Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O VIàN HÀN LÂM KHOA HàC VÀ CÔNG NGHà VIàT NAM HäC VIÞN KHOA HäC VÀ CÔNG NGHÞ ----------------------------- ĐÀO MINH ĐĀC NGHIÊN CĀU Đ¾C ĐIÄM HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIÄN MàT Sà KHàI TR¯þT LâN æ KHU VĀC MIÂN NÚI PHÍA BÀC (LÂY VÍ DĀ T¾I HUYÞN XÍN MÄN, TàNH HÀ GIANG) LU¾N ÁN TIÀN S) ĐâA CHÂT Hà Nái - 2023 Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O VIàN HÀN LÂM KHOA HàC VÀ CÔNG NGHà VIàT NAM HäC VIÞN KHOA HäC VÀ CÔNG NGHÞ ----------------------------- ĐÀO MINH ĐĀC NGHIÊN CĀU Đ¾C ĐIÄM HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIÄN MàT Sà KHàI TR¯þT LâN æ KHU VĀC MIÂN NÚI PHÍA BÀC (LÂY VÍ DĀ T¾I HUYÞN XÍN MÄN, TàNH HÀ GIANG) Chuyên ngành: Đãa chÃt håc Mã sá: 9 44 02 01 LU¾N ÁN TIÀN S) ĐâA CHÂT NG¯äI H¯âNG DÀN KHOA HäC GS. Vũ Cao Minh Hà Nái - 2023 i LäI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cąu khoa hác đác lập căa riêng tôi. Các số liáu sử dāng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đ°ÿc trích dẫn theo đúng quy đßnh. Các kết quÁ nghiên cąu trong luận án do tôi tự tìm hiểu, phân tích mát cách trung thực, khách quan và phù hÿp với thực tißn căa khu vực nghiên cąu.
Các kết quÁ này ch°a từng đ°ÿc công bố trong bất kỳ nghiên cąu nào khác. Nghiên cāu sinh Đào Minh Đāc ii LäI CÁM ¡N Luận án đ°ÿc hoàn thành t¿i Khoa các Khoa hác Trái đất, Hác vián Khoa hác và Công nghá với sự h°ớng dẫn khoa hác căa GS. Đß Minh Đąc và PGS. NCS xin bày tỏ lòng biết ¡n sâu sắc nhất đến các thầy đã tận tình h°ớng dẫn, đáng viên và t¿o điều kián tốt nhất cho NCS hoàn thành luận án căa mình.
Trong quá trình làm luận án, NCS luôn nhận đ°ÿc sự hß trÿ nhiát tình căa Ban lãnh đ¿o và các anh chß chuyên viên căa Hác vián Khoa hác và Công nghá. Bên c¿nh đó, NCS còn nhận đ°ÿc sự đáng viên, giúp đỡ và góp ý tận tình về chuyên môn căa Ban lãnh đ¿o, các đồng nghiáp trong Vián Đßa chất và thầy cô và b¿n đồng nghiáp t¿i Khoa Đßa chất, Tr°ßng Đ¿i hác Khoa hác Tự nhiên. Tác giÁ xin chân thành cÁm ¡n những sự giúp đỡ quí báu đó. Trong quá trình làm luận án, NCS cũng nhận đ°ÿc các góp ý rất giá trß từ các nhà khoa hác: TS.
Trần Quốc C°ßng, TS. L°¡ng Đąc Tráng, PGS. Trần Th°¡ng Bình, TS. Ph¿m Văn Tiền, TS.
Nguyßn Thành Long, ThS. Đß Minh Ngác, ThS. Đinh Thß Quỳnh, ThS. Đặng Thß Thùy, TS.
D°¡ng Thß Toan & và các b¿n đồng nghiáp khác. Tác giÁ xin chân thành cÁm ¡n sự giúp đỡ quí báu căa các nhà khoa hác trên. Bên c¿nh đó, để hoàn thián luận án căa mình, NCS đã nhận đ°ÿc sự đáng viên và hß trÿ vô cùng to lớn căa gia đình và ng°ßi thân đã chia sẻ khó khăn trong suốt thßi gian thực hián nghiên cąu này. iii MĀC LĀC LäI CAM ĐOAN.
iii DANH MĀC TĂ VIÀT TÀT. vi DANH MĀC HÌNH V¾. viii DANH MĀC BÀNG BIÄU. TàNG QUAN CÁC NGHIÊN CĀU VÂ KHàI TR¯þT LâN TRÊN THÀ GIâI VÀ æ VIÞT NAM.
Trên thế giới. Khái niệm và phân lo¿i KTL. Đặc điểm cÿa KTL. Ph°¡ng pháp khÁo sát hiện tr¿ng.
Thành lập bÁn đồ nguy c¡ hình thành. Phân tích mô phỏng. Quan trắc và cÁnh báo nguy c¡ dịch chuyển cÿa KTL. GiÁi pháp phòng, chống và giÁm nhẹ thiệt h¿i.
