Trượt lở và các hiện tượng liên quan

Trượt lở và các hiện tượng liên quan

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN.

KHOA MÔI TRƯỜNG.

Bộ môn :

Chuyên đề :

và các hiện tượng liên quan.

Nhóm thuyết trình: Nhóm 2.

Phần mở đầu.

-Lịch sử loài người đã chứng kiến và phải chịu bao thảm hoạ đau buồn vì trượt lở đất đá trên sườn dốc, mái dốc

-Ở Liên Xô cũ, vào năm 1946 ở một bờ mỏ thuộc công trường khai thác lộ thiên mỏ than Bôgoxlôv

phát sinh một khối trượt Ban đầu, trượt mới xảy ra trên một khu vực của bờ mỏ kéo dài theo sườn 650m, xuôi theo bờ đến 250m; sau đó kích thước khối trượt tăng lên đến 900m theo đường phương và 360m theo hướng dốc Mặt trượt cắt sâu đến 25m, thể tích thân

diện khai thác với tốc độ không đồng đều ở những

khu vực khác nhau

Một vụ lở đất xảy ra Vancouver làm

lấp đi con đường ở nơi đây.

-Trượt đất là một dạng tai biến của tự nhiên,nó là một mối nguy hiểm đáng sợ của con người.

 Trượt đất cùng với các hiện tượng liên quan của

nó gây thiệt hại rất lớn cho cuộc sống của con

người.Mỗi năm, có 25 người bị mất mạng do lở đất ở Mỹ và con số này tăng lên khoảng 100-

150 người nếu chúng ta tính luôn cả những hầm

mỏ bị sập.Con số thiệt hại ước tính trên 1 tỉ

Những hình ảnh mới nhất về vụ lở đất gây ra

do mưa lũ ở miền trung nước ta

-Hiện trường nơi vụ sạt lở núi nơi chôn vùi ba nhân viên bưu chính viễn thông

-Nhiều đoạn đường

về Tây Trà bị lún sâu

cả mét và sạt lở nặng-Lở đất xảy ra ở xã Trà Lãnh,huyện Tây Trà,tĩnh Quãng Ngãi

Đây là một vụ lở đất lớn xảy ra ở Hồng Kông vào ngày 13 tháng 7 năm

1977.Làm phá hủy một trong những

thành phố phát triển nhất của Hồng Kông

A.Trượt đất

I.Khái quát chung

1.Khái niệm.

Trượt đất là sự dịch chuyển trên bề mặt hay gần

bề mặt của một khối đất đá theo chiều trọng lực (từ cao xuống thấp), áp lực thuỷ động, lực địa chấn và một số lực khác, ở các quy mô khác nhau: quy mô nhỏ khối trượt lở có thể chỉ vài m3 quy mô lớn khối trượt đến hàng nghìn m3 đất đá.Khi khối trượt dịch chuyển,tổn thất sẽ xảy ra trên khối trượt và cả ở nơi dồn tụ vật liệu trượt.( Địa chất môi trường )

2.Nguyên nhân của trượt đất.(nguyên nhân gián tíêp)

* Nguyên nhân tự nhiên:

-Sự xói mòn của các dòng sông.

-Sự tan chảy của các dòng sông băng.

-Lũ lụt,các trận mưa lớn làm lở các lớp đất đá.

-Những trận động đất.

-Sự phun trao của núi lửa.

-Sự dịch chuyển của các mạch nước ngầm.

*Nguyên nhân do con người:

-Những chấn động từ các hoạt động xây dựng -Giao thông và các công trình đường xá.

-Các chấn động từ các vụ nổ.

-Các hoạt động khai thác mỏ dưới lòng đất.

-Việc phá hoại các cánh rừng.

