I. Tổng quan về hóa lỏng do động đất
Chương này cung cấp cái nhìn tổng quan về hiện tượng hóa lỏng đất nền dưới tác động của tải trọng động đất. Nghiên cứu tập trung vào các công trình đã được thực hiện trên thế giới và tại Việt Nam, đặc biệt là các nghiên cứu liên quan đến đê Hữu Hồng tại Hà Nội. Các vấn đề chính bao gồm: khái niệm về động đất, tình hình nghiên cứu hóa lỏng trên thế giới và trong nước, cũng như phân tích các kết quả nghiên cứu đã công bố. Chương này cũng đề cập đến các vấn đề sẽ được triển khai trong luận án, bao gồm đánh giá khả năng hóa lỏng và đề xuất giải pháp ổn định đất nền.
1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước
Nghiên cứu về hóa lỏng đất nền dưới tác động của động đất đã được thực hiện rộng rãi trên thế giới, đặc biệt tại các quốc gia có nguy cơ động đất cao như Nhật Bản, Mỹ và New Zealand. Tại Việt Nam, các nghiên cứu về hóa lỏng còn hạn chế, chủ yếu tập trung vào các khu vực có nguy cơ cao như đê Hữu Hồng tại Hà Nội. Các nghiên cứu này nhằm đánh giá khả năng hóa lỏng và đề xuất các giải pháp kỹ thuật để giảm thiểu rủi ro.
1.2. Khái quát về động đất
Động đất là hiện tượng tự nhiên xảy ra do sự dịch chuyển của các mảng kiến tạo, gây ra các rung chấn trên bề mặt Trái Đất. Tác động của động đất lên các công trình xây dựng, đặc biệt là các công trình hạ tầng như đê Hữu Hồng, có thể dẫn đến hiện tượng hóa lỏng đất nền, gây mất ổn định và sụp đổ công trình.
II. Đánh giá tính nhạy hóa lỏng và khả năng hóa lỏng đất nền đê Hữu Hồng
Chương này tập trung vào việc đánh giá tính nhạy hóa lỏng và khả năng hóa lỏng của đất nền tại đê Hữu Hồng đoạn qua Hà Nội (K73+500 – K74+100). Nghiên cứu sử dụng các phương pháp thí nghiệm địa chất hiện trường và phân tích số liệu để xác định các đặc tính cơ lý của đất nền. Kết quả cho thấy, đất nền tại khu vực này có nguy cơ hóa lỏng cao dưới tác động của tải trọng động đất.
2.1. Khái quát đặc điểm hệ thống đê Hữu Hồng
Hệ thống đê Hữu Hồng là một phần quan trọng trong hệ thống đê điều của Hà Nội, có vai trò bảo vệ các khu vực dân cư và nông nghiệp khỏi lũ lụt. Đoạn đê từ K73+500 đến K74+100 được chọn làm đối tượng nghiên cứu do đặc điểm địa chất phức tạp và nguy cơ hóa lỏng cao.
2.2. Đánh giá tính nhạy hóa lỏng đất nền đê Hữu Hồng
Nghiên cứu sử dụng các tiêu chí đánh giá tính nhạy hóa lỏng dựa trên các thông số địa kỹ thuật như độ chặt, thành phần hạt và độ bão hòa của đất. Kết quả cho thấy, đất nền tại khu vực nghiên cứu có tính nhạy hóa lỏng cao, đặc biệt là các lớp đất cát mịn và bão hòa nước.
III. Thí nghiệm trong phòng xác định các đặc trưng động của đất nền đê
Chương này trình bày các thí nghiệm trong phòng nhằm xác định các đặc trưng động của đất nền tại đê Hữu Hồng. Các thí nghiệm bao gồm xác định mô đun Young, hệ số giảm chấn và đường cong hóa lỏng của đất. Kết quả thí nghiệm được sử dụng để mô phỏng và đánh giá khả năng hóa lỏng của đất nền dưới tác động của tải trọng động đất.
3.1. Xác định đặc trưng biến dạng của đất nền đê
Các thí nghiệm được thực hiện để xác định mô đun Young và hệ số giảm chấn của đất nền. Kết quả cho thấy, đất nền tại đê Hữu Hồng có mô đun Young thấp và hệ số giảm chấn cao, điều này làm tăng nguy cơ hóa lỏng dưới tác động của động đất.
3.2. Xác định đường cong hóa lỏng đất nền đê
Thí nghiệm xác định đường cong hóa lỏng được thực hiện để đánh giá khả năng hóa lỏng của đất nền. Kết quả cho thấy, đất nền tại khu vực nghiên cứu có nguy cơ hóa lỏng cao, đặc biệt là dưới tác động của các trận động đất mạnh.
IV. Mô phỏng hóa lỏng đê Hữu Hồng khi chịu động đất mạnh và đề xuất giải pháp ổn định
Chương này trình bày các kết quả mô phỏng hóa lỏng của đê Hữu Hồng dưới tác động của tải trọng động đất mạnh. Nghiên cứu sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn và phần mềm Quake/w để mô phỏng và đánh giá khả năng hóa lỏng. Dựa trên kết quả mô phỏng, các giải pháp ổn định đất nền được đề xuất, bao gồm làm chặt cát, sử dụng giếng cuội sỏi và cọc cát.
4.1. Mô phỏng hóa lỏng đê Hữu Hồng
Nghiên cứu sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để mô phỏng hóa lỏng của đê Hữu Hồng dưới tác động của động đất mạnh. Kết quả mô phỏng cho thấy, đất nền tại khu vực nghiên cứu có nguy cơ hóa lỏng cao, đặc biệt là tại các mặt cắt K73+750.
4.2. Đề xuất giải pháp ổn định
Dựa trên kết quả mô phỏng, các giải pháp ổn định đất nền được đề xuất, bao gồm làm chặt cát, sử dụng giếng cuội sỏi và cọc cát. Các giải pháp này nhằm giảm thiểu nguy cơ hóa lỏng và đảm bảo an toàn cho đê Hữu Hồng dưới tác động của động đất.
