ỨNG DỤNG GEOSLOPE 2007 PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BỜ SÔNG HẬU ĐOẠN QUA TP LONG XUYÊN

Tài liệu cho các bạn đang nghiên cứu SlopeW 2007 và nghiên cứu địa chất khu vực Long Xuyên An Giang. Bài viết gồm các phần: Hướng dẫn sử dụng SlopeW cho một bài toán cơ bản Địa chất khu vực Phân tích một số điểm cụ thể

MỤC LỤC

1. LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn đến tất cả Quý thầy cô Bộ môn Tài nguyên Trái Đất

và Môi trường, khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí, trường Đại học Bách Khoa- Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức cần thiết cho quá trình học tập cũng như phục vụ cho Đồ án môn học lần này

Đặc biệt là lời cảm ơn sâu sắc nhất đến những người trực tiếp hướng dẫn, truyền đạt và động viên giúp đỡ em thực hiện tốt Đồ án môn học này là thầy – TS Bùi Trọng Vinh, và đồng hướng dẫn là anh Trần Lê Thế Diễn

Em xin chân thành cảm ơn và kính chúc sức khỏe

Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 04 năm 2016

2. TÓM TẮT

Sạt lở bờ sông là một trong những tai biến địa chất nghiêm trọng đã và đang xảy ra dọc phía hai bên bờ Nhiều khu vực đã bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi hiểm họa này, đặc biệt đoạn sông Hậu chảy qua thành phố Long Xuyên, nơi mà xói lở do mất ổn định hai bên bờ đang diễn biến phức tạp và còn nhiều điều cần phải giải đáp Hiện nay, nhiều công nghệ hiện đại có thể được áp dụng trong nghiên cứu xói lở bờ sông cho các kết quả đáng tin cậy Việc ứng dụng phần mềm Geostudio - modul SLOPE/W góp phần kiểm tra, phân tích những nơi có nguy cơ sạt lở là một trong những giải pháp hiệu quả giúp xây dựng hành lang an toàn hay đưa những biện pháp kịp thời tránh những sự cố mất đất ảnh hưởng đến cuộc sống người dân địa phương

3. CHƯƠNG 1:

ĐỊA CHẤT KHU VỰC THÀNH PHỐ LONG XUYÊN

a 1.1 Tổng quan về điều kiện địa lý tự nhiên

i 1.1.1 Giới thiệu

4. Thành phố Long Xuyên là một thành phố của tỉnh An Giang, thuộc vùng đồng bằng sông Cửu Long, Việt Nam Thành phố lớn và sầm uất thứ hai, đồng thời là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa và khoa học kỹ thuật của đồng bằng sông Cửu Long, được công nhận là đô thị loại 2, và đang tích cực phấn đấu lên đô thị loại 1 Thành phố Long Xuyên với tổng diện tích 106.87km2, có 13 đơn vị hành chính trực thuộc bao gồm 11 phường và 2 xã: phường Bình Đức, phường Bình Khánh, phường Đông Xuyên, phường Mỹ Bình, phường Mỹ Hòa, phường Mỹ Long, phường Mỹ Phước, phường Mỹ Quý, phường Mỹ Thạnh, phường Mỹ Thới, phường Mỹ Xuyên, xã

7. Thành phố Long Xuyên cách thủ đô Hà Nội 1950km về phía Nam, cách Thành phố Hồ Chí Minh 189 km về phía Tây Nam, cách biên giới Campuchia 45 km theo đường chim bay Tây Bắc tiếp giáp huyện Châu Thành, Đông Bắc tiếp giáp huyện Chợ Mới, Tây giáp huyện Thoại Sơn và Nam giáp huyện Thốt Nốt của thành phố Cần Thơ.

8. Sông Hậu đoạn qua thành phố Long Xuyên dài khoảng 15km, có thể chia thành 2 đoạn: đoạn 1 đi ngang cù lao Mỹ Hòa Hưng, đoạn 2 từ cuối cù lao Mỹ Hòa Hưng cho tới phà Vàm Cống

i 1.1.3 Đặc điểm khí hậu

9. Tỉnh An Giang nói chung và thành phố Long Xuyên nói riêng mang đầy

đủ tính chất của nhiệt đới gió mùa với 2 mùa rõ rệt trong năm: mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 11) và mùa khô (từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau)

10. Nhiệt độ: Trung bình các tháng nhiều năm dao động từ 25,40C đến 29,60C và thay đổi không lớn giữa hai mùa, thường cao nhất vào tháng 4 (29,60C) và thấp nhất vào tháng 1 (25,40C) Nhiệt độ trung bình các tháng trong nhiều năm là 27,60C

11. Độ ẩm: Độ ẩm trung bình các tháng dao động từ 77% đến 85%, trung bình năm là 81% Những tháng mùa mưa cao hơn hẳn những tháng mùa khô

12. Lượng bốc hơi: Độ bốc hơi trong năm cao, trung bình từ 1.200 – 1.300mm Tháng có độ bốc hơi cao nhất là tháng 3 và 4 từ 130 đến 160mm Tháng có độ bốc hơi thấp nhất là tháng 11 khoảng 80mm Lượng bốc hơi trong