Ph°¡ng pháp khÁo sát tr°ợt đất, đá. Thành lập bÁn đồ nguy c¡ hình thành tr°ợt đất đá. Phân tích ổn định KTL bằng mô hình số. Quan trắc và cÁnh báo sớm .25 CH¯¡NG II.
CÁCH TIÀP C¾N VÀ HÞ PH¯¡NG PHÁP NGHIÊN CĀU. Cách tiếp cận. Tiếp cận phân tích hệ thống. Tiếp cận tích hợp chuỗi thời gian.
Khung logic nghiên cāu KTL. Há ph°¡ng pháp nghiên cąu. Nhóm ph°¡ng pháp khÁo sát KTL. Nhóm ph°¡ng pháp thống kê và học máy.
Nhóm ph°¡ng pháp quan trắc KTL. Āng dụng các phần mềm mô hình Địa kỹ thuật. 46 CH¯¡NG III. Đ¾C ĐIÄM CÁC KHàI TR¯þT LâN æ MIÂN NÚI PHÍA BÀC.
Đặc điểm hián tr¿ng tr°ÿt đất đá khu vực MNPB. Phân phối thống kê về thể tích các khối tr°ÿt á MNPB. Phân phối thống kê thể tích. Giới h¿n về thể tích KTL ở MNPB.
Đặc điểm hình thái khối tr°ÿt lớn. Đặc điểm hình học các KTL. Đặc đểm mặt tr°ợt. Các lo¿i hình khối tr°ÿt lớn.
KTL d¿ng tịnh tiến. KTL d¿ng hỗn hợp. Diễn biến dịch chuyển cÿa KTL. 69 CH¯¡NG IV.
ĐÁNH GIÁ NGUY C¡ HÌNH THÀNH KHàI TR¯þT LâN æ MIÂN NÚI PHÍA BÀC. Đặc điểm các yếu tố Ánh h°áng đến sự hình thành KTL á MNPB. Yếu tố th¿ch học. Yếu tố kiến t¿o.
Yếu tố vỏ phong hóa. Nhóm yếu tố địa hình. Nhóm yếu tố thÿy văn. Nhóm yếu tố sử dụng đất.
Yếu tố ho¿t động cÿa con ng°ời. Đánh giá tổng hÿp t°¡ng quan thống kê căa các yếu tố Ánh h°áng. T°¡ng quan cặp đôi giữa các yếu tố Ánh h°ởng. Tính đa cộng tuyến các yếu tố Ánh h°ởng.
Lựa chọn các yếu tố Ánh h°ởng cho mô hình đánh giá nguy c¡. Kết quÁ đánh giá nguy c¡ hình thành KTL. Đánh giá nguy c¡ hình thành cÿa KTL t¿i MNPB. Nhận định về quy luật phân bố KTL ở MNPB.
PHÂN TÍCH Đ¾C ĐIÄM ĐàNG LĀC HäC KHàI TR¯þT LâN KHU VĀC HUYÞN XÍN MÄN, TàNH HÀ GIANG. Các biểu hián đáng lực hác căa KTL. Há thống quan trắc hián tr°ßng KTL t¿i XM-HG. Quan trắc địa kỹ thuật.
Quan trắc bằng công nghệ radar giao thoa. Phân tích đáng hác mát số KTL dựa vào kết quÁ quan trắc. Ành h°ởng cÿa m°a và sự dao động mực n°ớc ngầm tới vận động cÿa KTL. Diễn biến dịch chuyển cÿa các KTL.
Phân tích đáng lực KTL dựa vào các mô hình Đßa kỹ thuật. Phân tích ổn định KTL. Phân tích ph¿m vi Ánh h°ởng cÿa KTL. GiÁi pháp giÁm thiểu tác đáng căa KTL.
Nâng cao hiệu quÁ cÿa công tác khÁo sát và khÁ năng nhận diện KTL. Quy ho¿ch sử dụng đất ở khu vực nguy c¡ cao về tr°ợt khối lớn. GiÁi pháp quan trắc phục vụ cÁnh báo sớm. 135 KÀT LU¾N VÀ KIÀN NGHâ.