3.Cấu trúc khối trượt

Thành phần cấu trúc của mặt trượt bao gồm:

-Mặt trượt-Vách trượt -Khe nứt ngang-Khe nứt dọc-Đới vật liệu di chuyển-đới cạn kiệt

-Đới dồn tụ

4.Sườn dốc và độ ổn định trên sườn dốc

4.1 Khái niệm

-Sườn dốc là một dạng đất phổ biến nhất trên trái đất,chúng là những hệ thống không tĩnh lặng

-Vật chất trên các sườn dốc hầu hết dịch

chuyển ổn định trên sườn dốc theo tốc độ đa

dạng.Sự dịch chuyển của lớp đất đá rất nhỏ mà ta khó có thể nhận biết được đến sự lở đất hoàn

toàn dữ dội.Những quá trình này là một lý do

chính dẫn đến những dòng suối trên đồi trở nên rộng hơn rất nhiều

4.2.1 Sự ổn định của dốc

-Để biết được nguyên nhân của trượt đất,chúng ta phải xem xét độ

ổn định của dốc.Đây là vấn đề có thể được diễn đặt ở khía cạnh ở trên lục của dốc.Lực này được xác định bởi mối tương quan lẫn nhau của loại

hình: vật chất của trái đất,dốc nghiêng của dốc,khí hậu,thục vật,nước và thời gian.

-Độ ổn định của dốc mô tả mối liên hệ tới trọng lực,lực khiến vật chất dich chuyển xuống dốc và lực cản trở di chuyển.Lực di chuyển phổ biến nhất là thành phần khối lượng của vật chất bao gồm bất kể thứ gì ở trên dốc.Lực cản trở di chuyển phổ biến nhất là độ mạnh của vật chất.

-Độ ổn định của dốc được tính bởi SF,nghĩa là tỉ số giữa lực cản trở

di chuyển và lực di chuyển.

+Nếu SF>1(lực cản > lực di chuyển) dốc được xem là ổn định.

+Nếu SF<1(lực cản < lực di chuyển)dốc không ổn định.

Lực cản và lực di chuyển có thể thay đổi khi điều kiện khu vực thay

đổi.Lúc này có thể làm tăng hay giảm độ SF.

5.Các yếu tố ảnh hưởng đến sự dịch chuyển

-Thành phần vật liệu và trạng thái vật liệu khối nền.

-Cấu trúc địa chất.

-Đặc điểm mặt trượt.

-Sự biến vị.

*Các yếu tố này quyết định đến sự dịch

chuyển của các vật liệu trên bề mặt của sườn dốc.

II.Vai trò của các kiểu vật liệu trên trái đất.

-Vật chất đổ xuống một dốc ảnh hưởng kiểu hình và tần số của sự chuyển động xuống

dưới.Sự trượt xuống có hai mẫu cơ bản của sự chuyển động là quay vòng và tịn tiến.

-Loại đất là nguyên nhân của cả việc rơi và

trượt của các vật liệu.

-Cường độ vật liệu dốc có thể gây ảnh hưởng lớn đến tần số của những vùng trượt đất

1.Vai trò của dốc và địa hình

-Dốc nghiêng lớn ảnh hưởng

độ lớn lực trượt trên mặt dốc

-Qúa trình tăng góc của mặt

trượt dẫn đến động lực cũng tăng

Devil's Slide là một con dốc lớn

dọc theo đường bờ biển San Mateo Country.

2.Vai trò của khí hậu và thực vật

Trận mưa lớn đã gây ra sạt lở đất là hư hỏng con đường

Khí hậu hay thực vật có thể ảnh hưởng đến sạt lở đất hay sự di chuyển xuống dưới trên một độ dốc nào đó

*Vai trò của khí hậu là kiểm soát được thiên

trên đó.

*Vai trò của thực vật trong vùng trượt đất khá phức tạp bởi vì cây cỏ trong vùng là vài chức năng của các nhân tố,nó làm ảnh hưởng trên các sườn dốc.Thực vật là nhân tố quan trọng trên các sườn dốc là vì:

-Thực vật là một màn chắn để hạn chế luợng mưa rơi trên các đỉnh dốc,tạo điểu kiện thuận lợi cho sự thấm nước vào đât.

-Thực vật có hệ rễ tạo ra sự kết dính các vật liệu trên các sườn dốc.

-Thực vật thêm trọng lượng vào dốc.

-Thực vật thêm trọng lượng vào dốc

3.Vai trò của nước

-Nước hầu như trực tiếp hay gián tiếp kéo theo việc lở

đất , vì thế mà nó rất quan trọng Nhiếu sự phong hóa hóa học của nước làm biến đổi cường độsự trượt lở 1 cách chậm chạp

là nguyên nhân gây ra bởi các hoạt động hóa học của nước

trong việc tiếp xúc với đất đá gần bề mặt trái đất

-Nước có khả năng tác động xói mòn đến độ ổn định của sườn dốc rất nhiều Các đợt và dòng xói mòn có thể làm di

chuyển vật liệu và làm cho sườn dốc , vì thế làm giảm bớt hệ

số an toàn

-Nước có thể làm giảm độ ổn định của chỗ dốc (*) làm

giảm nhanh chóng mức nước trong hồ chứa hoặc sông ( đạt tốc

độ tối thiểu 1m/ngày )

-Nước cũng gây ra trượt lở vì nó góp phần làm xảy ra sự hóa lỏng của trầm tích giàu đất sét.