5 tháng mùa khô xấp xỉ bằng lượng bốc hơi trong 7 tháng mùa mưa

13. Lượng mưa: Tổng lượng mưa hàng năm dao động trong khoảng 704,1mm (năm 2002) đến 1908,5mm (năm 2000), lượng mưa trung bình hàng năm là 1414,9 mm Mưa thường tập trung nhiều nhất vào các tháng 8-11 Lượng mưa vào mùa mưa cao, trung bình là 1251,7mm, chiếm 88% tổng lượng mưa hàng năm Mùa khô lượng lượng mưa thấp, trung bình là 163,2mm, chiếm 12% lượng mưa hàng năm

14. Gió – bão: Hướng gió chủ đạo thay đổi theo mùa, có 2 hướng gió là Đông Bắc, Bắc – Đông Bắc và Tây Nam, Nam – Tây Nam

15. Gió Tây Nam thịnh hành vào mùa mưa, tốc độ gió trung bình 1,5 đến

3,0m/s Gió Đông Bắc thịnh hành vào mùa khô, tốc độ gió trung bình 1,0 đến

2,5m/s Trong vùng ít có bão, ảnh hưởng do bão gây ra là không đáng kể

i 1.1.4 Thổ nhưỡng – thảm thực vật

16. Thổ nhưỡng chủ yếu là đất phù sa có nguồn gốc và môi trường trầm tích

rất đa dạng

17. Thảm thực vật tồn tại 2 dạng chính: thảm thực vật ven sông rạch và thảm

thực vật nổi Thực vật ven sông rạch thuộc ven sông Hậu và các kênh rạch, chủ

yếu các loài cà na, chiếc, gáo, cà dăm, nổ, lăng, lác nước, lác hến, lác chiếu,

ráng gạc nai, bồn bồn, tầm bứt, lúa trồm, cỏ mồm, đưng, đế, sậy, nga Ven

sông rạch các vùng bị nhiễm phèn thì có các loại bình bát, gừa, trâm, mây nước,

bòng bong, dây vác, dây mủ, dây cương, dây choại và các loại cây bụi khác như

ô rô, cóc kèn, ráng dại, mua, Thực vật nổi chủ yếu là các loài tảo như: tảo lục

chlorophyta, tảo sillic bacillariphyta, tảo lam cyanophyta, tảo mắt

euglenophyta, tảo vàng xanchophyta, tảo giáp pyrrophyta Có nhiều loài tảo là

thức ăn tốt cho tôm cá

a 1.2 Địa chất khu vực nghiên cứu

i 1.2.1 Địa chất chung

• Tổng quan địa chất N-Q đồng bằng Nam Bộ và khu vực nghiên cứu

18. Trên đồng bằng Nam Bộ, các thành tạo trầm tích – phun trào N-Q được xếp

vào 12 khoảng tuổi Trong đó, các thành tạo Neogen được xếp vào 5 khoảng tuổi

(vắng sự hiện diện N1 ) và các thành tạo Đệ tứ được xếp vào 7 khoảng tuổi Các trầm

tích nguồn gốc khác nhau phản ánh các thời kì tiến - thoái của biển trước đây

19. Các thành tạo địa chất N-Q đồng bằng Nam Bộ và khu vực thành phố Long

Xuyên được trình bày ở bảng 1.1

24 N – Q đồng bằng

Nam Bộ

25 Thành tạo chủ yếu tại Long

26 Chú giải các thành tạo địa chất

30 P h

ụ th ố n g 31.

32 K ý

h i ệ u 33.

34 N g u ồ n

g ố c

t r ầ m

t í c h

42.d

43.Không có trầm tích

47.Holocen

48.Thượng

49.Q2 3

50.mv

51.b

52.mb

53.m

54.ab

55.am

64.Q2 2 - 3

65.bm

66.mb

67.am

68.ab

69.amQ22-3 70.Bao trùm trên ¾ diện tích đô thị, tương

ứng với cao độ địa hình tương đối từ 0,7 – 1,0 Thành phần chủ yếu: sét màu xám xanh, xám nâu, chứa ít mùn thực vật Bề dày thay đổi từ 1-9,7m Các trầm tích này phủ trực tiếp lên hệ tầng Hậu Giang và lộ ra trên mặt, đôi chỗ bị phủ bởi trầm tích nhân sinh

74.Trung

83.

84.Q2 1 - 2

85.m

86.am

87.a

88.mQ21-2

89.

90.Ở vùng Tp Long Xuyên thì trầm tích này hoàn toàn bị phủ, phân bố rộng rãi

Hệ tầng phân bố ở độ sâu từ 1m đến 48m Thành phần chủ yếu: bột sét, bột cát, sét màu vàng loang lổ Bề dày thay đổi trong khoảng 4-39m

96 N – Q đồng bằng

Nam Bộ

97 Thành tạo chủ yếu tại Long Xuyên

98 Chú giải các thành tạo địa chất

102.

Phụ t h ố n g

103.

Ký h iệ u

104.

Ngu ồ n

g ố

c t r ầ m

t í c h

109.

Pleistocen

110.

