Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu khả năng hóa lỏng nền đê hữu Hồng khu vực Hà Nội khi chịu tác dụng của tải trọng động đất

Các bãi giữa sông được hình thành do tốc độ chuyển dòng lớn với thành phinthạch học rất phức tạp đã lâm gia tăng quả tình nguy hiểm cho để Vị lựa chọn nghiên cứu khả năng hóa long dé hữu

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là Nguyễn Văn Minh.

Học viên lớp cao học CH23C11

“Chuyên ngành xây dựng công trình thủy khóa 2015- 2017.

Tôi xn cam đoan luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu khả năng hóa hing nén dé hữu Hồngkhu vực Hà Nội khi chịu tác dụng của tải trọng động đắt” là công trình nghiên cứu

sửa riêng tôi Những nội dung và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và

chưa được người nào công bồ trong bắt kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Tae giả

Nguyễn Văn Minh

LỜI CÁM ƠN

“ác giả xin bày t6 lồng biết on đến PGS.T§ Nguyễn Hồng Nam, người đã dành nhiều

thờ sian hướng dẫn, vạch ra những định hướng khoa học cho luận van và cung cấp

các tài liệu cần thiết cho luận văn nảy

“Tác giả xin cảm ơn các thầy, cô giáo ở khoa Công tình, các thầy cô giáo ở khoa Sau

đại học đã tận tình giúp đờ và truyền đạt kiến thức trong suốt thời gian tác giả học tập

cũng như trong quá trình thực hiện luận văn này.

“Tác gid chân thành cảm ơn lãnh đạo cùng đồng nghiệp trong công ty Cổ phần Long

Mã và những người bạn và các thành viê

điều ki

lớp cao học CH23C1I đã động viên, tạo

„ giúp đỡ, chi bảo, khích lệ, ing hộ nhiệt tình trong suốt thời gian học và hoàn thành luận văn.

Cốt cùng tác giả xin bày tỏ long biết on sâu sắc tối gia đình và những người thin, đãIu6n ủng hộ và động viên tác giả hoàn thành luận văn này.

“Tuy đã có những cổ gắng nhất định, nhưng do hạn chế vé kiển thức khoa học và kinh

nghiệm thực tế của bản than tác giả cồn ít nên luận văn không thể tránh khỏi những

thiếu sóc Tác giả rit mong nhận được ý kiến đóng góp và trao đổi những vẫn đề còntồn tại sẽ được tác giả nghiên cứu sâu hơn để góp phần đưa những kiến thức khoa học

MỤC LỤC

MỠ ĐÀU 1

1 Tĩnh cấp thiết của Để ti 1

2 Mục dich nghiên cứu 3

3 Nội dung nghiên cứu 3

4 Đối tượng nghiên cứu 3

5 Phương pháp nghiên cứu 4

6 Các kết quả dự kiến đạt được, 4

CHUONG I: KHÁI QUÁT VỀ HÓA LONG DE SÔNG 51.1 Khái quất về hóa lông nén dé sông do động đắt trên thé giới 51.1.1, Binh nghĩa về động đất 5

1.1.2 Các đặc trưng eo bản của động đất 5

1.1.3 Hiện tượng hóa long nén dé sông trên thể giới 161.2 Khái quất về hệ thống để sông Hing và lich sử động đất tại khu vực Hà Nội !8

1.2.1 Đặc điểm sông Hồng 18

1.2.2 Đặc điểm địa hình, địa chit để sông Hồng khu vực Hà Nội 9

1.2.4 Lich sử động đất tại khu vực Hà 22 1.3 Một số vấn đề cần nghiên cứu 2

1.4, Tom tắt chương 1 2'CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYET HOA LONG 24

2.1 Cơ ily thuyết hóa lông nbn do động đất 24 2.1.1 Khi quát về hiện tượng hóa long 24

2.1.2, Cơ chế hình thành hóa ling 32.2 Các iêu chí dh gid tính nhạy hóa lông của đất 26

2.3 Các phương pháp đánh giá hóa long nền 2

2.4 Quy trình đơn giản của Seed và Idriss (1971) 29

2.4.1 Ti số kháng chu ky CRR (Cyclic Resistance Ratio) 29 2.4.2, Tinh CRR theo sức khng xuyên côn CPT 33

2.4.3.7 mg uất chu kỳ CSR (Cyelie Sess Ratio) 4

2.44, Hệ số an toàn chẳng hóa long FS (Factor of Safety), 36

2.5 Phương pháp số tính toán khả năng héa lồng nỀn +

2.5.1, Giới thiệu về phần mềm Geo - Slope 372.5.2 Cơ sở lý thuyết của phần mim Seep/w 3

2.5.3 Cơ sở lý thuyết của Quake/w 39

2.54, Tình tự tinh toán 44

2.6 Tom tắt chương 2 46CHƯƠNG 3: UNG DỤNG KET QUÁ NGHỊ CỨU VÀO TÍNH TOÁN HÓA.LONG CHO CÔNG TRÌNH BE HÀ NỘI 4i3.1 Giới thiệu về công trình đê hả Nội AT

3.2 Đánh gi tinh nhạy hóa ling đề hữu Hồng đoạn Tiên Tân- Thanh Trì 47 3.2.1 Khái quát về để hữu Hồng đoạn Tiên Tan- Thanh Trì 4

3.22 Đánh gi tinh nhạy hóa long của đắt rồi 0

3.23 Dinb giá tính nhạy hóa long của đắt dính 32

3.3 Đánh giá tính nhạy hóa lỏng đê hữu \g đoạn K73+500-K74+100 theo quy trình.

dom giản Seed và ldiss (1971) 56 3.31 Các tà liệu tính toán 56 3.32 Vi te tinh toán s 3.3.3, Kết quả tính toán hóa lỏng đánh giá tính nhạy hóa lỏng đẻ hữu Hồng đoạn K73+500-K74+100 theo quy trình đơn giản Seed và Idriss (1971) 59 3.3.4 Đánh gid khả năng hóa long nền theo quy trình don giản Seed và Idriss (1971) 60

3⁄4 Kết quả tính toán kha năng hóa lỏng dé hữu Hồng đoạn K73+500-K74+100 theo

phương pháp phần tử hãu hạn Quake/w 2007 ot3.4.1, Kết qua tính toán hóa long mặt cắt 1-1 tại KM734+750 613.42 Kết quả tính khả năng hóa Tong cia các mặt cất bằng phẫn mém Quake/w 62

3⁄43 Dinh giá khả năng hóa lỏng nn theo phương pháp phần từ hữu hạn sử dụng

phần mém Quake/w 2007 6s

35 Giải pháp thiết kế kháng hóa ling tăng cường ôn định đ khi có động đít đ

35.1, Mye dich và giải pháp 6 3.5.2, Coe dit xi mang 66 3.5.3, Coe cát 67

4 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO.

“TÀI LIỆU THAM KHẢO.

PHU LUC TÍNH TOÁN

68 70

70

m1 n n B 76

DANH MỤC CÁC HÌNH ANH

“Hình 1.1: Sơ đồ thông số vị trí của một trận động đất 6

Hình 1.2: Sơ dé truyền sing động đắt 6

Hinh 1.3: Biến dang gay ra do sing khối (a) Sóng P (b) Sóng S (Bolt, 1993) ‘

Hình 1.4: Biển dạng gây ra do sống mất (a) Sóng Rayleigh (b) Sóng Love (Bol, 1993)

8

"Hình 1.5: Sơ đỒ định nghĩa magnitud dia phương theo Richter 10

Hình 1.6: Trận động đắt năm 1993 ở Kushiro-oki (Internet) 17

"Hình 1.2: Bé sông Tokachi sau động di (Internet) 1Hình 1.8: Để sông Tone sau động đắt (Internet) 1

"Hình 1.9: Dé sông Hinuma sai động dit (Internet 1

Hình 1.10: Mô hình Hồng Hà Nội (Đoàn đụ chat Hà Nội, 1999) —— 21Hình 2.1: Kết cấu hat đất khi xảy ra hiện tượng hóa lỏng 2Hình 2.2: Méi tương quan giữa N6O thử nghiệm tiêu chuẩn thâm nhập bằng kinknghiệm, ứng suất theo chiều dọc và góc ma sắt trong sạch đối với cát thạch anh

(Mello 1971, Coduto 1994) 31

Hinh 2.3: Các hệ hiệu chính yéu ổ độ lim theo hệ số MSF (Seed etal 1985) —— 32

"Hình 2.4-Tÿ lệ Kháng chu Kỳ CRR 33 Hinh 2.5: Hình dang mũi côn 3

Hình 2.6: Biểu đồ tỷ lệ kháng chư kỳ CRR 34

"Hình 2.7: Các điều kiện giả thiết cho ngudn gốc của phương trình động đắt CSR

"Hình 3.1: Hai mô hình nén dé có nguy cơ hóa lông/hóa mém theo chủ kỳ 48

Hình 3.2: Mặt cắt doc địa chat đoạn Tiên Tân - Thanh Trì (HEC-1, 1994) _ AD

"Hình 3.3: Mặt cắt ngang địa chất đoạn Tiên Tân ~ Thanh Trì (HEC-1, 1994) _49Tình 34: Phạm vỉ giới han các đường cong phân ích hạt của các loi đất ễ hóa lông

và không hóa lỏng (Tsuchida 1970, USNRC 1985) so

Hình 3.5: Kết qué phân tích hạt đoạn Tiên Tân -Thanh Trì St

"Hình 3.6: ĐỒ thi giới han Atterberg dling dé đảnh giả khả năng hóa ling của đắt dink

(Boulanger & is + 2004) 3

Hinh 37: Kết quả đánh giá Khả năng hỏa ling của đất dink để hữu Hồng doan Tiêm

Tan Thanh Trì 56

Hinh 3.8: Băng gia tốc tại vị trí K73+750 với chu kỳ 475 năm 37

"Hình 3.9: Băng gia tố tại ị trí K734750 với chu kỳ 2475 năm, 37

Hình 3.10: Băng gia tbc tạ ị trí KZ3+900 với chu kỳ 475 năm 37

"Hình 3.11: Bang gia tắc tại vị trí K23+900 với chu kỹ 2475 nấm 37Hình 3.12: Bang gia tốc tại vị trí KZ4+ 100 với chu kệ 475 năm, 38Hinh 3.13: Băng gia tốc tai vị trí K74+ 00 với chu kỳ 2475 năm, 58

