Ph ng pháp tính toán t nh.... Ph ng pháp tính toán đ ng..... Trình t tính toán ..... Có th phân ra hai giai đo n chính... Trong ph ng pháp tính toán đ ng g m các ph ng pháp: ph ng pháp g
Trang 1Sau th i gian h c t p và làm lu n v n, đ c s nhi t tình giúp đ c a các
th y, cô giáo – Tr ng i h c Thu L i, b n bè, đ ng nghi p và gia đình, đ n nay tôi đã hoàn thành lu n v n th c s k thu t
Do trình đ và th i gian có h n nên lu n v n không th tránh kh i nh ng t n
t i, h n ch , tác gi r t mong nh n đ c m i ý ki n đóng góp và trao đ i chân thành Tác gi hy v ng nh ng v n đ t n t i s đ c tác gi phát tri n m c đ nghiên c u sâu h n góp ph n đ a nh ng ki n th c khoa h c vào ph c v s n xu t, nghiên c u, thi t k các công trình thu l i – thu đi n
Tác gi xin đ c bày t lòng bi t n sâu s c t i th y giáo –PGS.TS Nguy n
C nh Thái đã t n tình h ng d n, ch b o và cung c p nh ng thông tin khoa h c
c n thi t trong quá trình th c hi n lu n v n
Tác gi xin chân thành c m n các th y, cô giáo phòng ào t o i h c và sau i h c, Khoa Công trình – Tr ng i h c Thu L i đã t o đi u ki n giúp đ tác gi trong quá trình h c t p nghiên c u đ tác gi hoàn thành t t lu n v n
Sau cùng tác gi xin g i l i c m n chân thành t i gia đình, b n bè và đ ng nghi p đã đ ng viên và t o m i đi u ki n thu n l i đ tác gi hoàn thành lu n v n Xin chân thành c m n!
Hà n i, ngày tháng 8 n m 2015
Tác gi
Cao Xuân Chinh
Trang 2Tác gi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u c a b n thân tác gi Các k t
qu nghiên c u và các k t lu n trong lu n v n là trung th c, không sao chép t b t k
m t ngu n nào và d i b t k hình th c nào.Vi c tham kh o các ngu n tài li u (n u có) đã đ c th c hi n trích d n và ghi ngu n tài li u tham kh o đúng quy đ nh
Tác gi lu n v n
Cao Xuân Chinh
Trang 3TH NG KÊ CÁC B NG BI U v
TH NG KÊ CÁC HÌNH V vi
M U 1
1 Tính c p thi t c a tài: 1
2 M c đích c a tài: 2
3 Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u: 2
CH NG 1 T NG QUAN V V N NGHIÊN C U 3
1.1 T ng quan v đ ng đ t 3
1.1.1 Khái ni m và các y u t c a đ ng đ t: 3
1.1.2 Thang đ ng đ t 4
1.2 Tình hình đ ng đ t Vi t Nam 6
1.2.1 Ki n trúc ki n t o Vi t Nam và vùng lân c n 6
1.2.2 Vùng phát sinh đ ng đ t m nh trên lãnh th Vi t Nam 10
1.3 nh h ng c a đ ng đ t đ n đ p đ t trên th gi i 15
1.4 ng x c a đ t d i tác d ng c a t i tr ng đ ng đ t 25
1.4.1 Nguyên nhân phá ho i đ p đ t d i tác d ng t i tr ng đ ng đ t: 25
1.4.2 Hi n t ng hóa l ng c a đ t, cát: 26
CH NG 2 PH NG PHÁP TI P C N TÀI NGHIÊN C U 29
2.1 Ph ng pháp phân tích đ ng đ t 29
2.1.1 Ph ng pháp tính toán t nh 29
2.1.2 Ph ng pháp tính toán đ ng 29
2.2 Lý thuy t c s v ph ng pháp ph n t h u h n 30
2.2.1 Khái ni m v ph ng pháp ph n t h u h n 30
2.2.2 ng d ng ph ng pháp ph n t h u h n 33
2.2.3 Ph ng pháp ph n t h u h n trong Quake/W 36
CH NG 3 NGHIÊN C U NH H NG B TRÍ V T LI U CÓ TÍNH HÓA L NG VÀ B R NG NH P KHI CÔNG TRÌNH CH U T I TR NG NG T 40
Trang 43.1.1 S li u và trình t tính toán 40
3.1.2 K t qu tính toán 43
3.2 Nghiên c u nh h ng c a b r ng đ nh đ p: 52
3.2.1 S li u và trình t tính toán 52
3.2.2 Trình t tính toán 52
CH NG 4 NG D NG TÍNH TOÁN N NH P B N M NG D I TÁC D NG T I TR NG NG T 57
4.1 Gi i thi u chung v công trình đ p b n M ng 57
4.2 Tình hình đ a ch t n n công trình 61
4.2.1 C u trúc đ a ch t 61
4.2.2 Các ho t đ ng đ ng đ t và tân ki n t o 63
4.3 Ph ng pháp ti p c n bài toán 69
4.3.1 S li u và các tr ng h p tính toán: 69
4.3.2 Ph ng pháp và trình t tính toán: 72
4.4 K t qu tính cho đ p b n M ng 73
4.4.1 Tr ng h p 1: Th ng l u MNDBT là 76.4 m, h l u m c n c ng v i Qx hoàn l u là 46,75 m, h th ng thoát n c làm vi c bình th ng 73
4.4.2 Tr ng h p 2: Th ng l u MNDBT là 76.4 m, h l u m c n c ng v i Qx hoàn l u là 46,75 m, h th ng thoát n c không làm vi c 78
4.4.3 Tr ng h p 3: p v a thi công xong 82
4.4.4 Tr ng h p 4: Tr ng h p m c n c rút nhanh 85
CH NG 5 K T LU N VÀ KI N NGH 89
5.1 K t lu n 89
5.2 Ki n ngh 90
TÀI LI U THAM KH O 91
Trang 5B ng 1.1 B ng chuy n đ i t đ nh gia t c n n sang c p đ ng đ t (theo TCVN
9386:2012) 6
B ng 1.2 B ng t ng h p thông s đ p và nh h ng 16
B ng 1.3 Tiêu chu n Trung Qu c đ xu t b i Seed và Idriss (1982) 28
B ng 1.4 Tiêu chu n Trung Qu c s a đ i b i Andrews và Martin (2000) 28
B ng 3.1 Ch tiêu c lý c a các lo i đ t 41
B ng 3.2 Các tr ng h p tính toán b trí v t li u 43
B ng 3.3 B ng t ng h p k t qu tính 51
B ng 4.1 Quy mô xây d ng ch y u c a công trình 58
B ng 4.2 K t qu thí nghi m c lý đ t các l p 3a,5a và 2b 68
B ng 4.3 B ng ch tiêu đ t đ p đ p ng v i h s đ m n n K = 0,97 69
B ng 4.4 Thành ph n h t l ng l t qua sàng l y tích (%) 69
B ng 4.5 Tr ng h p tính toán th m và n đ nh đ p khi ch u t i tr ng đ ng đ t 70
B ng 4.6 B ng t ng h p k t qu tính toán n đ nh đ p B n M ng 87
Trang 6Hình 1.1 S đ truy n sóng đ ng đ t 4
Hình 1.2 B n đ các vùng phát sinh đ ng đ t trên lãnh th Vi t Nam 12
Hình 1.3 B n đ tâm ch m đ ng đ t và các đ t gãy sinh đ ng 13
Hình 1.4 B n đ các phân vùng gia t c n n trên lãnh th Vi t Nam 14
Hình 1.5 V trí m t s đ p ch u nh h ng b i đ ng đ t n m 2001 t i n 15
Hình 1.6 M t c t ngang đ p Chang 17
Hình 1.7 Mô ph ng h h ng c a đ p Chang 17
Hình 1.8 Hình nh h h ng và hóa l ng c a đ p Chang trong th c t 18
Hình 1.9 M t c t ngang đ p Shivlakha 18
Hình 1.10 M t c t ngang đ p Tapar 19
Hình 1.11 M t c t ngang đ p Fatehgadh 19
Hình 1.12 Hình nh h h ng đ p Fatehgadh trong th c t 20
Hình 1.13 M t c t ngang đ p Kaswati 20
Hình 1.14 Hình nh h h ng đ p Kaswati th c t 20
Hình 1.15 M t c t ngang đ p Suvi 21
Hình 1.16 Mô ph ng nh ng h h ng c a đ p Suvi 21
Hình 1.17 Hình nh h h ng c đ p Suvi th c t 21
Hình 1.18 Hình nh v trí và m t c t ngang đ p Fujinuma t i Nh t B n 22
Hình 1.19 Hình nh h h ng c a đ p Fujinuma 23
Hình 1.20 Mô ph ng m t c t ngang đ p tr c và sau đ ng đ t 24
Hình 1.21 Hình nh đ p sau đ ng đ t 24
Hình 1.22 Hình nh mái th ng l u đ p sau đ ng đ t 25
Hình 1.23 M t vài d ng phá ho i đ p do d i nh h ng đ ng đ t 26
Hình 1.24 Tác nhân phân ph i l i kho ng tr ng trong đ t gây ra hóa l ng 27
Hình 2.1 S đ kh i c a ch ng trình PTHH 31
Hình 3.1 Mô hình bái toán xem xét 41
Hình 3.2a,b Hàm m u xác đ nh chu k gây hóa l ng 42
Hình 3.3 Bi u đ ghi gia t c đ ng đ t a=0.1746g 42
Hình 3.4 Mô hình mô ph ng bài toán (TH1) 43
Hình 3.5 K t qu tính th m (TH1) 43
Hình 3.6 K t qu tính áp l c n c l r ng ban đ u (TH1) 43
Hình 3.7 K t qu tính n đ nh mái th ng l u khi ch a x y ra đ ng đ t (TH1) 44
Hình 3.8 K t qu tính n đ nh mái h l u khi ch a x y ra đ ng đ t (TH1) 44
Hình 3.9 K t qu tính áp l c n c l r ng khi x y ra đ ng đ t (TH1) 44
Trang 7Hình 3.11 K t qu tính n đ nh mái th ng l u khi x y ra đ ng đ t (TH1) 45
Hình 3.12 K t qu tính n đ nh mái h l u khi x y ra đ ng đ t (TH1) 45
Hình 3.13 K t qu th hi n ph m vi hóa l ng trong đ p (TH1) 45
Hình 3.14 K t qu th hi n bi n d ng c a đ p (TH1) 46
Hình 3.15 Mô hình mô ph ng bài toán (TH2) 46
Hình 3.16 K t qu tính áp l c n c l r ng khi x y ra đ ng đ t (TH2) 46
Hình 3.17 K t qu tính áp l c n c d khi x y ra đ ng đ t (TH2) 46
Hình 3.18 K t qu tính n đ nh mái th ng l u khi x y ra đ ng đ t (TH2) 47
Hình 3.19 K t qu tính n đ nh mái h l u khi x y ra đ ng đ t (TH2) 47
Hình 3.20 K t qu th hi n ph m vi hóa l ng trong đ p (TH2) 47
Hình 3.21 K t qu th hi n bi n d ng c a đ p (TH2) 47
Hình 3.22 Mô hình mô ph ng bài toán (TH3) 48
Hình 3.23 K t qu tính áp l c n c l r ng khi x y ra đ ng đ t (TH3) 48
Hình 3.24 K t qu tính áp l c n c d khi x y ra đ ng đ t (TH3) 48
Hình 3.25 K t qu tính n đ nh mái th ng l u khi x y ra đ ng đ t (TH2) 48
Hình 3.26 K t qu tính n đ nh mái h l u khi x y ra đ ng đ t (TH3) 49
Hình 3.27 K t qu th hi n ph m vi hóa l ng trong đ p (TH3) 49
Hình 3.28 K t qu th hi n bi n d ng c a đ p (TH3) 49
Hình 3.29 Mô hình mô ph ng bài toán (TH4) 49
Hình 3.30 K t qu tính áp l c n c l r ng khi x y ra đ ng đ t (TH4) 50
Hình 3.31 K t qu tính áp l c n c d khi x y ra đ ng đ t (TH4) 50
Hình 3.32 K t qu tính n đ nh mái th ng l u khi x y ra đ ng đ t (TH4) 50
Hình 3.33 K t qu tính n đ nh mái h l u khi x y ra đ ng đ t (TH4) 50
Hình 3.34 K t qu th hi n ph m vi hóa l ng trong đ p (TH4) 51
Hình 3.35 K t qu th hi n bi n d ng c a đ p (TH4) 51
Hình 3.36 Bi u đ ghi gia t c đ ng đ t (a=0,6g) 52
Hình 3.37 K t qu th hi n mi n hóa l ng trong tr ng h p B=20m (H=30m) 53
Hình 3.38 K t qu th hi n mi n hóa l ng trong tr ng h p B=10m (H=30m) 53
Hình 3.39 K t qu th hi n mi n hóa l ng trong tr ng h p B=5m (H=30m) 53
Hình 3.40 K t qu th hi n mi n hóa l ng trong tr ng h p B=2m (H=30m) 53
Hình 3.41 K t qu th hi n mi n hóa l ng trong tr ng h p B=20m (H=50m) 54
Hình 3.42 K t qu th hi n mi n hóa l ng trong tr ng h p B=10m (H=50m) 54
Hình 3.43 K t qu th hi n mi n hóa l ng trong tr ng h p B=5m (H=50m) 54
Hình 3.44 K t qu th hi n mi n hóa l ng trong tr ng h p B=2m (H=50m) 54
Trang 8Hình 3.46 K t qu th hi n mi n hóa l ng trong tr ng h p B=10m (H=70m) 55
Hình 3.47 K t qu th hi n mi n hóa l ng trong tr ng h p B=5m (H=70m) 55
Hình 3.48 K t qu th hi n mi n hóa l ng trong tr ng h p B=2m (H=70) 55
Hình 4.1 M t c t đ p tính toán 69
Hình 4.2 Bi u đ ghi gia t c đ ng đ t 71
Hình 4.3a,b Hàm m u xác đ nh chu k gây hóa l ng 71
Hình 4.4a,b Hàm m u xác đ nh chu k gây hóa l ng và áp l c n c l r ng cát ng khói 71 Hình 4.5 Mô hình bài toán trên Geoslope (TH1) 73
Hình 4.6 K t qu tính th m qua đ p (TH1) 73
Hình 4.7 Áp l c n c l r ng ban đ u (TH1) 73
Hình 4.8 US t ng ban đ u theo ph ng Y (Y Total stress) kPa (TH1) 73
Hình 4.9 US hi u qu ban đ u theo ph ng Y (Y Effective – Stress) kPa (TH1) 74
Hình 4.10 US t ng theo ph ng Y (Y Total stress) khi đ ng đ t kPa (TH1) 74
Hình 4.11 US hi u qu theo ph ng Y (Y Effective – Stress) khi đ ng đ t kPa (TH1) 74
Hình 4.12 Ph m vi hóa l ng d i nh h ng đ ng đ t (TH1) 74
Hình 4.13 n đ nh mái h l u khi ch a x y ra đ ng đ t (TH1) 75
Hình 4.14 n đ nh mái th ng l u khi ch a x y ra đ ng đ t (TH1) 75
Hình 4.15 n đ nh mái h l u khi x y ra đ ng đ t (t=6s) (TH1) 75
Hình 4.16 n đ nh mái th ng l u khi x y ra đ ng đ t (t=2.8s) (TH1) 75
Hình 4.17 Chuy n v theo ph ng X (TH1) 76
Hình 4.18 Chuy n v theo ph ng Y (TH1) 76
Hình 4.19 K t qu th hi n bi n d ng đ p (TH1) 76
Hình 4.20 H s n đ nh mái th ng l u Kmin và Kminmin theo t 76
Hình 4.21 H s n đ nh mái h l u Kmin và Kminmin theo t 77
Hình 4.22 Gia t c theo ph ng ngang c a đi m quan sát t i đ nh đ p 77
Hình 4.23 Gia t c theo ph ng ngang c a đi m quan sát trong thân đ p 77
Hình 4.24 Gia t c theo ph ng ngang c a đi m quan sát đáy đ p 77
Hình 4.25 Bi u đ gia t c t i các đi m quan sát 78
Hình 4.26 K t qu tính th m qua đ p (TH2) 78
Hình 4.27 Áp l c n c l r ng ban đ u (TH2) 78
Hình 4.28 US t ng ban đ u theo ph ng Y (Y Total stress) kPa (TH2) 78
Hình 4.29 US hi u qu ban đ u theo ph ng Y (Y Effective – Stress) kPa (TH2) 79
Hình 4.30 US t ng theo ph ng Y (Y Total stress) khi đ ng đ t kPa (TH2) 79
Hình 4.31 US hi u qu theo ph ng Y (Y Effective – Stress) khi đ ng đ t kPa (TH2) 79
Trang 9Hình 4.33 n đ nh mái h l u khi ch a x y ra đ ng đ t (TH2) 80
Hình 4.34 n đ nh mái h l u khi x y ra đ ng đ t (t=6s) (TH2) 80
Hình 4.35 Chuy n v theo ph ng X c a đ p (TH2) 80
Hình 4.36 Chuy n v theo ph ng Y c a đ p (TH2) 80
Hình 4.37 K t qu bi n d ng đ p (TH2) 81
Hình 4.38 H s n đ nh mái h l u Kmin và Kminmin theo th i gian 81
Hình 4.39 Gia t c theo ph ng ngang c a đi m quan sát t i đ nh đ p 81
Hình 4.40 Gia t c theo ph ng ngang c a đi m quan sát trong thân đ p 81
Hình 4.41 Gia t c theo ph ng ngang c a đi m quan sát đáy đ p 82
Hình 4.42 Mô ph ng bài toán trong Geoslope (TH3) 82
Hình 4.43 US t ng ban đ u theo ph ng Y (Y Total stress) kPa (TH3) 82
Hình 4.44 US hi u qu ban đ u theo ph ng Y (Y Effective – Stress) kPa (TH3) 82
Hình 4.45 n đ nh mái h l u tr c khi x y ra đ ng đ t (TH3) 83
Hình 4.46 n đ nh mái th ng l u tr c khi x y ra đ ng đ t (TH3) 83
Hình 4.47 US t ng theo ph ng Y (Y Total stress) khi đ ng đ t kPa (TH3) 83
Hình 4.48 US hi u qu theo ph ng Y (Y Effective – Stress) khi đ ng đ t kPa (TH3) 83
Hình 4.49 Ph m vi hóa l ng trong thân đ p 84
Hình 4.50 Bi n d ng đ p khi x y ra đ ng đ t (TH3) 84
Hình 4.51 n đ nh mái h l u khi x y ra đ ng đ t (TH3) 84
Hình 4.52 n đ nh mái th ng l u khi x y ra đ ng đ t (TH3) 84
Hình 4.53 K t qu tính th m n đ nh (TH4) 85
Hình 4.54 K t qu tính th m theo th i gian (TH4) 85
Hình 4.55 US t ng ban đ u theo ph ng Y (Y Total stress) kPa (TH4) 85
Hình 4.56 US hi u qu ban đ u theo ph ng Y (Y Effective – Stress) kPa (TH4) 85
Hình 4.57 US t ng theo ph ng Y (Y Total stress) khi đ ng đ t kPa (TH4) 86
Hình 4.58 US hi u qu theo ph ng Y (Y Effective – Stress) khi đ ng đ t kPa (TH4) 86
Hình 4.59 Ph m vi hóa l ng d i nh h ng đ ng đ t (TH4) 86
Hình 4.60 n đ nh mái th ng l u khi ch a x y ra đ ng đ t (TH4) 86
Hình 4.61 n đ nh mái th ng l u khi x y ra đ ng đ t (TH4) 87
Hình 4.62 Bi n d ng đ p khi x y ra đ ng đ t (TH4) 87
Trang 10M U
1 Tính c p thi t c a tài:
ng đ t là m t trong nh ng thiên tai kh c li t c a t nhiên Nhi u th m h a
do đ ng đ t gây ra trên th gi i đã là l i c nh t nh cho chúng ta Có th k ra m t s thi t h i do đ ng đ t gây ra nh : Tr n đ ng đ t Thi m Tây, Trung Qu c n m
1556 làm 80.000 ng i ch t,Tr n đ ng đ t Messina - Italia n m 1909 đã làm ch t 160.000 ng i, tr n đ ng đ t San Fernando California n m 1971 phá h y nhi u
c u trên đ ng cao t c và phá h ng đ p đ t Lower San Fernando, tr n đ ng đ t
Côbê - Nh t B n 17/01/1995 làm ch t 5.502 ng i, tr n đ ng đ t n 26/01/2001 làm ch t 20.023 ng i, tr n đ ng đ t ông B c Iran 26/12/2004 làm
ch t 31.884 ng i, tr n đ ng đ t B c Sumtra, Inđônêxia, Thái Lan, Sri Lanka, n , B nglađét 26/12/2004 làm ch t 280.000 ng i, tr n đ ng đ t Pakixtan, n 08/10/2005 làm ch t h n 54.000 ng i, tr n đ ng đ t kinh hoàng T Xuyên - Trung Qu c 12/05/2008 làm ch t g n 10.000 ng i, tr n đ ng đ t Abruzzo Italia ngày 05/4/2009 làm ch t h n 280 ng i, g n đây nh t là th m h a kép đ ng đ t – sóng th n Nh t B n làm h h ng toàn b công trình nhà c a đ c bi t là gây rò r phóng x nhà máy đi n h t nhân Fukusima… Vi t Nam đ ng đ t ch a gây thi t
h i to l n Tuy nhiên, trong th i gian g n đây th ng xuyên x y ra đ ng đ t gây s
chung, đ ng đ t gây ra h u qu vô cùng to l n, n u đ ng đ t gây v đ p c a h
ch a n c thì h u qu l i càng nghiêm tr ng h n
Vi t Nam n m trong khu v c nhi t đ i gió mùa, đ đ m b o ngu n n c ph c
v s n xu t nông nghi p, sinh ho t, phát đi n và các ngành kinh t khác thì nhu c u xây d ng h ch a n c là r t l n t o nên h ch a n c ph i xây d ng đ p gi
n c nh : đ p đ t, đ p đá đ , đ p bê tông tr ng l c, đ p bê tông c t thép,…trong
đó đ p đ t chi m m t t l khá l n
Vì v y đ tài: “ n đ nh đ p đ t d i tác d ng c a t i tr ng đ ng đ t, áp d ng tính toán cho đ p B n M ng” có ý ngh a khoa h c và th c ti n trong xây d ng công
trình
Trang 11M t trong nh ng nhi m v ch y u c a k thu t ch ng đ ng đ t là xây d ng các ph ng pháp xác đ nh các ng x đ ng l c c a công trình khi ch u đ ng đ t xác đ nh ng x c a công trình ch u tác d ng c a đ ng đ t, ng i ta s d ng
ph ng pháp tính toán t nh l c và ph ng pháp tính toán đ ng l c
Thu th p, phân tích đánh giá các tài li u liên quan, các quy ph m h ng d n tính toán t đó đ a ra k t lu n và bi n pháp x lý
d a trên ch d n tính toán c a các quy trình quy ph m, s d ng mô hình toán và các
ph n m m ng d ng.C th đ tài nghiên c u s d ng ph ng pháp ph n t h u
h n v i s h tr c a ph n m m GEOSLOPE 2007
b n bè đ ng nghi p đ phát tri n ý t ng và khuy t đi m c a đ tài trong quá trình
th c hi n
u nh c đi m và ph ng h ng gi i quy t
Trang 12c ng đ m nh và ph m vi nh h ng l n nh t Các tr n đ ng đ t l n th ng thu c
lo i này
- Ch n tiêu: N i phát sinh đ ng đ t g i là ch n tiêu Ch n tiêu đ ng đ t
th ng sâu m t vài km đ n hàng ch c km Kh i v t ch t b phá ho i đ u tiên
đ c gi thuy t t i m t đi m, t đi m đó b t đ u truy n các sóng
- Ch n tâm: Hình chi u c a ch n tiêu đ ng đ t lên m t đ t g i là trung tâm
đ ng đ t hay ch n tâm Ch n tâm là đi m trên b m t đ t có sóng ch n đ ng đ n
s m nh t
- Sóng đ ng đ t: N ng l ng đ ng đ t lan truy n trong đ t đá d i các d ng
sóng đàn h i Sóng d c và sóng ngang t ch n tiêu lan truy n b n phía d i d ng các tia sóng đ a ch n Tia đ a ch n c ng b ph n ánh hay khúc x khi g p các t ng
đá có tính đàn h i và t tr ng khác nhau T ch n tâm các dao đ ng s truy n ra xung quanh theo các làn sóng đ ng tâm t a nh s dao đ ng c a m t n c khi nén
m t v t vào n c và đ c g i là sóng m t đ t T c đ sóng m t đ t nh h n t c đ sóng ngang nh ng c ng là nguyên nhân gây ra phá ho i l n
Nh v y, t i m t đi m nào đó trên b m t đ t, tr c h t nh n đ c các ch n đ ng
d c, đ n các ch n đ ng ngang t các ch n tiêu đ ng đ t lan truy n lên, sau đó nh n các ch n đ ng xu t phát t ch n tâm T t c các ch n đ ng đó s giao thoa v i nhau
và t o ra m t ch n đ ng ph c t p
Sóng ch n đ ng lan truy n trong m i môi tr ng ch t r n, ch t l ng, không khí và có ph ng di chuy n cùng chi u v i ph ng ch n đ ng
Trang 13T c đ truy n trung bình trong không khí là 330m/s, trong n c là 1500m/s và trong v t r n là 5000-6000m/s
Sóng ch n đ ng ngang ch lan truy n trong môi tr ng v t ch t r n
1
Hình 1.1 S đ truy n sóng đ ng đ t
- Gia t c đ a ch n a: là m t đ c tr ng cho l c đ ng đ t ó là l ng d ch chuy n
c a b m t trái đ t trong m t đ n v th i gian L ng d ch chuy n này đ c tr ng cho gia t c mà các h t đ t đá m t đ t đ t đ c d i tác d ng c a sóng đ a ch n
1.1.2 Thang đ ng đ t
l n c a đ ng đ t M hay còn g i là đ Richter
+ 1 - 2: không nh n bi t đ c;
+ 2 - 4: có th nh n bi t nh ng th ng không gây thi t h i;
+ 4 - 5: m t đ t rung chuy n, nghe ti ng n , thi t h i không đáng k ;
+ 5 - 6: nhà c a rung chuy n, m t s công trình có hi n t ng n t;
+ 6 - 7: nhà c a b h h i nh ;
+ 7 - 8: đ ng đ t m nh phá h y h u h t các công trình xây d ng thông th ng,
có v t n t l n ho c lún s t trên m t đ t;
Trang 14+ 8 - 9: nhà c a đ nát, n n đ t b lún sâu đ n 1m, s p đ l n núi kèm theo thay đ i đ a hình trên di n r ng;
+ C p 12: Thay đ i đ a hình Phá hu m i công trình trên và d i m t đ t, thay đ i
đ a hình trên di n tích l n, thay đ i c dòng sông, nhìn th y m t đ t n i sóng
Trang 15B ng 1.1 B ng chuy n đ i t đ nh gia t c n n sang c p đ ng đ t (theo TCVN
Lãnh th Vi t Nam n m vùng đ t có ki n trúc đ a t ng ph c t p, tuy không
n m trong vành đai đ ng đ t - núi l a ho t đ ng nh ng c ng không ph i n m trên
vùng b n khó x y ra đ ng đ t Các vùng có nguy c x y ra đ ng đ t t 6,0 - 7,0 đ Richter Vi t Nam g m: đ t gãy trên h th ng sông H ng, sông Ch y; đ i đ t gãy
Lai Châu - i n Biên; đ i sông Mã, S n La, sông à; đ i Cao B ng - Tiên Yên;
đ i Rào N y - sông C ; đ i akrông - Hu ; đ i Tr ng S n - sông Ba; đ i ven bi n
Mi n Trung; ngoài ra còn có h n 30 vùng có nguy c đ ng đ t v i c ng đ kho ng 5,0 đ Richter Ngoài ra vùng Tây B c ph i ch u d ch n t nh ng tr n
đ ng đ t mà tâm ch n n m Trung Qu c và Lào Vi t Nam đ ng đ t ch a gây thi t h i to l n Tuy nhiên, trong th i gian g n đây th ng xuyên x y ra đ ng đ t gây s h i trong dân chúng nh : ng đ t khu v c th y đi n Sông Tranh 2…
1.2.1 Ki n trúc ki n t o Vi t Nam và vùng lân c n
V m t ki n t o, lãnh th Vi t Nam và các vùng lân c n n m v trí khá đ c
bi t Trên b n đ ki n t o m ng c a v trái đ t, lãnh th Vi t Nam n m trên m t
ph n c a m ng Á- Âu, b k p gi a ba m ng có m c đ ho t đ ng m nh đó là các
m ng châu Úc, m ng Philipin và m ng Thái Bình D ng Phía Tây và phía Nam
c a n c ta là vành đai đông Himalaya và rãnh sâu Java đ c t o ra do s va ch m
Trang 16gi a m ng châu Úc v i m ng Á- Âu, còn phía đông là vành đai núi l a Thái Bình
D ng và m ng Philipin v i m ng Á-Âu D i đây là mô t tóm t t các đ n v c u trúc trên n n đ t li n và th m l c đ a Viêt Nam
Mi n n n c ho t đ ng Hoa Nam
Mi n n n c ho t đ ng Hoa Nam bao g m toàn b ph n đông b c Vi t Nam
v i ranh gi i tây nam là đ t gãy sông H ng Có th phân chia mi n này làm hai
mi n ph l n là vùng rìa Hoa Nam và đ i ki n trúc Katazia (Hoa Á) v i ranh gi i quy c là đ i đ t gãy sông Th ng- L ng S n- Nam nh Mi n n n c Hoa Nam thu c mi n v l c đ a hình thành vào đ u Rifei, còn đ i ki n trúc Katazia thu c
mi n v l c đ a hình thành vào đ u Devon Tuy nhiên v c u trúc và l ch s c a chúng trong Fanerozoi không có gi khác bi t l n V t ng th có th coi toàn b
ph n ông B c Vi t Nam là mi n các trúc Caledonit v i các h v t ch t ch y u là: Phúc h móng tr c Caledoni ( PR ); ph c h móng tr c Caledoni ( PR); ph c h
Caledoni ( PR3- S); ph c h Epicaledoni( D-P1); ph c h ho t hóa (T2-T3k) và
ph c h các thành t o l c đ a (T3n-r-Q)
Mi n n n c Hoa Nam b phân chia thành các đ n v ki n t o sau:
Trong ph mi n rìa n n Hoa Nam có đ i u n n p Lô-Gâm( g m ph c n p l i sông Lô và ph c n p lõm sông Gâm), đ i u n n p B c Thái – H Long, g m đ i
ph c n p l i B c Thái và đ i ph c n p lõm H Long, ng n cách b i đ t gãy Cao
B ng- Tiên Yên
Trong ph mi n Katazia có đ i ph c n p lõm An Châu, đ i ph c n p l i
Qu ng Ninh( hay còn g i đ i Duyên H i)
Các đ n v c u trúc k trên đ u thu c ki n trúc Caledonit,, ngh a là có tu i
u n n p vào cu i Paeozoi s m ngoài ra trong mi n đông b c Vi t Nam còn t n t i các ki n trúc ch ng g i là tr ng sông Hi n và tr ng An Châu, phát tri n trong Mezozoi và các tr ng s t lún d ng đ a hào Kainozoi nh tr ng sông H ng và các
tr ng nh gi a núi đ c hình thành theo c ch kéo to c (pull-apart) d c theo các
đ i đ t gãy l n nh các tr ng : Cao B ng, Th t Khê, L c Bình, Tuyên Quang…
Trang 17Indosini b bi n c i khá m nh, đ c bi t là ph n ông Nam (thu c lãnh th Nam Vi t
Nam, Campuchia và Nam Lào) Các ho t đ ng đó đã phân chia đ a kh i Indosini thành các đ n v ki n trúc sau:
H thông u n n p b c Vi t Nam
Bao g m mi n u n n p Mezoit Tây B c Vi t Nam và mi n Hecxinit Tr ng
S n Phía Tây nó ti p xúc v i mi n u n n p Thái Lan- Mã Lai d c theo đ t gãy
i n Biên- Lai Châu; phía Tây Nam giáp v i v i đ a kh i Indosini qua đ i khâu Thà Kh t- Trà B ng, phía ông B c ti p giáp v i n n c Hoa Nam qua đ i đ t gãy sông H ng, phía ông Nam, m t ph n c a mi n b chìm xu ng bi n ông
Khác v i mi n đông b c Vi t Nam c u trúc ki n t o c a h th ng u n n p
B c Vi t Nam có ph ng phát tri n ch đ o là Tây B c- ông Nam Chúng t o thành d i c u trúc h p kéo dài, đi u này đ c bi t rõ nét lãnh th Tây B c Vi t Nam ây là mi n u n n p đ a máng đi n hình v i các c u trúc có tu i khác nhau
và đ c hình thành, phát tri n trong không gian gi a hai l c đ a châu Á và Indosini, vào th i đi m chúng xích l i g n nhau làm khép kín đ i d ng c Tethys
Trang 18H u n n p Thái Lan- Mã Lai
H u n n p Thai Lan- Mã Lai thu c mi n v l c đ a hình thành vào Trias
mu n- Jura Trên lãnh th Vi t Nam ch có m t ph n c a mi n u n n p này, đó là
đ i M ng Tè và đ i Tây Nam B
Tr ng Kainozoi sông H ng
Trên bình đ ki n trúc ki n t o mi n B c Vi t Nam, tr ng sông H ng có m t
v trí quan tr ng trong ho t đ ng ki n tao Kainozoi Tr ng đ c hình thành và phát tri n trên mi n d p v và tách giãn m t b ph n c a rìa n n Hoa Nam
C u trúc tr ng sông H ng t ng đ i đa d ng và chia làm hai t ng rõ r t:
T ng c u trúc Oligoxen-Mioxen(P-N1) có b dày l n và bi n v m nh m , t ng c u trúc này ch có m t trong đ a hào Hà N i, đ a hào Ninh Bình, đ a hào sông H ng(
t B o Hà đ n Trung Hà)
T ng c u trúc Plioxen- t (N2-Q) có di n phân b r ng h n nhi u và t o thành l p ph b t ch nh h p trên các thành t o Oligoxen-Mioxen, chi m toàn b
di n tích đ ng b ng châu th B c B V không gian tr ng sông H ng có th phân
trung tâm và d i Tây Nam
D i rìa ông B c cách bi t v i d i trung tâm b ng đ t gãy sông Lô D i có
c u trúc ph c t p, v i móng kh i t ng, t o nên các kh i nhô s t n i ti p nhau theo
ph ng Tây B c- ông Nam D i l p ph Neogen- đ t không n đ nh là các đá
l c nguyên tu i Triat-Jura và đá tu i Paleozoi trung- th ng l ra nhi n i
gi i c a d i v i d i trung tâm là đ t gãy sông Ch y l p bao ph Nogen- đ t n m trên các tr m tích l c nguyên, cacbonat, phun trào base thu c võng sông à và các
đá k t tinh Proterozoi, l ra r i rác trong đ i Phía tây nam, sát đ t gãy sông H ng
là đ a hào h p Ninh Bình có b dày các t o thành Neogen- đ t l n
Gi a hai đ t gãy sông Ch y và sông Lô là d i trung tâm Th c ch t đây chính là m t đ a hào (đ a hào Hà N i) v i s s t lún m nh m trong Oligoxen-Neogen v i chi u dày tr m tích đ t t i 5000-6000 m
Trang 19Các ho t đ ng nén ép ngang vào cu i Mioxen ( N31) đã gây nên quá trình
u n n p và phá h y m nh m trong các thành t o Neogen, t o nên m t lo t các u n
n p l i và lõm…
Tr ng Kainozoi C u Long
M t s nhà khoa h c cho r ng lãnh th Vi t Nam và khu v c ph c n đang
ch u nh h ng kéo theo c a s va ch m đ ng th i c a nhi u m ng ki n t o Nh ng
s va ch m này khi n dãy Hymalaya cao d n lên và làm ph n phía nam c a l c đ a ông Á b bi n d ng và phân chia thành các m ng nh chuy n đ ng theo các h ng khác nhau ch y u là h ng ông- ông Nam Lãnh th Vi t Nam cùng v i khu v c
ph c n đang du i d n v phía ông- ông Nam v i t c đ kho ng 50 mm/ n m
1.2.2 Vùng phát sinh đ ng đ t m nh trên lãnh th Vi t Nam
Vùng rìa n n ho t đông Hoa Nam
Chi m ph n ông B c Vi t Nam k t đ t gãy sông H ng vùng này bao g m
kh i nâng Vi t B c và đ i u n n p Katazia,là n i ho t đ ng ki n t o hi n đ i di n ra
m nh m ; đây đã x y ra các tr n đ ng đ t c p VII L c Yên 1953,1954, B c Giang
1961 và nhi u đ ng đ t c p VI-VII Ph n còn l i ho t đ ng ki n t o bình n h n, kèm theo là bi u hi n đ ng đ t y u h n; đây m i ch x y ra đ ng đ t c p VI
Vùng u n n p Tây B c Vi t Nam
Tr i r ng t đ t gãy sông H ng đ n vùng đ t gãy Lai Châu- i n Biên phía Tây, sông C , Rào N y phía Tây Nam Ho t đ ng ki n t o đây di n ra
m nh m và phân d , ho t đ ng đ ng đ t c ng di n ra m nh m và phân d nh ng
tr n đ ng đ t m nh nh t Vi t Nam nh đ ng đ t c p VIII Yên nh, Thanh Hóa,
1635, đ ng đ t c p VIII i n Biên 1935, đ ng đ t c p VIII Tu n Giáo đ u x y ra
trong vùng này
Vùng u n n p Vi t Lào
vùng u n n p Tây B c Vi t Nam, ho t đ ng ki n t o đây y u h n, ho t đ ng đ t
c ng kém rõ ràng và y u t h n, đây c ng ch m i quan sát th y đ ng đ t c p VI
Trang 20a kh i Indosini
N i ti p vùng u n n p Vi t Lào, kéo dài t i đ t gãy sông H u Gi ng nh
vùng rìa n n Hoa Nam, đây là m t vùng n n ho t đ ng ki n t o t ng đ i bình n,
tr đ i ven rìa đông c a vùng đây đã x y ra nhi u đ ng đ t c p VII, nh đ ng
đ t c p VII Phan Thi t n m 1877,1882, đ ng đ t núi l a Hòn Tro, Phú Quý, n m
1923, đ ng đ t c p VII Cheo Reo 1928, đ ng đ t c p VII sông C u, Bình nh n m
1970, 1972 và nhi u đ ng đ t vùng bi n Bình Thu n ng đ t kèm theo ho t đ ng núi l a vùng bi n ông Nam c a vùng là m t đ c đi m c a vùng này
Vùng ho t đ ng núi l a
M t trong nh ng bi u hi n đ c đáo c a vùng v n đ ng ki n t o m i Vi t Nam là các phun trào c a núi l a di n ra phía nam c a lãnh th , thu c vành đai núi l a ông Nam ông D ng Có th phân ra hai giai đo n chính Giai đo n Pleistocen s m: dung nham phun ra theo các đ t gãy l n, l p đ y thung l ng và
đ ng b ng bóc mòn tích t Neogen Giai đo n Holoxen: ho t đ ng h n ch h n và
th ng phun lên t v trí sâu h n theo đ t gãy á kinh tuy n trong th k th 19
c ng nh th i gian g n đây, ho t đ ng núi l a còn ti p t c vùng ven bi n thu c
t nh Bình Thu n, Khánh Hòa Các v n núi l a đã gây ra nh ng tr n đ ng đ t núi
l a các tr n đ ng đ t c p VII b bi n Phan Thi t n m 1877 và 1882 và chu i
đ ng đ t x y ra n m 1928 ven bi n t nh Bình Thu n đ u có liên quan v i nh ng phun trào bazan theo các khe n t ho c các h ng núi l a m i Hai tr n đ ng đ t x y
ra n m 1960 và 1963 vùng đ o Hòn N c, theo Saurin, c ng liên quan v i ho t
đ ng c a núi l a ng m vùng này
Trang 21Hình 1.2 B n đ các vùng phát sinh đ ng đ t trên lãnh th Vi t Nam
Trang 22Hình 1.3 B n đ tâm ch m đ ng đ t và các đ t gãy sinh đ ng
đ t trên lãnh th Vi t Nam
Trang 23Hình 1.4 B n đ các phân vùng gia t c n n trên lãnh th Vi t Nam
Trang 25h ng nh mái th ng
l u, n t n
Trang 26p Chang (D ng đ p nhi u kh i, t ng lõi ch ng th m, thoát n c ki u l ng tr
th i đi m Bhuj x y ra đ ng đ t Tr n đ ng đ t đã làm các lo i đ t phù sa bên d i
đ p đ t đ n m t tr ng thái bão hòa S bão hòa đã d n đ n s m t n đ nh c a mái
th ng l u và gây nên các v t n t l n Sau tr n đ ng đ t, đ nh đ p b h th p kho ng 10m so v i ban đ u
Hình 1.6 M t c t ngang đ p Chang
Hình 1.7 Mô ph ng h h ng c a đ p Chang
Trang 27Hình 1.8 Hình nh h h ng và hóa l ng c a đ p Chang trong th c t
p Shivlakha (D ng đ p nhi u kh i, t ng lõi ch ng th m, thoát n c ki u l ng
tr th đá đ ):
p đ c xây d ng n m 1954 cao 18m và chi u dài đ nh đ p kho ng 300m
p đ c thi t k d ng đ p nhi u kh i, trên n n cát và bùn h n h p trên n n đá sa
th ch Tr n đ ng đ t đã làm các lo i đ t phù sa bên d i đ p đ t đ n m t tr ng thái bão hòa S bão hòa đã d n đ n s m t n đ nh gây nên các v t n t l n c phía th ng l u
và h l u Sau tr n đ ng đ t, đ nh đ p b h th p kho ng 5m so v i ban đ u
Hình 1.9 M t c t ngang đ p Shivlakha
Trang 28p Tarpa ( p có lõi ch ng th m):
p đ c xây d ng n m 1976 cao 15,5m t i v trí cao nh t và chi u dài đ nh
đ p kho ng 1350m, n m 1990 đ p đ c đ p cao thêm 2m p đ c thi t k d ng
đ p nhi u kh i, trên n n đ t phù sa dày h n 30m Tr n đ ng đ t đã làm các n n phía
th ng l u đ p đ t đ n m t tr ng thái bão hòa S bão hòa đã d n đ n s m t n
đ nh gây nên các v t n t l n c phía th ng l u và h l u
Hình 1.10 M t c t ngang đ p Tapar
p Fatehgadh (D ng đ p có lõi ch ng th m, thoát n c ki u ng khói)
c xây d ng n m 1979, chi u cao 11,6m, dài 4050m p đ c xây d ng trên n n h n h p cát b i t l ng l o đ n ch t v a Sau tr n đ ng đ t xu t hi n các
v t n t v i đ r ng kho ng t 1,5 đ n 1,7m phía th ng l u và vùng b t n g n phía trên mái h l u, tuy nhiên v n đ n t ngang này không liên quan đ n s hóa
l ng c a đ t n n
Hình 1.11 M t c t ngang đ p Fatehgadh
Trang 29Hình 1.12 Hình nh h h ng đ p Fatehgadh trong th c t
p Kaswati Dam (D ng đ p có lõi ch ng th m, thoát n c ki u ng khói):
p đ c xây d ng n m 1973, chi u cao nh t 12,9m, chi u dài đ p 1455m trên n n h n h p cát t cát l ng l o đ n ch t v a Sau tr n đ ng đ t phía h l u g n
nh không b nh h ng, phía th ng l u n n phía d i b hóa l ng, m t đ p b s t
lún và n t n
Hình 1.13 M t c t ngang đ p Kaswati
Hình 1.14 Hình nh h h ng đ p Kaswati th c t
Trang 30p Suvi : ( p nhi u kh i, lõi ch ng th m, t ng ch ng th m n n đ p)
p đ c xây d ng n m 1959 có chi u cao nh t 16,5m, chi u dài đ p 2100m trên n n h n h p cát t cát l ng l o đ n ch t v a N m 1900 đ p đ c đ p cao thêm 1m Sau tr n đ ng đ t phía h l u g n nh không b nh h ng, phía th ng l u và
đ nh đ p n n phía d i b hóa l ng, m t đ p b s t lún và n t n
Hình 1.15 M t c t ngang đ p Suvi
Hình 1.16 Mô ph ng nh ng h h ng c a đ p Suvi
Hình 1.17 Hình nh h h ng c đ p Suvi th c t
Trang 31• N h t B n:
Tr n đ ng đ t Tohoku Offshore (Nh t B n) ngày 11/3/2011, M9.0 Sau tr n đ ng đ t Chính quy n Nh t B n đã ph i ki m tra h n 400 con đ p Theo báo cáo c a Thành ph Matsumoto (2011), h u nh t t c nh ng con
đ p này đã đ ng v ng v i thi t h i nh , ngo i l đ p Fujinuma, m t đ p n m phía nam Fukushima có chi u cao t i đa kho ng 18,5 mét và dung tích h
ch a kho ng 1,5 tri u mét kh i Tr n đ ng đ t đã làm phá h y hoàn toàn đ p,
s c v đ p làm n c trong h ch a ch y ra không th ki m soát L ng
n c t h ch a đã ch y v phía h l u vào m t ngôi làng nh gây t vong 8
ng i (Matsumoto, 2011; Towhata et al, 2011)
Hình 1.18 Hình nh v trí và m t c t ngang đ p Fujinuma t i Nh t B n
Trang 32Hình 1.19 Hình nh h h ng c a đ p Fujinuma
Trang 33• M
Vào ngày 09/2/1971, t i mi n Nam California (M ) x y ra m t tr n đ ng đ t
v i c ng đ 6,6 đ Richter Tr n đ ng đ t đã gây hóa l ng đ p Lower San
Fernando và Upper San Fernando Tuy nhiên m c đ thi t h i c a đ p Upper San Fernando ít h n đ p Lower San Fernando Tr n đ ng đ t đã làm g n nh toàn b
ph n mái th ng l u đ p tr t xu ng h , vi c không x lý k p th i có th d n đ n
m t th m h a l n Xét tình hình vô cùng c p bách, kho ng 80.000 ng i trên di n tích 11 d m vuông đã bu c ph i s tán kh n c p n v qu n lý h đã ph i x n c ngay sau khi s c x y ra
Hình 1.20 Mô ph ng m t c t ngang đ p tr c và sau đ ng đ t
Hình 1.21 Hình nh đ p sau đ ng đ t
Trang 34p đ t là lo i đ p đ c xây d ng b ng các lo i đ t trên n n đ t hay đá Do
đó, khi x y ra đ ng đ t có th b h h ng d i các d ng sau:
+ Nh t th i làm t ng các l c đ ng và l c ngang gây s t l , tr t mái;
+ Do s rung l c gây lún thân và n n đ p;
+ i v i cát bão hòa có th gây ra hi n t ng hóa d o hay hóa l ng t m th i,
t đó làm gi m hay m t kh n ng ch ng c t c a đ t, gây tr t mái;
+ Chuy n đ ng c t gây ra đ t gãy trên m t đ p và n sâu vào trong thân đ p; + Hình thành sóng n c trong h , tác đ ng vào mái đ p gây m t n đ nh
Trang 35Hình 1.23 M t vài d ng phá ho i đ p do d i nh h ng đ ng đ t
1.4.2 Hi n t ng hóa l ng c a đ t, cát:
Trong các nguyên nhân gây h h ng đ p d i nh h ng c a t i tr ng đ ng
đ t, nguyên nhân đ t , cát trong thân đ p và n n hóa l ng gây m t n đ nh, s t tr t mái là nguyên nhân chính Trong lu n v n này tác gi xin trình bày m t cách t ng quan v s hóa l ng c a đ t (Tham kh o tài li u Assessment of soil – structure –
earthquake interaction induced soil liquefaction triggering by Berna Unutmaz và
Nghiên c u hóa l ng đê, đ p v t li u đ a ph ng do đ ng đ t – Ph m Kh c
D ng)
Thu t ng "hóa l ng" đã đ c s d ng l n đ u b i Terzaghi và Peck (1948)
đ mô t s m t mát đáng k s c m nh c a cát r t r i gây ra s c do dòng ch y nhi u lo n nh T ng t nh v y, Mogami và Kubo (1953) s d ng cùng m t thu t
ng đ đ nh ngh a s m t kh n ng s c kháng c t do đ a ch n gây ra t i tr ng có tính chu k Tuy nhiên t m quan tr ng c a nó ch a đ c hi u bi t nhi u đ n khi
x y ra tr n đ ng đ t t i Niigata n m 1964 Robertson và Wride (1997) đ a ra:
Hóa l ng dòng ch y
Trong báo cáo h i th o NCEER n m 1997, hóa l ng dòng ch y đ c đ nh ngh a là hi n t ng khi các tr ng thái cân b ng b phá h y b i t i tr ng t nh hay
đ ng trong đ t tr m tích v i đ l n ng su t d th p… T i t nh, ví d tòa nhà m i trên m t s n d c mà tác d ng l c b sung lên đ t phía d i n n công trình ng
đ t, n mìn, và đóng c c là t t c các ví d v t i tr ng đ ng có th kích ho t dòng
ch y hóa l ng Sau khi b kích ho t, s c m nh c a đ t d b hóa l ng dòng ch y không còn đ đ ch u đ c ng su t t nh tác đ ng lên Hóa l ng dòng ch y th ng
d n đ n nh ng h u qu nghiêm tr ng
Trang 36Ngoài ra ta có th hi u hi n t ng này là hi n t ng khi trong n n đ t cát r i
d i tác d ng c a tr ng t nh ho c đ ng trong đi u ki n không thoát n c làm áp l c
n c l r ng gia t ng d n t i ng su t hi u qu gi m d n theo th i gian (modun kháng
c t và c ng đ ch ng c t gi m c a cát gi m) H u qu làm cho n n đ t y u d n theo
th i gian cho t i khi đ t tr ng thái t i h n ’ = 0 ( ’ là ng su t hi u qu ) thì các h t
đ t th c s n i trong n c l r ng mà không có s liên k t v i các h t xung quanh, d n
t i cát b hóa l ng Chi ti t v hóa l ng d ng dòng ch y có th tham kh o Kramer
(1996), Holz và Kovac (1981)
Hóa l ng chu k
Khi b kích ho t b i t i tr ng chu kì x y ra trong các tr m tích v i các ng su t
c t t nh nh h n c ng đ ch ng c t c a đ t thì đ t có kh n ng b hóa l ng Nói cách khác, s gia t ng ng áp l c đ ng h ng hi u qu s làm suy gi m kh n ng linh đ ng chu k c a cát
Trang 37c đi m đ a t ng, chi u sâu m c n c, đi u ki n thoát n c, l ch s ng su t và
ph ng pháp xây d ng công trình c bi t c ng đ và th i gian đ ng đ t có nh
sét (< 0.002
mm) ≥ 10%
C n xem xét thêm Cân nh c đ n kích c h t có tính d o không ph i đ t sét
Không có kh n ng hóa l ng
Trang 38CH NG 2 PH NG PHÁP TI P C N TÀI NGHIÊN C U 2.1 P h ng pháp phân tích đ ng đ t
M t trong nh ng nhi m v ch y u c a k thu t ch ng đ ng đ t là xây d ng các ph ng pháp xác đ nh các ng x đ ng l c c a công trình khi ch u đ ng đ t xác đ nh ng x c a công trình ch u tác d ng c a đ ng đ t, ng i ta s d ng
ph ng pháp tính toán t nh l c và ph ng pháp tính toán đ ng l c
2.1.1 Ph ng pháp tính toán t nh
Theo ph ng pháp này, toàn b hay b ph n công trình đ c xem nh m t
v t tuy t đ i c ng đ t trên n n v i gia t c đ ng đ t x”0(t);
bi n d ng c a công trình và đ c bi t là nó không ph n nh đ c tr ng thái ch u l c
th c t c a công trình khi đ ng đ t x y ra Vào nh ng n m 40 c a th k 20,
ph ng pháp tính toán t nh đã nhanh chóng nh ng ch cho ph ng pháp tính toán
đ ng l c
2.1.2 Ph ng pháp tính toán đ ng
N i dung c b n c a ph ng pháp đ ng l c trong bài toán kháng ch n là
xem công trình nh m t h c h c có s b c t do h u h n ho c vô h n, b di
c ng K và h s c n C c a t ng b ph n riêng r Sau đó mô hình hóa k t c u công trình ch u tác d ng đ ng đ t b ng h ph ng trình vi phân toán h c, và k t qu s tìm đ c ng x c a công trình Trong ph ng pháp tính toán đ ng g m các
ph ng pháp: ph ng pháp gi i tích, ph ng pháp ph ng x , ph ng pháp phân
Trang 39tích theo l ch s th i gian, ph ng pháp t i tr ng ngang thay th , ph ng pháp đ ng
l c, ph ng pháp ng u nhiên
Ph ng trình c b n v ng x c a đ ng đ t, đ c thi t l p theo ph ng pháp ph n t h u h n:
[M]{a”} + [D]{a’} + [K]{a} = {F}
[M]: ma tr n t ng kh i l ng; [D]: ma tr n c n do d o và nh t;
[K]: ma tr n đ c ng; {F}: vec t l c nút;
{a”},{a’},{a}:l n l c là vec t gia t c, vec t v n t c và vec t chuy n v nút
Ph ng trình c b n này đ c tích phân tr c ti p theo th i gian theo thu t
toán Wilson
tính toán theo ph ng pháp đ ng l c, trong lu n v n tác gi dùng ph n
m m Quake/W; nó cho phép phân tích đ ng l c ch y u cho các công trình đ t và môi tr ng đ a k thu t, v i gi thi t là mô hình đàn h i tuy n tính
2.2 Lý thuy t c s v ph ng pháp ph n t h u h n
2.2.1 Khái ni m v ph ng pháp ph n t h u h n
Ph ng pháp ph n t h u h n (PPPTHH) là ph ng pháp s đ gi i các bài toán mô t b i các ph ng trình vi phân riêng bi t và các đi u ki n c th B t ngu n t vi c ph i gi i quy t các bài toán ph c t p c a khoa h c k thu t
M t ch ng trình tính b ng PTHH th ng g m các kh i chính sau:
t nút và ph n t (l i ph n t ), các thông s c h c c a v t li u, các thông tin v
t i tr ng tác d ng và thông tin v liên k t c a k t c u (đi u ki n biên);
Trang 40Gi i h ph ng trình KQ = F (Xác đ nh véct chuy n v nút t ng th Q)
In k t qu
- In các k t qu mong mu n
- V các bi u đ , đ th
Hình 2.1 S đ kh i c a ch ng trình PTHH