4.Vai trò của thời gian

-Khả năng chống chọi của sườn dốc

thường thay đổi theo thời gian

-Sườn dốc có thể ít bền vững theo thời

gian và có thể tăng tốc độ của sự lở đá cho tới khi (*) hệ số an toàn của chân dốc củng

có thể giảm theo thời gian vì tình trạng ẩm ướt nhanh chóng đó là nguyên nhân gây ra

sự xáo trộn cửa mảnh vụn đất ở sườn dốc.

III.Phân loại trượt đất.

-Phân loại đặc điểm vận động của khối

trượt.

-Phân loại chuyển động trượt.

-Phân loại trượt lở theo thành phần vật liệu -Phân loại trượt theo vận tốc chuyển dộng.

1.Phân loại theo đặc điểm vận động.

phía chân rồi lan dần về phía đỉnh Kiểu trượt

này làm cho khối trượt trôi theo mặt sườn về

phía chân dốc

khối trượt mà các bộ phận bên dưới phải vận

động theo về phía chân sườn Do lực ma sát giữa thân khối trượt và khối đá gốc rất lớn nên ở kiểu trượt đẩy này thường xuất hiện gò biến dạng rất đặc trưng tại chân khối trượt

2.Phân loại chuyển động trượt.

Được phân loại như sau:

-Trượt:

+Trượt xoay.

+Trượt tịnh tiến +Trượt ngang.

-Bò,trườn.

-Chảy.

-Lở,rơi,sụp đổ.

3.Phân loại trượt theo thành phần vật liệu.

Kiểu dịch chuyển Đá gốc Vật liệu gắn kết yếu.

trượt Đất chuối Chảy Chảy đá Chảy đá vụn Chảy đất Phức hợp Phối hợp từ hai kiểu cơ bản.

4.Phân loại trượt theo vận tốc dịch chuyển.

Vận tốc dịch chuyển.

mm/ngày. cm/ngày-cm/giây. >100km/giờ.

1mm/năm-Quy mô Nhỏ-trung bình Trung bình: 10 0

-10 4 m 3

Trung bình-rất

lớn.

10 0 -10 4 m 3 Vật liệu nền Đất(chủ yếu),đá

gốc(ít hơn). Đá gốc và đất(ở các tỉ lệ khác nhau). Chủ yếu là đá gốc,đá không

gắn kết hay đá

bị phong hóa.

Kiểu di chuyển Chảy,phồng

đất,dịch chuyển ngang.

Chảy trượt Trượt chảy và rơi.

Tên gọi Chảy Trượt xoay,chảy

đất,trượt đá vụn. Tuyết lở,dòng đá vụn,dòng

bùn,đá đổ.

5.Phân loại theo độ ẩm của vật liệu.

Sông Dòng đá vụn.

IV Các điều kiện dẫn đến hiện tượng trượt đất.

- Những nơi có lượng mưa lớn và tập trung với cường độ cao thì nước mưa sẽ thấm vào đất làm tăng trọng lượng của tầng trên

mặt và khi đạt đến bề mặt tầng không thấm nước sẽ gây nên hiện tượng xói ngầm

- Nếu trên bề mặt sườn dốc có hệ thống đứt gãy kiến tạo phát

triển sẽ làm cho đất đá vụn nát, có nhiều khe nứt, tạo điều kiện cho nước thấm xuống làm giảm lực kháng cắt của đất đá, từ đó nguy cơ phát sinh trượt đất càng cao hơn.

- Điều kiện về cấu trúc và thế nằm của đá có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình trượt đất

- Địa hình cao, độ dốc và độ chia cắt ngang lớn sẽ tạo ra năng

lượng địa hình lớn, là điều kiện thuận lợi cho các quá trình trượt đất có nguồn gốc trọng lực.