Thượng

từ 20 đến 65m, nhìn chung có xu hướng tăng dần theo hướng Tây Nam đến Đông Bắc và dọc sông Hậu từ Tây Bắc đến Đông Nam

Bảng 1.1 Tổng quan địa chất N-Q đồng bằng Nam Bộ và khu vực thành phố Long Xuyên

từ 50m – 60m.

130.

Trung

i.

N – Q đồng bằng Nam Bộ

Thành tạo chủ yếu tại Long Xuyên

Chú giải các thành tạo địa chất Phụ

thống Ký hiệu

Nguồn gốc trầm tích

Không có trầm tích

Trung

N2

mama

N2

Các trầm tích này thường phân bố từ độ sâu 154,5m trở xuống Phía trên chủ yếu là hạt mịn gồm sét bột, bột màu xám xanh, xám vàng, chuyển xuống phía dưới là hạt thô gồm cát chứa sạn màu xám xanh, xám vàng Bề dày trầm tích trung bình từ 83 – 103m

mama

Tại Tp Long Xuyên, các trầm tích này gặp ở

độ sâu 274 – 339m Thành phần chủ yếu là thành phần hạt mịn như bột, bột sét màu vàng nhạt, xám xanh, phần dưới là bột cát phân lớp gợn sóng màu nâu nhạt Bề dày trung bình từ

50 – 70m

N – Q đồng bằng Nam Bộ

Thành tạo chủ yếu tại Long Xuyên

Chú giải các thành tạo địa chất Phụ

thống Ký hiệu

Nguồn gốc trầm tích

Chỉ gặp được ở độ sâu từ 344,5 đến 406m Thành phần thạch học: phía trên là lớp cát, bột xen kẽ, lớp cát chủ yếu màu xám trắng, nâu đỏ, bột màu xám xanh, xám nâu tím phớt hồng Phía dưới chủ yếu là cát hạt trung, thô, chứa nhiều sạn sỏi Cát kết màu xám trắng, xám xanh Bề dày trung bình 61,5m

am Không có trầm tích Trung

Không

có trầm tích

1.2.2 Đặc điểm kiến tạo – tân kiến tạo Đồng bằng Nam Bộ

Đồng bằng Nam Bộ chủ yếu thuộc miền võng Kainozoi muộn, có bề dày trầm tích lớn (1.000m) Miền võng này phát sinh và phát triển trên vùng sụt lắng đọng trầm tích kiểu Rift tuổi Eocen-Oligocen (E2-3) và các thành tạo trầm tích, phun trào, xâm nhập rìa lục địa tích cực kiểu Đông Á cổ tuổi Jura muộn - Creta (J3-K), trầm tích lục nguyên-cacbonat của bồn sau va mảng Jura sớm-giữa (J1-2), phun trào và xâm nhập kiểu biến cải Trias giữa – muộn (T2-3), trầm tích lục nguyên - cacbonat kiểu bồn giữa cung Pecmi - Trias sớm (P - T1) và rìa lục địa thụ động Đêvon - Cacbon sớm (D - C1)

Đồng bằng Nam Bộ đã trải qua 7 giai đoạn với chế độ địa động lực khác nhau Đối tượng nghiên cứu thuộc giai đoạn cuối cùng Với các đá tuổi từ Devon đến Kreta được gọi là móng bồn trũng Kainozoi, các thành tạo N-Q dạng lớp phủ được chia ra thành 2 tổ hợp thạch kiến tạo: Rift Eocen-Oligocen (E2-3) và thềm của rìa lục địa thụ động Miocen giữa-Đệ tứ (N1-Q) Trước Kainozoi chia ra 5 tổ hợp thạch kiến tạo đặc trưng cho 5 giai đoạn chế độ địa động lực (theo Nguyễn Xuân Bao, Phạm Huy Long (2000)):

+ Tổ hợp thạch kiến tạo rìa lục địa thụ động Đêvon-Cacbon sớm (D- C1)

+ Tổ hợp thạch kiến tạo bồn giữa cung Permi-Trias sớm (P- T1)

+ Tổ hợp thạch kiến tạo biến cải nhiệt sau va mảng Trias giữa -muộn (T2-3)

+ Tổ hợp thạch kiến tạo bồn sau va mảng Jura sớm-giữa (J1-2)

+ Tổ hợp thạch kiến tạo rìa lục địa tích cực kiểu Đông Á cổ tuổi Jura muộn - Creta K)

(J3-1.2.3 Đặc điểm địa hình - địa mạo An Giang

Khu vực tồn tại chủ yếu hai dạng địa hình: đồng bằng và đồi núi

 Địa hình đồng bằng: Đồng bằng phù sa có cao độ thấp dần từ Đông Bắc xuống Tây

Nam, chênh cao 0,5 - 1 cm/km Có cao trình thay đổi từ 0,8m đến 3m và được chia thành 2 vùng:

+ Vùng cù lao: gồm 4 huyện An Phú, Tân Châu, Phú Tân, Chợ Mới có cao trình thay đổi từ 1,3 - 3m và thấp dần từ ven sông vào nội đồng, với diện tích tổng cộng khoảng 23km2

+ Vùng đoạn sông Hậu cao trình thay đổi từ 0,8 - 3 m và thấp dần về phía Tây

 Địa hình đồi núi: Tập trung và chiếm phần lớn diện tích tự nhiên 2 huyện Tri Tôn và Tịnh Biên với nhiều núi có độ cao từ 300 - 700 m, cao nhất là núi Cấm 710 m Bao

bọc chung quanh núi là đồng bằng chân núi, dạng địa hình chuyển tiếp giữa núi và đồng bằng, có cao trình từ 4 - 40 m và độ dốc từ 30 - 80.