"Hình 3.14: Mat bằng đoạn dé tink todn tai vi trí K73+500 dén K74 + 100 dé Hữu Hằng

Tình 318: Ket qua tính toán hóa lỏng trường hợp mực nước biện trang 61

"Hình 3.19: Két qua tính toán hóa lỏng trường hợp mực nước bảo động 1 61 Hình 3.20: Kết qué tính toán hóa lỏng trường hợp mực nước bio động 2 61

Hinh 321: Kễ quả tính toán hd lỏng trường hợp mực made bảo động 3 #2

"Hình 3.22: Kế qua tính toán hóa tong trường hop mực nước lĩ lịch sử nấm 1971 _62

Tình 323: Chi iế vị trí hóa lỏng 63Hinh 324: Kết quả tính ẩn định mái phía sông trường hợp mực nước bảo động 3 vàchu kỳ động đất T=2475 năm, K„u„u, =4,899 64Hinh 325: Kết quả tính én định mái phía sông trồng hợp mực nước lũ lich sử năm

1971 và chu kỳ động đắt T=2475 năm, K„u„„ =4,386 84

ĐANH MỤC CAC BANG BIEU

Baing 1-1: Tương quan xép xi gta My, và gia tắc nền cực đại day dd rung động

và thang cấp của MMI sại ving lân cận phá hoại đứa gẫy 12

Baing 1-2: Tương quan giữa gia tốc đình nén dys, và cấp đồng dt I trong các thang

Baing 3-4: Bằng tổng hap kết qua tính toán các mat bằng Quakehw 2007 ⁄2

DANH MỤC CAC TỪ VIET TAT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ

Ký hiệu Tên gợi kì Tên gợi

pepran | Phương pháp phần wr hữu| ạ„ | Giá tị sửa chữa đường kính lỗ

hạn khoan

N | SỐ nhất búa SPT đo được hiệu chỉnh chiếm áp lực

cho 30em cuỗi cùng.

Neo |GiátihiệchinhgiárjN | C, | vi chin sửa chiếu đài hộ

Hệ số an toàn chống hóa Giá tỉ sửa chữa cho các thủ twe

FS liêng (Neo | shir nghiệm và áp lực quá tải

Ung suất tổng theo phương h Ứng suất hiệu quả theo phương

S| thing đứng, kPa | thẳng đứng, kPa

| Médun Young CRR | Tisé kháng chủ kỳ

Hằng số Lame CSR | Tis ứng suất chu kỳ

vy | Hés6 Poisson PT | Thí nghiệm xuyên côn

sin tóc nà Giá tị hiệu chỉnh sức kháng mũi

Sinus | Gia the nỄn lớn nhất aa ee

Eạ | HG 96 bia higu qua My | Độlớn mô men động đất

# gia tốc trọng trường LL | Giới hạn chảy

CSL | Đường trang thấitới hạn PL | Chisổdèo

FSL | Héa tong dang đồng IL_| Đường không én dinh

MỞ DAU

1.- Tính cấp thiết của Để tài

"Động đắt là một hiện tượng thiên nhiên gây nên những tai họa khủng khiếp đổi với xã

hội loài người Đối với công tình động đắt só th làm: mắt ổn định (trượt mái, biếndạng lớn (lún, nt), xói ngằm, hóa lỏng Trên thể giới đã từng xy ra rất nhiễu trậnđộng đất gây họa quả đặc biệt nghiêm trọng như: Trận động dat Great Kanto (Nhật

Ban, năm 1923 mạnh 79 độ Richter) làm hư hong hầu như toàn bộ Tokyo và con số

động đắt Kobe tại Nhật Bản năm 1995 mạnh 6.5 độ.richter lầm 7.000 người chét; trận động đất và sóng thin Tohoku 2011, sóng thin caongười chết lên đến 142.000 ngư

«én 38,9 m đã đánh vào Nhật Bản chỉ vai phút sau động đất, tai một vài nơi sóng thầntiến vào dit iễn 10 km, trận động dit và sóng thần đã gây ra nhiều thiệt hại nghiệm

trong tai quốc gia này có 15,854 người thiệt mạng, 9.677 người bị thương và 3.155

người mat tích tại 18 tinh của Nhật Bản và hơn 125.000 công trình nhà ở, các cơ sở hạ.Lng bị hư hại hoc phá hủy hoàn toàn

Lãnh thé Việt Nam nằm ở vùng đất có trúc địa chất - kiế tạo phúc tạp,

tuy không nằm trên các vành dai động đắt - núi lửa hoạt động nhưng cũng không phải

nằm trên vùng đất bin khó xây ra động dit Các vùng có nguy cơ xây ra động đất từ

60-10 độ Richter ở Việt Nam gồm: đối đút iy trên hệ thôn

đi đút gly Lai Châu-Điện Biên đới sông Mã, Sơn La, sông Ba (\.Ð Xuyên, 2004)

lông Hồng, sông Chi:

Hóa lông là một vẫn đề mới, hầu như chưa được xem xét khi thiết kế các công tình ởViệt Nam Hóa long do động đất có thể rit nguy hiểm, gây ra những hậu quả khônlường đối với các công trình dân dụng các công trình thủy lợi như đê, đập, tường

chắn đã và đang được thi công trong ving chịu ảnh hưởng của động đất ở nước ta như Điện Biên, Sơn La, Lai Châu,

Hà Nội só v tí đa lý chính tt quan trong đối với cả nước, Dây là nơi tập kết nhân

i vậ lực từ các tin trong cả nước Nghị quyết 8 của Bộ Chính tị ngày 21/1/1983 đã

chính trị, văn hóa, khoa học- kỹ thuật, đồng.một trung tim giao dich quốc tế cia cả nước”

khẳng định "Hà Nội là trung tâm đầu não.

thời là trung tâm lớn v kinh tế

Hà Nội hiện có 20 tuyển đê chính với tổng chiều dai 469.913 km, trong đỏ: 37.709 km

«dé hữu Hỗng là để cấp đặc biệt 211.569 Km để cấp | (hữu Hồng, ta Hồng, hữu Đuồng,

tả Diy); 67.464 km để cắp I (hữu Đà, tả Day, La Thạch, Ngọc Tảo, tả Duồng); 87.325

km dé cấp [II (Vân Cốc, Tiên Tân, Quang Lãng, Liên Trung, hữu Cần, tả- hữu Cà Lỗ):

65.846 Km dé cấp IV (1a Tích, tả Bùi, Dường 6 Chương Mỹ, Mỹ Hà) Ngoài ra còn có

23 tuyển dé bối với tổng chiều dài 73.350 km Đề sông Hang có các đoạn sau đây:

© Tuyển dé hữu Hồng (Đề cấp D từ: KO-+000+K 1174850 (đài 113.700 Km).

+ Tuyển để tà Hồng (Đề cấp 1) từ: K28+503+K774284 (đài 48.781 Km)

+ Tuyển dé La Thạch (Để cắp II): KO+000K6+500 (đài 6.500 Km),

+ Tuyển dé Ngọc Tảo (Dé cắp I): KU+0002K14+134 (đài 14.134Km),

+ Tuyển dé Vân Cốc (Be cắp HD: K02000:K15+160 (dài 15.160 Km)

Theo bản đỗ phân ving động đất lãnh thổ Việt Nam, thành phố Hà Nội nằm trongvũng động dit cắp 8 Viện vật ý dia cầu thuộc Viện khoa học Việt Nam dự báo, Hà

~ 6,5 độ richter, ở độ sâu 15-20 km, liên quan.

tới hoại động của các đất gay sâu sông Hồng, sông Cháy Hoạt động kiến tạo vùngNội có thể xảy ra động đắt mạnh tới 6,

trũng sông Hồng rit da dạng và phức tap Các hệ thống đút gay sâu Sông Hồng, Sông

để, Hoạt

đến tạo lu dài và liên tục gây ra sự chuyển đồng sông rất mãnh liệt và tác động

Chảy, Sông Lô và Vĩnh Ninh đều cắt qua để

độn

ic ảnh hưởng trực ti

làm bign đổi môi trường địa chất ven sông và nền đê Hoạt động kiến tạo làm thay đổi

chiều day tng trim tích bở rời, làm xuất hiện các ting đất yếu và nhất là ác tang

thông nước chủ yêu như cuội söi, cát hạt trung cho đến cát mịn Sự hình thành ting cất

pha, cát bụi do quá trình chuyển lòng sông đã làm gia tăng quá trình địa chất công trình động lực Hoạt động kiến tạo cũng tạo ra các địa hình đặc biệt của lũng sông và

lần cận Các bãi giữa sông được hình thành do tốc độ chuyển dòng lớn với thành phinthạch học rất phức tạp đã lâm gia tăng quả tình nguy hiểm cho để

Vị lựa chọn nghiên cứu khả năng hóa long dé hữu Hồng, khu vực Hi Nội dựa vào

+ Hệ thống đề điều Hà Nội có nhiệm vụ đặc biệt quan trọng bảo vệ thành phố Hà Nội,trung tâm kinh t, văn hóa, chính tị lồn của đất nước với số dân 6.45 trigu người, đứng

thứ hai oần quốc (Ban chỉ đạo tổng điều ra dân số và nhà ở trung ương năm 2010)

+ Hà Nội nằm trong vùng đứt gly sông Hồng- sông Chảy: trong lịch sử đã chịu các

trận động đắt cắp 7, cắp 8 vio các năm 1277, 1278, 1285

+ Địa ng nbn đê có chứa lớp cát dầy dễ bị hóa lông khi có động đt mạnh

+ Nhiễu công ti iy nước sẽ được xây dựng

Vì vậy đề tài “Nghiên cứu khả năng hóa ling nền dé hữu Hằng khu vực Hà Nội khỉ

chịu tác đụng của tải trọng động đắt” là hễt súc cần thiết có ý nghĩa thực tiễn cao,

2 Myc đích nghiên cứu.

+ Nghiên cứu ảnh hưởng các yếu t

thủy văn đến khả năng hóa long nén đề sông Hồng.

