng thái cân bằng cục bộ
dọc theo một mặt trượt tiềm năng. Ưu thế của các mơ hình tất định là chúng cho
phép tính tốn định lượng hệ số an tồn do xét đến sự thay đổi các đặc tính của đất.
Vấn đề chính trong việc sử dụng phương pháp này là mức độ đơn giản hoá cao. Tuy
nhiên hạn chế của nó là thường khó có đủ dữ liệu đầu vào cho mơ hình để sử dụng
một cách hiệu quả.
Các mơ hình thống kê bao gồm tính tốn thống kê sự kết hợp các biến động
đã gây nên trượt lở trong q khứ. Các tính tốn thống kê được tiến hành cho các
khu vực đang xảy ra trượt lở và có điều kiện tương đồng. Các phương pháp thống
kê đa biến thơng thường như phân tích hồi quy nhiều chiều và phân tích biệt số, đã
được sử dụng để đánh giá tính nhạy cảm đối với trượt lở. Tuy nhiên, việc sử dụng

18


các mơ hình thống kê đa biến ln ln gặp trở ngại do cần phải có số liệu liên tục.
Số liệu xác thực, như số liệu địa chất, có thể được sử dụng nhưng nó thường sử
dụng các biến số giả để thể hiện sự có mặt hay vắng mặt của một biến số. Điều này
có thể làm tăng thêm một lượng lớn các biến số. Hơn nữa, cả hai phương pháp đều
cho thấy sự hạn chế khi các biến phụ thuộc chỉ nhận 2 giá trị, có hoặc khơng xảy ra

phương pháp Bishop rut gọn, và phương pháp Janbu rút gọn.

19


Khi hàm biểu diễn được xác định, khả năng phá huỷ của sườn dốc có thể
được đánh giá bởi các phương pháp sau:
(1) Phương pháp first-order-second-moment (FOSM). Phương pháp này thể
hiện mật độ phân bố hệ số an toàn F dưới dạng giá trị trung bình của nó µF và độ
lệch chuẩn σF. Chỉ số tin cậy  có thể được tính từ  = (µF – 1.0)/ σF.  có thể được
xem như một chỉ số của mức độ khơng ổn định và nó có thể liên quan đến khả năng
phá huỷ nếu biết được mật độ phân phối.
(2) Mơ hình Monte Carlo. Phương pháp này bao gồm một quy trình phân
tích mẫu bằng máy tính sử dụng để mô phỏng sự phân bố xác suất của hệ số an tồn
bằng việc lập lại các phân tích nhiều lần, đặc biệt là độ tin cậy của kết quả được
đánh giá là nhỏ. Một tập hợp các số ngẫu nhiên được tạo ra cho các biến ngẫu nhiên
theo mật độ phân phối được lựa chọn của các thông số đầu vào.
Đối với các trượt lở xảy ra khi mức đo áp được ghi nhận trên vài thời kỳ và
số liệu mưa sẵn có, mối quan hệ giữa các mức đo áp và lượng mưa có thể được mơ
hình hố bằng việc sử dụng các mơ hình thống kê hay vật lý. Khả năng của mức đo
áp cần cho trượt lở hay tái hoạt động của một khối trượt sau đó được đánh giá bởi
việc phân tích lượng mưa trong thời kỳ đã cho. Nhìn chung, phương pháp này là lý
tuởng cho vị trí trượt lở khá sâu và cụ thể. Tuy nhiên, thực tế khó để đạt được sự
chính xác trong việc lập mơ hình bởi nó liên quan đến các q trình thấm phức tạp,
sự khơng đồng nhất của đất đá trong sườn dôc, và nước ngầm thấm vào khối trượt
từ dưới lên trên và thấm ra ngoài. Cũng thấy rõ rằng cần tiến hành đo đạc một
khoảng thời gian dài để xác định rõ điều kiện áp lực và lượng mưa.
1.2.3. Vận chuyển vật liệu trong khối trượt
Việc xác định ranh giới các khu vực nguy hiểm là cơ sở để đánh giá rủi ro
trượt lở. Điều này địi hỏi sự dự đốn chính xác phương thức vận chuyển của trượt

thay đổi khối lượng và độ dốc ảnh hưởng. Phương pháp thay đổi khối lượng được
dựa trên hiện tượng các mảnh vụn của khối trượt di chuyển xuống sườn dốc, khối
lượng/thể tích ban đầu của khối trượt biến đổi do mất hoặc lắng đọng các vật liệu và
các mảnh vụn của khối trượt dừng lại khi thể tích của chúng đang chuyển động
khơng cịn đáng kể. Tốc độ thay đổi thể tích/khối lượng của các mảnh vụn trượt lở
được xác định bằng cách chia thể tích của vật liệu dịch chuyển từ khối trượt cho
khoảng cách dịch chuyển.
Ảnh hưởng của độ dốc sườn, thảm thực vật và hình thái kênh dẫn đối với tốc
độ giảm thể tích trung bình được xác định bởi các phân tích hồi quy đa chiều từng

