CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE NGHIÊN CỨU HÓA LỎNG DO DONG DAT 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thé giới và trong nước. Khái quát về động dat ‘Theo Robert Bates và Julia Jackson, (1987) 1], động đất là một chuyển động hay rung động đột ngột trong vỏ quả đất sinh ra do sự giải phóng tức thời năng lượng, biển dang được tích lũy lần từ trước. Có nhiều nguyên nhân gây ra động đất như: do kiến tạo, do đứt gãy, do làm hd chứa nước lớn, do nỗ, do sụt lở. Giải thích mới và thuyết phục hơn cả hiện nay về nguyễn nhân động đất là do sự trôi dat lục địa va kiến tạo mảng kích thích núi lửa hoạt động.
Tir những số đọc sóng động dat tại các biểu đồ địa et của các tram quan trắc có thể tính ra được vị tí trung tâm (chấn tiêu) của một trận động (in 1.1), Mặt đắt Chấn há tâm. Để độ là A— Khoảng cách chân tâm h— Độ sâu | fs chin tien | † | Ñ— Khoảng cách chắn tiêu * Chấn tiêu Hình 1. Sơ đồ thông số vị rỉ của một trân động đắt Mức độ nghiêm trọng của một trận động đắt được miêu tả bởi cả độ lớn và cường độ. động đất Độ lớn động dat (ký hic M) là đại lượng đặc trưng cho mức năng lượng mà trận động đất phát và tuyển m không giam xung quanh đưới dang sống dần hồi (QĐ46/2014/QĐ-TTg)(2].
Một số thang đo độ lớn động đt phổ biển là thang mô men (Ms), thang Richter (Mz), thang độ lớn sóng bé mặt (Ms). Động đất được phân than các loại: vi động đất (M < 2,0), động đất yếu (2,0 < M< 3,9), động đắt nhẹ (4,0 < M.< 4,9), động đất trung bình (5,0 < M < 5.9), động đắt mạnh (6,0 < M < 6,9), động đất rat mạnh (7,0 < M < 7,9) và động đất hủy diệt (M > 8,0) [2]. 5 ‘Cuong độ chin động trên bề mặt (ký hiệu 1) là đại lượng biểu thị khả năng rung động do một trận động đất gây ra trên mặt đất và được đánh giá qua mức độ tác động của nó đối với nhà cửa, công trình, mặt đất, đồ vat, con người. Một số thang cường độ động đất phổ biến là thang MSK-64 có 12 cấp, thang MMI có 12 cấp, thang IMA của cơ ‘quan khi tượng Nhật Bản có 8 cấp.
inh giá khả năng rung động nền hay độ nguy hiểm động đắt cho một khu vực hay sông trình phải đưa ra được các thông số của trận động đắt như gia tốc nền cực đại PGA, phổ phan ứng của gia tốc nén SA, băng gia tắc. bảng chủ én đổi tương đương từ đỉnh gia tốc n sang cấp động đất của thang MSK- 64 và thang MM được thể hiện tr Bảng 1. Theo giá trị gia tốc nén, động đắt mạnh là động đất có a > 0,08g, khi đỏ phải tinh toán cầu tạo kháng chắn. Bing chuyên đỗ từ định gia tốc nền sang cdp động đắt Thang MSK-64 Thang MM Cấpđộngđc j Dinh giatGenta,a(g) | Cipddngdit | Dinh gia Gentn, ate) Vv 0012.003 V 008-001 VI > 005-006 Vi 006007 vi >006 VI 010-015 Vi >012021 Vi 025-030 1K >024-048 1K 050-055 x >048 x >06 Việt Nam nằm trong địa mảng A - Âu nên nguồn gây động đắt đều trực tiếp do đứt shy nội mảng, do vậy điều kiện phát sinh và đặc điểm động đất tại Việt nam đều bắt nguồn tử bình đồ kiến tạo trên lãnh thd Việt Nam, Các vùng có nguy cơ xây ra động đất từ 6.0 ~ 7,0 độ Richter ở Việt Nam gồm: đới đứt gãy trên hệ thống sông Hồng, sông Chay; đối đứt gly Lai Châu ~ Điện Biên; đới sông Mã, Sơn La, sông Đà; đối Cao Bing, Tiên Yên; đới Rao Nay - sông Ca; đới Đakrông — Huế; đới Trường Sơn; đới sông Ba; đới ven biển miễn Trung.Ngoài những ving này, trên lãnh thổ Việt Nam sòn cổ khoảng 30 khu vực có nguy cơ động đắt ấp xi 5,0 độ Richter Theo Nguyễn Dinh Xuyên và Trần Văn Thing, (2005)4] trước Kainozoi, quá tình ‘van động kiến tạo đã hình thành trên lãnh thổ Việt Nam và lân cận.