+ inh giá khả năng hóa long các đoạn để hữu sông Hồng thông qua số liệu khảo sát hiện trường thu thập được.

+ Để xuất giải pháp phòng chẳng hóa lỏng tăng cường én định do ảnh hưởng củađộng đắt mạnh

3 - Nội đung nghiên cứu

+ Nghiên cứu tính nhạy hóa lông của đất nén để hữu Hồng

+ Nghiên cứu ảnh hưởng của các yêu tổ chính như động đt, loại đắt, mực nước ngằm

mn hóa long của nền đề,

tền đề,

+ Nghiên cứu các yếu tổ ảnh hưởng khác đến hóa lỏng của đấ

+ Đánh giá khả năng hóa lỏng được đưa vào quy tình đơn giản của Seed and Idriss

(1971) và phân tích phần từ hữu hạn với công trình đề thực tế

4 Đối tượng nghiên cứu

+ Đối tượng nghiên cứu: đề sông

u thuộc địa phận thành.+ Phạm vi nghiên cửu: nỀn để hữu Hồng một sé đoạn xung y

phố Hà Nội từ Tiên Tân đến Thanh TT

5 Phuong pháp nghiên cứu

+ Sử dụng các phương pháp thống kê, thu thập, tổng hợp các tải liệu nghiên cứu khảo

sit, thực nghiệm về hóa lỏng của các công trình để sông trên thể giới và trong nước,

+ Sit dung các phương pháp tính toán lý thuyết quy trình đơn giản của Seed và ldriss

(1971) và phương pháp số phần tử hữu hạn (phan mm Quake/w 2007)

6 Cáckếtquãdự én đạt được

+ Binh giả được tính nhạy hóa lồng cia một số đoạn nén để hữu Hồng, khu vục thành

phố Hà Nội.

+ Dự bảo được khả năng xiy ra hóa lng của dé hữu sông Hing khỉ có động đất mạnh

xây ra tại khu vực Hà Nội.

CHUONG 1: KHÁI QUÁT VE HÓA LONG DE SONG

1.1 Khái quát về hóa lỏng nền đê sông do động dat trên thé giới

LLL Định nghĩa về động đất

Động đất (Earthquake, Shock, quake, seism, macroseism) là một chuyển động hayrang đột ngột trong vỏ quả đt sin ra do sự giải phòng tức thời năng lượng biển dạngAuge tích lũy dẫn từ trước Có nhiều nguyên nhân gây ra động đắt như kiến tạo mảng,

ủi lừa phun tro, đứt sấy nội khối, tương tác giữa nước với khối đắt đã trong vở quả

đất, và do con người gây ra như nỗ sâu trong lòng đắt (ác nhân nguồn gốc hóa học hay

hạt nhân), hoặc do xây dựng các hd chứa lớn làm mắt cân bằng tự nhiên của khối đất

44, Tuy nhiên giải thích mới và thuyết phục hơn cả hiện nay về nguyên nhân động đất

là do sự tôi dạt lục địa và kiến tạo mảng kích thích nủi lửa hoạt động

Động đất có th lầm hư hại công tình dor lực quán tính, làm thay đổi các tính chất cơ

If của khối dat đá như hóa mềm - hóa lỏng, sự đứt gãy đo chuyển vị, sự hình thành các.

song nus 1am ở biển hay các hỗ chứa Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn chỉ

xt đến hiện tượng hóa lòng, một trong những tác hại lớn nhất do động dit gây ra đối

với dit i bão hòa nước,

1.1.3 Các đặc trưng cơ bản của động đắt

1.12.1 Chin tâm, chấn tiêu và sóng động đắt

“Trong một trận động đắt người ta đưa ra khi niệm chắn tiêu và chắn tâm

4+ Chan tiêu là vị trí nằm trong thạch quyễn, nơi xây ra sự phá hủy và bức xạ các sống

địa chấn.

+ Chấn tâm là hình chiều theo phương đứng của chắn tiêu lên mặt đất

+ Khoảng cích ừ chấn tiêu đến chin tâm được gợi là độ su chắn tiêu (H) Khoảng

cách từ chấn tiêu và chan tâm đến điểm quan trắc được gọi tương ứng là tiêu cự hoặc

"hoảng cách chắn tiêu (R) và tâm cự hoặc khoảng cách chắn tim (AL) Hình 1.1

Tay thuộc vào độ sâu của chin tiêu (H) ma động đt có thé được phân thành các loại+ Đông đắtnôngH<70km

trình, tạo lực quán tinh làm thay đổi các tính chất của đt đá như hóa mềm lỏng gây sat

lờ khi đất đá hay các công trình nhà xưởng, cằu cổng chảy nỗ và sóng thần làm chết

nhiều sinh mạng “Trong ba loại sóng nóng chỉ có hai loại truyén trong khối đất đã gọi

1a sống khối có tên gọi sống P (Primary Wave sống đục) và sống S (Secondary Wave

- sống ngang).

Người ta đã lập được quan hệ tương quan giữa độ dài chấn tiêu và magnitud cúa một

trận động đất

“Trong phạm vi toàn cầu

log L = 0.67 M-2,94 [ Well, and Copersmith, 1994]

‘Tai Việt Nam:

log L=0,5 M- 1,06 £0,3 [ND Xuyên, 1997]

(Can cử sự truyền sống P và từ chấn tiêu đến tram quan sát cũng có thé lập biểu thúcđịnh vị sơ bộ vị trí của chắn tiêu:

Tst-to=Riv a0)

“Trong đó: thời điểm phát sinh động đấu ¢ thời điểm ghi được sống địa chắn

đầu tên ở tram quan sit; ~ khoảng cách chấn tiêu: v~ vn tốc tuyỄn sóng dia chắn

“Trong động đất gin, xem mặt đắt như ph R có thể xác định theo tọa độ không.

gian 9,2, h còn tram địa chấn có ọa độ @9, Ro, do vậy

Vi vậy phương trình (1.1) có dang sau gồm 4 an số:

a SốngP

Sóng P là sông sơ cấp (sóng nến, sóng dọc) gây nén - dn nở liền tục mỗi trường sóng,

truyền qua, theo phương truyền sóng Nó lan truyền được trong vật rắn cũng như như

Jong (dung nham núi lửa và nước), hạt sóng truyền theo phương song song với phương,

truyền song và sóng § - sóng thứ cấp (sóng it, sóng ngang) truyền theo phương.

vuông góc với phương truyền sóng Tốc độ truyền sóng lớn hơn tôc độ truyền sóng S

và có tác dụng tăng áp lực nước lỗ rỗng dư gây hóa mềm, hóa lòng khối đắt đá

Hình 1.3: Biến dang gây ra do sóng khối (a) Sóng P (b) Sóng S (Bolt, 1993)

bì Sống

Sóng § là sóng thứ cấp chuyển động theo phương vuông góc với phương truyềncủa sóng và cắt khối đá trên mặt bên, có tốc độ truyễn sóng chậm hơn sóng P và không

truyền được trong môi trường long (dung nham, nuốc) Trong một trận động đất xảy ra

trước tiên người ta cảm nhận thấy sóng P, sau đó ít lâu sóng § mới tới và nó sẽ

am hư hại công tình

Sing mặt

‘Song mặt (Surface Wave) là loại sóng thứ ba của sóng động dit, Sóng mặt hình thành

do sóng khối tương tác với b8 mặt hay các lép mặt của quả đất Khi sóng mặttruyền trên mặt đắt, biên độ sóng giảm dẫn theo chiêu sâu Sóng mặt được tạo nên bởitương tác giữa các sóng khối với bé mặt hoặc các lớp mặt trên bề mặt của trái đất

Sóng mặt chỉ chuyển động dọc theo mặt đất với tốc độ chậm hơn sóng khối và biên

49 giảm theo hàm mil theo chiều sản Sóng này tương tự các gon sóng trên mặt hỗnên chuyển động của sóng phần lớn ngoài mặt đất

1.1.2.2 Cúc đặc trưng cơ bản của động đắt

a Cường độ và độ lớn của động đất

C6 hai cách chủ yếu để đánh giá độ mạnh của động đất là cường độ dựa trên mức tàn

phá vẻ nhà cửa công trình và cảm nhận - phản ứng của con người và độ lớn của trận

động đắt dựa trên năng lượng thoát ra từ động đất đó

Cường độ động đất (1) được xây dựng trên chứng cứ lịch sit phá hoại quan sắt được

hậu thà công trình và phản ứng của con người để lập ra một thang bậc định tính

“quả của các trận động đất đã xây ra trước khi có các dụng cụ đo chính xác.