1.2.4 Đứt gãy sông Hậu

 Đặc điểm

Đứt gãy sông Hậu là đứt gãy được xếp vào thời gian hoạt động trong Holocen, kéo dài

từ bắc Yangon (Myanmar) qua Phnom Penh dọc Sông Hậu đến tận đông bắc Côn Đảo theo hướng Tây Bắc - Đông Nam với chiều dài khoảng 1000km, gồm nhiều đứt gãy nhỏ và trung bình có cự ly dịch chuyển đứng của mỗi đứt gãy từ 5m đến 10m

Đứt gãy bị sụt võng mạnh ở cánh đông bắc, kèm với sự trượt bằng trái vào thời Kainozoi muộn với cự ly dịch chuyển trên 1000m Đứt gãy sông Hậu không có dấu hiệu hoạt động vào Neogen, nhưng ở đệ Tứ và cả ở hiện nay hoạt động trở lại với tính chất thuận bằng trái và thể hiện sự đào lòng sụt lún yếu ở cánh đông bắc

 Vai trò

Trong phạm vi vùng nghiên cứu đứt gãy Sông Hậu chỉ kéo dài 350 km dọc theo sông Hậu và đóng vai trò phân đới cấu trúc vào Kainozoi muộn Đứt gãy là ranh giới giữa đới Cà Mau – Sóc Trăng và đới Bến Tre – Trà Vinh Trên các bản đồ dị thường trọng lực Bouguer và từ, đứt gãy Sông Hậu đều chia vùng ra hai miền có cấu trúc dị thường khác biệt nhau cả về giá trị lẫn về hình thái Với kết quả phân tích trọng lực thì

độ sâu ảnh hưởng của đứt gãy tới 50-60km và hướng cắm 75 – 800 về phía Đông bắc

1.3 Địa chất thủy văn

1.3.2 Thủy văn nước mặt

Sông Hậu nằm về phía Đông Bắc thành phố Long Xuyên, dòng chảy theo hướng Tây

Bắc - Đông Nam Sông rộng trong khoảng 500-1000m, sâu khoảng 15-25m, tổng chiều dài

chảy qua đô thị là 15km Dòng chảy của sông theo hướng Tây Bắc- Đông Nam với vận tốc

dòng tương đối lớn (1,0 - 2,98 m/s) Lưu lượng dòng chảy rất lớn, từ 8.162 m3/s vào mùa khô

đến 23.600 m3/s vào mùa lũ

Kênh Rạch giá-Long Xuyên: nối với sông Hậu, chảy qua khu vực đô thị Long Xuyên

khoảng 11km theo hướng Đông-Tây về phía Rạch Giá-Kiên Giang và đổ ra vịnh Thái Lan

Kênh rộng khoảng 80 - 100m Vận tốc dòng chảy trung bình 1,674m/s, Lưu lượng dòng chảy

mùa cạn vào khoảng 40 m3/s, và mùa lũ 78 m3/s

Ngoài sông Hậu và kênh Rạch Giá-Long Xuyên còn có một hệ thống kênh rạch khác

phân bố rải rác khắp đô thị Các kênh rạch này đều bị chi phối bởi chế độ từ sông Hậu và

kênh Rạch Giá-Long Xuyên Khu vực ven sông thành phố Long Xuyên có các kênh, rạch

như: kênh Long Xuyên-Cần Thơ, rạch Cần Xây, rạch Dung, rạch Tầm Bót, kênh Hội Đồng,

rạch Gòi Bé, rạch cái Sao, rạch Cái Dung, rạch Cái Sắn Sâu,…cùng với các kênh rạch nhỏ

khác vào sâu nội đồng

Nói chung, sông Hậu và hệ thống kênh rạch thành phố Long Xuyên là rất phát triển,

mât độ 0,56 km/m2, là khá thuận lợi cho giao thông thủy Các chế độ thủy văn của hệ thống

kênh rạch toàn vùng như thủy triều, lũ lụt, phù sa,…được chi phối chủ đạo từ sông Hậu và

kênh Rạch Giá-Long Xuyên

1.3.2 Thủy văn nước dưới đất

Các tầng chứa nước và đặc điểm từng tầng được thể hiện ở Bảng 1.2

- Thành phần chủ yếu là hạt mịn như sét, bột, chứa ít mùn thực vật

- Lưu lượng: 0,001 – 0,002 l/s

- Mực nước hạ thấp: 3,73 – 3,95 m

- Chủ yếu nước từ lợ đến mặn: M= 1,025- 9,044 g/l

- Độ pH= 3,11 – 7,63

- Hàm lượng Clorua: 23,04 – 2964,63 mg/l

- Hàm lượng Clorua: 308,42 – 625,28 mg/l, phổ biến: 308,42 – 448,44 mg/l

- Độ pH: 6,77 – 8,30, phổ biến: 7,0-8,0

- Độ cứng: 4,43 – 14,50 mgđl/l, phổ

+ Phần trên chủ yếu là các lớp bột, bột sét, bột cát, đôi chỗ có các lớp cát mịn, mỏng.