21


bậc. Phương pháp này không thể hiện rõ cơ chế quá trình dịch chuyển. Phương
pháp thực nghiệm khác là độ dốc của miền ảnh hưởng, được định nghĩa là độ dốc
của đường thẳng nối đỉnh khối trượt ở vị trí ban đầu tới rìa ngồi của khối sau khi
xảy ra trượt. Scheidegger (1973) đã lưu ý rằng góc ảnh hưởng dường như giảm theo
sự tăng cường độ của lở đá. Xu hướng này đã được dẫn chứng lần đầu tiên với các
vụ lở đá vượt quá 0,1 đến 1 triệu m3. Corominas (1996) đã nghiên cứu chi tiết về
ảnh hưởng của các nhân tố khác nhau đến góc trượt và chỉ ra mối quan hệ tuyến tính
giữa thể tích và góc trượt cho tất cả các loại trượt lở. Ơng thấy rằng tất cả các loại
dịch chuyển khối thể hiện sự giảm liên tục góc trượt với sự tăng thể tích bắt đầu từ
các độ lớn nhỏ khoảng 10m3. Sau đó, ơng đã phân loại các tài liệu trượt lở theo cơ
chế phá hủy của chúng thành lở đá, trượt tịnh tiến, lũ bùn đá và trượt đất. Các hàm
hồi quy để tính tốn góc trượt lở của mỗi loại đã được khai triển và nó chỉ rõ rằng
góc trượt giảm cùng với sự tăng lên thể tích khối vụn.
Trượt đất có độ linh động cao nhất và đổ đá có độ linh động thấp nhất. Tuy
nhiên, một vấn đề chung đối với phương pháp góc trượt là sự phân tán của số liệu
quá lớn để cho phép sử dụng bảo đảm nhưng có thể cho phép dự đốn sơ bộ hầu hết
khoảng cách dịch chuyển. Do đó, phương pháp này có thể được áp dụng với một số

Hutchinson (1986) đã phát triển một mơ hình dự đốn khoảng lăn xa của các
dịng trượt vật liệu rời, xốp bằng cách giả định rằng hình dạng của một dịng vật liệu
vụn là dàn trải đều. Trong mơ hình , lực kháng cơ sở của khối trượt được giả định
hoàn toàn là do ma sát và áp lực chất lỏng dư trong khối được giả định là tiêu tán
theo lý thuyết cố kết một trục. Khi khối vụn trượt xuống sườn dốc, lực kháng cắt
trên mặt trượt tăng lên do sự suy giảm của áp lực lỗ rỗng dư. Khối vật liệu vụn dừng
lại khi hợp lực dọc theo mặt trượt bằng không. Dựa trên những giả định đó, có thể
tính tốn được sự dịch trượt tạm thời của các khối vật liệu vụn.
Đối với những trượt lở lớn, sâu và dịch chuyển chậm, tốc độ cắt phụ thuộc vào
sự tăng lên hay giảm đi của độ bền dư. Những hiểu biết hiện tại về ảnh hưởng của tốc
độ cắt đối với độ bền dư cho phép lập phương trình mơ hình đất liên kết độ bền trên
một đới cắt sẵn có với sự dịch chuyển và tốc độ dịch chuyển. Mơ hình này có thể được
sử dụng trong nghiên cứu ổn định và dự đốn sự bất ổn định của các sườn dốc có các
đới trượt gần hoặc ở độ bền dư gần ổn định (đó là sự thay đổi của tải trọng khối trượt
và sự dao động mực nước ngầm) và các điều kiện tải trọng động (động đất).
Khối tảng không thể giải thích nguyên nhân sự giữ và trải rộng về hai bên
của các dòng chảy và làm thay đổi độ sâu dịng chảy, do đó sẽ chỉ phù hợp với việc

23


so sánh đường đi rất tương đồng về hình dạng và đặc tính vật liệu. Để áp dụng
những phương pháp này, địi hỏi một số thơng số đặc trưng như các thông số về áp
lực lỗ rỗng và bề dày của mảnh vụn, mối quan hệ giữa độ bền dư với tốc độ trượt.
Giả định về sự phân bố áp lực lỗ rỗng ban đầu là cần thiết đối với phương pháp
trượt - cố kết. trong khi góc ma sát biểu kiến của khối trượt dọc theo mặt trượt là
cần thiết cho mơ hình ván trượt.
+ Các phương pháp số
Các phương pháp số cho việc mơ hình hóa khoảng lăn xa của mảnh vụn trượt
lở chủ yếu gồm mơ hình cơ học chất lỏng và phương pháp phần tử riêng biệt. Các


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status