Nghiên cứu nguyên nhân và định hƣớng biện pháp phòng ngừa trƣợt đất tại các điểm dân cƣ vùng núi việt nam Doãn Minh Tâm* Study on causes of landslide and prevention solutions at mountainous at resident areas in Vietnam Abstract: According to collected data, over the past 15 years in Vietnam, there have been many landslides causing serious damages to people and assets of many houses at the mountain foot. The dominated characteristic of al landslides is that they are caused by the combination between human activities and natural disasters. Study results showed that all landslides stemmed from human activities such as cultivation, urbanization, road widening,.. in mountainous towns. In geo- technical point of view, the residents are found to be illiterate about mountain - side and slope stability. Once the natural stability of mountain-side and slope is destroyed, a fatal consequence may happen. The article is to present an initial step of ITST in studying the landslide situation of rural houses settling in mountain foots since 1992. The study is also to state some results and recommendations in contribution to diminish and to prevent landslide in mountainous resident areas in Vietnam. I. Giới thiệu chung Như Báo Lao Động ngày 17/ 9/ 2004 đã đưa một tin thật sự gây bất ngờ và đau xót cho tất cả mọi người : trận lở núi kinh hoàng ở thôn Sùng Hoàng, xã Phìn Ngan, huyện Bat Xát (Lao Cai) vào hồi 21h ngày 13,9 với trên một vạn mét khối đất đá từ trên cao đổ ập xuống tạo ra chiều rộng vết trượt 100m, dài 400m đã vùi lấp hoàn toàn 4 ngôi nhà của đồng bào dân tộc Dao, 23 người chết và mất tích cùng với trâu bò, lợn, gà, thóc lúa, đồ đạc... đều bị chôn vùi trong tích tắc. Gia đình ông Chảo Sình Kinh có 6 người thì cả 6 người đều không còn ai sống sót. Gia đình Chảo Láo Lù có 7 người thì chết 4. Gia đình Chảo Láo Sử có 4 người thì chết 2. Gia đình Chảo Díu Ngan chết 2 con nhỏ, vợ chồng lên nương thảo quả thì còn sống. Ngoài ra, nhiều người từ nơi khác đến, tại thời điểm xảy ra tai hoạ đang có mặt trong 4 ngôi nhà này, đều đã trở thành nạn nhân bị đất vuì lấp và thiệt mạng. Trước đó, trong tháng 7/2004, tại Km 119+100, Quốc lộ 4D (từ Sa Pa đi Lao Cai), giữa ban ngày trong khi trời đang nắng, đất sụt lở từ sườn núi đã đổ ập xuống một dãy nhà lán trại tại công trường của một Công ty xây dựng cầu đường, làm chết 2 người và hất xuống suối Móng Sến làm cuốn trôi 1 xe ôtô tải và vùi lấp, làm hư hại một số xe khác. Cũng trên tuyến đường QL4D này nhưng tại Km 119+300, vào tháng 7/ 1998, vào khoảng 10h sáng, trong lúc trời hửng nắng sau nhiều ngày mưa, đất sụt lở dạng dòng bùn đá từ trên sườn núi cao 120m, đã bất thần đổ ập xuống làm chết 4 người đang sinh sống trong 2 căn nhà tạm dưới chân núi và vùi lấp làm chết 8 người khác đi qua đường trong khi họ đang cố gắng vượt qua đống đất sụt ngổn ngang của đợt sụt đất đầu tiên thì bất chợt đợt sụt tiếp sau ập đến. Vào giữa tháng 7/1995, tại khu vực Km 125 - Km 126, Quốc lộ 37, trên đoạn đường đi qua chân 2 quả đồi lớn tại trung tâm thị xã Yên Bái, khối đất sườn đồi từ độ cao 60-70m, do bị mất ổn định đã trượt xuống, phá huỷ 24 ngôi nhà xây dựng kiên cố dưới chân đồi, làm thiệt mạng 1 người. Khối đất trượt đã tạo nên một vách trượt phía đỉnh đồi cao 8m và làm trồi mặt đường nhựa lên cao 1,50m như một con đê. Tại tỉnh Sơn La, sau đợt lũ quét lịch sử xảy ra vào tháng 9/ 1991, trên đoạn Km 324, Quốc lộ 6, mặt đường đã bị trượt xuống 0,50m về phía taluy * Viện Khoa học Công nghệ GTVT No.1252 Đường Láng, Đ.Đa, Hà Nội Tel:
60
Embed
ứu nguyên nhân và định hƣớng biện pháp phòng ngừa trƣợt ... · Nghiên cứu nguyên nhân và định hƣớng biện pháp phòng ngừa trƣợt đất tại
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Nghiên cứu nguyên nhân và định hƣớng biện pháp phòng ngừa
trƣợt đất tại các điểm dân cƣ vùng núi việt nam Doãn Minh Tâm*
Study on causes of landslide and prevention solutions at mountainous at resident areas in Vietnam Abstract: According to collected data, over the past 15 years in Vietnam, there
have been many landslides causing serious damages to people and assets of many
houses at the mountain foot. The dominated characteristic of al landslides is that
they are caused by the combination between human activities and natural
disasters. Study results showed that all landslides stemmed from human activities
such as cultivation, urbanization, road widening,.. in mountainous towns. In geo-
technical point of view, the residents are found to be illiterate about mountain - side
and slope stability. Once the natural stability of mountain-side and slope is
destroyed, a fatal consequence may happen. The article is to present an initial step
of ITST in studying the landslide situation of rural houses settling in mountain foots
since 1992. The study is also to state some results and recommendations in
contribution to diminish and to prevent landslide in mountainous resident areas in
Vietnam.
I. Giới thiệu chung
Như Báo Lao Động ngày 17/ 9/ 2004 đã đưa
một tin thật sự gây bất ngờ và đau xót cho tất cả
mọi người : trận lở núi kinh hoàng ở thôn Sùng
Hoàng, xã Phìn Ngan, huyện Bat Xát (Lao Cai) vào
hồi 21h ngày 13,9 với trên một vạn mét khối đất đá
từ trên cao đổ ập xuống tạo ra chiều rộng vết trượt
100m, dài 400m đã vùi lấp hoàn toàn 4 ngôi nhà
của đồng bào dân tộc Dao, 23 người chết và mất
tích cùng với trâu bò, lợn, gà, thóc lúa, đồ đạc...
đều bị chôn vùi trong tích tắc. Gia đình ông Chảo
Sình Kinh có 6 người thì cả 6 người đều không còn
ai sống sót. Gia đình Chảo Láo Lù có 7 người thì
chết 4. Gia đình Chảo Láo Sử có 4 người thì chết
2. Gia đình Chảo Díu Ngan chết 2 con nhỏ, vợ
chồng lên nương thảo quả thì còn sống. Ngoài ra,
nhiều người từ nơi khác đến, tại thời điểm xảy ra
tai hoạ đang có mặt trong 4 ngôi nhà này, đều đã
trở thành nạn nhân bị đất vuì lấp và thiệt mạng.
Trước đó, trong tháng 7/2004, tại Km
119+100, Quốc lộ 4D (từ Sa Pa đi Lao Cai), giữa
ban ngày trong khi trời đang nắng, đất sụt lở từ
sườn núi đã đổ ập xuống một dãy nhà lán trại tại
công trường của một Công ty xây dựng cầu
đường, làm chết 2 người và hất xuống suối
Móng Sến làm cuốn trôi 1 xe ôtô tải và vùi lấp,
làm hư hại một số xe khác.
Cũng trên tuyến đường QL4D này nhưng tại
Km 119+300, vào tháng 7/ 1998, vào khoảng 10h
sáng, trong lúc trời hửng nắng sau nhiều ngày
mưa, đất sụt lở dạng dòng bùn đá từ trên sườn
núi cao 120m, đã bất thần đổ ập xuống làm chết 4
người đang sinh sống trong 2 căn nhà tạm dưới
chân núi và vùi lấp làm chết 8 người khác đi qua
đường trong khi họ đang cố gắng vượt qua đống
đất sụt ngổn ngang của đợt sụt đất đầu tiên thì bất
chợt đợt sụt tiếp sau ập đến.
Vào giữa tháng 7/1995, tại khu vực Km 125 -
Km 126, Quốc lộ 37, trên đoạn đường đi qua
chân 2 quả đồi lớn tại trung tâm thị xã Yên Bái,
khối đất sườn đồi từ độ cao 60-70m, do bị mất
ổn định đã trượt xuống, phá huỷ 24 ngôi nhà xây
dựng kiên cố dưới chân đồi, làm thiệt mạng 1
người. Khối đất trượt đã tạo nên một vách trượt
phía đỉnh đồi cao 8m và làm trồi mặt đường
nhựa lên cao 1,50m như một con đê.