+ Phần dưới chủ yếu là cát hạt mịn đến trung, thô lẫn sạn sỏi thạch anh, đôi chỗ có xen kẹp một vài thấu kính bột, bột cát mỏng, có khả năng chứa nước lớn

độ sâu gặp đáy từ 139,0 – 219,6m

- Phần dưới: cát hạt mịn, trung đến thô lẫn sạn sỏi thạch anh, thỉnh thoảng có xen kẹp một vài thấu kính bột mỏng

- Thành phần thạch học gồm 2 lớp:

+ Phần trên: sét, bột sét, bột, bột cát và xen kẹp ít lớp cát có

bề dày mỏng, khả năng cách nước

+ Phần dưới: cát hạt mịn đến trung, đôi chỗ có lẫn cát hạt thô chứa ít sạn sỏi thạch anh và xen kẹp một vài thấu kính bột, bột cát mỏng

từ 274 – 301,2m, đáy từ 339 – 344,5m.

- Thành phần thạch học: Đá sét, bột sét, bột, bột cát khá cứng chắc và các lớp cát hạt trung đến thô ngấm cacbonat gắn kết tương đối chặt

- Thành phần thạch học bao gồm chủ yếu cấu tạo từ cát, bột kết gắn kết tốt, xi măng gắn kết

Nhìn chung, đặc điểm thủy văn nước dưới đất trong khu vực thành phố Long

Xuyên tuy tồn tại khá nhiều tầng chứa, song về khả năng khai thác và sử dụng lại khá

hạn chế, chỉ riêng tầng Pliocene giữa là tầng có triển vọng về trữ lượng khai thác cũng

như là chất lượng

1.4 Địa chất công trình

Các đặc điểm về tính chất cơ lý trong khu vực thành phố Long Xuyên được mô tả từ các phức hệ thạch học khác nhau Theo thứ tự từ trên xuống, vùng nghiên cứu có những phức

hệ thạch học sau:

 Nguồn gốc nhân tạo (tQ2)

Đây là lớp đất đắp do nhiều nguồn mang đến (cát-bột thổi từ sông, đất san lấp lấy từ khu vực cao hơn, ở các giồng cát và cả sạn sỏi lấy từ miền Đông về theo đường thủy) Nhóm đất này phân bố ở khu vực thành phố, dọc các tuyến giao thông, các kênh rạch

Thành phần đất đá khá đa dạng, chủ yếu là cát bột lẫn sét, sạn sỏi laterit kể cả

xà bần xây dựng Bề dày là tương đối nhỏ, thường không quá 2m

 Phức hệ thạch học nguồn gốc sông (aQ23)

Sét - sét pha phân bố hẹp, dọc theo các sông rạch Bề dày thường mỏng (nhỏ hơn 4m)

Thành phần thạch học chủ yếu gồm sét (44,7%), bụi (39,6%), cát (15,3%) Đất màu nâu vàng, trạng thái dẻo mềm, đôi khi dẻo cứng

 Phức hệ thạch học nguồn gốc sông-đầm lầy (abQ23)

Bùn sét màu xám đen có chứa vật chất hữu cơ đang phân hủy, sự phân bố là khá hạn chế, khoảng chừng 200m2 ở rìa Bắc và 2km2 ở phía Tây Nam Bề dày 1-2m

 Phức hệ thạch học nguồn gốc sông – biển (amQ22-3)

Dựa vào mức độ đồng nhất thành phần thạch học, trong phức hệ chia thành: sét, bùn sét, bùn sét pha:

+ Sét: phân bố trên diện rộng khắp vùng, bề dày trung bình 3,5m Thành phần thạch học chủ yếu là sét, bụi, hạt cát chủ yếu là cát bụi Đất ở trạng thái dẻo đến cứng

+ Bùn sét, bùn sét pha có diện phân bố không lớn, nằm xen trên mặt cắt với diện rất nhỏ so với lớp sét trầm tích này, bề dày nhỏ, màu xám xanh, nâu, có chứa hữu cơ

 Phức hệ thạch học nguồn gốc biển (mQ21-2)

Toàn bộ phức hệ phân bố rộng khắp vùng, không lộ ra trên mặt Trong phức hệ này có

thể chia ra sét, bùn sét, bùn sét pha:

+ Sét: phân bố không liên tục Bề dày thường 5-7m Sét có màu xám nâu,xám

xanh, trạng thái dẻo mềm

+ Bùn sét: có diện phân bố liên tục, rộng gần khắp vùng Bề dày thay đổi từ vài

mét đến 12,5m, bùn sét có màu xám xanh, xám nâu, trạng thái chảy

+ Bùn sét pha: phân bố liên tục Bề dày thay đổi từ 3-4m cho tới trên 20m Bùn

sét pha có màu xám nâu, xám xanh, trạng thái chảy

 Phức hệ thạch học nguồn gốc biển Pleitocene muộn (mQ1)