Các đơn vị kiến tao chính theo bản đồ địa chin kiến tạo là cơ sở cho phân vùng động đắt trên lãnh thổ Việt Nam (Hình 1. Bản đồ phân vùng động đất lanh thổ Việt Nam trong tiêu chun thiết kế kháng chin đã được thành lập trên cơ sở các kết quả nghiên cứu quy luật biểu hiện động đất trên lãnh thổ Việt Nam. Dựa theo tương quan giữa động đt và bình đổ phân ving kiến ạo địa động lực hiện đại, từ đó tìm ra quy luật phân bổ động đất trong không gian và theo thời gian, quy luật lặp lại động đất và mỗi liên quan giữa các đặc trưng động lực như chiễ dải, chiều rộng, chấn tiêu động đất với quy luật lan truyền chấn động (cấp động đất, gia do động nên. Nhờ vào bản đ được thi dil động đất lặp lại rong 1000 năm và 500 năm, Theo bản đồ này, Việt Nam có tt cả 30 khu vực cổ thể phát sinh động đắt.
Mức độ chắn động của động đất nằm trong khoảng từ 5,5 - 6,8 độ Richter |3]. 1a Nội nằm trong ving đứt gây sông Hồng - sông Chay, nơi đã xây ra các tận động đất mạnh cấp Vil, ấp VIII (thang MSK- 64) vào các năm 1277, 1278, 1285. Hiện Hà Nội dang trong thời kỳ yên tĩnh nhưng trong tương lai hoạt động động đất có thể tang lên và động đất mạnh có thé xay ra. Ngoài ra, Hà Nội còn phải chịu tác động của động.
dắt mạnh xây rà ở những vũng đốt gay lân cn như đất gay sông Lô, Đông Triễu, Sơn La Nguyễn Hồng Phương và Phạm Thể Truyền. (2014)[5] công bổ tập bản đổ xác suất nguy hiểm động đất lãnh thé Việt Nam và khu vực biển đông trên cơ sở cập nhật danh. me động đất và các thông tn diac in kiến tạo, địa động lực khu vực Đông Nam A đến năm 2014, Theo tập bản đồ này, trên lãnh thổ Việt Nam rung động nén mạnh nhất quan sát thấy tại khu vực Tây Bắc đất nước, tập trung trên hai vùng nguồn Điện Biên - Lai Châu và Sơn La. Đặc biệt đối với chu kỷ lập lại khoảng 10000 năm, các giá tị rung động nền tại hai vùng nguồn nêu trên tương đương với cường độ chấn động trên.
b mật cắp IX theo thang MSK - 64. Ngoài hai ving chấn động mạnh nhất nêu trên, trên lãnh thổ Việt Nam còn quan sát thấy khu vục sông Hồng — sông Chay là vùng nguồn có rung động mạnh t ấp VII (thang MSK - 64), nh ae Nai Hinh 1. Bản dé địa chan kién tạo lãnh thổ Việt Nam [4] 112 Tình hình nghiên cứu hóa lông do động đất trên thế giới 11.21 Khái quát vé hóa lông Hóa lông là một trong những hiện tượng quan trọng, phúc tạp, thú vị và gây tranh cãi nhiều nhất trong nghiên cứu động đất (Kramer, 1996)[6]. Hóa lỏng thường xảy ra trong nền đất cát ri khi động đất hoặc chịu tác động của tải trong động.