Tại tỉnh Sơn La, sau đợt lũ quét lịch sử xảy ra
vào tháng 9/ 1991, trên đoạn Km 324, Quốc lộ 6,
mặt đường đã bị trượt xuống 0,50m về phía taluy
* Viện Khoa học Công nghệ GTVT No.1252 Đường Láng, Đ.Đa, Hà Nội Tel:
âm. Khối đất trượt đã phá huỷ toàn bộ 20 dãy
nhà xây vừa mới hoàn thành của Khu tập thể
ngân hàng nằm phía dưới taluy âm. Rất may, do
thời điểm đó chưa có gia đình nào dọn đến ở,
cho nên đã không xảy ra thiệt mạng về người.
Đồng thời cũng vào thời điểm đó, tại khu vực
thị xã Sơn La nhưng trên đường Tô Hiệu - một
trong những tuyến phố chính thuộc trung tâm thị
xã, đã xuất hiện một khối đất mất ổn định trên
sườn đồi Khau Cả từ độ cao 70m, trên chiều dài
120m, trượt xuống phá huỷ 12 ngôi nhà dưới
chân đồi, làm đổ vỡ 2 tường chắn và một trạm
bán xăng. Khối đất trượt đã gây nên nhiều vách
trượt và vết nứt chạy ngang trên sườn đồi, làm
trồi đất nền lên cao 0,50m và cắt đứt tất cả các
móng nhà xây nhưng không gây thiệt hại về
người.
Như vậy theo thống kê, cứ về mùa mưa bão
hàng năm, đất trượt xảy ra ở vùng núi năm nào
cũng gây nên một vài vụ vùi lấp nhà cửa và làm
thiệt mạng một số hộ dân sinh sống dưới chân
đồi. Từ hầu hết các vụ tai hoạ đó, các nhà
nghiên cứu đất sụt của Viện Khoa học Công
nghệ GTVT đã đúc kết ra được 2 dạng trượt đất
cơ bản thường xảy ra tại một số điểm dân cư
vùng núi như sau :
Dạng 1: Trượt đất do mất ổn định cục
bộ thường xảy ra tại các khu vực dân cư sinh
sống ven đường, những nơi mà người dân đã
tự tổ chức khoét sâu chân đồi, bạt taluy rất
dốc để tạo ra một diện tích mặt bằng cần
thiết đủ để làm nhà mặt đường dưói chân đồi.
Những nơi như vậy đã trở thành chỗ làm ăn,
người dân sinh sống chủ yếu bằng nghề
buôn bán nhỏ theo trào lưu đô thị hoá đang
ngày càng tăng tại các vùng ven thị trấn, thị
xã miền núi hiện nay. Do sườn đồi bị đào cắt
mất khối chân tỳ, toàn bộ sườn đồi sẽ ở trạng
thái mất ổn định cơ học. Trong điều kiện bất
lợi nhất, khi mưa kéo dài và nước ngầm hoạt
động mạnh, trượt đất sẽ xảy ra và khối đất
trượt sẽ vùi lấp các hộ dân làm nhà sống
dưới chân đồi.
Dạng 2: Trượt đất xảy ra do đất sườn
đồi bị bão hoà nước, thường xảy ra tại các
khu vực dân cư sống chủ yếu bằng nghề
nông, họ làm nhà trên sườn đồi hoặc dưới
chân đồi nhưng lại có ruộng nương canh tác
ở phía trên. Các ruộng nương này thường
xuyên được dẫn nước lấy từ khe suối về để
phục vụ tưới tiêu trồng trọt. Khi khối đất
sườn đồi bị bão hoà nước, khối trượt sẽ phát
sinh và trượt xuống sẽ vùi lấp các hộ dân
sống ở phía dưới.
Theo thống kê, khoảng 70% các vị trí trượt
đất đã xảy ra trên các tuyến đường bộ có nguyên
nhân giống dạng 1, đó là sườn đồi bị mất khối
chân tỳ lâm vào trạng thái mất ổn định cơ học
cục bộ và khoảng 25% giống dạng 2 chịu tác
động trực tiếp từ nguồn cấp nước, 5% ở các
dạng khác.
II. Phân tích và xác định các nguyên nhân
gây trƣợt đất
Về mặt lý thuyết, trượt đất là hiện tượng di
chuyển các khối đất đá theo một mặt trượt nào
đó thuận theo hướng dốc của địa hình. Quá
trình trượt đất có thể diễn ra nhanh hay chậm,
tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể về cấu trúc địa
chất, địa hình và chỉ tiêu cơ-lý của đất đá. Dưới
đây tiến hành phân tích và xác định nguyên
nhân của 2 dạng trượt đất cơ bản nói trên
thường xảy ra tại các điểm dân cư sống ở vùng
núi:
2.1 Phân tích và xác định nguyên nhân
Dạng 1 của trượt đất vùng núi
Như đã nói ở trên, Dạng 1 của trượt đất vùng
núi có nguồn gốc bắt nguồn từ sự mất ổn định
cục bộ của khối đất chân taluy hay sườn đồi.
Theo thống kê theo dõi của Viện Khoa học Công
nghệ GTVT, từ những năm 1990 trở lại đây, làn
sóng di dân từ các vùng nông thôn và rừng núi
về tập trung làm ăn sinh sống dọc theo hai bên
những tuyến đường bộ ngày càng có xu hướng
tăng mạnh. Xu hướng đô thị hoá các vùng ven
của thị xã, thị trấn và thị tứ vùng núi này ngày
càng mở rộng và phát triển. Để có thể tạo ra
được một mảnh đất làm nhà ven đường, hầu hết
các hộ dân từ nơi khác chuyển đến, đã tự làm
hoặc thuê thợ đấu, bằng công cụ thủ công họ
tiến hành một cách tự phát việc đào chân đồi,
chân núi, bạt taluy với độ dốc tuỳ ý, miễn sao có
đựơc một diện tích mặt bằng nhất định đủ để
dựng nhà, làm ăn, sinh sống lâu dài. Phương kế
bám mặt đường để làm ăn sinh sống, buôn bán
nhỏ hoặc mở quán ăn, dịch vụ, ... nhiều năm qua
đã cho thấy hiệu quả rõ rệt đối với đa số người
dân. Vì vậy, họ theo nhau, cứ như một sự truyền
bá kinh nghiệm, các điểm dân cư tự phát xẻ
chân đồi, chân núi để làm nhà bám mặt đường
cứ ngày một mọc lên. Tại các ngôi nhà này, đa
số người dân chỉ quan tâm đến mặt trước nhà
quay ra mặt đường, còn lưng ngôi nhà họ tựa
vào vách núi ra sao thì ít người quan tâm để ý
tới. Ví dụ như tại thị xã Sơn La, vào năm 1984,
đường Tô Hiệu đi dưới chân đồi Khau-Cả, lúc đó
chỉ như một con đường mòn, xe ôtô không qua
lại được, ít người để ý tới. Nhưng đến năm
1988-1989, con đường mòn này được thiết kế
mở rộng và nâng cấp thành đường đô thị rộng
12m. Khi đó các nhà thầu đã phải hạ sâu nền
đường mòn xuống 8-10m để vừa đủ khuôn
đường. Thế là trong năm 1990-1991, nhiều hộ
dân từ nơi khác đến đã tự ý và tuỳ tiện đào sâu
thêm vào chân taluy đường từ 15-20m để nhằm
tạo ra một dải đất dài 120m bằng phẳng ven
đường để làm nhà mặt đường. Như vậy, một
cách ngẫu nhiên, họ đã tạo nên một vách taluy
dựng đứng tại chân đồi, cao tới 15m, tiềm ẩn thế
mất ổn định cơ học của cả khối đất sườn đồi.
Tháng 7/ 1991, mùa mưa lũ đã diễn ra khốc liệt
ở Sơn La, mực nước sông Nậm La gần đó dâng
cao làm ngập mặt đường và khu vực lân cận
chân đồi. Sau 3 ngày mưa tầm tã, độ ẩm của đất
tăng vọt, sức kháng cắt của đất giảm mạnh, cộng
với thế mất ổn định cơ học ban đầu, cho nên cả
khối đất sườn đồi Khau Cả cao tới 70m đã bị mất
ổn định và trượt xuống, làm phá huỷ toàn bộ hệ
thống tường chắn và nhà cửa dưới chân đồi. Sơ
đồ mô tả cấu trúc địa chất và diễn biến quá trình
trượt đất của sườn đồi Khau Cả (thị xã Sơn La)
năm 1991, được thể hiện trên Hình 1.