Đây là lớp có phần nằm sâu nhất trong mặt cắt địa chất công trình Nó có diện

phân bố rộng khắp vùng, bề mặt chìm dần từ Tây sang Đông Bề dày thay đổi từ phía

Tây (8-10m) tới gần trung tâm (13-15m) và ở khu vực bờ sông là trên 40m Trong

thành phần của phức hệ thạch học, các kết quả nghiên cứu cho thấy có 3 kiểu thạch

học từ chính cho đến thứ yếu như sau: Sét pha, sét, cát-cát pha

+ Sét pha: phân bố rộng và liên tục, bề dày thay đổi từ 8-10m hoặc có thể lớn

hơn do lỗ khoan chưa khoan qua Sét pha có màu xám vàng, loang lổ chứa ít sạn sỏi

kết vón laterit

+ Sét: tồn tại ở các dạng thấu kính, xen kẹp không liên tục Sét có màu vàng

loang lổ, trạng thái từ nửa cứng cho tới dẻo

+ Cát - cát pha: tồn tại dạng thấu kính, xen kẹp, phân bố hạn chế Cát hạt nhỏ,

bụi, cát pha được nén chặt ở mức trung bình, màu xám loang lổ, trạng thái dẻo

Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất của phức hệ trong khu vực được trình bày ở Bảng 1.3

Dung trọng

tự nhiên g/cm 3

Giới hạn dẻo

W P

(%)

Giới hạn chảy

W L

(%)

Hệ số rỗng e

Lực dính

C (kG/cm

aQ2 Sét-Sét pha 15,6 39,5 44,7 34,2 1,78 17,98 45,91 0,984 0,150

amQ22-3 Sét 12,4 32,4 55,0 39,91 1,76 30,05 52,43 1,097 0,278

Bùn sét 13,9 42,0 44,0 65,62 1,58 34,25 54,42 1,752 0,105Bùn sét pha 12,0 38,0 50,0 55,40 1,65 31,2 51,80 1,437 0,113

Bùn sét 13,2 38,2 48,6 65,76 1,59 32,79 54,42 1,776 0,110Bùn sét pha 20,4 35,1 44,5 48,36 1,70 27,57 45,34 1,331 0,125

Cát-cát pha 77,4 13,2 9,4 24,75 1,94 20,95 25,71 0,692 0,240Bảng 1.3 Các chỉ tiêu cơ lý các phức hệ địa chất công trình thành phố Long Xuyên

Đối với các thành tạo địa chất khu vực bờ sông Hậu, các lớp đất và chỉ tiêu cơ lý được thể hiện trong bảng 1.4 và hình 1.2.

(%)

Giới hạn dẻo

(%)

Chỉ

số dẻo

Độ

ẩm

tự nhiên

W (%)

Dung trọng

tự nhiên

γ

(g/c m³)

Hệ

số rỗng

Lực dính C

Góc nội

ma sát

20

30

Bùn sét lẫn hữu cơ, xám xanh, trạng thái dẻo chảy

40

Sét, màu xám xanh, xen kẹp cát

Sét pha, xám nâu, trạng thái nửa cứng.Cát từ mịn tới trung, xám nâu, trạng thái chặt

Dưới đây là một số mặt cắt ngang sông điển hình:

Hình 1.3 Mặt cắt ngang sông đoạn bờ tại xã Bình Mỹ

Hình 1.4 Mặt cắt ngang sông bờ Mỹ Thạnh, đoạn Phà Vàm Cống

Góc dốc dao động từ 40 – 45 độ tương ứng với chiều cao mái dốc từ 10 – 12m

Hình 1.5 Mặt cắt ngang sông đoạn Đò Cần Xây – Tỉnh Ủy

Mái rất dốc từ 83 – 87 độ tương ứng với chiều cao mái dốc từ 18 – 20m

Góc dốc dao động từ 30 – 40 độ tương ứng với chiều cao mái dốc từ 20 – 25m.

146. CHƯƠNG 2:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

a 2.1 Phương pháp cân bằng giới hạn

147. Nguyên tắc của phân tích sự ổn định mái dốc là điều tra, phân tích sự cân bằng của một khối đất được giới hạn bởi phía dưới là một mặt trượt giả định và phía trên là bề mặt mái dốc Lực và momen có xu hướng gây ra sự mất ổn định, phá hoại mái dốc Các lực và momen này liên quan chủ yếu đến trọng lực bản thân và tính thấm Trong khi sức kháng cắt, chống phá hoại cơ bản phụ thuộc đến độ bền kháng cắt của đất đá Do vậy cần phải xét một cách đầy đủ về cả ngoại lực và nội lực liên quan tới sự ổn định mái

Hình 2.3 Biểu đồ phân bố ứng suất cắt giới hạn của đất cát

155. Từ biểu đồ, ta có công thức ứng suất giới hạn đối với đất cát:

tế chứng tỏ rằng: biểu đồ cắt của đất dính trong phạm vi lớn của áp lực nén là một đường thẳng

158. Hình 2.4 biểu diễn mối quan hệ giữa áp lực nét và ứng lực cắt giới hạn

166. Hình 2.4 Biểu đồ ứng suất giới hạn với đất (c là lực dính của đất)

167. Khi đó, định luật Coulumb đối với đất dính có thể được phát biểu: “Sức chống cắt cực đại của đất dính là hàm số bậc nhất đối với áp lực nén thẳng đứng và gồm 2 thành phần: lực dính kết c không phụ thuộc vào áp lực nén thẳng đứng và σ, tgϕ