139 DANH MĀC CÔNG TRÌNH KHOA HäC CÔNG Bà LIÊN QUAN. 141 TÀI LIÞU THAM KHÀO. 149 Phā lāc 1: Đặc điểm hián tr¿ng mát số KTL á MNPB do NCS đo vẽ, khÁo sát 149 Phā lāc 2: BÁn đồ mąc đá Ánh h°áng căa các yếu tố đến sự hình thành KTL á MNPB.163 Phā lāc 3: Tổng hÿp đặc điểm đáng hác các KTL trong khu vực XM-HG .169 vi DANH MĀC TĂ VIÀT TÀT Ký hißu viÁt tÁt Chÿ viÁt đÅy đÿ ANN M¿ng neural nhân t¿o AUC Dián tích d°ới đ°ßng cong đặc tr°ng máy thu BMA Ph°¡ng pháp trung bình hóa mô hình theo Bayes CSDL C¡ sá dữ liáu ĐCCT Đßa chất công trình DEM Mô hình số đá cao DTM Mô hình số bề mặt FoS Há số ổn đßnh s°ßn dốc GIS Há thống thông tin đßa lý Hiáp hái Quốc tế về Tr°ÿt đất đá (The International ICL Consortium on Landslides) InCL CÁm biến Inclinometer KTL Khối tr°ÿt lớn (nhấn m¿nh về mô tÁ đối t°ÿng) KTNN Khối tr°ÿt nhỏ nông LSI Chỉ số nh¿y cÁm tr°ÿt đất đá MNPB Miền núi phía Bắc NCS Nghiên cąu sinh nnk Những ng°ßi khác PCTT Phòng chống thiên tai PIE CÁm biến piezometer PWP Áp lực n°ớc lß rßng ROC Đ°ßng cong đặc tr°ng máy thu SVM Máy vector hß trÿ T-InSAR Radar giao thoa mặt đất khẩu đá tổng hÿp TKL Tr°ÿt khối lớn (nhấn m¿nh về mô tÁ dißn biến) TWI Chỉ số mąc đá ẩm đßa hình UAV Thiết bß bay không ng°ßi lái UBND Ăy ban nhân dân vii VIF Há số l¿m phát ph°¡ng sai VPH Vỏ phong hóa Vlog Logarit thể tích khối tr°ÿt XM-HG huyán Xín Mần, tỉnh Hà Giang Lf Ph¿m vi Ánh h°áng c’ Lực dính có hiáu �㔙’ Góc ma sát trong có hiáu căa đất ru Há số áp lực n°ớc lß rßng Sąc kháng cắt căa đất r Sąc kháng cắt d° căa đất þÿ Giá trß áp suất không khí trong lß rßng þý Giá trß áp lực n°ớc lß rßng Lr Chiều dài khối tr°ÿt lớn Wr Chiều ráng khối tr°ÿt lớn Hr Chiều cao khối tr°ÿt lớn Vr Thể tích khối tr°ÿt lớn Dr Chiều sâu mặt tr°ÿt căa khối tr°ÿt lớn 210/40 Ph°¡ng vß h°ớng dốc/Góc dốc viii DANH MĀC HÌNH V¾ Hình 1. Tính tích hÿp liên ngành trong nghiên cąu tr°ÿt đất đá [5].
S¡ đồ mô tÁ đặc điểm nhận dián chung căa KTL. Các yếu tố hình thành th°ßng đ°ÿc sử dāng trong phân tích, đánh giá nguy c¡ hình thành tr°ÿt đất đá. Ành chāp mặt tr°ÿt căa KTL Tsaoling –phía Tây Nam Đài Loan có chiều dài h¡n 2 km, với quá trình má ráng đ°ÿc ghi nhận nhiều lần từ 1931 đến 2002. S¡ đồ tổng hÿp các ph°¡ng pháp đánh giá nguy c¡ tr°ÿt đất đá.
S¡ đồ minh háa ph¿m vi Ánh h°áng và các quan há hình hác căa KTL. Há thống quan trắc bằng công nghá T-InSar theo dõi KTL d°ới chân tu vián thánh Scholastica t¿i Subiaco, Italia. GiÁi pháp thoát n°ớc bề mặt (a) và sử dāng giếng đąng giÁm áp lực n°ớc (b) trên KTL t¿i Nhật BÁn. Kết quÁ mô tÁ ph¿m vi Ánh h°áng và mô hình số bề mặt KTL gây sóng thần trên sông Tr°ßng t¿i QuÁng Nam.
Khung logic nghiên cąu sự hình thành và phát triển căa KTL á MNPB 33 Hình 2. Quy trình thành lập mô hình số bề mặt, °ớc l°ÿng thể tích và lập các lo¿i mặt cắt cho KTL. S¡ đồ cấu trúc tổng quát ANN trong phân tích nguy c¡ hình thành KTL. S¡ đồ nguyên tắc lắp đặt các thiết bß cÁm biến trên thân KTL.
S¡ đồ các b°ớc mô phỏng ph¿m vi Ánh h°áng căa KTL bằng phần mềm LS-Rapid. S¡ đồ hián tr¿ng KTL khu vực MNPB trên nền bÁn đồ đßa chất tỷ lá 1:200. S¡ đồ hián tr¿ng KTL và tr¿m quan trắc hián tr°ßng t¿i huyán XM- HG. Mąc đá biến đáng logarit thể tích điểm tr°ÿt đất đá theo các đßa ph°¡ng MNPB.
Kết quÁ kiểm đßnh luật phân phối thống kê căa logarit thể tích khối tr°ÿt theo biểu đồ Cullen & Frey. Biểu đồ mật đá xác suất xuất hián tr°ÿt đất đá theo logarit căa thể tích khối tr°ÿt á MNPB. Vách tr°ÿt thą cấp cắt ngang KTL t¿i thß trấn Bắc Yên, S¡n La có chiều cao 1,5m. Ành chāp bằng UAV KTL chÿ Tân S¡n, Nấm Dẩn và rãnh xói ráng từ 0,5m đến h¡n 2m, sâu 1m xuất hián sau m°a lớn tháng 8 năm 2016 .