Tương tự như trường hợp trên, vào tháng
7/1995 trên QL37, đoạn cắt qua chân 2 quả đồi
cao nằm trong trung tâm thị xã Yên Bái, đã xảy
ra hiện tượng trượt đất lớn. Hiện tượng trượt đất
tại khu vực này được xếp vào loại trượt cổ, đã
xuất hiện ngay từ khi làm đường vào hồi đầu thế
kỷ 20 và đến năm 1990 khi mở rộng và nâng cấp
tuyến QL37 thành đường đô thị qua đây người ta
còn phát hiện và lưu giữ được cột mốc quan trắc
đất trượt được xây dưng từ trước năm 1954 do
người Pháp để lại. Sau năm 1992, nhiều hộ dân
từ nơi khác đến cũng đã tự ý san bạt, cắt chân
đồi vào sâu từ 10-15m để tạo mặt bằng làm nhà
mặt phố. Chẳng mấy chốc cả đoạn chân đồi dài
300m chạy dọc theo Quốc lộ 37 đã trở thành một
dẫy phố khá sầm uất với hàng trăm hộ dân sinh
sống bằng nghề mở quán ăn, buôn bán nhỏ ở
hai bên đường. Đến năm 1995, các hộ dân cư
nơi đây lại tuỳ tiện bảo nhau đào sâu thêm vào
phía chân đồi để tạo ra một dải đất rộng tới 20-
25m để cơi nới làm nhà. Mặt trước của các ngôi
nhà đều quay ra mặt phố, còn lưng nhà đều tựa
vào vách núi có độ dốc 1/ 0,50 – 1/ 0,75 và vách
núi bị san bạt cao từ 15-20m. Theo số liệu khảo
sát ĐCCT tại thời điểm mùa khô của Viện Khoa
học Công nghệ GTVT, một số chỉ tiêu cơ-lý cơ
bản của đất sườn đồi được tổng hợp và nêu
trong Bảng 1 và mặt cắt ĐCCT được nêu trên
Hình 2.
Bảng 1. Chỉ tiêu cơ-lý cơ bản của đất sườn đồi khu vực thị xã Yên Bái năm 1995
(Số liệu khảo sát ĐCCT của Viện Khoa học Công nghệ GTVT)
TT Chỉ tiêu thí nghiệm Đơn vị Lớp 1 Lớp 1a Lớp 1b Lớp 2
1 Độ ẩm tự nhiên, W 26,8 26,3 24,7 23,60
2 Khối lượng thể tích tự g/ cm3 1,75 1,68 1,58 1,71
nhiên
3 Khối lượng thể tích khô g/ cm3 1,37 1,33 1,30 1,39
4 Hệ số rỗng, e - 0,942 0,992 1,083 0,910
5 Giới hạn chảy, We % 36,7 33,0 27,8 34,4
6 Giới hạn dẻo, Wp % 21,7 22,1 21,5 21,4
7 Chỉ số dẻo, Ic % 15,0 10,9 6,30 13,0
8 Độ sệt, Ie kG 0,34 0,40 0,55 0,25
9 Lực dính kết, c cm2 0,34/0,25 0,32/ 0,29 0,28/ 0,11 0,32/0,28
10 Góc nội ma sát độ 13o48/12o1
8
13o15/ 8o32 15o08/
12o10
17o48/ 8o32
11 Hệ số nén lún cm2/kG 0,029 0,004 0,033 0,041
Hình 2. Mặt cắt ĐCCT
khu vực trượt đất tại thị
xã Yên Bái, 1995
(Số liệu khảo sát của
Viện Khoa học Công
nghệ GTVT)
2.2 Phân tích và xác định nguyên nhân Dạng 2 của trượt đất vùng núi
Dạng 2 của trượt đất vùng núi có nguồn gốc từ sự mất ổn định của chính bản thân khối đất sườn
đồi do đất đá đạt đến trạng thái gần bão hoà hoặc bão hoà và khi đó sức kháng cắt của đất bị giảm
xuống một cách đột ngột làm cho đất đá sườn đồi ở trạng thái sệt và sau đó đổ ập xuống dưới chân
đồi như một dòng bùn đá. Nguyên nhân chính của tình trạng này là do hệ thống tưới tiêu của người
dân quá thô sơ, nước từ suối lớn đổ vào ruộng nương của dân theo hệ thống rãnh tưới một cách tự
do, không hề có hệ thống điều khiển van đóng mở. Cho nên, về mùa nước suối cạn, lượng nước từ
suối lớn đổ vào các rãnh đất để tưới cho ruộng nương thường rất ít, đủ để làm ẩm đất, thích hợp cho
trồng trọt. Tuy nhiên, về mùa mưa bão, nhất là khi có lũ tràn về, mực nước dòng suối lớn dâng cao
đột ngột và chảy với lưu tốc mạnh, dẫn đến lưu lượng nước đổ từ suối lớn vào rãnh tưới tăng vọt và
nước chảy xiết trong hệ thống rãnh đất. Hậu quả này đã làm cho thành rãnh đất bị vỡ tại vị trí xung
yếu nhất và do đó toàn bộ dòng chảy tự do từ suối lớn theo rãnh đất sẽ đổ trực tiếp xuống sườn đồi
qua đoạn thành rãnh vỡ, tạo nên một bể chứa nước lớn trên sườn đồi. Trong thực tế, thông thường
đất đá vùng núi có cấu trúc phân lớp. Trong đó, các lớp thấm nước và không thấm nước cũng
thường xen kẽ nhau. Do quá trình vận động uốn nếp của kiến tạo, làm cho các lớp đất đá có thế nằm
nghiêng. Hướng dốc của các lớp cùng chiều với hướng dốc của địa hình và sự phân lớp xen kẽ nhau
là điều kiện thuận lợi để xảy ra hiện tượng trượt đất. Ngoài ra, hiện tượng nước thấm qua mặt đất
vào lớp đất thấm nước, khi lớp đất thấm nước đã đạt đến bão hoà, nước sẽ tiếp tục ngấm xuống sẽ
vượt quá bão hoà. Phần nước thừa tích đọng lại ở phần dưới của lớp thấm nước tạo thành dòng
chảy ngầm trên mặt lớp không thấm nước để thoát ra ngoài. Chính dòng chảy ngầm này làm giảm
ma sát và phá vỡ lực liên kết giưa hai lớp thấm nước và không thấm nước. Dưới tác dụng cuả trọng
lực, khối lượng đất đá nằm trên lớp không thấm nước sẽ di chuyển trên bề mặt và tạo thành hiện
tượng trượt đất. Hình loại trượt đất này bắt gặp tại Km 119+110 và Km 119+300 thuộc QL4D; tại Km
127+900 và Km 145+900 thuộc QL279; tại thôn Sùng Hoàng, xã Phìn Ngan, huyện Bat Xát (Lao Cai)
và một số nơi khác. Để minh hoạ cho dạng 2 của trượt đất vùng núi, có thể tham khảo bình đồ của
khu vực trượt đất tại Km 119 + 300, QL4D (Sa Pa – Lao Cai), được Viện Khoa học Công nghệ GTVT
lập năm 1998, nơi chịu ảnh hưởng trực tiếp của 2 hệ thống mương tưới dạng rãnh đất thiếu an toàn
do dân tạo ra trên sườn đồi, đã làm phát sinh trượt đất, thể hiện trên Hình 3
III. Xử lý định hƣớng các biện pháp phòng và ngừa trƣợt đất tại các điểm dân cƣ
Việt Nam là một trong những quốc gia có lượng mưa trung bình hàng năm tương đối cao so với
các nước trên thế giới. Trong đó, tại khu vực Tây – Bắc và khu vực miền Trung – là những khu vực
thường xảy ra hiện tượng sụt trượt nặng nề nhất trên các tuyến đường giao thông, thì lượng mưa
trung bình hàng năm đạt từ 3000 – 4500 mm/ năm, thuộc hàng cao nhất so với các địa phương trong
cả nước.
Về điều kiện tự nhiên, khu vực Tây – Bắc và miền Trung cũng lại là những vùng chịu tác
động mãnh liệt của hoạt động kiến tạo cổ, với sự hình thành và tồn tại của cả một hệ thống các
đứt gẫy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam và Đông Bắc – Tây Nam. Các đứt gãy có quy mô lớn
ảnh hưởng đến cấu trúc địa chất của cả một vùng rộng lớn. Đất đá nằm trong các đới phá huỷ
kiến tạo này chịu tác động của quá trình phong hoá vật lý và phong hoá hoá học diễn ra mạnh
mẽ, do đó đất đá có tính chất bở rời, vò nhàu, vỡ vụn và điều kiện thuận lợi cho sụt trượt đất
phát sinh và phát triển.
Trong khi đó, bằng chủ trương chỉ đạo của Chính Phủ Việt Nam lấy phát triển sơ sở hạ tầng đi
trước một bước làm một trong những động lực thúc đẩy sự phát triển kinh tế – xã hội cho từng
vùng, từng địa phương, thời gian qua đã chứng tỏ hiệu quả của sự chỉ đạo đúng đắn đó. Chỉ tính
trong năm 2003, ngành GTVT đã hoàn thành làm mới, nâng cấp cải tạo trên 2100 km đường bộ,
19 500 m cầu đường bộ, đại tu nâng cấp 215 km đường sắt, 2 272 m dài cầu đường sắt, 1 610 m
cầu cảng biển, nạo vét 960 nghìn m3 luồng lạch, xây dựng được 2 672 km đường tỉnh, 351m
cầu, mở mới 6 651 km, nâng cấp 25 383 km đường giao thông nội tỉnh, giảm số xã còn chưa có
đường xuống còn 220 xã (trong tổng số 10 477 xã trong phạm vi cả nước). Đi kèm theo quá trình
này là xu thế đô thị hoá các vùng lân cận các thị tứ, thị trấn và thị xã vùng núi đã và đang phát
triển nhanh chóng.
Đứng trước những điều kiện tự nhiên - xã hội và những đòi hỏi bức thiết của quá trình phát
triển kinh tế – xã hội của từng vùng, từng địa phương, nhất là đối với các tỉnh miền núi và để góp
phần đảm bảo an toàn cho các điểm dân cư sinh sống tại vùng núi, đề phòng hiểm hoạ sụt trượt
đất tại các điểm dân cư sinh sống dưới chân núi, chân đồi, dưới đây xin đề xuất một số kiến nghị
mang tính nguyên tắc như sau:
3.1 Tổ chức giáo dục tuyên truyền kiến thức về ổn định mái dốc và các hiểm hoạ trượt đất dọc
theo các tuyến đường bộ trên các phương tiện thông tin rộng rãi để người dân được biết và chủ
động có biện pháp phòng ngừa.
3.2 Các Viện nghiên cứu và các trường Đại học chuyên ngành tham gia vào việc đào tạo,
hướng dẫn và phổ biến các kiến thức cơ bản cần thiết về ổn định mái dốc và đề phòng hiểm hoạ
trượt đất có thể xảy ra dọc theo các tuyến đường bộ và tại các khu vực nương rẫy canh tác cho
đối tượng là các cán bộ quản lý đất đai, quản lý xây dựng và quản lý sản xuất nông nghiệp ở các
địa phương vùng núi.
3.3 Tại những khu dân cư đang sinh sống dưới các chân đồi, chân núi ở các địa phương hiện
nay, chính quyền các cấp có trách nhiệm tổ chức trên cơ sở phối hợp với các chuyên gia để kiểm
tra điều kiện tự nhiên và đánh giá tiềm năng sụt trượt đất có thể xảy ra để chủ động thông báo
cho dân các biện pháp phòng ngừa cần thiết, kể cả biện pháp chủ động di dời dân ra khỏi các
khu vực nguy hiểm.
3.4 Các cấp chính quyền của các địa phương vùng núi nên chủ động chuẩn bị tốt các phương
án cứu sập, các phương tiện tìm kiếm, đào bới, cấp cứu để đề phòng và xử lý kịp thời đối phó
với các nguy cơ trượt đất có thể xảy ra vào bất kỳ lúc nào trong mùa mưa bão hàng năm.
3.5 Việc tổ chức thực hiện nghiên cứu, điều tra, khảo sát và thiết kế xử lý đất trượt tại các
điểm dân cư sống dọc theo các tuyến quốc lộ quan trọng, nói chung, đòi hỏi kinh phí và thời gian.
Trong đó, công tác khảo sát và thiết kế xử lý đất sụt là một lĩnh vực đặc biệt đòi hỏi có sự phối
hợp và hiểu biết của nhiều chuyên ngành khoa học như : Địa kỹ thuật, địa chất cấu tạo, ĐCCT,
ĐCTV, chuyên môn đường bộ, kết cấu, môi trường và cũng rất cần những hiểu biết về chính
sách xã hội liên quan đến người dân, đến đền bù, giải toả và vấn đề định cư, di cư, … Để lựa
chọn được giải pháp hợp lý và phát huy hiệu quả của các biện pháp xử lý đất sụt, có thể tham
khảo kiến nghị của Viện Khoa học Công nghệ GTVT về trình tự 4 bước cần tiến hành trong khảo
sát – thiết kế xử lý đất sụt [2].
3.6 Phương châm chỉ đạo lấy phòng ngừa là chính. Do đó, đối với các điểm dân cư đã và đang
xây dựng, các cấp chính quyền nên có chương trình phối hợp với các Hội chuyên ngành tổ chức
đánh giá mức độ ổn định của điều kiện tự nhiên, môi trường. Từ đó chủ động trong việc đề xuất các
biện pháp phòng ngừa.
3.7 Các đơn vị duy tu – bảo dưỡng đường bộ thuộc ngành GTVT cần tạo ra sự phối hợp chặt
chẽ với các cấp chính quyền địa phương để tuyên truyền, hướng dẫn người dân trong việc bảo
vệ các công trình phòng chống đất sụt, bảo vệ môi trường. Đồng thời định kỳ tổ chức kiểm tra để
kịp thời phát hiện sớm và xử lý các dấu hiệu ảnh hưởng đến sự ổn định bền vững của các công
trình.
IV. Kết luận
Vấn đề trượt đất là một trong những hiện tượng mang tính quy luật thiên nhiên nhưng nếu như
nó lại diễn ra tại các điểm dân cư đang sinh sống, gây nên những thiệt hại về người và của cho
nhân dân, thì nó lại trở thành một trong những vấn đề mang tính xã hội, thu hút sự quan tâm của
các cấp, các ngành. Hy vọng rằng, bằng những thực tế về các hiện tượng trượt đất đã xảy ra trên
các tuyến đường bộ và tại các điểm dân cư vùng núi, các cấp chính quyền địa phương cần có sự
phối hợp chặt chẽ hơn nữa với các nhà khoa học, với các Hội chuyên ngành để cùng nhau tuyên
truyền, phổ biến KHKT trong dân, cùng bàn bạc và thực thi các biện pháp hữu hiệu nhằm bảo vệ
cuộc sống bình yên cho dân trước hiểm hoạ trượt đất, góp phần gìn giữ và phát triển kinh tế – xã
hội tại các địa phương.
Tài liệu tham khảo:
1. Kỷ yếu hội nghị triển khai nhiệm vụ năm 2004 của Bộ GTVT NXB GTVT, Hà Nội, 2004
2. Doãn Minh Tâm
Trao đổi kinh nghiệm về công tác KS-TK xử lý đất sụt trên đường giao thông
Báo cáo tuyển tập Hội nghị KH-CN VIện KHCN GTVT, Hà Nội, ngày 29/ 4/ 2003.
3. Doãn Minh Tâm
Tổng kết 5 năm (1999-2004) về ứng dụng KH-CN trong lĩnh vực xử lý đất yếu và phòng chống
đất sụt trên các tuyến đường bộ ở Việt Nam Báo cáo tuyển tập Hội nghị KH -CN ngành GTVT,
Hà Nội, 2004
4. Afillia Aydin, Valley Bum, Gary Holzáuen Landsslides, Flowslidess and Mudflows
./.
-----------------------------------------------
Độ lún từ biến của đất và phƣơng pháp dự báo chúng Đoàn Thế Tƣờng*
Creep of soil and calculation of settlement due to creep
Abstract: The paper deals with the creep of soil and the proposed procedure
for determining creep parameters of soil in laboratory (the coefficient of creep
consolidation, the starting creep time). the procedure for calculation of
settlement due creep is proposed also based on the assumption of successive
two stage consolidation process- permeability consolidation at first and then
successively creep consolidation.
I. Đặt vấn đề
Từ biến (Creep) là quá trình biến dạng phát
triển kéo dài theo thời gian dưới tải trọng không
đổi. Khả năng này có sẵn ở hầu hết các vật chất
từ hệ keo đến kim loại, từ hệ huyền phù đến các
đá cứng, song mức độ thể hiện tuỳ thuộc vào
khoảng thời gian quan trắc, vào trị số của tải
trọng tác dụng và vào nhiệt độ.
Từ biến của đất nền liên quan đến các công
trình xây dựng biểu hiện trong nhiều hiện tượng
như lún kéo dài của nhà và công trình, chuyển vị
các tường chắn, mất ổn định các sườn dốc, lún bề
mặt đất liên quan đến xây dựng và khai thác các
công trình ngầm,...và có thể quan sát thấy trong
khoảng thời gian cỡ tuổi thọ của công trình.
Cho đến hiện nay, các kỹ thuật tính toán dự
báo độ lún của nhà và công trình hoàn toàn dựa
trên lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi và độ lún
của nhà và công trình như vậy chỉ được dự báo
với độ lớn của quá trình cố kết thấm. Các quan
trắc lâu dài toàn diện trên mô hình thật cũng như
trên bản thân công trình xây dựng đã cho thấy,
trong nhiều trường hợp, ví dụ, đất nền là đất yếu,
tải trọng phụ thêm có giá trị lớn,.., độ lún thực tế
của công trình thường lớn hơn dự báo và sai
khác càng lớn theo thời gian quan trắc. Một trong
các nguyên nhân gây sai khác trên có thể là do
độ lún từ biến đã chưa được kể đến. Một số
nghiên cứu trên mô hình thực tại Pháp và Thuỵ
Điển [4] cho thấy kết quả đo lún thực tế khá
trùng với giá trị dự báo lún có kể đến lún từ biến
* Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Nghĩa Tân-Cầu Giấy-Hà Nội Tel. 7562158 Email: [email protected]
(hình 1).
Tại Việt Nam, tính chất từ biến cũng đã được
đề cập tới [1,2] cho một trong các đất yếu tầng
Hải Hưng phổ biến ở đồng bằng phía Bắc,
nhưng phương pháp thí nghiệm xác định đặc
trưng lún từ biến và sử dụng chúng cho các tính
toán độ lún nhà và công trình còn chưa được
quy định cụ thể. Bài này trình bày một số kết quả
nghiên cứu độ lún từ biến của đất tầng Hải Hưng
và kiến nghị phương pháp thí nghiệm xác định
đặc trưng nén lún từ biến của đất cũng như
phương pháp tính toán dự báo độ lún từ biến
của đất.
Hình 1. Biến dạng tương đối theo dự báo
và đo đạc thực tế, Mellosa
II. Từ biến của đất và phƣơng pháp thí
nghiệm trong phòng xác định đặc trƣng từ
biến
Từ biến của đất
Các số liệu thí nghiệm đều chứng tỏ rằng, tất
cả các loại đất từ đất loại sét yếu đến đá cứng
đều có các biểu hiện biến dạng theo các quy luật
chung của từ biến. Dạng từ biến và vai trò của
chúng trong tổng biến dạng từ biến được quyết
định bởi loại đất, chính xác hơn là bởi bản chất
liên kết kiến trúc của đất.
( Dƣới tác dụng của tải trọng nén, đất chịu
biến dạng thể tích. Biến dạng thể tích của đất
dƣới tải trọng có thể phân biệt thành hai dạng:
biến dạng thể tích do giảm thể tích lỗ rỗng của
đất khi nƣớc lỗ rỗng bị ép thoát ra ngoài dƣới
tác dụng của áp lực nƣớc lỗ rỗng và biến dạng
thể tích do sự trƣợt khung đất dƣới tác dụng
của áp lực hữu hiệu. Dạng biến dạng đầu đƣợc
gọi là biến dạng thấm vì liên quan đến quá trình
thấm thoát nƣớc lỗ rỗng ra khỏi đất và quá
trình biến dạng này đƣợc gọi là cố kết thấm.
Dạng biến dạng thứ hai liên quan đến quá trình
biến dạng của khung đất, sự trƣợt cắt của mối
liên kết giữa các hạt đất, cụ thể là sự biến dạng
của màng nƣớc liên kết chặt trên bề mặt các
hạt khoáng tạo đất. Có thể thấy ngay rằng, ở
đất loại sét với mức độ nén chặt bình thƣờng
hoặc chƣa bị nén chặt, biến dạng thấm chiếm
ƣu thế, vƣợt trội hơn biến dạng khung đất vì độ
lỗ rỗng của chúng là lớn. Đất càng bị nén chặt,
càng có kết cấu chặt xít, biến dạng thấm càng
nhỏ đi và thay thế bằng biến dạng trƣợt khung.
Quá trình biến dạng thấm được nghiên cứu và
mô hình hoá đầu tiên bằng lý thuyết cố kết thấm
của Terzaghi trong đất bão hoà nước với giả
thuyết rằng, cố kết thấm xảy ra do sự thoát nước
lỗ rỗng ra khỏi các lỗ rỗng của đất dưới tác dụng
của áp lực nước lỗ rỗng và quá trình thoát nước
lỗ rỗng tuân theo định luật thấm Darcy. Lý thuyết
cố kết thấm về sau đã được nhiều nhà khoa học
Nga tiếp tục phát triển thêm với nhiều điều kiện
biên khác nhau. Ví dụ, theo một số tác giả, tải
trọng ngoài ngay trong thời điểm ban đầu đã có
thể không hoàn toàn chỉ truyền vào nước lỗ rỗng
mà có thể phân bố cả trong khung đất nữa, vì các
số liệu thực nghiệm đã thấy tồn tại một độ bền
cấu trúc (ct và đất chỉ biến dạng khi tải trọng
ngoài vượt quá áp lực này. Một yếu tố khác cũng
ảnh hưởng đến quá trình cố kết là khái niệm
gradien áp lực ban đầu io tương đương với sức
căng bề mặt của màng nước liên kết trên bề mặt
hạt đất và quá trình thấm thoát nước lỗ rỗng chỉ
xảy ra khi gradien thuỷ lực của nước lỗ rỗng vượt
quá giá trị này. Biến dạng khung đất phát triển
theo thời gian do sức kháng nhớt của mối liên kết
giữa các hạt khoáng tạo đất, không liên quan gì
đến quá trình thoát nước lỗ rỗng và chỉ liên quan
với nước liên kết phân bố trên bề mặt hạt.
( Về tƣơng quan giữa biến dạng thấm và
Biế
n d
ạng t
ươ
ng đ
ôi, %
Dự báo không kể từ biến
Dự báo có kể từ biến
Đo đạc
Thời gian, ngày
biến dạng khung đất trong quá trình cố kết
của đất, tồn tại hai quan điểm.
Quan điểm thứ nhất cho rằng hai dạng biến
dạng này xảy ra đồng thời trong suốt quá trình cố
kết ngay từ khi bắt đầu tác dụng tải trọng. Nhiều
tác giả đã theo hướng này đưa ra các mô hình
cơ học phức tạp nhằm mô hình hoá quá trình cố
kết và lập ra các phương trình miêu tả quá trình
cố kết có kể đến biến dạng thấm và trượt khung
(Vialov X.X, Tsưtovits N.A. và Ter-Martiroxian
Z.G. , Zaretskii Iu.K. ). Quan điểm này về nguyên
tắc là đúng đắn, song lời giải là phức tạp và
thường chỉ mang ý nghĩa lý thuyết, ít có ý nghĩa
thực tế và không được áp dụng rộng rãi trong
các dự báo lún cho các công trình xây dựng.
Quan điểm thứ hai cho rằng quá trình biến
dạng thể tích của đất dưới tải trọng bắt đầu bằng
quá trình cố kết thấm và quá trình biến dạng
trượt khung đất chỉ xảy ra sau khi cố kết thấm đã
kết thúc tức là khi áp lực nước lỗ rỗng tiêu tán
hết và toàn bộ tải trọng ngoài chuyển thành áp
lực hữu hiệu. Do có sự kế tiếp như vậy, nên quá
trình cố kết thấm được gọi là cố kết nguyên sinh
(cố kết thứ nhất) và quá trình biến dạng sau
chúng là cố kết thứ sinh (thứ hai) và cũng
thường được gọi là quá trình từ biến. Quan điểm
này là thực tế vì các lý do sau:
- Trong thực tế, cố kết thấm và cố kết từ biến có
thể xảy ra đồng thời, song hiển nhiên là, trong giai
đoạn cố kết đầu, cố kết thấm là chiếm ưu thế và
chủ yếu. Khi đất bị nén chặt đáng kể, nước trọng
lực đã bị ép hết ra ngoài, nước trong đất chỉ còn lại
là nước liên kết và từ đây quá trình trượt khung đất
diến ra thay thế hoàn toàn cố kết thấm và quá trình
từ biến bắt đầu.
- Từ biến theo định nghĩa là quá trình biến
dạng của vật liệu theo thời gian đươi tải trọng tác
dụng không đổi. Trong quá trình cố kết thấm, áp
lực hữi hiệu tác dụng lên khung đất không phải
là cố định mà tăng lên theo thời gian và chỉ ổn
định bằng tải trọng ngoài khi giai đoạn cố kết
thấm kết thúc. Do vậy, quá trình từ biến của đất
chỉ thể hiện rõ rệt và chính tắc đúng bản chất
trong giai đoạn cố kết thứ sinh. Nghiên cứu từ
biến của đất, đúng hơn, là nghiên cứu bắt đầu từ
giai đoạn này.
-Phân biệt quá trình biến dạng của đất thành hai
giai đoạn liên tục, kế tiếp nhau làm thuận tiện hơn
cho công tác mô hình hoá mô phỏng chúng, xác
định các đặc trưng biến dạng của từng giai đoạn
trình cố kết và áp dụng cho các tính toán nền móng,
dự báo độ lún của công trình.
Dấu hiệu xác nhận thời điểm chuyển tiếp từ cố
kết thấm sang cố kết từ biến là sự phân tán áp lực
nước lỗ rỗng tới 0. Thời điểm này dễ dàng nhận
thấy khi thí nghiệm cố kết có đo áp lực nước lỗ
rỗng. Nhiều tác giả như Casagrande, Taylor cũng
đã tìm kiếm phương pháp xác định thời điểm này
khi xử lý mối quan hệ giữa biến dạng lún theo thời
gian trong quá trình cố kết như các quan hệ S -
t1/2 và S - lgt. Một đặc điểm khác biệt nữa giữa hai
giai đoạn cố kết thấm và từ biến cũng có thể sử
dụng để phân biệt hai quá trình này. Đó là, thời
gian cố kết thấm phụ thuộc vào chiều dài đường
thấm. Tiến hành trong phòng thí nghiệm các thí
nghiệm cố kết trên các mẫu đất có chiều cao khác
nhau, nếu kết quả thí nghiệm phụ thuộc vào chiều
cao mẫu thí nghiệm, có nghĩa là cố kết thấm đang
diễn biến và nếu không phụ thuộc, ta đang làm
việc với cố kết từ biến. Một cách tổng quát, nếu có
thời gian cố kết t1 và t2 tương ứng với độ dài
đường thấm (chiều cao mẫu thí nghiệm) h1 và h2
ta có:
t1 / t2 = (h1/ h2)n với 0 ( n ( 2
Với cố kết thấm n = 2, còn với cố kết từ biến n
= 0.
Đặc trƣng tính chất từ biến của đất
( Từ biến của đất được nghiên cứu thông qua
mối quan hệ giữa biến dạng và thời gian ở các
cấp tải trọng khác nhau. Đường cong biểu diễn
quá trình cố kết từ biến là một đoạn trên đường
cong biến dạng cố kết bắt đầu từ khi cố kết thấm
đạt 100%. Thông thường, biến dạng cố kết theo
thời gian được biểu diễn bằng mối quan hệ Biến
dạng (Tỷ lỗ rỗng) - Logt) và độ dốc của tiếp tuyến
với đường cong này trong đoạn từ biến được sử
dụng để đánh giá khả năng biến dạng từ biến
của đất tại một áp lực xác định (hình 2). Đó là hệ
số cố kết từ biến, được tính theo biểu thức sau:
(S = d(/dlogt hoặc C( = de/dlogt
Nếu xem đoạn đường cong từ biến là đường
thẳng trong khoảng thời gian từ t1 đến t2 thì:
(S = (2 - (1 / log t2 - log t1 hoặc C( = e2 -
e1 / log t2 - log t1
ở đây (S hoặc C( là hệ số cố kết từ biến;
( và e tương ứng là biến dạng lún tương đối
và tỷ lỗ rỗng.
Hình2 Quan hệ biến dạng - thời gian
tại một bậc tải trọng
( Hệ số cố kết từ biến (S (C() không phải là
hằng số, mà thay đổi tuỳ thuộc vào giá trị tải
trọng tác dụng và cũng thay đổi ngay trong thời
gian tác dụng của một bậc tải. Kết quả thí
nghiệm nén không nở hông cho thấy rõ điều này.
Giá trị (S (C() là rất nhỏ khi ( (( (c và tăng lên với
( ( (c. Khi ( ( (c, (S (C() tiếp tục tăng theo thời
gian cố kết và khi ( ( (c, (S (C() theo thời gian
giảm dần.
Phƣơng pháp thí nghiệm trong phòng xác
định hệ số cố kết từ biến của đất
Phương pháp thí nghiệm này bao gồm các
điểm chính như sau.
( Về nguyên tắc chung
-Bản chất của phương pháp dựa trên giả thiết
về qúa trình cố kết hai giai đoạn: giai đoạn cố kết
thấm và giai đoạn cố kết từ biến.
-Thí nghiệm nén xác định hệ số cố kết từ biến
C( ((c) nên được tiến hành song song đồng thời
với thí nghiệm xác định các thông số cố kết thấm
trên cùng một mẫu đất sử dụng cho thí nghiệm.
- Khi nền đất gồm nhiều lớp, nên chọn lựa để
thí nghiệm cố kết từ biến cho các lớp được dự
đoán là có lượng lún từ biến là lớn.
( Về phương pháp: Phương pháp thí nghiệm
trong phòng xác định hệ số cố kết từ biến là
phương pháp nén một trục không nở hông có
hoặc không đo áp lực nước lỗ rỗng.
( Về trang thiết bị: Đối với thí nghiệm không
đo áp lực lỗ rỗng, thiết bị và dụng cụ thí nghiệm
tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật quy định trong tiêu
chuẩn TCVN 4200:1995 Đất xây dựng - Phương
pháp xác định tính nén lún của đất ở trong phòng
thí nghiệm. Đối với thí nghiệm có đo áp lực nước
lỗ rỗng, thiết bị, dụng cụ thí nghiệm ngoài các
yêu cầu kỹ thuật như ở TCVN 4200:1995 cần
thêm các yêu cầu sau: Hộp nén phải có cấu tạo
đặc biệt tạo thành một hệ kín tránh tổn hao áp
lực, cho phép đo được áp lực nước lỗ rỗng với
độ chính xác chấp nhận được và có bộ phận đo
áp lực nước lỗ rỗng với cơ cấu thích hợp.
( Về mẫu đất thí nghiệm: Mẫu đất thí nghiệm
xác định hệ số cố kết từ biến phải là mẫu nguyên
trạng, có thành phần, tính chất, trạng thái và quy
cách lắp đặt như mẫu đất được sử dụng trong thí
nghiệm song song xác định các thông số cố kết
thấm.
( Về quy trình thí nghiệm
- Mẫu đất thí nghiệm xác định hệ số cố kết từ
biến được nén ở cấp tải trọng nén tương đương
với phụ tải phát sinh trong đất trong quá trình
chịu tải lâu dài, thường bằng giá trị phụ tải tại
giữa lớp đất gây lún cần dự báo độ lún cố kết từ
biến.
-Dữ liệu đo ghi trong quá trình thí nghiệm là
biến dạng lún của mẫu đất tương ứng với thời
gian. Thời điểm đo ghi cần tính toán như thế nào
để có thể xử lý số liệu cố kết thấm theo cả hai
phương pháp Taylor và Casagrande.
Đối với các thí nghiệm có đo áp lực nước lỗ
rỗng, áp lực nước lỗ rỗng cũng được đo ghi
đồng thời với biến dạng lún cho đến khi triệt tiêu
25 năm cơ học đất và địa kỹ thuật công trình Nguyễn Trƣờng Tiến* Phó Chủ tịch kiêm Tổng thư ký Hội cơ học đất và ĐKT Tel:090.3405769; Email: [email protected]
25 years of soil mechanics and geotechnical engineering (SMGE)
Abstract: This paper make the summary of experiences and analysis on
achievements, weakness, challenges, and opportunities of SMGE in Vietnam
during last 25 years. Proposals for new model and activities to develop
Vietnam society of SMGE as well as lesson learned are presented. The role of
soil mechanics, geotechnical engineering for planning, design,
implementation, maintenance of projects, protection of environment,
prevention and mitigation of natural disasters are discussed.
1. Mở đầu
Cơ học đất và Địa kỹ thuật công trình là một chuyên ngành kỹ thuật, áp dụng những kiến thức,
định nghĩa, khái niệm của toán học, vật lý, hoá học, cơ học, động lực học, thuỷ lực, dao động, môi
trường, sinh vật học … vào kỹ thuật xây dựng. Cơ học đất vốn được xây dựng trên kinh nghiệm,
nghệ thuật và trở thành một môn kỹ thuật với sự đóng góp của Terzaghi cách đây hơn 70 năm. Đối
tượng nghiên cứu, các lời giải kỹ thuật và giải pháp công nghệ của cơ học đất và địa kỹ thuật công
trình là Đất, đá, nước, khí với tác động của tải trọng, lực, năng lượng, dòng chảy, áp lực do con
người và thiên nhiên tạo nên. Con người xây dựng nhà, trường, văn phòng, bệnh viện, cầu đường,
bến cảng, nhà máy, sân bay, đập chứa nước, đường hầm, khai thác mỏ … đều cần đến cơ học đất
và địa kỹ thuật. Con người chôn lấp phế thải, nạo vét sông ngòi, biển cả, lấn biển, tôn nền, làm sạch
đất, nước, không khí, đều cần có các kiến thức và kinh nghiệm về Địa kỹ thuật và Địa kỹ thuật công
phòng chống bão lụt, động đất, sóng thần … với mục đích giảm nhẹ thiên tai đều cần các lời giải Địa
kỹ thuật và kiến thức về cơ học đất. Ngành cơ học đất, nền móng, Địa kỹ thuật công trình, Địa kỹ
thuật môi trường của thế giới và Việt Nam đã có những bước tiến vượt bậc trong 25 năm qua. Lấy
mốc 25 năm vì vào thời điểm 1980 – 1981 Việt Nam tiếp nhận nhiều thiết bị khảo sát hiện trường,
phòng thí nghiệm, quy trình, quy phạm, sách, tạp chí, thông tin, từ chương trình UNDP của Liên hiệp
Địa kỹ thuật số 3-2005 6
quốc dành cho Liên hiệp khảo sát Bộ xây dựng và chương trình hợp tác giữa Viện KHCN xây dựng
với Viện Địa kỹ thuật Thuỵ Điển. Mặt khác sau 5 năm giải phóng miền Nam, nhiều phương pháp thí
nghiệm (thí dụ SPT), quy trình quy phạm và sách giáo khoa của các nước phương Tây bắt đầu có sự
giao lưu với nền cơ học đất và địa kỹ thuật của miền Bắc, vốn là kiến thức và kinh nghiệm của Liên
Xô cũ, Trung Quốc và các nước XHCN khác. Báo cáo trình bày những thành tựu đạt được trong lĩnh
vực Cơ học đất và Địa kỹ thuật, một số tồn tại, thách thức và cơ hội cho sự phát triển.
2. Thành tựu
2.1 Khảo sát đất nền và quan trắc Địa kỹ thuật
Với sự giúp đỡ của Viện SGI, Thuỵ Điển, EU từ những năm 1979 – 1980 nhiều thiết bị thí nghiệm
trong phòng và hiện trường đã được nhập sang Việt Nam. Việt Nam cũng tự chế ra xuyên tĩnh XT80
để khảo sát đất nền. Một số kết luận chính là:
- Có thể lấy mẫu đất sét yếu nguyên trạng tại hiện trường bằng các kỹ thuật và công nghệ của
Thuỵ Điển, Canada, Nhật, Anh, Pháp.
- Có thể xác định khá chính xác độ lún của nền, sức kháng cắt của nền đất yếu, dự tính lún theo
thời gian, độ lún thứ phát … bằng thí nghiệm nén cố kết trong phòng thí nghiệm, xuyên côn và nén
ba trục.
Xuyên tĩnh là thiết bị thích hợp để xác định địa tầng, sức kháng xuyên đầu mũi và ma sát
- bên thích hợp để dự tính sức chịu tải của cọc, của nền và dự tính độ lún của móng trên nền cát.
- Xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng cho phép xác định được khả năng thoát nước, hệ số thấm
và tiện ích cho thiết kế các loại cọc cát, bản nhựa, tầng hầm, và độ cố kết.
- Cắt cánh là thiết bị thích hợp để xác định sức kháng cắt không thoát nước của nền sét yếu.
- Xuyên động (SPT) có thể dùng để phân tầng, xác định sức chịu tải của nền, của cọc
- Nén ngang trong hố khoan cho phép xác định môđun biến dạng, cường độ, sức chịu tải của nền
và của cọc.
- Thí nghiệm xác định sức chịu tải của cọc, của nền bằng nén tĩnh cho phép đánh giá chính
xác hơn khả năng chịu lực của cọc và của nền.
- Thí nghiệm thử đóng cọc bằng lý thuyết truyền sóng CAPWAP cho phép xác định khá chính xác
sức chịu tải của cọc, phân bổ ma sát bên, phản lực mũi cọc và quan hệ Tải trọng - Độ lún.
- Các thiết bị quan trắc lún, quan trắc nghiêng, đo áp lực, biến dạng, chuyển vị … đo cho phép
hiển thị đúng đắn sự làm việc của nền, móng, tầng hầm, tường chịu lực …
2.2 Xử lý nền đất yếu
Nền đất yếu có thể xử lý bằng các phương pháp:
- Bản nhựa thoát nước và gia tải trước bằng đất đắp hoặc hút chân không.
- Cọc vôi đất, cọc xi măng đất (cường độ thấp).
- Cọc cát đầm chặt theo công nghệ của Nhật Bản.
- Đất có cốt, vải địa kỹ thuật nhằm phân bổ ứng xuất đều hơn, ngăn cản sự trộn lẫn giữa đất cát
và bùn, đồng thời tăng khả năng chịu lực kéo.
- Các loại cọc tre, cọc tràm, cọc bê tông ngắn, cọc ống nhựa, ống thép, ống bê tông … được sử
dụng để xử lý nền đất yếu. Các loại cọc ngắn (khoảng 3 – 4m) được thiết kế như nhóm cọc và khối
móng quy ước. Các loại cọc nhỏ (có tiết diện nhỏ hơn 25cm) được thiết kế như các loại cọc truyền
thống.
- Thay thế đất xấu bằng đất tốt hơn và được đầm chặt.
Địa kỹ thuật số 3-2005 6
- Cố kết động: (Sử dụng quả nặng rơi từ độ cao lớn) cho phép tăng quá trình cố kết, giảm độ lún
và tăng khả năng chịu tải của nền thích hợp cho các dự án lấn biển, xây dựng cụm, tuyến dân cư.
2.3 Nền móng
- Các loại móng băng giao nhau, móng đơn, móng vỏ nón, móng bè … được sử dụng khá thành
thạo để làm móng cho các công trình nhà ở và hạ tầng kỹ thuật, xã hội.
- Cọc đóng, cọc ép, cọc khoan nhồi, cọc khoan đóng tường móng, tường trong đất, neo đất … đã
trở thành giải pháp kỹ thuật và công nghệ phổ biến.
- Cọc bê tông kết hợp với cọc thép (đóng và khoan) đã được sử dụng để xử lý hang động kast.
- Cọc đường kính nhỏ (( < 25cm) bằng bê tông, thép, ống nhựa, luồng … phục vụ cho việc xây
chen trong thành phố, chống lún, gia cường … đã thực sự trở thành một giải pháp kỹ thuật và công
nghệ có nhiều ưu điểm:
( Tiết kiệm vật liệu và năng lượng;
Địa kỹ thuật số 3-2005 6
( ít gây chấn động.
( Sử dụng vật liệu tối ưu. Tăng ma sát bên;
( Thiết kế, thi công và kiểm tra hết sức dễ dàng.
( Phù hợp với điều kiện kỹ thuật – công nghệ – kinh tế – xã hội Việt Nam.
2.4. Địa kỹ thuật môi trƣờng
Từ thập kỷ 90, chúng ta đã bắt đầu quan tâm đến lĩnh vực này và thu được những bài học kinh
nghiệm quý về:
- Nhiễm bẩn đất, nước, khí và các giải pháp phòng ngừa.
- Nhiễm bẩn nguồn nước uống do amoniac.
- Nhiễm bẩn đất và nước do tro xỉ.
- Giải pháp ngăn ngừa và bảo vệ ảnh hưởng của các bãi rác và phế thải công nghiệp.
- Kinh nghiệm và kỹ thuật sử lý phế thải, rác thải.
- Lún sụt đất do khai thác nước ngầm.
- Nền móng cho vùng có lún sụt mặt đất.
2.5. Địa kỹ thuật với bảo vệ, phòng chống và giảm thiểu thiên tai.
Các chuyên gia cơ học đất, địa kỹ thuật đã nghiên cứu, đề xuất nhiều giải pháp
- Cơ chế trượt lở mái dốc, bờ sông, bờ biển, hầm lò, đất đắp …
- Giải pháp chống trượt lở.
- Kỹ thuật và công nghệ làm nhà trong vùng ngập lụt, lũ quét và động đất.
- Nền móng các công trình chịu tả i trọng lớn.
3. Hạn chế và yếu kém
- Thiếu các sách giáo khoa mới, thiếu thông tin, chậm đổi mới giáo trình và chương trình giảng
dạy.
- Chất lượng đào tạo chuyên gia cơ học đất, Địa kỹ thuật còn thấp. Thiếu hụt đội ngũ kế cận. Trình
độ các Tiến sĩ, Thạc sĩ chuyên gia còn hạn chế. Các luận án cao học và Tiến sĩ còn ít gắn với thực
tiễn và nhu cầu phát triển.
- ít các công trình về cơ học đất và địa kỹ thuật được công bố.
- Thiếu cơ hội học tập, thực tập, tham dự Hội nghị quốc tế và đào tạo ở trình độ cao hơn.
- Thiếu tiêu chuẩn chuyên ngành.
- Thiếu thư viện Địa kỹ thuật được cập nhật.
- Chưa phát huy được vai trò của Hội nghề nghiệp. Thiếu kinh phí hoạt động.
- Thiếu sự hợp tác giữa các Trường – Viện – Doanh nghiệp.
- Năng lực chuyên môn, trình độ ngoại ngữ, khả năng sử dụng máy tính, giao lưu quốc tế còn
nhiều hạn chế. Cản trở sự hội nhập.
4. Thách thức
- Thất thoát, lãng phí, tham nhũng trong xây dựng do thiếu chuyên nghiệp, đạo đức nghề nghiệp
(lương tâm nghề nghiệp) thiếu trách nhiệm với xã hội, nhà dân, đồng nghiệp và sự an toàn.
- Tụt hậu, thiếu khả năng cập nhật, thiếu sự sáng tạo và động năng để phát triển.
- Kiến thức và kinh nghiệm nghèo nàn, không thường xuyên học tập, nghiên cứu, trao đổi thông
tin.
- Thiếu sự quan tâm của xã hội, của Nhà nước… về sự cần thiết và vai trò của kỹ thuật và kỹ sư.
- Chưa hình thành được thị trường cho Khoa học – Kỹ thuật – Công nghệ, tư vấn, giáo dục đào
tạo. Không tạo được động lực cho sự tự nguyện cá nhân.