.Độ lớn của động đất =M

"Độ lớn động đắt là một chuẩn định lượng vỀ năng lượng thoát ra của một tran độngđất thể hiện trên biên độ cực đại của chắn đồ, do Richter đưa ra sử dụng đầu tiên từ

1935 để phân hang động đắt ở nam California và được gọi là “thang độ lớn động đất

rich (độ Richter) Ngày nay người ta sử dụng các thang độ lớn cơ bản sau để phân.

sóng địa chin được sử dung ta có độ lớn

hang động đất về độ lớn Tu thuộc vào ef

địn phương (local magnitude) My, độ lớn theo sóng mặt (Surface ware magnitude) Ms,

độ lớn theo sóng khối (body wave magnitude) My, độ lớn theo moment địa chin

(moment magnitude) My,

> _ Độ lớn địa phương My (độ Richter)

Thang độ lớn của Richter được xây dựng dựa trên giá thiết được minh chứng qua

một số quan sắt ở Nhật bản và California rằng các đường tit din theo khoảng cách của

logarit biên độ pha cực đại ghi được trong các trận động đắt mạnh yêu khác nhau tì

song song với nhau, nghĩa là khoảng cách giữa hai đường cong tắt dần không thay đổi

theo khoảng cách chắn tâm Vậy nếu lấy đường tắt dần pha cực đại trong một trận.động đất nào đó làm chuẩn rồi tính khoảng cách từ các đường tắt dẫn trong các trận

động đất quan sát tới đường đó ta sẽ được đại lượng để so sánh độ lớn của các trận

“ula My

động đất khác nhau Richter gọi đại lượng đó là độ lớn (Magnitude), ký

Độ Richter được định nghĩa là logarit cơ số 10 của tỷ số giữa biên độ cực đại A của

các sóng địa chin do động đất gây ra (đo theo phương ngang) và biên độ cực đại Ag,

sửa các sông địa chấn tương tự của một tận động đất chun theo Richer (1935, 1958)

M =log-^Ở =logA —log A, d2)

“rong đó A là biên độ lớn nhất của dao động do bing um trên thành phẳn nằm ngangcủa bang ghi động dit bằng máy dia chin Wood - Anderson (may địa chắn chu kỳ

ngắn dùng ở California thời ấn 0,8 sec, hệ số tắt dẫn n = 0,8 và

độ khuếch đại lớn nhất V„„

có chu kỳ riêng T

2800 m/s) ở khoảng cách A =100 km; log A, là đường,

tắt din chuẳn - đường tắt din pha cực dai trong động đất có M = 0 ĐỂ cho mọi tận

động đất ghi nhận được vào thời gian ấy đều có M > 0, Richter đồng nhất trận độngđất M = 0 với trận động đắt yếu nhất mà máy Wood - Anderson còn ghỉ được ởCalifornia thời bấy giờ Thang này được Richter áp dung đầu tiên ở California đượclập cho các trận động đắt chí

M,

lêu nông Đối với các khu vực khác, muốn xác định

in phải xây dựng đường chuẳn logAo (A) riêng vi đường tắt dẫn pha cục đại có

thể thay đội từ khu vực này sang khu vực khác.

gui “ost

Hình 1.5: So dé định nghĩa magnitud địa phương theo Richter

"Đường log Ao của Richter cho động lắt nông ở nam California biểu thị gin đúng bằng

công thức

log, =5,12 6 log d3)

A, do bằng mm, A - bằng km, và 10 < A < 600km

log A +2,56.logA~5,12 d4)

(Ở khoảng cách A = 100km, log Áo =0, Ao= lụm và M-= fog A Cho nên cũng có

thé xác định độ lớn động đất bằng logait cơ số 10 của biên độ pha cực đại đo được

bằng um trên băng ghỉ động đất bằng máy địa chin Wood - Anderson.

Vì độ khuếch đại của máy bằng 2800, nên biên độ dao động của nền đắt sẽ nhỏ hơn.

biển độ đo được tn bang ghỉ 2800 kin và công thúc tính magnitude động dắt sẽ là

_M, =log A+2,56.log A-1,67 as)

“Trong đồ A- biên độ lớn nhất của dao động nền dit do bing pm

> Thang độ lồn theo sông mãt- Ms

‘Thang Mụ tuy rất tiện ích nhưng không áp dụng được đối với động đất xa và ghi nhân

bằng các máy địa chắn khác, mặt khác cũng không phân bi được các loại sóng khác,

nhau Tại các khoảng cách chấn tim lớn ngoài 600 km ghỉ bằng máy địa chấn chu kỳcài (chu kỹ riêng bing khoảng 1015 giấy), pha cực đại thuộc vỀ sóng mặt, thường cóchu ky 20 giây: tại khoảng cách chắn tiêu lớn sóng khối lại thường bị suy giảm và

phân tín, do vậy thang MS thường dược ding dựa trên biên độ sóng mat (Rayleigh

-RW) có chu kỳ khoảng 20 giây Ms được xác định theo biểu thức sau:

Ms =log Aan + 1,66 logA + 2,0 d6) Trong đó: Mẹ - thang độ lớn sóng mặt; As» - chuyển vị n lớn nhất, tính bằng

t tinh bằng độ (3600

1 quanh tit) Vì thang Ms dong chu là chuyén vị nên lớn nhất, nên có

mieromet; A - khoảng cách từ chin tâm tới máy đo sóng động.

theo v

thể đồng loại máy đo sóng địa chan bắt kỳ để xác định độ lớn sóng mặt, Thang độ này

số thể ding cho các trận động đắt vừa tới lớn có độ sâu chấn tiêu nông (70 km) với

Khoảng cách chắn tâm tới máy do lớn hơn 1000 km:

> Thang độ lớn theo sông khối - My

Đối với động đất có chin tiêu sâu, sóng mặt thường quá nhỏ không thể hiện rõ để có thé đánh giá được, trong khi đó sóng đọc P phân biệt rõ ràng với các pha sóng khác vadược ghi nhận tốt trên máy ghỉ sóng chuẳn quốc tế chu kj riêng xắp xỉ giấy Do vậy

Ất dựa trên biên độ của một số

sóng P thường được dùng để đánh giá độ lớn của động

ít chu ky đầu tiên ít chịu ảnh hưởng bởi độ sâu chắn tiêu (Bolt 1989) Độ lớn sóng,

"khối được xác định theo biều thức sau:

M, = logA - logT + 0,01A + 5,9 an Trong đó A- biên độ cia 9 ng P, tính bằng micromet (um), T - chu kỳ của sóng p (thường khoảng 1 giây) Thang My thường được dàng để mô tả các động để

mảng,

> Thang độ lớn theo momen — Mw

(Các thang độ lớn nêu trên đều phụ thuộc nhiều vào tan số của sóng động dit, chúng cóthể tiến đến một giới hạn tại đó không còn phân biệt được độ lớn của động dat, hiện

vio hòa, ví dụ My, bão hòa tại 6 + 7, Ms là 8 và My là 6 Ít chịu

tượng đó được gọi là

ảnh hưởng của hiện tượng bão hia là Mm, vì hệ này được thit lập theo momen địa

chin, dùng trực tiếp các yếu tổ gây phá hủy dọc theo đứt gẫy Thang này thường được

dàng để ác định độ lớn của các tận động đắt Bằng 1-1

Bang 1-1: Tương quan xip xi giữa My và gia tốc nị cực đại ayaa, độ đài rung động và

thang cắp của MMI tại ving lin cận phá hoại đứt gly

Dish gabe nla | Khong Oi gin —

ME | san noiphs | chẳnđộng gos | TDNEMAI inno ph

hoại đứt gay ph hoai ditt gẫy bại đất gây,

“Trong đó: S - diện tích mặt đút đoạn tại chấn tiêu;

ụ - momen cit của đá, trung bình 3.10!" dyne/emẺ của đới thạch quyển;

D- biển độ dịch chuyển tương đối giữa hai cánh của mặt đút đoạn trong chắn tiêuMomen động đất là đại lượng đặc trưng đúng hon cả để đánh giá độ lớn của động đáb Năng lượng động đất

Nang lượng được giải phóng troyn ra không gian xung quanh dưới dang sóng din hồi

soi là năng lượng động đắt ký hiệu là E Năng lượng động đắt thường được xác định

ng quan hệ tương quan giữa E và magnitude như sau (Gutenberg-Richtet, 1956)

loge 1.8 +1,5Ms (194) log = 5,8 + 2,4M, (99)

"rong đó E được hiểu là một biến thiên đơn vị của độ lớn tương ứng với một ting

năng lượng bằng 10'`hay 32-fold Như vậy sẽ chỉ ring một trận động đất c

thoát ra khoảng 0,001 lần năng lượng của tận động đất sắp 7 Kết hợp với cả phương

trình (1.9) cho thấy năng lượng thoát ra tong một trận động đắt tỷ lệ tuyển tính với

M, hoặc My,

e_ ác đặc mg dao động ndn

“Các đặc trưng dao động nền edn thiết để mô tả định lượng động đất Có nhiều thông sđặc trưng gồm biên độ sống động đất, phd tin suất và thời khoảng dao động sóng

Dưới đây chỉ nêu một số đặc trưng:

Thông số biên độ là các biểu đồ mô tả dao động sóng địa chin được ghi bằng máy do

động đất theo thời ian, gồm gia tốc, vận tốc và chuyển vị,

Gia tắc định (lớn nhẫ) phương ngang (PGA- a ) nhận được trực p từ chấn đồ

là một đặc trưng cơ bản quyết định mức độ tác động của động đất Nó được dùng để đánh giá tác động của động đắt lên nhà và công trình vì nó gây lực quán tính lớn nhất gây hư hại công trình.

Gin tốc định thường được dùng để tính tải trọng động đất đặt lên nhà và công tình

theo phương pháp giả tinh theo biểu thức sau:

S=KcpQ (10)

“Trong đồ K - hệ số địa chắn Kc = „ Anas là gia tốc cực đại của dao động nỀn g- gia

tốc trọng trường bằng 980 cm/s’; ÿ - hệ số động, là độ khuếch đại gia tốc bởi côngtình tay thuộc chu kỳ dao động riêng của nó: K,D chính là gia tốc cực dại của công

nh tính bằng % g khi nền công trình dao động vớ gia tỐc dg

“Trong thực té giá trì trung bình của gia tốc nỀn cực đại ở các khoảng cách chắn tâm và

độ lớn (magnitud) động dắt thường được ập bằng đường cong thực nghiệm theo tắt cảcác số liệu quan sit được dưới dạng:

ne = FMR) = Ae (RR) aap

“Trong đó A, B, C là các hệ số Phương trình 2.11 gọi là phương trình tắt dần gia tốc

nên Cornell (1979) cho biểu thức tắt dẫn gia tốc nền như sau:

A(om/s*) =0.863e"TM (Ry, +25)" (1.12)

"Tương quan giữa gia tốc định nền amax và cắp động đất thé hiện tong Bảng 1-2.Bảng 1-2: Tương quan giữa gia tốc định nền aga, và cấp động dit I trong các thang do

“Thang MSK - 64 ‘Thang MM ‘Thang JMA

Cipding [tax [Cap dong đất

đất chfsec” i

IV | 0001520023 1 0035 =0.08 =

v 003:0/04g Vv 0.08 20.258

30260 VI | 006:0.07¢ v 0258 g61-120] VI | 010:015g VI 080g 120240] vil |025:031 vũ

241=480| IX | 050-055

x >06g

xI

xu

4k Quan hệ magnitude - tan suất

“Tân suất động đắt độ lớn M 1a số lẫn xảy ra động đắt ấy rong 1 năm ở một vùng lãnh:

thổ, ký hiệu là NX(MD, Tân suất động đất N*(M) phụ thuộc vio độ lớn của động đấtQuan hệ đồ gọi là quan hệ magnitude - thn suit, Nó biêu diễn sự phân bổ tin suất độngđất theo độ lớn Gutenberg và Richter đã nghiên cứu thiết lập tương quan thực nghiệm.siữa N*(M) và M và im được công thức biểu thị quan hệ magnitude - tin suất như sau

logN*(M) = a-bM a3)

Nó cũng được gọi là đồ thi lip lại động dit, phù hop với số liệu toàn cầu cũng nhưcho các khu vực Chẳng hạn đối với toàn cầ ta có công thức

logN*(M) = 6,7 -0.9M (19

‘Tir công thức này có thể đánh giá: trên toàn hành tinh, hàng năm xây ra khoảng

100.000 trận động đất đủ mạnh để cảm thấy, số lượng động đắt với magnitud My > 4,0

Hàng năm toàn bộ động dit trên hành tính giải phóng ra một năng lượng khoảng 10ergs, tương đương với công của các nhà máy điện công suất 10 + 100 triệu kilowatts.Nang lượng dé bằng khoảng 0,001 năng lượng hàng năm sản sinh vin chứa trong

lồng trái dit 90% năng lượng động đất được giải phóng từ các trận động đắt 70 độ

Richter và mạnh hơn.