- Quá trình trượt đất còn chịu ảnh hưởng của các tác động nhân sinh như: cắt xén chân dốc khi làm đường giao thông, xây dựng các công trình có tải trọng lớn trên sườn dốc, khai thác mỏ bằng phương pháp nổ mìn, hoạt động của các phương tiện cơ giới

V.Cơ chế của trượt đất.

1.Mức độ ổn định sườn và khả năng trượt đất.

K = ∑S / ∑T (1) -Sườn và đất đá hình thành sườn sẽ trong trạng thái ổn định nếu K >

1, khi mà ∑S > ∑T Khi K = 1, tức là ∑S = ∑T thì sườn nằm trong trạng thái cân bằng giới hạn Nếu K < 1, tức là ∑S < ∑T thì sườn trong trạng thái không ổn định.

Khi phân tích các lực tác động lên một khối đá nằm trên sườn dốc, thì góc dốc đóng vai trò quan trọng trong việc thiết lập tỷ

số ban đầu của các lực chống trượt và gây trượt.

Trọng lượng khối đá; T: Lực tiếp tuyến

có xu thế làm cho khối đá di chuyển

xuống sườn dốc (còn gọi là lực gây

trượt) và = P.sinα; N: Lực pháp tuyến

và = P.cosα; S: Lực ma sát có xu thế

giữ khối đá lại trên sườn dốc Lực ma

sát có quan hệ với lực pháp tuyến

thông qua hệ số ma sát (f) và được thể

hiện theo công thức: S = N.f =

P.cosα.tgф (với f = tgф và ф là góc

ma sát trong của đất đá).

-Từ công thức (1) có thể viết:

-Ứng với một loại đất đá thì

có một giá trị góc ma sát trong xác định, nên khi thay đổi độ dốc của sườn thì hệ

số ổn định sẽ thay đổi theo

Ở trạng thái cân bằng giới

sẽ ổn định.

Bảng 1: Thống kê diện tích và tỉ lệ ổn định sườn ở tỉnh Quảng Bình.(Nguồn:Viện địa lý).

định

Diện tích (km2)

1.2 Quy luật phân bố các điểm trượt.

*Trượt đất xảy ra do nhiều yếu tố tác động như: địa chất, địa hình, địa mạo, khí hậu, lớp phủ thực vật và hoạt động của con người [2] Vì vậy, việc tìm ra quy luật phân bố các điểm trượt là rất khó khăn, nhưng vô cùng cần thiết Trên cơ sở

khảo sát thực địa, kết hợp với việc phân tích mối quan hệ của các vết trượt với các yếu tố tự nhiên và nhân tạo, bước đầu có thể rút ra một số quy luật như sau:

-Số lượng các điểm trượt đất tỷ lệ thuận với độ cao và độ dốc địa hình

- Bề dày lớp vỏ phong hoá càng lớn thì khả năng trượt đất

càng cao

- Thành phần của đá khác nhau thì khả năng xảy ra trượt lở cũng khác nhau

2.Nguyên nhân gây trượt.(nguyên nhân trực tíêp).

-Do sự tăng tốc độ của sườn:

+Sự xâm thực tự nhiên của các dòng chảy hoặc gió.

+Do chuyển động nâng nền liên quan đến chuyển động nâng vòm tân kiến tạo hoặc do biến động của của áp lực thũy tĩnh +Do hoạt động đào bới của con người khi khai thác các tài nguyên.

-Sự giảm độ bền của đất đá.

+Tăng hàm lượng nước.

+Thay đổi thành phần hóa học của vật liệu nền.

+Sự suy giảm độ chặt-gia tăng độ lỗ hỏng của lớp đất đá.

-Phát triển hiện tượng từ biến trong khối nền.

+Sự gia tăng áp suất lỗ hỏng.

+Sự gia tăng tải trọng ở sườn.

+Mất đi sự chống đỡ ở phía bên dưới.

3.Cơ chế của trượt đất.

-Cơ chế phát triển của một khối trượt là cơ sở để

tổ chức giám sát sự dịch chuyểnvà xác định các biện pháp giảm thiểu tai biến của trượt đất

-Động lực phát triển của một khối trượt chia làm

ba thời kỳ:

+Thời kỳ chuẩn bị

+Thời kỳ hoạt động trượt thực thụ

+Thời kỳ ổn định

VI.Tai biến trượt đất và các hoạt động của

con người.