169. Định luật Coulumb khi kết hợp lý thuyết bền Morh thì rõ ràng, điều kiện cân bằng của đất diễn ra khi ứng suất cắt nhỏ hơn giá trị giới hạn của nó:

( )

gh

đối với đất dính

c+ tg

τ

=

• Các giả thiết tính toán

178. Hầu hết các phương pháp cân bằng giới hạn giải quyết vấn đề cân bằng của khối đất trượt bằng cách phân chia khối đất thành các cột, coi như là các lát cắt dọc

179.

180 Hình 2.6 Lát cắt cơ bản

1

σ

181. Thêm vào đó, phương trình cân bằng giới hạn còn được xây dựng dựa trên các giả thiết:

182. + Đất được xem như vật liệu tuân theo định luật Morh-Coulumb

+ Hệ số an toàn là như nhau cho tất cả các điểm ở mặt trượt

+ Trạng thái cân bằng giới hạn chỉ xảy ra trên mặt trượt

183. Giả sử rằng, sự có mặt của gương nước ngầm nằm trong khối đất trượt, một lát cắt điển hình được thể hiện ở hình 2.7

184.

185. Hình 2.7 Lát cắt điển hình cho bài toán

• Phương trình cân bằng momen

186. Tổng moment đối với tâm trượt phải bằng không:

Với e là khoảng cách từ phương của Js đến tâm quay O

nj khoảng cách từ phương của lực tiếp tuyến hai bên tới tâm quay O

 W: tổng khối lượng mặt cắt bao gồm cả trọng tải ngoài

 Ej: Lực pháp tuyến hai bên phân tố đất

 Js: Lực do thấm

 Nj: Lực phấp tuyến tại đáy mặt trượt

 Tj: Lực cắt di chuyển tại đáy phân tố đất

 Xj: Lực tiếp tuyến hai bên phân tố đất

 lj: chiều dài đáy mặt trượt

 θj: Góc hợp giữa tiếp tuyến tại đáy với phương ngang

Từ đó, có rất nhiều phương pháp với các giả thuyết đưa ra nhằm giảm số ẩn tính toán như phương pháp Janbu, Bishop, Fellenius, hay phương pháp cân bằng tổng quát GLE, phương pháp Morgen-Price,… Trong đó, phương pháp Bishop đơn giản hóa chỉ quan tâm tới lực pháp tuyến Nj mà không để ý đến lực tiếp tuyến hai bên Xj và chỉ cần thỏa mãn phương trình cân bằng moment Hơn nữa, phương pháp Bishop cũng cho kết quả gần đúng, chính vì thế, phương pháp này chiếm ưu thế sử dụng để tính toán ổn định mái dốc

 Giả thuyết tính toán:

N K

T

ϕ

σ ϕτ

1 c'.l ( ') sin cos

ϕ θθ

+

 1

T

ϕ+

222.  Đây là công thức Bishop đơn giản theo ESA

 Hệ số an toàn K theo TSA:

223.

u j u

s l s

θ

= ∑

∑

226. Với s u làứng suất cắt không thoát nước của dất dọc theo mặt trượt của lát cắt

227. Trong dài hạn hoặc điều kiện thoát nước, chúng ta phải tiến hành phân tích ứng suất có hiệu

228. Trong ngắn hạn hoặc điều kiện không thoát nước trong đất hạt mịn, chúng ta phải tiến hành phân tích ứng suất tổng

229. Tóm lại, phương pháp cân bằng giới hạn khối rắn được xây dựng một cách tổng quát nhất theo những điều kiện cân bằng về moment, cân bằng lực của một mái dốc với những mặt trượt giả định và lý thuyết bền Morh-Columb Các bài toán phân tích rằng một mái dốc có ổn định hay không đều dựa vào hệ số an toàn K Tuy nhiên, để đánh giá sự ổn định của một mái dốc cụ thể thì phương pháp cân bằng giới hạn cần phải có những giả thiết nhất định để có thể giải được bài toán ổn định cụ thể, thì trong đó có phương pháp Bishop đã được trình bày ở phần trên Khi:

+ K=1: mái dốc ổn định theo điều kiện cân bằng giới hạn

+K>1: mái dốc ổn định

231. CHƯƠNG 3:

GIỚI THIỆU GEOSTUDIO 2007 - ỨNG DỤNG SLOPE/W

a 3.1 Giới thiệu phần mềm Geostudio 2007

232. Geostudio 2007 là bộ phần mềm chuyên về Địa kỹ thuật do công

ty phần mềm quốc tế GEO-SLOPE tạo ra, bao gồm 8 modul:

233. - SLOPE/W: Phân tích ổn định mái dốc

234. - SEEP/W: Phân tích thấm

235. - SIGMA/W: Phân tích biến dạng và ứng suất trong đất

236. - QUAKE/W: Phân tích trạng thái của đất trong động đất

237. - TEMP/W: Phân tích truyền nhiệt trong đất

238. - CTRAN/W: Phân tích vận chuyển các chất gây ô nhiễm trong đất

239. - AIR/W: Phân tích chuyển động của không khí trong đất

240. - VADOSE/W: Phân tích lớp đất bề mặt và đất trong vùng không bão hòa

241. SLOPE/W là một trong 8 modul của bộ phần mềm GeoStudio

2007 chuyên về tính toán sự ổn định mái dốc của đất-đá SLOPE/W có trên thị trường vào năm 1977 và được xây dựng từ giáo sư người Canada D.G.Fredlund Modul này giúp phân tích ổn định mái trong mọi điều kiện có thể xảy ra trong thực tế như: xét đến áp lực nước lỗ rỗng, neo trong đất, vải địa

kỹ thuật, tải trọng ngoài, tường chắn,…, dựa trên phương pháp cân bằng giới hạn Slope/W đưa ra rất nhiều các phương pháp tính toán khác nhau để cho người dùng có thể lựa chọn phương pháp phù hợp nhất với bài toán của mình như: Phương pháp Ordinary (hay còn gọi là phương pháp Fellenius), phương pháp Bishop đơn giản hoá, phương pháp Janbu đơn giản hoá, phương pháp Spencer, phương pháp Morgen-price,…

242. Chương trình SLOPE/W được thiết kế dưới dạng CAD giúp người sử dụng dễ dàng hơn, hầu hết các số liệu được nhập trực tiếp trên bản vẽ SLOPE/W có thể ghép nối với SEEP/W để phân tích ổn định mái dốc trong

điều kiện có áp lực nước lỗ rỗng phức tạp, với SIGMA/W phân tích ổn định mái dốc theo ứng suất phân tố, với QUAKE/W phân tích ổn định mái dốc có xét tới tác động động đất và phân tích ổn định mái dốc theo lý thuyết độ tin cậy,

do đó có thể áp dụng chúng vào việc tính toán - thiết kế các công trình xây dựng, địa kỹ thuật và khai thác mỏ, , có liên quan tới mái dốc Chương trình SLOPE/W không có giới hạn về kích thước bài toán, do vậy kích thước bài toán lớn nhất chỉ phụ thuộc vào kích thước bộ nhớ máy tính

a 3.2 Ứng dụng Modul SLOPE/W

243. Chương này hướng dẫn sử dụng SLOPE/W bằng cách trình bày từng bước quá trình phân tích của một bài toán đơn giản Qua đó, chúng ta sẽ có thể xác định được một bài toán xác định hệ số an toàn và xem được kết quả tính

244. Giả thuyết bài toán như hình 3.1 Mái dốc cắt qua hai lớp vật liệu gồm 2 lớp, lớp (1) dày 5m và tổng chiều cao là 14m Điều kiện về áp lực nước

lỗ rỗng được mô tả bởi đường đo áp trong hình 3.1 Thông số về cường độ lớp đất cũng được cho như hình 3.1 Mục đích của bài toán là tính hệ số an toàn nhỏ nhất và xác định vị trí mặt trượt tới hạn

0

15 / c=15kPa

=20

kN m

γ ϕ

=

247. Hình 3.1 Bài toán ví dụ

a 3.3 Giới thiệu khái quát về màn hình làm việc SLOPE/W

248. - Cửa sổ chính (Main window): Giống như bất kì chương trình

chạy trong môi trường windows khác, SLOPE/Wcũng có những thành phần chính như: thanh tiêu đề, các nút điều khiển maximize, minimize, close, menu bar, thanh công cụ, thanh trạng thái,…

249. + Thanh menu bar (Bar menu): chứa tất cả các lệnh có thể thực

hiện với SLOPE/W

250.

251. + Thanh công cụ chuẩn (Standart Toolbars): Cung cấp nhanh các

thao tác cơ bản như truy xuất, truy nhập, lưu, in ấn, quan sát mô hình,…

253. + Các thanh công cụ nổi (Floating toolbars): Cung cấp nhanh các

lệnh về thiết lập mô hình, chỉnh sửa,…

254.

255. + Cửa sổ hiển thị mô hình (Display window): Hiển thị sơ đồ hình

học đã vẽ, hiển thị kết quả phân tích, gồm cửa DEFINE, SOLVE, CONTOUR

a 3.4 Giải quyết bài toán

261. - Trong hộp Name, gõ tên bài toán muốn đặt.

262. - Trong hộp Analysis Type: chọn Bishop, Ordinary and Janbu.

263. - Trong tab Settings, hộp PWP Conditions from: chọn Piezometric line with Ru.

264. - Trong tab Slip Surface, chọn Left to Right trong Direction of

movement; chọn Grid and Radius trong Slip Surface Option; chọn No tension crack trong Tension Crack Option.

i 3.4.2 Thiết lập vùng làm việc

266. Vùng làm việc là nơi sử dụng cho việc định nghĩa bài toán, có thể nhỏ, lớn hoặc bằng trang giấy in Vùng làm việc được thiết lập tạo thuận lợi cho việc thao tác với một tỉ lệ quen thuộc Thông thường người ta chọn rộng 260mm, cao 200mm

267. Từ thực đơn chọn SetPage Xuất hiện hộp thoại như hình vẽ: