Luận án tiến sĩ về đánh giá và dự báo tai biến địa chất tại Hà Nội

• Tác giả: Nguyễn Văn Vũ
• Người hướng dẫn: TSKH Trần Mạnh Liều
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Địa chất học
• Đề tài: Nghiên Cứu Đánh Giá Và Dự Báo Tai Biến Địa Chất - Địa Kỹ Thuật Môi Trường Đô Thị, Áp Dụng Cho Thành Phố Hà Nội
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ, DỰ BÁO TAI BIẾN ĐC - ĐKTMT ĐÔ THỊ
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ĐÔ THỊ HÓA, TÁC ĐỘNG CỦA CON NGƯỜI TỪ CÁC HOẠT ĐỘNG KINH TẾ - XÂY DỰNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG ĐỊA CHẤT
• 1.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG ĐỊA - KỸ THUẬT
• 1.2.1. Địa hệ kỹ thuật — tự nhiên và hệ thống Địa — kỹ thuật
• 1.2.2. Hệ thống Địa - kỹ thuật đô thị
• 1.2.3. Phụ hệ thống kỹ thuật đô thị
• 1.2.4. Phụ hệ thống môi trường địa chất đô thị. Hoạt động của hệ thống Địa — kỹ thuật đô thị và tai biến ĐC - ĐKTMT
• 1.2.5. Những vấn đề ĐKTMT đô thị
• 1.3. CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ CÁC TAI BIẾN ĐC - ĐKTMT LIÊN QUAN ĐẾN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN MẶT VÀ KHAI THÁC NƯỚC NGẦM
• 1.3.1. Đánh giá, dự báo sụt lún mặt đất do tác động san lấp nền và xây dựng công trình bề mặt
• 1.3.2. Dự báo độ lún cuối cùng
• 1.3.3. Dự báo lún theo thời gian của nền đất Hà Nội dưới các hoạt động xây dựng khác
• 1.3.4. Đánh giá, dự báo sụt lún mặt đất do khai thác nước ngầm
• 1.3.5. Phá hủy công trình và ngập lụt thành phố do lún nền địa chất
• 1.3.6. Đánh giá hiện tượng ma sát âm của cọc bê tông cốt thép do lún nền
• 1.4. CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ TAI BIẾN ĐC - ĐKTMT LIÊN QUAN ĐẾN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM
• 1.4.1. Tai biến ĐC - ĐKTMT trong thi công móng cọc khoan nhồi và cọc barrette cho nhà cao tầng
• 1.4.2. Tai biến Địa chất - Địa kỹ thuật do thi công xây dựng công trình ngầm dạng điểm
• 1.4.3. Tai biến Địa chất - Địa kỹ thuật liên quan đến thi công xây dựng công trình dạng tuyến
• 1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
• 2. CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG ĐỊA — KỸ THUẬT ĐÔ THỊ HÀ NỘI
• 2.1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ HÀ NỘI VÀ CÁC TAI BIẾN ĐKTT
• 2.1.1. Lịch sử phát triển địa chất và đặc điểm chung cấu trúc môi trường địa chất đô thị thành phố Hà Nội
• 2.1.2. Kiến tạo, tân kiến tạo và chuyển động hiện đại
• 2.1.3. Cấu trúc địa chất — thạch học
• 2.1.4. Đặc điểm cấu trúc môi trường địa chất theo khả năng ứng xử với các tác động kỹ thuật
• 2.1.5. Phân vị địa chất công trình - địa kỹ thuật
• 2.1.6. Nguyên tắc phân chia các phân vị địa chất công trình - địa kỹ thuật
• 2.1.7. Tính chất cơ lý và khả năng ứng xử của các phân vị địa chất công trình - địa kỹ thuật với các loại tải trọng tác động
• 2.2. ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ KHẢ NĂNG BỀN VỮNG VÀ PHÂN VÙNG CẤU TRÚC NỀN MÔI TRƯỜNG ĐỊA CHẤT ĐÔ THỊ
• 2.2.1. Phân vùng địa chất công trình địa hệ và lập bản đồ địa chất công trình địa hệ thành phố Hà Nội
• 2.2.2. Cấu trúc nén và bản đồ cấu trúc nền thành phố Hà Nội
• 2.3. PHỤ HỆ THỐNG KỸ THUẬT ĐÔ THỊ HÀ NỘI
• 2.3.1. Đặc điểm hiện trạng và quy hoạch phát triển đô thị đến năm 2030 tầm nhìn 2050
• 2.3.2. Đặc điểm tác động từ hệ thống kỹ thuật đô thị đến môi trường địa chất
• 2.3.3. Đặc điểm tác động từ lớp đất san lấp, công trình bề mặt và khai thác
• 2.3.4. Đặc điểm tác động từ xây dựng công trình ngầm
• 2.4. MÔI TRƯỜNG XUNG QUANH VÀ TÁC ĐỘNG CỦA CHÚNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG ĐỊA CHẤT ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ HÀ NỘI
• 2.4.1. Đặc điểm môi trường xung quanh (khí quyền, thủy quyền, sinh quyền) tác động đến môi trường địa chất của thành phố Hà Nội
• 2.4.2. Đặc điểm tác động từ phần sâu của thạch quyền (động đất) đến môi trường địa chất thành phố Hà Nội
• 2.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
• 3. CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ, DỰ BÁO TAI BIẾN ĐỊA CHẤT - ĐỊA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG THÀNH PHỐ HÀ NỘI
• 3.1. ĐÁNH GIÁ, DỰ BÁO CÁC TAI BIẾN ĐỊA KỸ THUẬT LIÊN QUAN ĐẾN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN MẶT VÀ KHAI THÁC NƯỚC NGẦM
• 3.1.1. Đánh giá, dự báo sụt lún mặt đất do tác động san lấp nền và xây dựng công trình bề mặt
• 3.1.2. Tính toán dự báo độ lún cuối cùng
• 3.1.3. Dự báo lún theo thời gian của nền đất Hà Nội dưới các hoạt động xây dựng
• 3.1.4. Đánh giá, dự báo sụt lún mặt đất do khai thác nước ngầm
• 3.1.5. Phá hủy công trình và ngập lụt thành phố do lún nền địa chất
• 3.1.6. Biến dạng và phá hủy công trình do lún nền địa chất
• 3.1.7. Ngập lụt thành phố do lún nén địa chất
• 3.1.8. Đánh giá hiện tượng ma sát âm của cọc bê tông cốt thép do lún nền địa chất
• 3.2. TAI BIẾN ĐỊA KỸ THUẬT LIÊN QUAN ĐẾN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM
• 3.2.1. Tai biến ĐC - ĐKTMT trong thi công móng cọc khoan nhồi và cọc barrette cho nhà cao tầng
• 3.2.2. Tai biến Địa chất - Địa kỹ thuật do thi công xây dựng công trình ngầm dạng điểm
• 3.2.3. Tai biến địa chất - Địa kỹ thuật liên quan đến thi công xây dựng công trình ngầm dạng tuyến
• 3.3. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ, DỰ BÁO SỤT LÚN MẶT ĐẤT KHI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
• 3.4. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CHO TUYẾN METRO SỐ 2 VỚI CÁC CẤU TRÚC NỀN ĐIỂN HÌNH
• 3.5. ĐÁNH GIÁ VÀ DỰ BÁO TAI BIẾN ĐC - ĐKTMT DO TÁC ĐỘNG GIỮA CÁC YẾU TỐ CỦA MÔI TRƯỜNG ĐỊA CHẤT VÀ TỪ MÔI TRƯỜNG XUNG QUANH ĐẾN MÔI TRƯỜNG ĐỊA CHẤT
• 3.5.1. Đánh giá hiện tượng xói mòn mặt đất
• 3.5.2. Đánh giá hiện tượng trượt, sạt lở mái dốc
• 3.5.3. Đánh giá hiện tượng Karst
• 3.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về tai biến địa chất đô thị tại Hà Nội

Nghiên cứu tai biến địa chất đô thị tại Hà Nội là một vấn đề cấp thiết trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng. Tai biến địa chất không chỉ ảnh hưởng đến an toàn công trình mà còn tác động đến môi trường sống của người dân. Hà Nội, với đặc điểm địa chất phức tạp, đang phải đối mặt với nhiều loại hình tai biến địa chất như lún mặt đất, sụt lún, và xói mòn. Việc đánh giá và dự báo các tai biến địa chất này là cần thiết để đảm bảo sự phát triển bền vững của thành phố. Theo nghiên cứu, các tai biến địa chất thường xảy ra do sự tương tác giữa các hoạt động xây dựng và điều kiện địa chất tự nhiên. Điều này đòi hỏi một hệ thống quản lý địa chất đô thị hiệu quả nhằm giảm thiểu rủi ro cho các công trình và cư dân.

1.1. Tình hình nghiên cứu tai biến địa chất

Tình hình nghiên cứu tai biến địa chất tại Hà Nội đã được thực hiện qua nhiều giai đoạn. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào việc phân tích nguyên nhân và hậu quả của các tai biến địa chất. Tuy nhiên, việc dự báo và đánh giá rủi ro vẫn còn hạn chế. Nghiên cứu hiện tại nhằm cung cấp một cái nhìn tổng quan về các tai biến địa chất và đưa ra các phương pháp đánh giá hiệu quả. Các nghiên cứu quốc tế cũng đã chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ mới trong địa chất đô thị có thể giúp cải thiện khả năng dự báo và quản lý rủi ro. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh Hà Nội đang phát triển mạnh mẽ và cần một hệ thống quản lý địa chất bền vững.

II. Đánh giá tai biến địa chất tại Hà Nội

Đánh giá tai biến địa chất tại Hà Nội cần dựa trên các tiêu chí cụ thể như mức độ ảnh hưởng, tần suất xảy ra và khả năng phục hồi của hệ thống. Các tai biến địa chất như lún mặt đất và sụt lún thường xảy ra do sự thay đổi trong cấu trúc đất và hoạt động xây dựng. Việc phân tích các yếu tố này giúp xác định các khu vực có nguy cơ cao và đề xuất các biện pháp phòng ngừa. Theo nghiên cứu, các tai biến địa chất có thể gây ra thiệt hại lớn cho các công trình xây dựng và ảnh hưởng đến đời sống của người dân. Do đó, việc đánh giá và dự báo các tai biến địa chất là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho các công trình và cư dân.

2.1. Phân tích rủi ro địa chất

Phân tích rủi ro địa chất là một phần quan trọng trong việc đánh giá tai biến địa chất. Các yếu tố như điều kiện địa chất, hoạt động xây dựng và biến đổi khí hậu đều có thể ảnh hưởng đến mức độ rủi ro. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng các mô hình dự báo có thể giúp xác định các khu vực có nguy cơ cao và đề xuất các biện pháp phòng ngừa hiệu quả. Các phương pháp như phân tích địa chất, khảo sát địa hình và mô phỏng số có thể được sử dụng để đánh giá rủi ro. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu thiệt hại mà còn nâng cao khả năng phục hồi của hệ thống đô thị trước các tai biến địa chất.

III. Dự báo tai biến địa chất đô thị

Dự báo tai biến địa chất là một phần không thể thiếu trong việc quản lý rủi ro. Các phương pháp dự báo hiện nay bao gồm mô hình hóa số và phân tích dữ liệu lịch sử. Việc sử dụng công nghệ GIS và các phần mềm mô phỏng giúp cải thiện độ chính xác trong việc dự báo các tai biến địa chất. Nghiên cứu cho thấy rằng việc dự báo chính xác có thể giúp các nhà quản lý đưa ra các quyết định kịp thời nhằm giảm thiểu thiệt hại. Hơn nữa, việc kết hợp giữa các phương pháp truyền thống và công nghệ hiện đại sẽ tạo ra một hệ thống dự báo hiệu quả hơn cho Hà Nội. Điều này không chỉ giúp bảo vệ các công trình mà còn đảm bảo an toàn cho cư dân trong thành phố.

3.1. Công nghệ trong dự báo tai biến

Công nghệ đóng vai trò quan trọng trong việc dự báo tai biến địa chất. Việc áp dụng các công nghệ mới như cảm biến địa chất, mô hình hóa 3D và phân tích dữ liệu lớn giúp nâng cao khả năng dự báo. Các cảm biến có thể theo dõi các thay đổi trong điều kiện địa chất theo thời gian thực, từ đó cung cấp thông tin kịp thời cho các nhà quản lý. Hơn nữa, việc sử dụng mô hình hóa 3D giúp hình dung rõ hơn về các tai biến địa chất có thể xảy ra. Điều này không chỉ giúp nâng cao độ chính xác trong dự báo mà còn tạo ra các giải pháp phòng ngừa hiệu quả hơn cho Hà Nội.

IV. Kết luận và khuyến nghị

Kết luận từ nghiên cứu cho thấy rằng việc đánh giá và dự báo tai biến địa chất tại Hà Nội là rất cần thiết. Các tai biến địa chất không chỉ ảnh hưởng đến an toàn công trình mà còn tác động đến đời sống của người dân. Do đó, cần có một hệ thống quản lý địa chất đô thị hiệu quả để giảm thiểu rủi ro. Khuyến nghị cho các nhà quản lý là nên áp dụng các công nghệ mới trong việc dự báo và quản lý tai biến địa chất. Hơn nữa, việc nâng cao nhận thức của cộng đồng về các tai biến địa chất cũng rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho cư dân. Tất cả những nỗ lực này sẽ góp phần vào sự phát triển bền vững của Hà Nội trong tương lai.