Quam hệ magnitude - ồn suất là một trong những tham số cơ bản trong việc đánh giá

"hoạt động động đất và độ nguy hiểm động đất ở các vùng lãnh thd,

1.13 Hiện trọng hóa ting nền đề sông trên thé giới

“Công tình nghiên cứu được dành cho các vấn đỀ liên quan đến hóa lỏng của đắt bên

tít Nhtrong đê còn sự cổ dé sông do hóa long nền được quan sát trong hau hết

các trân động đất lớn tai Nhật Bản, ví dụ, các con để Hachirogata thiệt hai bởi trận

động đất Nihonkai-Chubu (1983), để sông Kushiro bởi tein động đắt Kushio-oki (1993), đi ing Shiribesi-đến-Shibetsu bởi động đất Hokkaido-Nanscioki (1994), để sông Yodo bởi động đắt Kobe (1995), vả các dé Nakaumi bởi động đất Tottoriken-

Seibu (2000) Đặc biệt trong trận động dit Hyogoken-Nambu (Kobe) năm 1995, hóa

lông gây ra thiệt hại nặng nề đối với nhiều đề sông

Trong khi đó, vio năm 1993, trận động đắt Kushiro-oki phía bắc của Nhật Ban và các con để ‘dng Kushiro đã bị hư hong Sự kiện đó đã thu hút sự chú ý của các kỹ sư từ khi những con dé bị hư hỏng đã được cấu tạo bởi một mô than bùn Nó được coi như

là bề mặt của các mỏ than bùn cao nén và tăng độ chống thắm (đặc biệt đối vớ một số khu vực Hokkaido) đưới sơn để có phụ mặt trong một hình dang lõm, tạo vùng bão

hòa trong các con đề, và vùng đất ngập nước thuộc đê hóa lỏng trong suốt trận động.đắt Hơn nữa gin đây, hom 2000 d sông các lại bị hư bi bởi động đất ngoài khơi bờ

biển Thái Bình Dương của Toho-ku (Cục sông, Bộ đất dai, Hạ ting và Giao thông vận tải Nhật Bản, 2011) và một số lượng đáng ké của con để không trong cơ chế này.

“Từ cuộc điều tra để phát hiện tôn thương, hư hỏng có các đặc điểm sau đây của cácphần bj hư hong nghiêm trọng đã được tìm thấy:

+ (A) Có lớp than bún tương đối dày ở trên mặt đất nền của đề

= (B) Chiề ‘cao của để bị thiệt hại là tương đổi cao

là đất cái

© © VậLiệu xây dựng cho để

+ (D) Diu vết của cất sụt đã được tim thấy ở gờ hoặc gin chân dốc, tuy nhiên số

lượng cát sụt là không lớn

Những đặc tính của các phần bị hư hỏng ít giống với những đặc điểm báo cáo vé thiệt

hại do rên động đất Tokachi-oki năm 1968 Than bùn ở khu vực này thường có hàm

lượng nước lớn và có hệ số nén lớn.

| Hình L6: Trận động đắt năm 1993 6

Kushiro-oki (Internet)

"rên động đắt năm 2003 Tolachi-oki: dé sông Tokachi cũng bị hư hỏng do hiện tượng

nbn đề, với các vết nứt dọc ding ké và nữ lửa cất rong các vết nin

finh 1.7: Bé sông Tokachi sau động đất (Internet)

Năm 2011 trận động đất Tohoku trên vành đai lửa Thái Bình Dương,

Hình 1.8: Đề sông Tone sau động đất Hình 1.9: Để sông Hinuma sau động đất

(Internet) internet)

1.2 Khái quát về hệ thống đê sông Hồng và lịch sử động đất tại khu vực Hà Nội

1.2.1, Đặc diém sông Hằng

ng Hồng có tổng chiều dài là 1.149 km bat nguồn từ vùng núi thuộc huyện Nguy

Sơn, tinh Vân Nam, Trung Quốc ở độ cao 1.776 m, chảy qua Việt Nam va đỗ ra biển

Đông Sông Hồng đoạn chảy trên đất Việt Nam dài 510 km, chảy qua tỉnh Lào Cai

-‘Yen Bái - Phú Thọ - Hà Nội - Hà Nam - Hưng Yên.

Ding bằng sông Hồng trải rộng từ vĩ độ 2I*34'B (huyện Lập Thạch) tới ving bãi bồi

khoảng 19°5°B (huyện Kim Sơn) tie 105°17°D (huyện Ba Vì) đến 107°7°D (rên đảo

“Cát Bà), Toàn vùng có điện tích: 15.000 km

bắc và đông bắc la Vũng Đông Bắc (Việt Nam), phía tây và tây nam là vùng Tây Bắc,phía đông là vịnh Bắc Bộ và phía nam vùng Bắc Trung Bộ, Đẳng bằng thấp din từ

Tây Bắc xuống Đông Nam, từ các thém phù sa cổ 10-15 m xuống đến các bãi bồi 2-4

4.6% diện tích của cả nước Phía

m ở trang tâm rồi các bãi iều hang ngày còn ngập nước tiểu

Sông Hing cổ lưu lượng nước bình quân hing năm rit lớn, tối 2.640 m”s (gi cửa

sông) với tổng lượng nước chảy qua ti 83,5 tỷ m tuy nhiên lưu lượng nước phản bổ

không đều Về mùa khô lưu lượng giảm chi còn khoảng 700 m’/s, nhưng vào cao điểm.mùa mưa có thể dat ti 30.000 m¥s Nước sông Hồng vỀ mia lũ có màu đỏ-hồng

do phù sa mà nó mang theo, đây cũng là nguồn gốc tên gọi của nó Lượng phủ sa củasông Hang rit lớn, trung bình khoảng 100 triệu tin trên năm tức là gần l.Š kg phù sa

trên một mét khối nước Do lượng phủ sa lớn mà lòng sông luôn bị lắp đầy khiển cho

lũ lạ thường xuyên xảy ra vì thể mà từ lâu hai bên ba sông người ta đãđắp lên những

con đê to nhỏ để tránh lũ lụt ngăn nước.

Sông Hồng góp phần quan trong trong sinh hoại đồi sống cũng như trong sản xuấtPhù sa giúp cho đồng ruộng thêm miu mỡ, đồng thời bồi đấp và mở rộng vũng châu

thd ở vùng duyén hải thuộc bai inhThái Bình, Nam Định Nguồn cá bột của sông

Hồng đã cong cắp giống đáng kể cho ngh nuối cá nước ngọt ở đồng bằng Bắc Bộ,

Hà Nội nằm trong khu vực Đồng bằng Bắc Bộ nên điều kiện khí hậu mang đặc trưng

của khu vực Đồng bằng châu thé sông Hồng: khí hậu nhiệt đới gió mùa, có gió mùađông lạnh, mùa hệ nóng am mưa nhiều

+ ˆ Mùa khô kếo dõi thing 10 đến thắng 4

Mia mưa kéo dải từ thắng 5 đến thẳng 9

Hướng gió thống trị là gió Đông Bắc và gió Đông Nam, tốc độ gió cực đại là 20-2

mm/s trong mùa mưa.

1.2.2 Đặc điểm địa hình, địa chất dé sông Hing khu vực Hà Nội

1.2.2.1, Đặc điềm địa hình

“Thành phố Hà Nội hiện nay nằm trong khoảng không gian có tọa độ địa lý là như sau:

theo chiều nam ác từ xã Hương Sơn (huyện Mỹ Đức) đến ni Ba Tường (huyện SócSơn) là 2034'- 2125 vĩ độ bắc, theo chiều đông- tây từ xã Đức Hiệp (huyện

đến xó Bắt Bạt (huyện Ba Võ) là 105017'S0" - 10601'50° ánh độ đông Phía bắc tiếp

inh Thái Nguyên và Vĩnh Phúc, Bắc Giang, Bắc Ninh và Hưng Yên ở phía

a Lâm)

giấp với các

đông, Hà Nam ở phía nam, Hòa Bình ở phía tây-nam và Phú Thọ ở phía tây,

tục diễn

Địa hình bãi bai hiện đại chủ yếu phân bổ ven sông và hiện nay dang

tạo từ sét, sét pha đặc chắc Đây là các bãi nổi

ra bên ngoài đề, phần lớn được cá

giữa sông hình thành tại các nơi sông bị chuyển dòng mạnh Địa hình thuộc dang sóng cất khá cao so với xung quanh.

Dia hình ting, dim lẫy phân bổ rất nhiều nơi đặc biệt các nơi thuộc phía nam khuvực doc theo dê cả về thượng lưu lẫn hạ lưu nhiều hỒ ao kéo dài hiện dang tổn tại ở

Thanh Tri, Phú Xuyên, Thường Tin, Đông Anh Phúc Thọ Nhà a

in của để lắp các

đã chỉ rất

Š ao ven dé song cũng chỉ được một si nơi trọng điểm.

Hiện nay sự san lắp tự phát bởi người dân không được quản lý chật chẽ đã tạo ra lớp

t phủ b mặt có kết cầu rất

1.2.2.2 Đặc điểm địa chắt

“Các tạo thành trim tích Đệ tứ trong khu vực Hà Nội dye hình thành từ nhiều nguồn

tiện môi trường địa chất khác nhau, bắt đầu từ thống Pleistoxen

ngày nay (khoảng 1,8 triệu năm) Theo kết quả nghiên cứu của Doan địa

chất Hà Nội năm 1999, trim tích Đệ tứ khu vực Hà Nội được phân chia địa ting từ

dưới như sau:

+ Thing Pleistoxen sớm: Tiing Lệ Chỉ (aO/lc)

+ Thống Pleistoxen giữa và trung: Ting Ha Nội (ap- aỞ!„ hn)

+ Thống Pleistoxen trên: Tang Vĩnh Phúc (al -bỞ wp)

+ Thén Holoxen: Bậc dưới - giữa, tang Hải Hưng (Q! hh)

+ Thông Holoxen: Bậc trên, tằng Thái Bình (aQ' y tb)

‘Trim tích đệ tứ vùng châu thổ sông Hồng có tinh đặc thủ do được hình thành bởi 5chu kỹ biển tiễn - thoái hình thành 5 nhịp trim tích khác nhau, mặt khác khí hậu nhiệtđới dm trong thời kỳ này đã xảy ra quá trình phong bóa laterit tạo nên ting đất cứng

chắc có lợi cho việc xây dựng công trình các loại khi 16 trên mặt.

Mặt khác do quá trình đổi dòng sông Hồng nên hệ thông đê hiện tại vất qua nhiều đoạnlòng sông cổ dia ing nơi đây rất phức tgp Trên cơ sở tả liệu mô ta tổng hợp diy đủ mặt

cắt địa ting có tuổi từ đầu kỷ Đệ tứ đến nay của địa chất khu vực đê sông Hỗng và vùng

én địa chất cơ ban sau:lần cận ta có thể thấy, dé Hà Nội được xây dụng trê các

+ Kiểu I Ting sết~ sét pha phủ trực tgp trên ting st, sét pha cứng chắc,

+ Kiểu II Ting sé vét pha phủ trên ting cát pha, cát bụi, cát mịn, sau đó la ting cát

trung- thô và cuội sôi

+ Kiểu II Ting sét, sét pha phủ trực tiếp trên tang cát mịn đến cuội söi:

+ Kiểu IV Tầng sét~ sét pha phủ trên ting cất pha, cất bụi, cát mịn, sau đó là tng

sét-sét pha, có th là tẳng bin, dưới nữa là cội sôi

+ Kiểu V, Ting sốt ~ sét pha phủ trên tng bin, sau đổ à ting cát thô, cuội sồi

“Các mô hình nỀn này được thể hiện ở một số mặt cắt đề đưới đây:

Kiểu Il có một trường hop đặc biệt 46 là chiễu diy ting 1 bằng Không hoặc rit nhỏ.nghĩ l lớp cát pha, cát bụi nằm gn lộ tên mặt đất Đây là mô hình rắt nguy hiểm và

đã xây ra vỡ đê năm 1986 ở Văn Cốc,

Sau đây Hình 1.10 là hình ảnh của 5 mô hình

thiên do vậy mô bình này có thể trở thành mô hình khác Ví dụ ở mô hình IV, chiều

tiên, Chiễu dày của các lớp biến

dầy lớp cát pha cất bụi bằng không sẽ trở về mô hình I; Mô hình V có lớp bùn chiều

‘day bằng không trở thành mô bình TIL,

Mô hình I đại diện cho địa chit nền để khu vực KI-KŠ vùng Ba Vi, một số khu vực ở

Mê Linh và Từ Liêm Mô hình Il đặc trưng cho khu vực Phúc Tho, Ban Phượng và

một số nơi thuộc Đông Anh, Mé Linh, Thanh Trì, Gia Lâm và Long Biên Mô hình IL

„ Đan Phượng Mô hình IV đặc trưng cho một số nơi thuộc Mê Linh, Ba Vi, Đan Phượng Mỏ bình V đặc trưng chủ

đặc trưng cho một số khu vue thuộc Ba Vi, Sơn T

cho vùng Phú Xuyên, một số nơi của Thường Tín

KIỂU CÂU TRÚC NÊN

Hình 1.10: Mô hình nền đê sông Hồng Hà Nội (Đoàn địa chất Hà Nội, 1999)1.2.3, Bong đất ở Việt Nam

Việt Nam nằm trong dia mảng Á- Âu nên nguồn gy động đắt đều trực tiếp tử đứt gly

nội mảng, do vậy điều kiện phát sinh và đặc điểm động dit ở Việt Nam đều bắt nguồn

hát

từ tạo trên lãnh thổ Việt Nam Các đứt sấy nguy hiểm ở Việt Nam: Các

vũng có nguy cơ xây ra động dit từ 6.0 đến 7.0 độ richter ở Việt Nam gồm đổi đứt gaytrên hệ thống sông Hong, sông Chay; đới đứt gãy Lai Châu - Điện Biên; đới sông Ma,sông Đà: đối Cao Bằng; Tiên Yên: đói Rio Nay- sông Ci; đới Đakrông- Hub; đối

“Trường Sơn; đới ven biển miễn Trung (N.Ð Xuyên 2004)

“Theo trung tâm địa lý Việt Nam, Viện khoa học Việt Nam (1992), trong ving 100 năm

y Bắc

đã có 118 trân động đất xây ra ở vùng í dụ, năm 1935 động đất ở Điện Biên

6.75 ở độ sâu chin tiêu h = 25km và cắp độ mạnh ở chin tiêu đạt cắp 8- 9

(theo thang MSK - 64) gây nứt đắt rộng 10-15 km ở chân tim và chấn động cắp trênđiện tích 1500 km”; chắn động cắp 7 lan rộng trong vùng 13000 km’,

“Thống kế một số sé liệu động dit ở một số địa điểm ở Việt Nam Các vùng Sơn La,Sông Ma- Pu Mây Tun: động đất cực đại Mu

Tynan = 9 (heo thang MSK- 64), độ

sông Chay, sông Cả: Mya < 6.l; h

6,8 chắn động cực đại ở chắn

wu chấn 23 km, Các vùng sông Hồng

-8 (thang MSK ~ 64) Thực tế trong

các vùng này mới chỉ xảy ra các trận động đất M= 5,4; Hà Nội năm 1285, Nghệ An

1821, Lue yên 1954, Vùng Đông Triều: M,„„„ <6,0; h = 25- 30km, Iạ„„„=7 (MSK - 64).

Các vùng khác là Cao Bằng - Tiên Yên, Sông Lô, Mường La - Bắc Yên, Sông Ba,

Lai Châu Di Mường Nhé, Rao Nay, A Lưới, Huế, Tam Kỳ

-Ba Tơ -Cùng Sơn , Sông -Ba, ven biển Bình Thuận,

(MSK-64)

Biên, Mường.

Phước Sơn, Hưng Nhượng - Tả Ví,

sông Hậu: Mya $5,5, = 10- 15 km, Tamas =

Như vay ở Việt Nam có thé xây ra các trận động dất với cường độ mạnh, mà hậu quả

của nó gây ra với công tinh là sự hư hỏng, phá hoại, làm mắt tính ôn định cho công

trình Do đồ việc nghiên cứu các ảnh hưởng của động đắt là rất cần thiết

1.2.4, Lịch sie động đất tại khu vực Hà Nội

Hau hết các con sông lớn khi hình thành đều liên quan chặt che với hoạt động địa chấtkiến tạo và quá trinh hoạt động của lòng sông sau này Khu vực để sông Hng thuộc

địa phận Hà Nội nằm ở phía bắc, tây bắc và trung tim vùng đồng bằng Bắc Bộ, Hà

Nội nằm trọn trong đới Tây Nam và Trung lâm ving trồng Hà Nội Giới hạn đới Tây

về phía ty và đới Trung Tâm nằm gọn trong giới hạn đút

gây sông Hang và đứt gãy sông Chay.

‘Theo tư liệu lịch sử ghi lại năm 1277 và 1285 vùng Hà Nội có động đất ip VIL, năm

1278 vùng Hà nội có động đất cấp VIIL Theo tai liệu phân ving động đất quốc gia thìvùng đề Tiên Tân: Thanh Tả nằm trong vũng động đít ci VHHL Nó không nằm trongvũng chấn tâm lớn, song nếu có động đất mạnh thì khả ning mắt an toàn của dart lớn

1.3 Một số vấn đề cần nghiên cứu,

+ Nghiên cứu sự cố: Các điều kiện đất và địa hình để hóa lông, các kiễu thệt hại và

‘co chế nguyên nhân, gia tốc động dat kích hoạt hóa long,

+ Đánh giá tiềm năng hóa long: khảo sắt hiện trường, thí nghiệm trong phòng về sức

Kháng hóa lỏng của đất, lấy mẫu cát rời nguyên dang,

+ Hậu quả hóa lông: Biển dạng dư và chuyển vị do hóa lông gây rà

+ Phân ích ứng xử động: Nghiên cứu ảnh hưởng tham số đối với ba toán hóa lông dựđoán biên độ, gia tốc, v.v cùng với sự phát triển áp lực nước lỗ rỗng và giảm ứng.suất hiệu quả: mô dun chống cắt và cường độ chống cắt giảm theo thờ gian và ảnh

hướng đến mô đun, độ cứng và các de tính biên độ.

