“Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện biên đến ổn định mái dốc đất vùng duyên hải miền trung”

Một trong số đó là giữ ổn định mái Vì vậy các nghiên cứu chi tiết ở nhiều khu vực nước ta đang tiếp tục tiến hành tập trung vào phân tích tình hình và phân tích các cơ chế phát sinh, ngu

Trang 1

Trường Đại học Thuỷ lợi 1 Lu ận văn thạc sĩ

hạn chế nên còn tồn tại một số vấn đề cần được nghiên cứu tiếp Tác giả mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô, đồng nghiệp và những người quan tâm

Tác giả bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến hai thầy giáo- TS Lê Xuân Khâm

và PGS.TS Tr ịnh Minh Thụ đã nhiệt tình hướng dẫn, cung cấp các thông tin khoa

học cần thiết trong quá trình làm luận văn

Xin gửi lời cảm ơn tới các bạn đồng nghiệp, gia đình đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ, động viên tác giả trong quá trình làm luận văn

Xin chân thành cảm ơn!

Hà N ội, tháng 03 năm 2011

Lê Th ị Văn Anh

Trang 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu3T 9

1.1 Giới thiệu chung về vấn đề ổn định mái dốc trên thế giới và ở Việt Nam (tiêu

biểu là khu vực duyên hải miền trung)3T 11 3T

1.1.1 Các sự cố trượt lở đất trên thế giới3T 11 3T

1.1.2.Các sự cố trượt lở đất ở khu vực duyên hải miền trung Việt Nam3T 19

Trang 3

3T

2.5 Ảnh hưởng của áp lực nước lỗ rỗng đến ổn định của mái dốc đất khi có mưa

lớn3T 45 3T

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN PHẦN MỀM PHÙ HỢP ĐỂ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC KHI CÓ MƯA LỚN3T 47

3T

3.1 Các phương pháp tính toán ổn định mái dốc đất hiện nay3T 47 3T

3.1.1 Phương trình độ bền Coulomb3T 47 3T

3.1.2 Phương pháp Fellenius3T 47 3T

3.1.3 Phương pháp Bishop đơn giản3T 49 3T

3.1.4 Phương pháp Janbu tổng quát3T 49 3T

3.1.5 Phương pháp Bishop- Morgenstern3T 50 3T

3.1.6 Phương pháp Spencer3T 51 3T

3.1.7 Phương pháp cân bằng giới hạn tổng quát (GLE)3T 52

3.3.2 Cơ sở lý thuyết của phần mềm ứng dụng3T 54

4.3.1 Mặt cắt và các trường hợp tính toán3T 65 3T

4.3.2 Tài liệu địa chất công trình chọn:3T 66 3T

4.3.3 Tài liệu mưa3T 66 3T

4.3.4 Kết quả tính toán3T 673T _Toc287605771 3T

Trang 4

Trang 5

DANH M ỤC HÌNH VẼ

3T

Hình 1.1: Trượt lở đất Ginsaugon3T 143T

Hình 1.2: Lở đất và sạt lở đường do mưa lớn tại Trung Quốc3T 143T

Hình 1.3 Các dòng bùn đá trong khối trượt tại Minh Hóa, Quảng Bình3T 23

Hình 2.5 Trượt do trồi xệ dưới tải trọng3T 393T

Hình 2.6 Chuyển động do dòng nước chảy3T 39

Trang 6

Hình 4.14 Phản áp3T 76

Trang 7

DANH M ỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Một số thảm họa do trượt xảy ra trong thế kỷ 20……… 15

Bảng 3.1.Điều kiện cân bằng tĩnh theo các phương pháp……… 58

Bảng 4.1 Điều kiện địa chất vùng nghiên cứu……… ……… 58

Bảng 4.2 Tổng hợp kết quả tính toán ổn định trường hợp mưa liên tục… 68

Bảng 4.3 Tổng hợp kết quả tính toán ổn định trường hợp sau khi dừng mưa……… 70

Bảng 4.4 Tổng hợp kết quả tính toán ổn định trường hợp nước rút nhanh……… 72

Trang 8

M Ở ĐẦU 1.Tính c ấp thiết của đề tài

Thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng có rất nhiều công trình làm bằng

vật liệu đất: Đường, đập, các sườn đồi…Những công trình này có vai trò rất lớn trong cuộc sống Vì vậy, vấn đề giữ ổn định cho các công trình này cũng là vấn đề

mà lâu nay đang được rất nhiều người quan tâm Một trong số đó là giữ ổn định mái

Vì vậy các nghiên cứu chi tiết ở nhiều khu vực nước ta đang tiếp tục tiến hành tập trung vào phân tích tình hình và phân tích các cơ chế phát sinh, nguyên nhân cũng như các nhân tố ảnh hưởng làm mất ổn định mái dốc đất của các công trình xây dựng ở khu vực nghiên cứu để từ đó đề ra các biện pháp ngăn ngừa và

giảm thiểu thiệt hại Mưa cũng là một nguyên nhân đang được nghiên cứu

Trang 9

Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về ảnh hưởng của cường độ mưa

tới ổn định mái dốc đất tự nhiên và mái dốc đất đắp trong đó có mái dốc của đường cho thấy khi có xâm nhập của nước mưa, vùng đất bão hòa được mở rộng Hiện tượng này làm giảm sự ổn định chống trượt của mái dốc Phân tích ảnh hưởng của nước mưa tới ổn định mái dốc có liên quan tới các vấn đề thực nghiệm và lý thuyết

thấm ở đất không bão hòa

Cho đến nay, các nghiên cứu phát triển mô hình toán cũng như các thí nghiệm phục vụ cho nghiên cứu có liên quan tới môi trường thấm không bão hòa đã

đủ cơ sở khoa học và điều kiện để phát triển các bài toán ứng dụng Modul SLOPE/W và VANDO/SLOPE trong phần mềm GEOSLOPE của Canada là một trong những phần mềm sử dụng vào nghiên cứu thấm ở môi trường đất không bão hòa có hiệu quả

Vì vậy đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện biên đến ổn định mái

dốc đất vùng duyên hải miền trung” là hết sức cần thiết, có ý nghĩa đối với khoa học

và thực tiễn

2 M ục đích của đề tài

- Tổng kết được các dạng mất ổn định mái dốc khi có mưa lớn và tải trọng ngoài

- Xây dựng quan hệ g iữa hệ số an toàn với cường độ mưa , dòng chảy lũ và các ngoại lực

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Mái dốc đất (trong đó có mái dốc đường) khu vực miền trung

4 Cách ti ếp cận và phương pháp nghiên cứu

- Điều tra, thống kê các tài liệu đã nghiên cứu có liên quan đến ổn định mái dốc đất

- Tổng hợp các hư hỏng thường gặp

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết

Trang 10

- Lựa chọn phương pháp tính toán và phần mềm hợp lý đ ể tính toán ổn định mái

dốc của đường

- Tính toán cho 1 công trình cụ thể

Trang 11

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH MÁI DỐC 1.1 Giới thiệu chung v ề vấn đề ổn định mái dốc trên thế giới và ở Việt Nam (tiêu bi ểu là khu vực duyên hải miền trung)

Hiện tượng mất ổn định mái dốc hay trượt lở được hiểu là hiện tượng chuyển

dịch của khối đất đá trên sườn dốc từ trên xuống dưới theo một hoặc vài mặt nào đó (trượt) hoặc rơi tự do (lở, đất, đá đổ/lăn) Trượt lở có thể xảy ra trên sườn dốc tự nhiên hoặc sườn (bờ/mái) dốc nhân tạo dưới tác dụng của trọng lượng bản thân và

một số nhân tố phụ trợ khác, như: áp lực của nước mặt và nước dưới đất, lực địa

chấn và một số lực khác

Những yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành thiên tai trượt lở là toàn bộ điều

kiện tự nhiên và nhân tạo, một mặt có tác dụng thuân lợi cho việc phá hoại sự cân

bằng của khối đất đá trên sườn dốc và tạo nên trượt lở, mặt khác trượt lở đó gây nên thiệt hại cho con người về sinh mạng, tài sản và môi trường sống

Trong những điều kiện thường gặp nhất hỗ trợ cho sự thành tạo trượt có thể

kể ra các điều kiện sau đây: 1) đặc điểm khí hậu, chế độ thuỷ văn của các bể nước

và các sông ở khu vực trượt ven bờ khu vực; 2) địa hình khu vực; 3) cấu trúc địa

chất và tính chất cơ lý các lớp đất đá ở sườn dốc, các vận động kiến tạo mới và hiện đại, hiện tượng địa chấn; 4) điều kiện địa chất thuỷ văn; 5) sự phát triển các quá trình và hiện tượng địa chất động lực ngoại sinh kèm theo; 6) các hoạt động của con người

1.1.1 Các s ự cố trượt lở đất trên thế giới

Hiện nay có rất nhiều sự cố liên quan đến mái dốc đất như: sụt lún, trượt lở đất…gọi là mất ổn định mái dốc Sau đây là sự cố trượt lở đất của một số nước trên

thế giới

Trang 12

+ Ở Mỹ: thiệt hại do mất ổn định mái dốc đất cụ thể là trượt lở đất được xếp vào hạng thứ hai sau động đất, hơn cả lũ lụt Hàng năm trượt lở đất ở Mỹ làm chết trung bình 25-50 người, thiệt hại 3.5 tỷ USD

+ Ở Ý: trong thế kỉ XX, trượt lở đất đã làm chết và mất tích 10.000 người Tiêu biểu vào năm 1963, tại thung lũng sông Piave của Italia, nơi có đập vòm lớn nhất thế giới Vayont cao 265,5m được xây dựng năm 1960 đã xảy ra một

vụ trượt lở đất khủng khiếp Bờ trái của thung lũng phía thượng lưu đã có một khối trượt với khối lượng 240.000.000mP

120 ngôi nhà bị hư hại

+ Tại Liên Xô cũ: vùng duyên hải biển Đen và lưu vực sông Volga cũng là khu vực trượt lở gây tại họa hết sức nghiêm trọng Tổn thất do trượt lở, hàng năm ở Liên Xô đạt hàng trăm triệu rúp (tiền rúp cũ) Năm 1911 phát sinh trượt lớn tại thôn NoMiPy, có thể là vụ trượt lớn nhất được ghi lại của thế kỷ này, thể tích khối trượt vào khoảng 2,5 tỷ mP

3

Pđã chôn vùi 54 hộ dân thôn, đã bịt kín sông MyPrab Trượt

tạo thành đập cao 310m, hồ nước sâu 284m, nước lênh láng dài 53km làm ngập 1 thôn khác ở thượng lưu

+ Tại Na Uy hàng năm trung bình có 17 người chết do sự cố trượt lở Năm

1345 tại lưu vực Gaudelen phía nam Trondheim của Na-uy đã xảy ra một vụ trượt

lớn, làm chết hàng trăm người và phá huỷ nhiều ruộng đồng Trượt mái lớn nhất là vào năm 1893 là vụ trượt đất sét cao lanh Vaerdalen gần Trondheim trượt động kéo dài 30 phút, với tốc độ nhanh hơn ngựa phi đất sét loãng như nước chảy vào khe

Trang 13

suối, thương vong 112 người phá huỷ 16 trang trại, thể tích khối trượt đạt 55 triệu

+ Nhật Bản có 70% lãnh thổ là vùng núi, lại nằm trên dải động đất Thái Bình Dương, mưa, tuyết rơi lượng lớn, thiệt hại về trượt lở vô cùng nghiêm trọng Tại

Nhật, Sở Xây dựng tính thống kê tổng số trượt mái trong cả nước là 5584 vụ, với

diện tích 143 nghìn hécta Tháng 11 năm 1931 trượt lở phát sinh tại đường sắt Quan-Tây (gọi là trượt Quy-chi-lai), phá huỷ đường hầm đường sắt Quy-chi-lai, phá

huỷ đường giao thông, trượt lở đã nâng cao lòng sông, vùng trũng thượng lưu có nguy cơ gây ngập úng … Tháng 11 năm 1967 lại phát sinh trượt động, đã tốn 176 triệu đôla để tiến hành quan trắc, khảo sát, nghiên cứu và chỉnh trị Mãi đến thập niên 80 thế kỷ 20, cọc chống trượt với đường kính 6.5m sâu 50 đến 100m là cọc bê tông cốt thép loại lớn còn đang tiếp tục thi công

+ Tại Canada: Cạnh thị trấn Frank tỉnh Arpat Canada, năm 1903 xảy ra trượt mái Núi Rùa, được coi là nổi tiếng về tốc độ cao 40 triệu m3 đá trong vòng 2 phút

đã trượt xa hàng km, chôn vùi 1 phần thị trấn, 1 nhà máy, 1 đoạn đường sắt và làm cho 70 người thương vong

+ Tại Philippines: trượt lở đất cũng làm thiệt hại hàng tỷ đồng

Điển hình là vụ trượt lở đất Ginsaugon tháng 2/2006 Nguyên nhân là do mưa lớn kéo dài cộng thêm đứt gãy phát sinh do trận động đất năm 1994.Vụ trượt

lở đất đã làm thiệt hại về nông nghiệp và kết cấu hạ tầng lên đến 2,55 triệu USD,

154 người chết, 30 người bị thương và 96 người bị mất tích; 3811 hộ và 18450 người bị ảnh hưởng; 920 hộ và 3272 người phải di chuyển

Trang 14

Hình 1.1: Trượt lở đất Ginsaugon + Tại Trung Quốc: hàng năm có khoảng 1.000 vụ trượt lở đất làm thiệt hại hàng tỷ nhân dân tệ

Ngày 13/06/2010 vừa qua tại tỉnh Phúc Kiến- Miền Đông Trung Quốc mưa

lớn kéo dài đã gây ra 7 vụ lở đất nghiêm trọng làm 24 người mất tích

Hình 1.2: Lở đất và sạt lở đường do mưa lớn tại Trung Quốc + Gần đây nhất ngày 8/8/2010 trượt lở đất tại tỉnh Cam Túc thuộc Tây Bắc Trung Quốc đã làm thiệt hại hàng chục tỷ USD, ít nhất 65 người thiệt mạng và hàng trăm người mất tích

Trang 15

Như vậy, mất ổn định mái dốc đất đang là vấn đề có liên quan đến tính mạng

và tài sản của con người nên đang được rất nhiều các nước trên thế giới quan tâm

Trong thế kỷ 20, một số thảm họa do trượt lở gây nên được liệt kê trong bảng 1.1:

Bảng 1.1 Một số thảm họa do trượt xảy ra trong thế kỷ 20

Năm Địa danh

qu ốc gia Tên và loại

Xu ất phát quá trình

Kh ối lượng trượt

Ẩnh hưởng Chú thích

1911 Tadzhiktang Trượt đá

Usoy

Động đất Usoy M=7,4

2.109 Phá hu ỷ làng

Usoy, 54 người

ch ết, lấp sông Murgav

T ổn thất thấp vì dân cư thưa

1919 Indonesia Kalut lahars

(dòng bùn núi l ửa)

1920 Ningxia

(Trung Qu ốc)

Trượt Haiyuan

Động đất Haiyuan

1921 Kazakhtan Trượt dòng

đá

Băng tan - 500 người chế Dòng đá ở thung

lũng sông Alma Atinka

1933 Sichuan

(Trung Qu ốc)

Trượt Deixi Động đất

Deixi, M=7,5

>150.106 6.800 người chết

vì trượt đất;

2.500 người chết đuối do đập hình thành b ởi khối trượt bị vỡ

Động đất tạo nên

nh ững khối trượt

l ớn; khối trượt lớn

nh ất tạo nên một đập cao 255m trên sông Min

1939 Hyogo Nh ật

B ản

Trượt Mount Rokko và dòng bùn

ch ết/mất tích;

130.000 nhà b ị phá hu ỷ, hư hỏng

Gây nên b ởi bão

l ớn; 50-90% tác động của bão Nhật

b ản gây ra sự dịch

Trang 16

n ặng chuy ển sườn dốc

1949 Tadzhiktan Trượt đá

Khait

Động đất Khait M=7,5

- 12.000-20.000

người chết hoặc

m ất tích

B ắt đầu bằng hiện tượng trượt đá; chuy ển thành dòng thác l ớn đất hoàng

th ổ và mảnh đá granit

1953 Wakayama,

Nh ật bản

Trượt và dòng bùn đá sông Arita

mưa lớn - 460 người chết

và m ất tích, 4.772 nhà b ị phá

hu ỷ và hư hại

n ặng

Gây nên b ới cơn bão l ớn; 50-90% tác động của bão

và m ất tích, 5.122 nhà b ị phá

hu ỷ và hư hại

n ặng

Gây nên b ới cơn bão l ớn; 50-90% tác động của bão

mưa lớn - 1.094 người chết

và m ất tích, 19.754 nhà b ị phá hu ỷ và hư

h ại nặng

Gây nên b ởi cơn bão l ớn; 50-90% tác động của bão

người chết, nhiều làng m ạc bị phá

hu ỷ

Dòng thác đá rời

t ừ Nevados Huascaran v ới tốc

- 250.106 2.000 người chết,

Longarone b ị phá hu ỷ năng;

thi ệt hai 200 tiệu

Ttrượt đá với tốc

độ nhanh vào lòng

h ồ Vaiont gây nên sóng cao 100m vượt qua đập

Trang 17

1964 Alaska, M ỹ Trượt

Alaska 1964

động đất hoàng t ử William Sound M=9,4

- Thi ệt hại được

xác đinh là 280 tri ệu USD

Trượt lớn làm hư

h ại nhiều thành

Anchorage, Valdez, Whittier, Seward

r ời và bùn

mưa lớn - 1.000 người chết Nhiều khối trượt ở

Rio de Janero và vùng xung quanh

Ararash,

Brazil

Trượt và các dòng thác đá

r ời và bùn Serra das Ararash

mưa lớn - 1.700 người chết Nhiều khối trượt

trong dãy núi phía Tây Nam Rio de Janero

1970 Ancash, Peru Dòng thác

đá Nevados Huascaran

Động đất M=7,7

50.106

30-18.000 người

ch ết; thị trấn Yungay b ị phá

1974 Huancavelica,

Peru

Trượt đá thác đá rời Mayunmarca

mưa xói 1,6.109 Làng

Mayunmarca b ị phá h ủy, 450 người chết, phá

hu ỷ một đập của

v ật liệu trượt tạo nên lũ lớn ở hạ lưu

Dòng thác đá rời

có t ốc độ tới 140km/gi ờ, sông Mantaro b ị chặn dòng

1980 Washington, Trượt đá và Phun trào 2,8.109 Trượt lớn nhất Sự sơ tán kịp thời

Trang 18

d ựng lại nhà, đường xá; dòng

lũ đá lớn; số người chết ít do

độ trung bình 125km/gi ờ; bề mặt

bi ến thành dòng đá dài 95km

1983 Utah, M ỹ Trượt đá rời

Fork; không có người chết

T ổn thất 600 triệu USD

1983 Gansu, Trung

Quoocs

Ttrượt Selesshan

Phun trào núi l ửa Nevado del Ruiz

- Phá hu ỷ 4 thị

tr ấn và làng;

dòng trong thung lũng của sông Lagunillaslaays sinh m ạng hơn 20.000 người trong thành ph ố Armero

Thi ệt hại về người không k ể xiết vì

d ự báo thiên tai

kh ông đến được người dân sở tại

động đất Bairaman M=7,1

200.106 Làng Bairaman

b ị phá huỷ vì chi ếc đập do trượt gây nên bị

Trang 19

hưởng lớn tới

c ảnh quan khu

v ực

phá hu ỷ tạo nên dòng lũ đá sâu 100m

1987 Napo, Ecuado Trượt

Reventador

Núi l ửa Reventador

110.106

55-1.000 người chết, nhi ều km đường ống dẫn dầu bị phá hu ỷ, thiệt hại

1 t ỷ USA

Trượt chủ yếu trong đất bão hoà trên sườn dốc đứng, hàng ngàn

kh ối trượt biến thành các dòng đá theo các ph ụ lưu

250km2 M ột số làng hầu

như bị phá huỷ hoàn toàn, 271 người chế, 1700 người mất tích,

158 người bị thương, 12.000 người phải di rời

ch ỗ ở

Hàng nghìn kh ối trượt đất đá sót trên sườn dốc

d ựng đứng đổ

xu ống thành các dòng đá theo các

Hurricane Mitch

Kho ảng 10.000 người chế do lũ

x ả với lượng mưa

4 inche/gi ờ, trượt

l ớn ở Tegucigalpa

và kh ắp nơi

1.1.2.Các s ự cố trượt lở đất ở khu vực duyên hải miền trung Việt Nam

Vùng duyên hải miền Trung Việt Nam gồm 13 tỉnh từ Thanh Hóa đến Bình Thuận, phía đông là Biển Đông, phía Tây là dải Trường Sơn Dải Trường Sơn kéo

Trang 20

dài từ thượng nguồn sông Cả đến cực Nam Trung bộ, bao gồm các dãy núi trùng điệp xếp thành hình cung lớn hướng ra phía biển Đông Đèo Hải Vân và núi Bạch

Mã chia dải Trường Sơn thành Trường Sơn Bắc và Trường Sơn Nam Dãy Trường Sơn càng về phía Nam càng tiến sát ra bờ biển, tạo nên dạng địa hình thấp dần từ Tây sang Đông [3]

Trong mấy thập kỷ gần đây, trượt lở đất mạnh mẽ và phổ biến ở vùng núi khu vực này Thống kê sơ bộ về thiệt hại do thiên tai trượt lở gây ra ở một số tỉnh duyên hải miền Trung như sau:

* Vùng Bắc Trung bộ:

- Trượt lở xảy ra mạnh ở hầu hết các tỉnh

- Các khu vực bị thiệt hại nặng:

+ Khe Sanh, Phú Lộc, Nam Đông (Thừa Thiên - Huế) + Quảng Ninh, Minh Hoá, Tuyến Hoà (Quảng Bình) + Hương Hoá (Quảng Trị)

+ Hương Sơn (Hà Tĩnh)

+ Kỳ Sơn, Quì Châu (Nghệ An) + Ngọc Lạc, Như Xuân, Quan Sơn, Thường Xuân, (Thanh Hoá)

* Vùng Nam Trung Bộ:

- Trượt lở xảy ra mạnh ở hầu hết các tỉnh

- Các khu vực bị thiệt hại nặng

+ Thành phố Đà Nẵng

+ Đại Lộc, Giằng Hiên, Quế Sơn, Thăng Bình (Quảng Nam)

Trang 21

+ Sơn Hà, Sơn Tây, Ba Tơ, Trà Bồng (Quảng Ngãi)

Cống, Tĩnh Gia làm 9 người chết và mất tích, 2 người bị thương nặng; 134 ngôi nhà

bị cuốn trôi, và rất nhiều tuyến đường giao thông bị ách tắc do trượt lở mái taluy

cạnh nhà ở của các hộ dân Rất may là vụ sạt lở đất diễn ra vào ban ngày nên không

có thiệt hại về người

- Trượt lở đường nghiêm trọng tại một số tuyến đường thuộc huyện Tương Dương do một cơn mưa lớn kèm theo lũ quét vào tối 26 tháng 5 năm 2009

+ T ỉnh Hà Tĩnh:

- Lũ lớn tháng 9/2002, làm hơn 220 km đường giao thông bị sạt lở và chìm sâu trong lũ khiến hệ thống giao thông trong tỉnh, đặc biệt là tại các huyện Hương Sơn, Hương Khê bị tê liệt hoàn toàn

Trang 22

- Tháng 9/2003, tại huyện Hương Sơn mưa to đã gây sạt lở nhiều vị trí trên

quốc lộ 8A Đặc biệt tại Km 78 và Km81+500 đất sạt lở mạnh, gây ách tắc giao thông Trong mùa mưa 2003-2004 tại Hương Trạch Hương Khê cũng xảy ra trượt

lở một số vị trí trên đường Hồ Chí Minh

- Trong trận mưa lũ tháng 8 năm 2007, trên địa bàn Hà Tĩnh, quốc lộ 8A đã

bị sạt lở mái ta-luy dương tại Km 23-28 và Km 62-85 tổng khối lượng bị sạt lở ước tính trên 1.000 m3, quốc lộ 8B bị sạt lở mái ta-luy và rãnh dọc nhiều đoạn ước tính trên 300 m3; lề đường bị xói trôi sâu từ 20-30 cm, ước tính khoảng trên 2.000 m2,

quốc lộ 15 sạt lở mái ta-luy dương tại Km 404 + 978 và Km 405 + 035; khối lượng đất, đá sạt lở ước tính gần 2.000 m3; lề đường bị xói trôi nhiều đoạn sâu từ 40-50

cm

+ T ỉnh Quảng Bình:

- Trong mùa mưa lũ năm 2002-2003, trên tuyến đường Hồ Chí Minh tại địa bàn các huyện Quảng Trạch, Hương Hóa, Hóa Thanh, Hòa Tiến, Hòa Hợp, Thuận Hóa, Xuân Trạch đã xảy ra nhiều vụ trượt lở, tổng khối lượng trượt lên tới vài chục ngàn mét khối, gây ách tắc hoàn toàn giao thông

- Đoạn đèo Đá Đẽo - Tây Gát dài 9km thuộc xã Xuân Trạch, huyện Bố

Trạch, tỉnh Quảng Bình đã ghi nhận 04 điểm trượt lở taluy dương quy mô lớn, từ 1.000 đến hơn 100.000m3 tại các vị trí: Km 518, Km 517+300, Km 515+800 và

Km 514+600

- Đoạn Bắc đèo U Bò dài 29 km thuộc địa phận xã Phúc Trạch, huyện Bố

Trạch, tỉnh Quảng Bình đã ghi nhận 01 điểm trượt tại Km 30 quy mô rất lớn, 2 điểm trượt tại các điểm Km 40+700 và Km 46+100, gần 30 điểm trượt, đổ lở quy mô vừa

và nhỏ

Trang 23

- Đoạn đèo Khu Đăng dài 10km thuộc địa phận xã Trường Sơn, huyện

Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình đã ghi nhận 03 điểm trượt có quy mô rất lớn, tới 350.000m3, trên đoạn Km 117 - 118 có nguy cơ tiếp tục trượt các khối tương tự

Hình 1.3 Các dòng bùn đá trong khối trượt tại Minh Hóa, Quảng Bình

+ T ỉnh Quảng Trị:

- Sụt lún, lở đất ở huyện Cam Lộ: năm 1993 sụt lún tại Bệnh viện huyện Cam Lộ cũ (sau đó đã phải di dời bệnh viện này); năm 1994 một sụt lún khác diễn

ra tại thôn Hậu Viên, huyện Cam Lộ Tháng 2 năm 2006 sụt lún đất ở thôn Tân

Hiệp, xã Cam Tuyền, huyện Cam Lộ gây ảnh hưởng trên một vùng đất rộng khoảng

nửa cây số vuông, trên đó có 122 hộ dân sinh sống Số hố sụp là 16; hàng chục căn nhà bị nứt, sập tường

- Trượt lở trầm trọng trên tuyến đường Hồ Chí Minh đên 2004: Đoạn đèo

Cổng Trời dài 31km thuộc địa phận các xã Ngân Thuỷ, huyện Lệ Thuỷ, tỉnh Quảng Bình và Hướng Lập, huyện Hương Hoá, tỉnh Quảng Trị đã ghi nhận 15 điểm trượt quy mô vừa đến lớn tại Cầu Khỉ - Km 152, Km 154+800, Km 161, Bản Mới - Km

170 Đoạn đèo Sa Mùi dài 22km thuộc địa phận các xã Hướng Phùng, huyện Hương Hoá, tỉnh Quảng Trị đã ghi nhận 13 điểm trượt quy mô nhỏ và vừa, 03 điểm trượt quy mô lớn đến rất lớn tại Km 185+600 và Km 266+200 Tại các điểm này còn có nguy cơ xảy ra hai khối trượt quy mô 60.000 - 80.000m3 và 35.000 - 45.000m3

Trang 24

- Sạt lở nhiều đoạn đường Đkrong - A Lưới (đường Hồ Chí Minh) vào mùa mưa 2007- 2008 Tại Km 287+680, Km263+300… bị sạt lở trên 1.000 m3 đất, đá Đất đá từ hai bên sườn núi, taluy sạt lở làm việc lưu thông của người dân gặp rất nhiều khó khăn

+ T ỉnh Thừa Thiên - Huế:

Trượt lở nghiêm trọng tại đoạn đèo Hai Hầm dài trên 25 km thuộc địa phận

xã A Roằng, huyện A Lưới, tỉnh Thừa Thiên Huế Đã ghi nhận 28 điểm trượt, trong

đó có 24 điểm lớn và rất lớn, cụ thể là:

Trên đèo A Nam, phía Bắc Đèo Hai Hầm: tại Km 372+400;

Trên đèo Hai Hầm: tại Km 382, Km 384,55, Km 384+650, Km 384+700,

Km 385+170, Km 385+470, Km 385+895, Km 386+763, Km 388+300, Km 388+160, Km388+672, Km388+861, Km 390, Km 391, Km 391+664, Km 394+935, Km 395+603, Km 398+100, Km 398+500, Km 399+583, Km 400+640, Km411+800, Km 402, Km 403+270, Km 403+500, (Km415+850), Km 416+140

Hình 1.4: Trượt dòng tại A Lưới, Thừa Thiên, Huế

+ T ỉnh Quảng Nam:

- Hàng trăm vụ trượt lở đất tại các huyện miền núi Quảng Nam trong mùa mưa lũ năm 2004 Tình trạng sat lở núi còn xảy ra trên các tuyến giao thông lên các

Trang 25

huyện vùng núi cao, do chưa hoàn thành việc kè chắn, nên sạt lở núi vùi lấp đường

xảy ra rất nguy hiểm cho người đi đường

- Mùa mưa lũ năm 2007, mưa lớn kéo dài khiến tuyến đường 3THồ Chí Minh3Tqua Quảng Nam sạt lở gần 100 điểm Đoạn qua huyện Tây Giang có 60 điểm sạt lở

nặng với tổng khối lượng đất đá 15.000m3; đoạn qua huyện Đông Giang có trên 30 điểm bị sạt lở nặng, với tổng khối lượng đất đá gần 12.000m3 Tại Km 477+400 bị

sạt lở taluy âm nghiêm trọng, với chiều dài 40m, chiều ngang 4m

- Núi Đầu Voi, xã Tiên An, huyện Tiên Phước bị nứt làm đôi, và đang trượt đất đe dọa đè lấp hơn 30 ngôi nhà dân dưới chân núi Mùa mưa năm 2005, một

phần trái núi đã đổ sập vùi lấp một số nhà dân Do hiện tượng lở núi thường xuyên

xảy ra, nên vào mùa mưa bão, hoặc trời chuyển mưa là toàn bộ số hộ dân này gồng gánh, bồng bế nhau để chạy trốn Hết mưa là họ lại kéo nhau trở về

- Sạt lở núi tháng 2 năm 2009 tại Km 65 + 00 trên Quốc lộ 14B qua khu vực

xã Đại Hồng, huyện Đại Lộc gây tắc nghẽn giao thông Khu vực này đã bị sạt lở trong đợt mưa lũ vào tháng 10-2008, với nửa quả núi cả hàng ngàn mét khối đất đá

bị sụt lún, mỗi khi có mưa to là đổ ập xuống cắt đường

Hình 1.5: Trượt ta luy đường Hồ Chí Minh tại Quảng Nam

Trang 26

- Trượt lở núi Tây Trà tại Km54 tỉnh lộ từ Trà Bồng đi Tây Trà chiều 5/11/2007 Bảy công nhân bưu điện bị vùi lấp Trong các trận mưa kéo dài tháng 10/2008, trượt lở núi nghiêm trọng làm nhiều tuyến đường giao thông bị hư hại

nặng Tại km 51+200 thuộc thôn Trà Lãnh (huyện Tây Trà) trên tuyến đường Trà

Bồng - Tây Trà đã bị sạt lở nặng, gây ách tắt giao thông Trượt lở núi cũng xảy ra

tại Km67+ 500 trên tuyến tỉnh lộ 623 thuộc địa phận xã Sơn Dung, huyện miền núi Sơn Tây

- Trượt lở núi nghiêm trọng ngày 27/11/2008, tại km 40+700 thuộc địa phận

Suối Nước Nâu, xã Trà Lâm, huyện Trà Bồng 3 giáo viên bị vùi lấp

- Trượt lở, nứt đất núi Sà Lác tại thôn Vàng, xã Trà Trung, huyện Tây Trà

2007 đe dọa 32 hộ dân với hơn 100 nhân khẩu Các vết nứt càng rộng, nhiều đoạn đất sụt hẳn xuống gần nửa mét Nứt đất cũng xảy ra tại núi Cà Bót, thôn Trà Lạc, xã

Trang 27

Trà Lâm, Trà Bồng (tháng 10 năm 2008), vết nứt kéo dài hơn 70m, có nơi rộng hơn 1m, nguy cơ trượt lở núi là rất cao

Hình 1.7 : Trượt ta luy đường Hồ Chí Minh tại đèo Lò So, Quảng Ngãi

Hình 1.8 Trượt tại núi Tây Trà - Quảng Ngãi

+ T ỉnh Bình Định:

- Mưa lớn 10/2007 gây sạt lở cho 710m giao thông; 10m taluy đèo Bình Sơn,

xã Ân Nghĩa (Hoài Ân)

- 'Núi nổ' tại các huyện miền núi hai tỉnh Bình Định và Quảng Ngãi đã xảy

ra hiện tượng lạ Sau một vài tiếng nổ lớn, núi ở đây bắt đầu sạt lở Người dân địa phương gọi là "núi nổ" Tại xã Canh Liên, huyện Vân Canh (Bình Định), vụ "núi

nổ" tạo nên cảnh lở núi rất lớn trong vùng Cùng ngày, tại xã Ba Trang, huyện Ba

Tơ (Quảng Ngãi) cũng diễn ra cảnh tương tự Sau tiếng nổ lớn, ba căn phòng của Trường Tiểu học Ba Trang đồng loạt nứt toác các vách tường Một vụ "nổ núi" khác

Trang 28

xảy ra tại núi Ông Lô - huyện Tuy Phước (Bình Định, cách cầu Cù Mông chừng 8 km) Hiện trường cho thấy, một vùng đất đá tràn ngập rộng 200 m, dài 3.000 m xuất

hiện sau tiếng nổ lớn Hàng loạt cây rừng bị tiện đứt ngọn

+ T ỉnh Phú Yên:

- Trượt lở núi ở Phú Yên - Khánh Hòa Trên quốc lộ 1A đoạn qua đèo Cả, thuộc địa bàn hai tỉnh Phú Yên - Khánh Hòa, hơn 10km đường bị vùi lấp hoàn toàn

do núi bị lở liên tục từ tối 20/12 đến 21/12/2005

- Tại km1360, gần nửa quả núi đã chôn vùi toàn bộ một đoạn đường dài Nhiều đoạn khác như ở km1356, 1358 cũng bị đất đá chôn lấp hoàn toàn

Đến trưa 21/12, đoàn xe bị ùn tắc giữa hai đầu của đèo Cả đã kéo dài hơn 30km

+ T ỉnh Khánh Hòa:

- Trượt lở núi tại xã Sơn Thái, Khánh Vĩnh, Khánh Hòa, trên đường Khánh

Lê – Lâm Đồng, cách TP Nha Trang khoảng 70 km về phía Tây Tai nạn xảy ra đêm 14, rạng ngày 15/12 /2005 Do mưa lớn, một mảng núi, ước chừng 100.000m3

đã đổ ập xuống phủ kín mặt đường, vùi sâu hơn 7 m một lán trại công nhân, 9 công nhân đã thiệt mạng Hầu hết đoạn đường từ km 43 đến km 53 + 1150 cũng bị đất đá vùi lấp Đến 9h25 ngày 16/12, tại km 48 + 479 của đường này lại xảy ra sạt lở mái

ta luy dương Toàn bộ 1 trạm trộn bê tông nhựa, 2 xe rùa, 2 xe lu, 1 máy xúc lật, 2 máy phát điện, 100 tấn nhựa đường, 20 tấn dầu diezen đã bị đất đá phủ lấp Các công nhân ở đây đã kịp sơ tán an toàn

- Sạt lở tại Đèo Cả Khoảng 9h15 phút sáng 24/11/2007, tại km 1368 trên Đèo Cả, thuộc địa phận tỉnh Khánh Hoà đã xảy ra ra tình trạng sạt lở, khối lượng đất đá bị sạt lở lên đến 200m3, gây ách tắc giao thông Trong đợt mưa lũ năm 2007,

tại vị trí này và trên 10 vị trí khác đã xảy ra sạt lở

+ T ỉnh Ninh Thuận:

Trang 29

- Nứt núi tại đỉnh Ma Nai cao khoảng 1000m so với mực nước biển Vết nứt

xuất phát từ giữa ngọn núi, kéo xuống gần mép suối Lở, có chiều dài chừng 1000 mét, rộng khoảng 2 mét, sâu độ 2,5 mét Theo dân địa phương, vào tháng 10.1964,

tại vùng núi này có một đợt mưa lớn kéo dài 7 ngày, 7 đêm và đã xảy ra hiện tượng

lở đất rất lớn, cuốn trôi 2 gia đình

+ T ỉnh Bình Thuận:

- Sạt lở đồi cát Đồi cát bị xói hình thành các mương xói Các mương xói khi

chảy ra biển thì trở thành con lạch nhỏ rộng khoảng 5m, trong chứa đầy cát bùn nhão màu đỏ dày khoảng 2m, gây nguy hiểm vào mùa mưa khi con người vô tình bước xuống

Theo số liệu báo cáo của UBND thành phố Phan Thiết, mức độ thiệt hại trên toàn xã Tiến Thành một số năm gần đây là:

- Năm 2004: làm 3 người chết, 1 người bị thương, hỏng 1 nhà, cát bồi lấp trên 33 căn nhà và cát làm ngập hơn 400m đường giao thông ĐT716

- Đầu năm 2005: 1 người bị thương, một căn nhà bị hỏng hoàn toàn, 52 căn nhà bị cát bồi lấp, sập một cống hộp qua đường 709 và làm ngập hơn 200m đường giao thông ĐT716 Ước tính thiệt hại ban đầu là hơn 300 triệu đồng Cát đỏ sạt lở từ các phễu chảy xuống tràn cả vào vườn, nhà người dân gây bồi lấp ảnh hưởng đến sinh hoạt của người dân, gây cản trở giao thông

1.2 Thiên tai b ất thường tại Việt Nam những năm gần đây [15]

Trong những năm gần đây ở Việt Nam thiên tai bất thường xảy ra trên diện

rộng và kéo dài, các đặc điểm khí hậu thủy văn có xu hướng biến đổi bất lợi gây nên những thiên tai to lớn về trượt lở đất mà nhiều khi không thể dự báo trước được

Trang 30

Thiên tai là một từ Hán Việt, Thiên: trời, thiên nhiên, Tai: rủi ro, tai nạn Thiên tai theo tiếng Anh là Natural disaster, đôi khi được gọi tắt là Disaster Có thể định nghĩa thiên tai như sau:

Thiên tai là hiện tượng bất thường của thiên nhiên có thể tạo ra các ảnh hưởng bất lợi và rủi ro cho con người, sinh vật và môi trường

Những năm gần đây ở Việt Nam nói chung và vùng duyên hải miền trung nói riêng các thiên tai trở nên bất thường hơn như: lũ lụt, hạn hán, trượt lở đất gây

ra những thiệt hại to lớn về người cũng như tất cả mọi lĩnh vực kinh tế: nông nghiệp, giao thông, dịch vụ…

Nếu như trước đây, những trận bão lớn thường có một chu kỳ nhất định thì

những năm gần đây bão lớn xảy ra với mức độ dồn dập hơn, cường độ mạnh hơn như bão Xangsane năm 2006, với sức gió cấp 12, giật cấp trên 13, 14; bão Chanchu năm 2006, với sức gió cấp 12, giật trên cấp 12

Mưa cũng đã có những biến đổi thất thường không còn vào đúng thời gian mùa mưa lũ, như đợt mưa lũ vào tháng 1/2009 tại Đà Nẵng là thời điểm mà trước đây mưa lũ đã chấm dứt ở miền Trung

Như đã trình bày ở phần trên, một trong các nguyên nhân dẫn đến trượt lở đất là: đặc điểm khí hậu, chế độ thuỷ văn của các bể nước và các sông ở khu vực trượt ven bờ khu vực Theo nghiên cứu thực tế cho thấy rằng các chu kỳ thành tạo trượt và các dịch chuyển trượt khác nhau hầu như khắp mọi nơi đều trùng hợp với

những chu kì mưa Những hiện tượng đó đặc biệt phát triển thuận lợi trong những khu vực vốn hay có mưa dầm kéo dài, nước mưa dễ dàng ngấm nhiều và xuống sâu, làm bão hoà đất đá của sườn dốc Trong những khu vực hay có mưa rào dữ dội,

phần nhiều nước mưa chảy tràn trên bề mặt ra khỏi vùng chia nước, vùng sườn và

chỉ một phần không đáng kể ngấm vào trong đất đá mà thôi Ở vùng khí hậu khô nóng, hiện tượng bốc hơi, làm khô đất đá trên sườn dốc phát triển mạnh và dĩ nhiên

sẽ làm tăng độ ổn định của sườn dốc.[4]

Trang 31

1.3 Tr ượt lở mái dốc của đường do mưa

Phân tích diễn biến các trượt lở lớn cho thấy hầu hết các tai biến trượt lở

ở các tỉnh duyên hải miền Trung nước ta đều liên quan với những chế độ mưa nhất định Mưa là yếu tố quyết định, là điều kiện đủ để phát động trượt lở

Vì vậy khi mưa có diễn biến bất thường thì trượt lở đất cũng xảy ra bất thường không thể kiểm soát và dự báo được

Điển hình là các trận mưa lớn xảy ra vào những năm gần đây gây ra lụt lội,

sạt lở nhiều tuyến đường giao thông

Ở Thanh Hóa: Tháng 9/2009 mưa lớn kéo dài 3 ngày liên tục đã gây ra lũ lụt nghiêm trọng làm 9 người chết và mất tích, 2 người bị thương nặng; 134 ngôi nhà bị

cuốn trôi, và rất nhiều tuyến đường giao thông bị ách tắc do trượt lở mái taluy

2THình 1.9 Sạt lở đường tại Thường Xuân-Thanh Hóa

Ở Nghệ An: vào tháng 10/2010 mưa lớn xảy ra kéo dài liên tục làm 13.792 ngôi nhà của 4 huyện Tuyên Hóa, Minh Hóa, Lệ Thủy, Quảng Ninh bị ngập lụt

Quốc lộ 12A có 2 điểm bị ngập sâu hơn 1m, tại xã Mai Hóa và Phong Hóa thuộc huyện Tuyên Hóa Đường Hồ Chí Minh cũng bị ngập 2 điểm tại xã Thượng Hóa và Trung Hóa Quốc lộ 15, đoạn Tân Ấp - Đồng Lê nhiều đoạn bị sạt lở nặng

Trang 32

2T

Hình 1.10 Điểm sạt lở trên đường Hồ Chí Minh đoạn qua xã Xuân

Trạch-Nghệ An

Hình 1.11 Đường bị sạt lở ở huyện miền núi cao Tương Dương- Nghệ An

Tại Quảng Ngãi: 5TMưa lớn gây sạt lở núi nghiêm trọng ở Quảng Ngãi5T 4T

11/10/2010 1T4TDo ảnh hưởng của áp thấp nhiệt đới, trên địa bàn các huyện miền núi

tỉnh Quảng Ngãi có mưa vừa đến mưa to trên diện rộng gây sạt lở núi nghiêm trọng, nhiều tuyến giao thông không đi lại được

2THình 1.12 Sạt lở đường tại Quảng Ngãi

Trang 33

1.4 Mụ̣t số dạng mỏi dốc điển hình

Một khối đất được giới hạn biờn gồm một mặt phẳng nằm ngang và một hoặc hai mặt phẳng nghiờng gọi là mỏi dốc Do mặt mỏi dốc nghiờng nờn dưới tỏc dụng

của trọng lượng bản thõn và tỏc dụng của ngoại lực mỏi dốc sẽ cú xu thế trượt từ

chỗ cao xuống chỗ thấp Nếu trong khối đất cú một mặt nào đú mà lực gõy trượt vượt quỏ lực khỏng trượt thỡ sẽ xảy ra trượt Trong thực tế thường gặp 3 loại mỏi

Mái dốc sau khi trượt

Khối trượt Mặt trượt

Hỡnh 1.14 : Mỏi dốc nhõn tạo

Mái dốc tự nhiên

Mái dốc nhân tạo Tường bảo vệ

Đất đắp

Đất tự nhiên Mái dốc sau khi trượt

Hỡnh 1.15: Mỏi dốc kết hợp + Mỏi dốc tự nhiờn: (hỡnh 1.13) Do dũng chảy mặt gõy xúi lở, hoạt động của

vỏ quả đất hoặc hoạt động của con người gõy phỏ hoại điều kiện địa chất vốn cú khiến mỏi dốc trượt Với loại này thường dùng điều kiện địa chất để suy đoỏn mức

độ ổn định của mỏi dốc

Trang 34

+ Mái dốc nhân tạo: (hình 1.14) do người đào đắp tạo thành như bờ kênh, đê, đập, nền đường… Loại này do mái dốc được thiết kế với độ dốc mái biến đổi khiến

trạng thái ứng suất trong khối đất thay đổi gây ra phá hoại cắt cục bộ rồi phát triển thành một mặt trượt liên tục làm mất trạng thái cân bằng ổn định của khối đất dẫn đến bị trượt mái Tính chất của loại đất đắp khác nhau sẽ hình thành sự ổn định cũng như sự phá hoại mái dốc khác nhau

+ Mái dốc kết hợp: (hình 1.15) (Loại này có thể xếp vào loại mái dốc nhân

t ạo, vì con người thường bạt mái dốc tự nhiên để có hình dạng mái dốc phù hợp với yêu c ầu sử dụng) Là loại mái dốc do con người xây dựng công trình qua vùng đồi

núi tự nhiên như: làm đường…Hình dạng mái dốc gồm một bên là mái dốc tự nhiên ( Taluy dương) và một bên là mái dốc nhân tạo (taluy âm) Hiện tượng sụt trượt thường diễn ra nhất là về mùa mưa lũ, phía taluy dương bên núi do địa hình, địa

chất thuỷ văn rất phức tạp và liên tục thay đổi nên những đoạn đào sâu bị sạt lở taluy Quy mô và hậu quả của các hiện tượng đó rất khác nhau: có thể là sự mất ổn định của một khối đất đá nhỏ trong phạm vi nền đường, nhưng cũng có thể là sự

mất ổn định của cả một sườn núi trên đó xây dựng nền đường Kéo theo sự mất ổn định phía taluy âm của đường, đồng thời phá hoại mặt đường

1.5 Ý nghĩa của việc nghiên cứu sự ổn định mái dốc đất

- Nghiên cứu sự ổn định mái dốc đất nhằm hiểu rõ bản chất, nguyên nhân hình thành cũng như quy luật của mất ổn định mái dốc Từ đó con người chủ động trong công tác phòng ngừa và giảm thiểu các thiệt hại

- Nghiên cứu sự ổn định mái dốc đất góp phần vào công tác dự báo, cảnh báo

sớm thiên tai trượt lở đất

- Nghiên cứu sự ổn định của mái dốc đất nhất là ổn định của mái dốc đường giao thông có ý nghĩa rất quan trọng trong việc giảm thiểu thiệt hại về kinh tế khi trượt lở đường gây nên

Trang 35

- Nghiên cứu sự ổn định mái dốc đất cũng là cơ sở để các hoạt động xây

dựng công trình của con người đảm bảo an toàn hơn

U

NH ẬN XÉT CHƯƠNG I

Chương I đã nêu khái quát về tình hình trượt lở đất ở Việt Nam và trên thế

giới nhằm thấy được mức độ nguy hiểm khi hiện tượng này xảy ra Chương I cũng

tập trung giới thiệu về trượt lở mái taluy đường và mức độ ảnh hưởng khi nó xảy ra

Từ đó thấy được mức độ cần thiết khi nghiên cứu về vấn đề này trong luận văn

Đồng thời trong chương này cũng đưa ra một số nguyên nhân dẫn đến trượt

lở đất trong đó có yếu tố mưa

Ngoài ra chương I cũng nêu những dạng mái dốc điển hình thường gặp trong

thực tế để từ đó có hướng lựa chọn phù hợp dạng mái dốc trong tính toán sau này

của luận văn Trong luận văn này tác giả cụ thể chọn mái dốc của đường để tính toán