-Tác động của việc sử dụng và ảnh hưởng của con người đến cường độ và tần suất xuất hiện trượt đất gần như từ nhỏ đến lớn.

-Nhiều sự trượt lở được gây ra bởi những ảnh hưởng lẫn nhau giữa các điều kiện địa chất

trái ngược , vượt quá hơi ẩm , và các thay đổi nhân tạo trong cảnh quan và vật liệu sườn

núi.

1.Vấn nạn chặt phá rừng của con người

rừng phòng hộ ở các tỉnh miền trung

-Một hiện trạng diễn

ra ở nhiều nơi không chỉ ở Việt Nam mà còn nhiều nước trên thế giới

-Đây là thảm họa cháy rừng lớn nhất xảy ra ở bang

California cua Hoa Kỳ vào ngày 23/10/2007.

-Những thảm họa như thế này

sẽ làm cho tình hình đất ở đây xấu đi không có rừng bảo vệ

dễ xảy ra nhiều thiên tai hơn

2.Việc khai thác nguồn nước.

-Trên các đồi núi việc sử dụng nước không đúng cách hợp lý sẽ gây thất thoát nước.

-Các dòng nước di chuyển trên các dốc không được giữ lại,nó sẽ kéo theo các lớp đất đá di chuyển gây nên các vụ trượt đất.

3.Các tổn thất do tai biến gây ra.

-Trượt lở đất được xem là một tai biến

nghiêm trọng có ảnh hưởng trực tiếp đến

sự phát triển kinh tế,xã hội của cộng đồng -Trượt đất gây ra cho người nhiều tổn thất nặng về người và của:

+Tổn thất về sinh mạng.

+Tổn thất về kinh tế.

3.1 Tổn thất về người.

STT Sự kiện Số người thiệt

mạng Nơi xảy ra Thời gian

10 Debris flow 1,000 Ecuador 1987

Tháng 11 năm 1985 ở Mameyes, Puerto Rico, lở đất đã làm thiệt mạng 129 người (Photo by R.W Jibson, U.S Geological Survey)

Vụ lở đất vào 1998 ở Tegucigalpa,Hondurs làm thiệt mạng khoảng 1000 người.

Có ít nhất 200 người chết và 1.500 người mất

tích, nhiều nhà cửa bị chôn vùi khi lở đất xảy ra cách đây ít giờ tại phía đông Philippines.Vào ngày 17/2/2006

Một số thiệt hại của lở đất ở nước ta.

-Ngày 30/6/2003 trượt đất - đá xảy ra tại bản

Chu Va 12, huyện Tam Đường, tỉnh Lai Châu

làm chết một nam và làm bị thương nặng một nữ

du khách người Mỹ Mới đây một trận trượt đất kinh hoàng xẩy ra vào đêm 13/9/2004 tại xã Phìn Ngan, huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai làm chết 23 người

3.2 Tổn thất về kinh tế.

-Tổn thất về kinh tế được đánh giá ở cả hai đối tượng là nhà nước và tư nhân.Tổn thất chung là giảm diện tích đất

-Thí dụ như từ năm 1983 đến 1990 thị trấn Tân

hại ước tính khoảng 16 tỷ đồng

Đường Hồ Chí Minh đoạn A Đớt - A Tép (từ km387 + 400 đến km420)

có đến 31 điểm sạt lở taluy nghiêm trọng, có nơi lên đến hàng chục ngàn mét khối đất

đá (ảnh) Công ty cổ phần Quản lý đường bộ Thừa Thiên - Huế đã phải huy động hàng chục đầu xe để khắc phục sự cố, tạm thời cho thông xe, nhưng một số điểm tại km393 và km402 đến chiều 24-10 vẫn còn bị vùi sâu trong đất đá gần 10m, gây khó khăn trong việc giải tỏa tiếp theo

Cũng theo công ty này, để giải tỏa hoàn toàn cần ít nhất thêm 10 ngày trong điều

kiện thời tiết bình thường Ước tính thiệt hại

do sạt lở đất gây ra khoảng trên 10 tỉ đồng.

do sạt lở đất gây ra khoảng trên 10 tỉ đồng

Caracas ở Venezuela là nơi thường xuyên xảy

ra các vụ lở đất gây thiệt hại rất lớn về tài

sản.Chỉ trong năm 1993 ước tính thiệt hại do

lở đất gây ra khoảng 7.1triệu đôla.