Trong thực tẾ hiện tượng hóa long xây ra chủ yếu do động dat, Trong khi động dat, tác dụng của ứng. uất cắt theo chu kỷ do các sing cắt gây ra làm tăng áp lực nước lỗ rồng trong cát. Khi chin động xây ra đủ nhanh, đất chịu tải không thoát nước, áp lực nước lỗ rỗng trong đất ting nhanh. Sự gia ting áp lực nước lỗ rỗng khi chịu tải Không thoát nước là đấu hiệu nhận biết hiện tượng hóa lỏng.
Khi xảy ra hóa lòng làm cho đất nên yếu in theo thời gian, các hạt đắt hầu như không. liên sói nhau và mắt khả năng chẳng cắt vi thé sức chiu tii của nền giảm xuống lâm cho công trình lún, trượt, mắt ôn định, Nghiên cứu về hóa lòng trên thé giới được thực hi tử những năm 1920 tuy nhiền nó chỉ phát triển mạnh mẽ vào những năm 1960 sau thâm hoa động đất kép ở Niigata và Alaska năm 1964, cả hai trận động đắt này đều gây thiệt hại nặng nề do hiện tượng hóa. lông đắt, Cúc nghiên cửu đã tập trang làm sng t6 một số vẫn đề của hiện tượng hóa long đất như hậu quả của hóa lỏng đắt, cơ chế hình thành hóa lỏng, đánh giá khả năng, hóa lòng, các yêu tổ ảnh hưởng đến sức kháng hóa ling của dt, các biện pháp giảm nhẹ thiệt hại do hỏa lỏng. Các sự cổcông trình do ảnh hưởng của hóu lỏng trong động đất Môi trong những nguyên nhân gây phá hủy công trình nói chung và công trình thủy lợi nối riêng là hóa long do động đất.
Hóa lòng xây ra làm cho nền đi gian, ác hat đt gần như không liên kết với nhau lâm mắt khả năng chống cắt của đất vì thể sức chịu tải của nền giảm xuống làm cho công trình mắt tính ổn định gây ra các hiện tượng trượt lỗ, lún.Trên thé giới đã có nhiều công trình xây dụng chịu hậu quả nghiêm trọng do nền đắt bị hóa lỏng trong các trận động đắt. Dưới đây là một số hình ảnh về hậu qua hỏa long do động dit đối với công tình (Hình 1.3, Hóa ling đắt gây sat đường cao tóc ở phía tây của hồ Merced ở San Francisco trong trận động đất thành phố Daly năm 1957 (Ảnh chụp của M. Bonilla Trang tân Kho sắt Địa chất Hoa K3) Hình L4. Héa long đất gây trượt mái thượng lưu đập San Fernando hự năm 1971 (Ảnh chụp của sở thông tin quốc gia vẻ động dat, Trường đại học California) bft:ằeícĐnaộhog “Vũng hin lòng và TE nước rồng con Hình 1.
Sơ đồ trượt mãi đập San Fernando hạ năm 1971 (a): Mat cắt ngưng ban đầu (6): Mặt cắt mgang sau li trượi (Castro và nak, 19927] 0 Hinh 1. Hoa long gay hw hỏng dé sông Yoshida trong trận động đắt Mivagiken-oki năm 1978 (Sasaki và nnk, 2004)[8] Prieta năm 1989 (Ảnh chụp của S.Ellen, Trung tâm Khảo st Địa chất Hoa Ki) “Hình 1.8, Hóa long gây hue hỏng dé sng Shiribeshi-Toshibetsu tong trận động đắt Hokkaido-nansei-oki năm 1994 [87 " "Hình 1. Hóa lồng ở vùng ngoại 6 hành phổ Christchurch năm 2011 (Ảnh chụp của M. Cubrinovsk, Đại học Canterbury) Sasaki và nnk, (2004)[8] đã cho thấy các sự cỗ để sông trong hầu hết các trận động đất lớn tại Nhật Bản là do hóa lỏng đắt nền, điền hình như hư hong dé sông Yoshida trong trận động đất Miyagiken-oki năm 1978, hư hỏng đê sông Shiribeshi-Toshibetsu trong trận động đất Hokkaido-nansei-oki năm 1994, đê sông Yodo trong động đất Kobe nim 1995, Sự kiện sụp đổ để sông Yodo năm 1995 do hóa lỏng nền trong trận động đất Kobe đã din tới những thay đổi trong thiết ké kháng chấn đê sông tại Nhật Bản.