Trang 36

CHƯƠNG 2: ĐẶC TRƯNG CHỊU TẢI CỦA MÁI DỐC CÔNG TRÌNH ĐẤT

KHI CÓ MƯA LỚN 2.1 Ứng xử của đất khi có mưa lớn

Khi xảy ra mưa lớn, sự thâm nhập của nước mưa vào đất sẽ dẫn đến việc tăng mực nước ngầm, tăng áp lực nước hoặc giảm thể tích khối đất không bão hòa

Mặt khác thể tích khối đất không bão hòa có ảnh hưởng rất quan trọng đến độ ổn định của mái đất không bão hòa ( Theo Fedlund và Rahardjo 1993) Việc đồng thời tăng áp lực nước và giảm thể tích khối đất không bão hòa dẫn đến sự suy giảm cường độ kháng cắt của đất Điều này dẫn đến các sự cố hư hỏng địa kỹ thuật và ổn định mái dốc Các cơ chế hư hỏng này có thể xảy ra theo dạng trượt nông và trượt sâu, tùy thuộc vào chiều dày của các lớp đất, thành phần độ chặt của đất cũng như các đặc tính của mưa Và tất nhiên các quan trắc dài hạn, liên tục cũng đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu rõ các đặc tính áp lực nước kẽ rỗng lên mái dốc trong điều kiện có mưa Tuy nhiên việc xác định trận mưa nguy hiểm nhất và tham số ảnh hưởng độ tăng mực nước ngầm ( đường bão hòa) trong mái đất dưới ảnh hưởng của nước mưa hết sức khó khăn nếu chỉ căn cứ vào số liệu quan trắc dài hạn

2.2 Các dạng hư hỏng và cơ chế phá hoại của mái dốc công trình đất

- Chuy ển động do lăn rơi khối đất đá: Khi sập lở, một phần đất đá có kích

thước bất kỳ tách ra khỏi một sườn dốc hoặc bờ vách đứng, chuyển dịch không lớn theo một vài mặt yếu và sập xuống dưới chủ yếu bằng cách rơi tự do và lăn khi va đập và lao tới sườn dốc Sự dịch chuyển thường rất nhanh Sự dịch chuyển nhỏ xảy

ra trước khi tách khối đất đá khỏi sườn dốc Lở đá thường xảy ra khi các tảng, khối

đá tách ra khỏi khối đá nguyên, lở đất thường xảy ra ở các bờ vách đứng, như bờ sông, bờ hồ

Trang 37

Hình 2.1 Trượt do lăn rơi khối đất, đá

- Chuy ển động do trượt: Trượt phẳng, trượt vòng cung đơn giản, và trượt

vòng cung phức hợp

+Trượt theo mặt phẳng: Một lớp đất có tính chất cơ lý kém nằm trên mặt

phẳng nghiêng của lớp đất đá cứng bên dưới sẽ gây ra hiện tượng trượt phẳng Hiện tượng này thường đi liền với hoạt động nước dưới đất

+ Trượt vòng cung đơn giản: Trượt mái dốc theo mặt trượt vòng cung đơn

giản thường hay xảy ra nhất Đường trượt thường có dạng đơn giản giống như hình

trụ Loại trượt này có thể được phân biệt bởi các dấu hiệu sau:

Phía đỉnh mái dốc xuất hiện các vết nứt do lực đất kéo xuống

Trang 38

Xuất hiện một khoảng trống phớa đỉnh khối trượt

Xuất hiện khối trồi phớa chõn khối trượt

Khối trồi cuối khối trượt Mặt trượt

Khoảng trống đầu khối trượt Vết nứt do đất bị kéo

Hỡnh 2.3.Trượt vũng cung đơn giản

+ Trượt vũng cung phức hợp: Trượt trờn một mỏi dốc tạo ra nhiều khối

trượt hỡnh vũng cung chồng lờn nhau dduwwocj gọi là trượt vũng cung phức hợp

Một khối trượt chồng lờn khối tiếp theo là nguyờn nhõn làm cho khối tiếp theo trượt

và cứ liờn tiếp trờn một mỏi dốc dài

Hỡnh 2.4 Trượt vũng cung phức hợp

Trang 39

- Chuy ển động trồi xệ đất dưới tải trọng : Chuyển động trồi xệ là chuyển

động của đất nền sườn dốc do chịu một tải trọng lớn, đến tiệm cận giới hạn dẻo, làm đất nền cú xu hướng chuyển động trồi xệ ra phớa trờn Hỡnh 2.5 cho thấy bờ dốc dưới là đỏ mac-nơ đang trồi xệ do tải trọng khối đỏ vụi nằm trờn đố xuống Khối đỏ vụi nứt nẻ lại cú xu hướng tạo ra chuyển động lăn rơi khối đỏ phớa ngoài

Mac- nơ

Khối có xu hướng rơi lăn

Đất trồi xệ

Hỡnh 2.5 Trượt do trồi xệ dưới tải trọng

- Chuy ển động do dũng nước chảy cuốn trụi: Đất trờn sườn dốc chảy xuống

chõn dốc dưới tỏc dụng của dũng nước chảy xiết Dũng nước từ phớa sườn dốc xúi

xuống đường làm phỏ hỏng kết cấu mặt đường, sinh ra dũng chảy mặt trờn mặt đường và tạo điều kiện thuận lợi để trượt mỏi dốc của đường

Hỡnh 2.6 Chuyển động do dũng nước chảy

Trang 40

- Chuy ển động của mỏi dốc do đào đất và mỏi dốc đất đắp nằm trờn nền đất khụng ch ịu nộn: Cỏc loại mỏi dốc này cú đặc điểm chung là bị trượt theo đường

trượt cung trũn Ta cú thể phõn chia cỏc loại trượt cung trũn sau, sơ đồ được trỡnh bày như hỡnh 2.7:

Trượt lưng dốc

Trượt cung tròn sâu Trượt chân dốc

Hỡnh 2.7 Cỏc loại cung trũn trờn mỏi dốc Trượt cung trũn lưng dốc: thường xảy ra ở chỗ bất đồng nhất Đỏy vũng trũn cung trượt thường nằm trờn một lớp đất cứng hơn

Trượt cung trũn chõn dốc: thường hay gặp trong cỏc loại mỏi dốc này

Trượt cung trũn sõu: Chỉ xảy ra khi đất nền dưới chõn mỏi dốc quỏ yếu

- Chuy ển động của mỏi dốc đất đắp nằm trờn nền đất yếu chịu nộn: Đất đắp

thường là đất được đầm chặt ( vớ dụ đất đắp cho nền đường giao thụng, sõn ga, bến

cảng…) nằm trờn lớp đất yếu loại sột ( thường là bựn và than bựn) Mặt trượt mỏi

dốc này thường nằm sõu và tiếp tuyến ở đỏy lớp đất yếu ( nếu bề dày lớp này khụng quỏ lớn) Tuy mỏi dốc ổn định nhưng khi hệ số an toàn gần bằng 1 thỡ đất nền mỏi

dốc cú xu hướng xệ và trồi lờn tạo ra độ lỳn quỏ lớn

Định dạng
Số trang	103
Dung lượng	3,31 MB