++ ĐỂ xuất các giải pháp thiết kế ngăn chặn và giảm thiểu thiệt hại hóa long do độngđất gây nà

14, Tôm tắt chương 1

inh giá các yếu ổ có khả năng kích hoạt hồa Tong la bước quan trọng đu tiên cin

xem xét cho tính toán én định công trình được xây dựng trong khu vực chịu ảnh hưởng.

của động đất Động đất là yếu tổ ti

"Động đất có thể trực tiếp phá hỏng kết cẩu và gây mắt ổn định công trình khi động đt

động lớn nhất đến quá trình hóa lỏng của đắt nền

mạnh hoặc gây ra những bắt lợi mà từ đó làm mắt ổn định công trình một cách từ từ:hơn Khi xiy ra động đất, đắt nén có thể bị hiện trợng long hóa làm thay đổi tính chất

sơ lý và ảnh bưởng đến én định tổng thể công tình Đánh giá én định của nén do động

đất gây m có ý nghĩa quan trọng trong việc đỀ xuất các iải pháp gia cổ nên hợp lý

Hóa lông có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng đối với công tình xây dựng, hồ chứa và dé điều, gây sụt lún mặt đắt, lún nén công trình, làm mắt khả năng chịu tải củanền gây phá hủy nghiêm trọng công trình Tuy nbién, hóa lòng do động đất hầu như.chưa được xem xét khi thiết kế các công tình thủy lợi tại Việt Nam Việt Nam ít xây

ra những trận động dit lớn so với thể giới, tuy nhiên nguy cơ về khả năng hóa lỏng

nên khí động đất luôn tiềm dn bởi diện tích đồng bằng châu thổ và ven biển lớn và

cũng là nơi ó trằm ích bổ rời tuổi đệ ử chiếm diện tích đáng

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT HÓA LỎNG

21 Cơ sử ý thuyết hóa lông nỀn do động đắt

22.L1 Khi quất về hiện tượng hóu ting

Hóa long đất là hiện tượng xảy ra khi đất bão hòa với nước ngằm, do sức gia tăng áp.lực nước rong các lỗ rỗng của dit Nén đất là một tập hợp với vô số các hạt đất riêng

rẽ tiếp xúc với nhau Trọng lượng của các hạt nằm trên tạo ra lực liên kết giữa chúng,

nhờ đó nền dit có được kết cầu văng chắc Thông thường áp lực nước ngằm trong đắt

tương đối thấp Khi động đắt xây ra, chin động mạnh trong khoản hời gian cực ngắn

làm áp lực nước tăng vot Nước không đủ thời gian thoát ra "mắc kẹt" trong lòng đấtlắp diy khoảng không gian giữa các hat đắt, ngăn cin sự tiếp xúc của chúng với nhau

Do ma sắt giữa các hat đất giảm đột ngột nên mắt di sứ liên kết và hoại động như một

chất long nhớt

Theo giáo sự khoa học trái đắt Mike Sandiford (ĐH Melbourne), hóa lỏng đất xây ra

khi chấn động làm rung chuyển khối nước ngim trong khoảng 10- 20 mét dưới mặt

đắc, Ngoài động đắt, các hoạt động liên quan đến xây dựng như nỗ mình cũng có thểlàm tăng áp lực nước gây hóa lỏng đất

Xết đu đất thường Kếtcấu đấthóa ông

Chiến cao cột màu xanh bên phi: chỉ áp lực nước trong đất

“Chiếu đài mãi tên chỉ độ ln cha lực lên hết gia các hạ đi, Khi dp hd nước lãng th lực lên kết giữ ee hạt đất giảm.

Hình 2.1: Kết cầu hạt đất khi xảy ra hiện tượng hóa long

Nhưng không phải cứ cỏ động dit là xảy ra hóa lông Hiện tượng này cồn phụ thuộc

nhiễu yếu tổ như nign đại đất, độ sâu mực nước ngằm, thành phan đất, đặc tính thoát

nước, cường độ và thời gian động it, Loại đất có hầm lượng nước cao như đắt sétmềm, than bùn, đất cất, đắt bazan được xem là loại đt yếu dễ hóa lòng

Vì cần chất xúc tác là nước nên đất dé hóa lỏng nhất ở khu vực: ven sông, hỗ, vũng,vịnh, đại đương Ving đất thấp hơn mye nước biển, hoặc có nước n

Do đó, cảng và các khu vực ven cảng thường chịu ảnh hưởng lớn nhất khi đất hóa

lông Hệ thống dap, kẻ, cầu bắc qua sông cũng dễ bị hư hại và hiện tượng này không

bao giờ xây ra trong sa mạc bởi quá trình thiểu đi thành phần chủ yếu là nước.

Hiện tượng hóa lòng gây nên sự st lún mặt đắt, lún nền công tình, làm mắt khả năng

chịu tải cia nên, gây phí hy nghiệm tong công tình Vi dự ở Mỹ, vàn năm

ISI1-T812 ng thành phố New Madrid đã có trên 200 trận động đt, trong đó nhiều trận có

với dat nềcường độ M = T.ó- 83; gây hóa lông nghiêm trọng và phá hủy nhiều

công tình Ở Việt Nam ít xây ra những tận động đất lớn như trên thé giới, tuy nhiên

nguy cơ về khả năng đất nền bị hóa lỏng là rất cao khi có động đắt bởi nước ra có i

tích đồng bằng châu thổ và ven biển khá lớn Ở đó có trim tích bo rời tuổi Độ tứ chiếmign tích đáng kể nên tiềm ấn khả năng hóa lỏng và cát chảy rit lớn.

2.1.2 Cơ chế hình thành hóa lông

Phân loại cơ ché hóa lòng: Có thể chia hóa lỏng thành hai dang cơ bản là hóa lồngdang đồng chảy và hóa lỏng do tính lưu động chu kì (Kramer, 1996)

2.1.2.1 Cơ chế hỏa lang đái với dạng ding chấp hỏa tong

“Trong nén đắt cát rời khi chịu ải trong động trong điều kiện không thoát nước làm áp

te nước lỗ rồng gia tăng dẫn tới ứng suất hiểu quả giảm dẫn theo thời gian, ức làmodun kháng cắt và cường độ chống cắt của cát giảm Hậu quả làm cho nén đắt yêu dẫn

theo thời gian cho tới khi dạt tới trạng thái giới hạn ø >0 thì các hạt đt thục sự nỗi trong

nước lỗ rỗng mà không có sự liên kết với các hạt xung quanh và dẫn tới cát bị hóa lỏng.Hóa lòng dạng đồng chảy có thể xuất hiện khi ứng suất cắt nh của khối đất lớnhơn cường độ chống cắt của đắt ở trang thái hóa lông Khi bị kích hoạt biển dạnglớn được tạo ra bởi hóa long dạng đồng thực sự bị chỉ phối bởi các ứng suất cắt

tinh, Các ứng suất động có thé đưa đắt đến trạng thái không én định, tại đồ cường

49 bị giảm cho phép các ứng suất tinh tạo ra sự phá hoại dang dòng,

2.1.2.2 Cơ chế hóa long với dang hóa long da tỉnh lưu động chu ki (chảy déo)

Khi bị kích hoạt bởi tii trọng chu kì xây ra trong các trim tích với các ứng suất cắt tĩnh

dang do sự.

nhỏ hơn cường độ chống cắt của dit thi đắt có khả năng bị hồa lỏng Bi

phá hoại lưu động chu kỳ phát tiễn ting dẫn trong quá trinh động đắt Khác với hóa

long dang dòng, biển dang do lưu động chu kỳ bị chỉ phối bởi cả ứng suất cắt động vàtĩnh Các biến dạng này được gợi là an troyễn ngang, một hiện tượng phố biển của lưuđộng chu kỳ, có thể xảy ra trên các nền dốc thoải hoặc nền bằng gần sông, hỗ

Dựa trên kết quả những thí nghiệm khác, Seed và Lee (1966) cũng thấy rằng áp lực

đẳng hướng càng nhỏ thì hóa lòng càng đễ xảy ra, hay ở đây gọi là linh động chu kỷ.

Nói cách khác, sự gia tăng áp lực đẳng hưởng hiệu qua sẽ làm giảm khả năng linh động chu ky của cát

22 Các tiêu chí đánh giá tính nhạy hóa lồng cũa đắt

Để tiến hành kiếm tra iu chí nhạy hóa Tong, phải có số iệu địa chất, địa chấn

không có các số liệu này, phải tiến hành khảo sát địa chất bổ sung Trong một phân tích

kh năng hỏa lông nén, tước iên cần kiểm tra inh nhạy hóa lòng của đắt nn dựa trênmột số kinh nghiệm thực tế ticác trận động đt đã xây ra trong quá khứ và tần suất xuất

"hiện hiện tượng hóa lỏng thực «8, Các tiêu chí đánh giá khả năng nhạy hóa lỏng đất

> ._ Tiêu chi về thành phần hạt (hình dạng, kích thước, cấp phối)

+ ic hae th

+ Cát có tinh nhạy hồa lông cao

+ _ Chội sỏi cũng có thé hóa lòng nêu phân bổ dày và có lẫn đất hạt min

+ ĐẤt hat mịn (quan điểm hàm lượng hạt mịn tăng sẽ Lim tăng sức kháng hóa lỏng)

+ it bul

+ Bui vô cơ giống như cát hat rat mịn Bui võ cơ có thể hóa long nhưng có thé khó hơn

sét nhiều hơn

+ Các hat ton đễ nhạy hồa lồng hơn các hat góc cạnh

+ it cắp phối tốt thì kém nhạy hóa lông.

+ Đấuết

Nhin chung đất sét không có khả năng hóa lỏng Bidu này không có nghĩa là một số

loại đt sét như sét nhạy sẽ không bị mắt cường độ lớn khi chịu tải trọng chủ kỳ,

> _— TheogiátrìN-tương đương kết hop theo gia tốc tương đương

> Đắthão hòa nước

> it chiu ti không thoátnước (nhanh) ví dụ tải trong động đất hoặc nỗ, đồng cọc

> iit giam thé thé ích khi chịu cắt

Ngoài ra còn có các tiêu chí khác như độ dm, giới hạn chảy,

‘it không có khả năng hỏa lòng nếu thôa mãn điều kiện sau

+ Vận tốc sóng cắt Vs> 200-215 mís dựa vào hàm lượng hạt mịn

+ Số nhát đập xuyên tiêu chuẩn SPT(N; yo >30,

2.3 Các phương pháp đánh giá hóa lồng nền

"Động đất gây ra các bất lợi cho ổn định công trình về kết cầu và nằn; trong dé các ảnh

hưởng tới nỀn như hóa lòng, lún, ạt trượt Đánh giá khả năng rung động nên bay độ

nguy hiểm động đắt cho một khu vực sẽ chỉ đưa ra một kết qua định lượng đưới dạngmột biểu đồ biểu thị phân bổ không gian của một trong các thông số rang động nen(coring độ I, gia tốc nỀn cực đại ao vận tốc hat, pho phân ứng của gia tốc nbn), đại

lượng thường được sử dụng nhiều nhất là gia tốc cực đại nỀn aus

> Phuong pháp của Seed & nnk (1971) dựa vào vig c so sánh ste khng xuyên

tiêu chuẩn (SPT- N) và tỷ số ứng sắt ct theo chu kỳ động đất cho cất và cất bụi ở

những vị trí xy ra hóa lông và hông hóa lồng quan sắt được rong động đắt có cường độM: 5 để xác định tỷ xổ ứng suất cắt nhỏ nhất có thé gây ra hóa long cho cất

> Phong pháp Iwasaki diy là phương phip đã được Hội đường bộ Nhật Bản chấp nhận năm 1990, trong dé Iwasaki và những người khác (1978, 1982) tổng hop Xết qua hóa lòng và Không hóa lông gây ra trong 6 trận động đắt ở Nhật Ban, Từ các

mẫu nguyên trang chất lượng cao lấy trên các vị trí khác nhau và được thí nghiệm trên máy ba trục theo chủ ki động

> Phuong pháp Tokimatsu và Yoshimi (1983) dựa trên việc hiên kết các số iệu về

hóa long và không hóa lỏng xây ra ở Nhật Ban và các nước khác khi có động đắt, thí

nghiệm 3 trục động các mẫu đất chất lượng cao, cùng với những thông số chính là gi

trị SPT và ham lượng hat nhỏ trong đất cát để đánh giá hóa long,

> Phuong phip mới (NIRA của Hội đường bộ Nhật Bản đề xuất năm 1996 dựa

tổ khác để phân

trên cơ sở phát triển công thức của Iwasaki -T, có bổ sung một số yt

tích khả năng hóa long,

> Phuong pháp Quy phạm Xây dưng kháng chin Trung Quốc (CBC) Đây là

phương pháp được đơn giản hóa phát triển ở Trung Quốc từ 1989 Chủ yếu dựa vào

chiêu sâu, chiều diy của lớp cát, độ sâu ở mực nước ngằm và hầm lượng hạt sét đểđánh giá hóa lông the t số SP

> Phuong pháp của Seed, 1995 với sự hiệu đính của ELRS (NCEER workshop on

Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils, 1996)

> ‘Theo tiêu chuẩn TCVN: 375-2006, Các loại nền đất được mô tả bảng các mặt cắtđịa ting, các tham số cho trong Bảng 3.1, Các loại nên đất (rung 26), có thể được sửdụng để kể đến ảnh hướng của điề kiện nền đất tới tác động động đắc Đi với các địađiểm có điều kiện nên đất thuộc một trong hai loại nén đặc biệt SIvà S2 cần phải có

nghỉ cấu đặc biệt để xác định tác động động đất Đồi với những loại nén này, đặc biệt

là đối nphải xem xét khả năng phá hu adn ki ch te động động đt

> _ Phương pháp phần từ hữu hạn sử dụng các phần mềm như Geoslope, Ansys

Wslig, Slide.

2.4 Quy trình đơn gián của Seed và Idriss (1971)

CCác công thức của Seed đều tính toán dựa trên các số liệu khảo sit dia chất ti hiệntrường dé đánh giá khả năng gây hóa lồng tại đầy dựa trên các công thức kinh nghig

da vào các đình giá ban đầu này ta có thêm cơ sở đểđảnh giá chỉnh xác hon

24.1 Tỉ số khẳng chu kỳ CRR (Cyclic Resistance Ratio)

24.1.1 Tink CRR theo theo số nhát dip của búa SPT-N

'CRR là tỉ số kháng chu kỳ của dit tại hiện trường, phương pháp phổ biến nhất được sử

dung để xác định kháng hóa lỏng là sử dung các dữ liệu thu được tử thử nại

tiêu chuẩn Nhữt lợi thé của việc sử dụng các thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn để đánh.

giá hóa lỏng tiểm năng như sau:

Mue nước ngằm: Các vi trí của nước ngằm có th được đo trong các lỗ khoan Một lựachọn khác là cài đặt một Piezometer trong các lỗ khoan, sau đó có thể được sử dụng đểgiám sắt mục nước ngằm theo thi gian

Logi đất: đối với hầu hết các loại đất, các mẫu dat lấy trong các mẫu SPT có thé được

sử dụng trục quan để phần loại đất và ước tính % hạt mịn trong đất Ngoài ra, mẫu đắt

cổ thể được trả lại phòng thí nghiệm, và xét nghiệm phân loại có thể được thực hiện để

tiếp tục đánh giá các hóa lỏng

44, Tinh giá tị xuyên tiêu chuẩn SPT-N

“Thí nghiệm xuyên tiêu chuẳn có thể được sử dụng cho tắt cả các kiểu đắt, nhưng SPT

cần phải chỉ được sử dụng cho những đắt ạt thô, với cát sạch, cát rơi hoặc chảy ra từ

éu điều

y mẫu khi lấy ra từ mặt đắt Thông thường khi một lỗ khoan được khoan,

kiện dưới bÈ mặt cho thấy một ting cát và ống l

mẫu có thể được thay đổi nhanh chóng đẻ thực hiện tiêu chuẩn kiểm tra thâm nhập

“Các thông số thir nghiệm như sau:

mẫu đến lớp đắt nào thiết bị lấy

Lay mẫu: theo tiêu chuẩn ASTM D 1586-99 (2000), mẫu SPT phải có một thùng bên

trong đường kính D= 3,81em, à một đường kính bên ngoài D= 5,08em.

Diều khiển búa: mẫu SPT được thúc diy vào trong cát bằng cách sử dụng một trọng

lượng 63,5kg búa rơi xuống một khoảng cách 0,76 m.

Điều khiển khoảng cách: mẫu SPT được diy xuống một đoạn là 45 em, với số lượng

due ghi cho mỗi 15em

Giá tị N: SPT đo giá trị N Số búa cần thiết để đóng mỗi xuyên vio đắt ở các Khoảng

độ sâu xác định được ghi ại và hiệu chink là sự kháng xâm nhập của đắt, bằng tổng sốcủa số lẫn hạ búa cần thiết để điều khiển SPT mẫu rong khoảng độ sâu 15 đến 45 em

Lý do lượng đánh cần hit để điều khiển mẫu SPT sâu 15 em đầu tiên không được

tính bao gdm trong giá tị N là quá khoan thường làm rồi loạn đắt ở đưới cùng

của các lỗ khoan, và ở độ sâu 15 đến 45 em được coi là có nhiễu đại diện trong chỗkháng thâm nhập của đất dạng hạt

+, Tinh giá trị hiệu chỉnh cho các thủ tục thử nghiệm và áp lực quá tải

Những sự sửa chữa có thé được ứng dụng vào sự thử những kết quả dé bù cho những

thủ tục kiểm nghiệm (Skempton 1986):

67E,CICMN ean)

Với

+ Nag: giá hiệ chỉnh hệ số N để sửa chữa ch ce thủ tục thử nghiệm

+ Ba? giá tị búa hiệu quả, thường lắy 06 cho một cái bia an toàn

+ Cy giá tr chỉnh sửa lỗ khoan đường kính, lấy 1.0 cho các lỗ khoan là 65 - 115 mm.

1,05 cho đường kính 150 mm và 1,15 cho lỗ có đường kính 200 mm.

+e

icin khoan, 0,95 cho 6 đến 10 m cia cin khoan và 1,00 cho cin khoan vg há 10 m)

átrịđiề chỉnh chia di, lấy 0.75 cho từ 0 đến 4 m cin khoan, 0,85 cho 4 đến 6

¬+ ÁN: Số nhất búa SPT do được cho 30em cuối cùng

"Để đánh giá kỹ thuật nhiều trận động chẳng hạn như hóa lỏng, thử nghiệm xâm

nhập tiêu chuẩn giá trị Noo là chỉnh sửa cho hiệu quả theo ứng suất oy Khi điều

chỉnh được áp dụng cho á tri Ney cho hiệu qua theo ứng suất, những giá tri này được

sọi là (N))eo, công thức tính gồm có Ney và một hệ số điểu chinh Cy để tính giá trị

(Noo Một cách khác dé tính (Nj 60:

(N/)«=Cx.Na(100/ 6 )°* Neo 22)

+ (Nụ) : giá trị hiệu chỉnh cho các thủ tục thử nghiệm và áp lực quá tải

số hiệu cin để tính oán ch súc ép lớp đắt phủ, C tì xắp xỉ với 100

+e

“ với owl ứng suất hiệu quả thẳng đúng, côn được gọi là áp lực dt phủ hiệu

20 (Youd and ldriss 1997, 2001).

wa)”

quả Giá trị tối da của Cy trong khoảng từ 1.7

Not giá trị hiệu chỉnh hệ số N để hiệu chỉnh cho các thủ tục thử nghiệm (Hình 2.2).

“Tinh phổ biển của kim tra SPT: Ngay cả với những hạn chế và

phải được áp dung để do giá tị N được sử dụng nhiều nhất ở Mỹ, Digu này là bởi vì

nó là tương đối dễ dàng để sử đụng, xét nghiệm sinh thái nomical so với các loại lĩnhvực thir nghiệm khác và các thiết bị SPT có thể nhanh chóng thích nghỉ và bao cằm

như là một phần của bắt ky loại các giàn khoan.

Hình 2.4 tinh bày mộtbiễu đồ có thể được sử dụng để xác định i ệ kháng chu kỳ củađắt Hình này được phát triển bởi nhiều địa điểm hóa lỏng hay không hóa lỏng trongthời gian những trận động dat, đối với hẳu hết các dữ liệu được sử dung trong hình 2.4,