phần mở đầu và kết luận gồm: Chƣơng 1: Tổng quan nghiên cứu TLĐ Chƣơng 2: Phƣơng pháp nghiên cứu và Đặc điểm điều kiện tự nhiên huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình Chƣơng 3: Đánh giá nguy cơ tai biến TLĐ ở huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình trong bối cảnh BĐKH và đề xuất giải pháp ứng phó 20 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRƢỢT LỞ ĐẤT 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Khái niệm về TLĐ và các dạng tai biến liên quan 1.
Khái quát về TLĐ Trƣợt đất trong văn liệu địa chất môi trƣờng, hiểu theo nghĩa hẹp là một dạng chuyển động nhanh theo sƣờn dốc của đất hoặc đá ít nhiều có kết dính. Ngoài ra nó cũng thƣờng đƣợc sử dụng nhƣ một chuyên từ tổng hợp cho bất kỳ một dạng chuyển động nào dọc theo sƣờn dốc của vật liệu đất đá (Keller, 1992). Về bản chất, TLĐ đƣợc coi nhƣ một quá trình di chuyển xuôi dốc của vật liệu đất đá. Quá trình này đƣợc bắt đầu khi thế cân bằng động của sƣờn dốc, địa hình bị phá vỡ.
Tiếp theo xảy ra các quá trình chuyển động đất đá với việc hình thành các khối trƣợt với những dạng hình thái và cấu trúc đặc trƣng. Khi nguyên nhân phá vỡ thế cân bằng của sƣờn dốc và địa hình đƣợc loại bỏ hoàn toàn, khối trƣợt qua giai đoạn phát triển sẽ bƣớc vào giai đoạn ổn định mới. Nguy cơ trƣợt lở sẽ lại xảy ra đối với chính khối trƣợt hoặc trong bản thân khối trƣợt khi thế cân bằng của sƣờn dốc và khối trƣợt bị phá vỡ. Rõ ràng quá trình trƣợt lở cần xem xét toàn diện từ dạng chuyển động (cơ chế), cấu trúc mặt trƣợt, hình thái và cấu trúc khối trƣợt, các nguyên nhân dẫn đến sự phá vỡ thế cân bằng của sƣờn dốc, địa hình; động lực phát triển của quá trình trƣợt và nhiều vấn đề liên quan khác.
Do hiện tƣợng có ảnh hƣởng rất lớn trong đánh giá sự ổn định chung của khu vực và công trình, mà nó đã đƣợc quan tâm, nghiên cứu từ rất lâu ở nhiều nƣớc, nhiều nơi trên thế giới. Mặc dù vậy, do sự đa dạng và phức tạp của quá trình trƣợt xuất phát từ đặc điểm địa chất mỗi khu vực mà việc tổng hợp lý thuyết trƣợt còn rất ít và chậm hơn rất nhiều so với những nghiên cứu cụ thể trên các đối tƣợng cụ thể - là thành tựu chủ yếu của ngành địa chất công trình. Tuy nhiên, những khái niệm cơ bản về quá trình trƣợt lở và các dạng tai biến liên quan đã đƣợc định hình. Phân loại trượt lở Trƣợt lở rất đa dạng về hình thái, kích thƣớc, cấu trúc, rất phức tạp về nguyên nhân thành tạo và các điều kiện hỗ trợ, rất đa dạng về cơ chế và động lực phát triển.
Thêm vào đó, mục tiêu nghiên cứu trƣợt lở của các nhà nghiên cứu cũng rất khác nhau. Bởi thế, tồn tại rất nhiều cách phân loại trƣợt lở khác nhau. Từ những phân loại chỉ dựa trên một só dấu hiệu hoặc về hình thái, cấu trúc khối trƣợt hoặc về dạng chuyển động. những bảng phân loại càng về sau càng mang tính tổng hợp cao.
Trong những phân loại này, từ dạng chuyển động đất đá, vật liệu tham gia quá trình trƣợt, quy mô và tốc độ xảy ra trƣợt lở cũng đƣợc tính đến (Lomtadze, 1982). Do tính chất phức tạp của quá trình trƣợt lở, hiển nhiên khó có một bảng phân loại nào vừa đảm bảo tính ngắn gọn và hàm xúc của hệ thống phân loại, vừa phản ánh đƣợc mọi tính chất cũng nhƣ đặc điểm của quá trình. Vì lẽ đó, những phân loại riêng theo hình thái, theo kích thƣớc hoặc theo cấu trúc và quy mô hay đơn giản chỉ theo chiều sâu tầng đất đá bị dịch trƣợt vẫn còn giũ nguyên giá trị sử dụng. Tuy nhiên, hệ thống phân loại theo Varnes (1984) đƣợc sử trong trong luận văn vì hệ thống này làm nổi bật đƣợc kiểu vật liệu và kiểu dịch chuyển.
Phân loại chuyển động mái dốc theo Varnes (1978). Kiểu vật liệu Kiểu dịch Đất xây dựng chuyển Đá Hạt thô là chủ yếu Hạt mịn là chủ yếu Đổ Đổ Mảnh vụn đổ Đất đổ Rơi Rơi Mạnh vụn rơi Đất rơi Xoay Sụp Mảnh vụn sụp Đất sụp Trƣợt Tịnh Dịch chuyển khối Dịch chuyển khối Dịch chuyển khối đất tiến mảnh vụn Chảy Dịch chuyển Mảnh vụn dịch ngang Đất dịch ngang ngang ngang Chảy dòng Đá lở Dòng mảnh vụn Dòng đất Trƣợt hỗn hợp bao gồm 2 hoặc nhiều hơn kiểu dịch chuyển cùng xảy ra 22 Trên thực tế, các khối trƣợt đều đƣợc miêu tả bằng hai cụm từ kiểu dịch chuyển và kiểu vật liệu (Hình 1. Thuật ngữ mô tả khối trượt điển hình (Varnes, 1984). Theo hệ thống phân loại nêu trên, một số kiểu trƣợt thƣờng gặp bao gồm: Kiểu dịch chuyển dạng đổ: do sự tách, vỡ của đất, đá từ mái dốc đứng theo mặt tách, nơi có cƣờng độ kháng cắt rất yếu hoặc không có.
Vật chất sau đó rơi theo trọng lực, có thể kèm theo chuyển động quay với tốc độ nhanh. Kiểu dịch chuyển dạng rơi: khi một phần mái dốc bị lật quay, rơi ra khỏi mái dốc với trọng tâm quay quanh một điểm thì xảy ra kiểu dịch chuyển dạng rơi. Quá trình bị tác động bởi trọng lực vào phần ở những vật liệu hình thành các khe nứt tạo góc dốc ngƣợc. Trượt xoay: xảy ra khi các khối đất dịch chuyển theo bề mặt phá hủy dạng mặt cong lõm giả định.
Lúc đó phần đầu khối trƣợt dịch chuyển chủ yếu theo chiều thẳng đứng, bề mặt mái dốc phía trên khối trƣợt có khuynh hƣớng tạo ra độ nghiêng dốc ngƣợc với mái dốc. Trượt tịnh tiến: là hiện tƣợng khối trƣợt dịch chuyển xuống qua bề mặt dạng mặt phẳng hoặc hơi gồ ghề. Các bề mặt phá hủy thƣờng dạng hình lòng máng rộng theo mặt cắt ngang. Ngƣợc lại, mặt trƣợt xoay có khuynh hƣớng khôi phục lại khối trƣợt về trạng thái cân bằng.
23 Trượt hỗn hợp: là kiểu trƣợt trung gian giữa hai loại trƣợt, thƣờng là trƣợt xoay và trƣợt tịnh tiến. Mặt trƣợt có dạng đƣờng cong gãy khúc phức tạp, phụ thuộc vào biến dạng bên trong và ứng lực cắt dọc bề mặt trong phạm vi vật liệu dịch chuyển và những kết quả trong sự hình thành những vách dốc trung gian, độ dốc của nó giảm đột ngột, trên bề mặt vật liệu bị biến dạng, lún xuống tạo ra các địa hào và vùng chịu nén. Kiểu trƣợt này thƣờng xuất hiện khi trong cấu tạo của khối trƣợt có sự hiện diện của lớp đất yếu hay đới sét phong hóa, tạo ra các mặt trƣợt trung gian điều khiển quá trình dịch chuyển và tạo ra mặt trƣợt hỗn hợp. Kiểu dịch chuyển dạng dòng: là sự dịch chuyển liên tục theo không gian trong đó các dạng mặt cắt tồn tại ngắn, không đƣợc duy trì lâu.
Đặc điểm phân bố vận tốc trong khối dịch chuyển dần giống với dạng dòng chất lỏng sệt. Sự biến đổi dần dần từ trƣợt tới chảy xảy ra phụ thuộc vào lƣợng nƣớc trong đất, tính lƣu động và phạm vi phát triển của khối trƣợt. Trƣợt mảnh vụn có thể trở thành dòng mảnh vụn có tốc độ cực nhanh trong các điều kiện nhất định. Dòng trƣợt mảnh vụn (debris) là một dạng di chuyển dòng nhƣng với quy mô lớn, dồn dập hơn, tốc độ di chuyển nhanh hơn các dòng mảnh vụn mái dốc mở ở trên.
Nguyên nhân trượt lở đất Trong nghiên cứu trƣợt lở đất, ngoài việc phân loại chúng, phải nghiên cứu các quá trình phát sinh và xảy ra trƣợt lở để có đƣợc các giải pháp phù hợp. Trong thi công công trình, nhiều trƣờng hợp, việc xác định chính xác nguyên nhân gây trƣợt có ý nghĩa quyết định, mang lại lợi ích kinh tế cao. Trƣợt lở đất nói chung là phức tạp cả về nguyên nhân gây trƣợt, cơ chế tác động, kiểu di chuyển, loại vật liệu… Tuy nhiên chúng có các nguyên nhân chung và đƣợc chia thành 4 nhóm sau: - Các nguyên nhân địa chất – địa chất công trình: sự có mặt của vật liệu yếu, vật liệu nhạy cảm, vật liệu bị phong hóa, vật liệu chịu ứng suất cắt, vật liệu bị nứt nẻ, tách giãn, tồn tại các khối không liên tục với các yếu tố bất lợi (khối phân lớp, phân phiến …), các cấu trúc không liên tục với các yếu tố bất lợi (đứt gãy bất 24 chỉnh hợp, đới cà nát…), vật liệu có khả năng thấm lớn, hỗn hợp vật liệu bất lợi (các vật liệu cứng, chặt phân bố trên nền các vật liệu mềm dẻo hơn). - Các nguyên nhân địa động lực và hình thái địa mạo: Sự có mặt của hoạt động kiến tạo hay sự nâng lên của núi lửa, xói lở lòng sông tới chân mái dốc, hoạt động của sóng tới chân mái dốc, xói lở các mép bên mái dốc, xói ngầm (do hòa tan, vận chuyển dòng ngầm …), tăng tải trọng lên mái dốc do các tích đọng vật liệu, hủy hoại thảm thực vật (cháy rừng, hạn hán).
- Các nguyên nhân vật lý: Mƣa lớn, các quá trình kết tủa hóa học, khả năng kéo vật chất đi xuống dƣới tác động của lũ lụt và thủy triều, động đất, hoạt động núi lửa, sự co ngót và giãn nở của vật liệu dƣới tác động của thời tiết. - Các nguyên nhân nhân sinh: khai đào hố móng hay làm mất chân mái dốc (làm đƣờng), chất tải lên mái dốc, hoạt động làm tăng khả năng kéo vật chất đi xuống nhƣ xây dựng hồ chứa, hoạt động tạo chấn động nhân tạo (nổ mìn), sự thoát nƣớc từ các hoạt động kinh tế. Trong các nguyên nhân này, một số có thể đƣợc nhận biết với các công cụ khảo sát thông thƣờng ngoài hiện trƣờng. Sự thay đổi về mặt hình thái học địa mạo theo thời gian có thể nhận biết kết hợp qua phân tích thực địa, bản đồ và ảnh hàng không qua các thời kỳ.
Những thay đổi bên trong vật liệu và đặc tính khối theo thời gian đƣợc suy luận từ quá trình đo đạc, quan trắc sự biến đổi dần dần các tính chất của khối theo theo thời gian và khoảng cách di chuyển. Tình hình nghiên cứu TLĐ trên thế giới Hiện nay đã có nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới có giá trị về dự báo tai biến TLĐ đóng góp tích cực vào việc phòng tránh, giảm nhẹ thiên tai cho nhiều quốc gia. Đã có rất nhiều điều tra về các quá trình trƣợt lở đã đƣợc tiến hành chi tiết. Đặc biệt là ở một số nƣớc nhƣ Hoa Kỳ, Canada, Anh, Pháp, c, Ấn Độ, Trung Quốc,.
nơi hàng năm những thiệt hại do trƣợt lở đất đá gây ra lên tới hàng tỷ USD, thì những quá trình điều tra đánh giá đƣợc thực hiện thƣờng xuyên, tỉ mỉ, những hệ 25 thống giám sát trƣợt lở đất đƣợc thiết lập chặt chẽ.