Địa kỹ thuật số 3-2005 6
- Chủ nghĩa bằng cấp, chủ nghĩa quyền lực, chủ nghĩa cá nhân, chủ nghĩa cầu danh, cầu lợi, suy
thoái đạo đức, coi trọng đồng tiền đã cản trở sự phát triển của KHKT, giáo dục đào tạo, kinh tế, nói
chung và chuyên ngành Cơ học đất và Địa kỹ thuật công trình nói riêng.
- Thoả mãn, bằng lòng với kiến thức, kinh nghiệm, thiếu ý chí học tập vươn lên.
- Thiếu tính cộng đồng để chia sẻ thông tin, kiến thức, kinh nghiệm. Thiếu sự hợp tác.
- Chất lượng con người, chất lượng công trình và sản phẩm còn thấp. Các giá trị không được đề
cao.
5. Cơ hội
Chuyên ngành Cơ học đất và Địa kỹ thuật là nền móng cho một công trình, đồng thời cũng là nền
tảng cho sự phát triển. Cơ học đất và Địa kỹ thuật làm việc với đất (Mẹ) với không khí, trời (Cha) với
nước (Anh em, bạn bè). Vì vậy chúng ta phải tôn trọng và bảo vệ tự nhiên, môi trường và đa dạng
sinh học. Vì sự nghiệp xoá đói giảm nghèo, phát triển bền vững và Hội nhập kinh tế quốc tế.
Đất nước là cả một công trường lớn, tìm được sự cân bằng giữa Phát triển và Bảo vệ môi trường
cần có các lời giải thông minh của kỹ sư địa kỹ thuật.
Phát triển bền vững được hiểu là thế hệ hôm nay phải sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên để có
thể dành quyền lợi cho các thế hệ tương lai. Đất, nước, không khí đa dạng sinh học, tài nguyên thiên
nhiên … phải được sử dụng một cách thông minh, khôn khéo trên cơ sở các kiến thức Khoa học –
Kỹ thuật – Công nghệ – Văn hoá vững vàng và có trách nhiệm.
Cơ hội đặt ra cho các nhà Cơ học đất và Địa kỹ thuật là:
- Có hiểu biết sâu sắc hơn và ứng xử đúng đắn hơn với các loại đất nền Việt Nam. Đặc biệt là đất
sét yếu.
- Tham gia vào công tác quy hoạch sử dụng đất và nước.
- Tư vấn kỹ thuật các giải pháp xử lý đất yếu, chống trượt lở mái dốc, bờ sông, bờ biển, đê điều …
- Tư vấn kỹ thuật cho các giải pháp nền móng tiết kiệm, giảm chi phí và tăng hiệu quả.
- Thiết kế và thi công công trình ngầm.
- Thiết kế và thi công công trình ven biển, trên hải đảo, vùng sâu vùng xa.
- Bảo vệ môi trường.
- Phòng chống và giảm nhẹ thiên tai.
- Giải pháp phòng chống động đất.
- Kỹ thuật mới, công nghệ mới, vật liệu mới trong ngành địa kỹ thuật.
- Phương pháp tính, phần mềm, MTĐT, công nghệ thông tin… để đẩy nhanh quá trình nghiên
cứu.
- Nâng cao trình độ đào tạo. Xuất bản sách, tạp chí, báo chí.
- Xây dựng phòng thí nghiệm hợp chuẩn, phòng thử ly tâm, phòng thí nghiệm môi trường … để có
thể hiểu biết sâu hơn về các giải pháp kỹ thuật.
- Phát triển các thiết bị đo, quan trắc, định vị (GPS) nhằm cung cấp các thông tin kịp thời, chính
xác phục vụ cho lời giải kỹ thuật và giải pháp công nghệ.
- Phòng chống nhiễm bẩn, làm sạch đất và nước bị nhiễm bẩn, bảo vệ sự lan toả, phân bón trong
đất và nước của đioxin …
- Lập quy trình quy phạm về Địa kỹ thuật.
- Viết sách, đổi mới giáo trình, chương trình học tập.
- Tranh thủ sự giúp đỡ quốc tế.
- Tham gia vào chương trình đào tạo.
Địa kỹ thuật số 3-2005 6
6. Đề xuất về mô hình tổ chức và nội dung hoạt động của Hội cơ học đất và Địa kỹ thuật
công trình (2006 – 2009)
6.1 Hội cơ học đất và Địa kỹ thuật công trình Việt Nam (VSSMGE) tiếp tục duy trì là thành viên
chính thức của Hội cơ học đất và Địa kỹ thuật công trình quốc tế (ISSMGE). Tích cực tham gia hoạt
động của ISSMGE. Mở rộng quan hệ quốc tế với Hội cơ học đất và Địa kỹ thuật công trình của các
nước thành viên.
6.2 Ban chấp hành Hội tập hợp đủ đại diện các Trường, Viện, Doanh nghiệp … đảm bảo có đủ
mạng lưới các chi hội và các chuyên gia.
6.3 Thường trực của Ban chấp hành có 15 người để kịp thời đưa ra các quyết đ ịnh đúng đắn.
6.4 Quỹ của các thành viên đóng góp là nguồn chính cho hoạt động. Vận động cac nhà tài trợ
giúp đỡ.
6.5 Tổ chức hoạt động nghiên cứu, dịch vụ tư vấn, đào tạo, chuyển giao công nghệ … để phát
huy được năng lực của đông đảo hội viên và có Quỹ cho hoạt động của Hội.
6.6 Bảo trợ và giúp đỡ các hoạt động của Công ty AA – Corp., Viện Địa kỹ thuật và một số đơn vị
khác trong công tác tư vấn, đào tạo, nghiên cứu khoa học, xuất bản phẩm và phát triển công nghệ.
Hoạt động của các đơn vị trên góp phần cho sự phát triển của Hội.
6.7 Hội sẽ thành lập các Tiểu ban kỹ thuật để phối hợp các Hội viên giải quyết một nội dung cụ
thể. Thí dụ xây dựng một tiêu chuẩn.
6.8 Hội sẽ tiếp tục tham gia nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ, tư vấn, phản biện xã
hội, đào tạo, giáo dục, phổ biến kiến thức, tham gia chương trình đăng bạ kỹ sư.
6.9 Hội sẽ tiếp tục phát triển các chương trình, các đề tài Hợp tác quốc tế. Tranh thủ cao nhất sự
giúp đỡ của bạn bè, đồng nghiệp nhằm nâng cao kiến thức trình độ, kỹ năng và cơ hội học tập,
nghiên cứu.
6.10 Hội sẽ xây dựng chương trình đào tạo và nâng cao trình độ cho kỹ sư Địa kỹ thuật. Tham gia
xây dựng chương trình đào tạo Cao học và Tiến sĩ về Địa kỹ thuật.
7. Bài học kinh nghiệm
7.1 Sự phát triển của chuyên ngành cơ học đất và Địa kỹ thuật trong 25 năm qua là nhờ có sự cố
gắng nhiệt tình, yêu nghề, yêu đất nước của một thế hệ của một số bộ môn, một số cá nhân. Thiếu
những người chủ chốt, các sáng kiến và sự năng động sẽ bỏ qua cơ hội.
7.2 Phải tôn trọng các chữ sau đây trong quan hệ hợp tác và hoạt động nghề nghiệp: Tôn trọng
(Respect), Kết hợp (Combination), Trao đổi thông tin (Communication), Nâng cao năng lực
(Competence), Cam kết (Commitment), Có đạo đức nghề nghiệp (Ethics), Trách nhiệm
(Responsibility), Tường minh (Trasparency), Dân chủ (Democracy) và Chủ nghĩa nghề nghiệp, Tính
chuyên nghiệp (Professionalism).
7.3 Biết kết hợp khai thác các giá trị của Văn hoá Đông phương với Văn minh phương Tây. Khai
thác triệt để mối quan hệ và hợp tác Đông – Tây, tìm kiếm và khai thác được các mối quan hệ trên.
Hình thành được chương trình hợp tác quốc tế với Thuỵ Điển, Canada, Mỹ, Pháp, Đức, Anh … Quan
hệ giữa các cá nhân các nhà địa kỹ thuật Việt Nam và quốc tế là hết sức quan trọng.
7.4 Lựa chọn được những cán bộ chủ chốt hoạt động cho các chương trình hợp tác, nghiên
cứu và đóng góp cho Hội. Họ phải là những người:
- Có năng lực chuyên môn, tình yêu nghề nghiệp, có khả năng hợp tác và tổ chức thực hiện.
- Có tầm nhìn lâu đài cho sự phát triển.
- Có tính mục tiêu và xác định được nhu cầu phát triển.
Địa kỹ thuật số 3-2005 6
- Biết Quản lý điều hành, lập kế hoạch và chương trình hoạt động.
- Nhạy cảm, hiểu biết, cởi mở, chân thành, trong sáng, có độ linh động cao. Biết mình là Ai? Và có
thể làm được gì. Sống đạo đức, khiêm tốn, tín, nghĩa …
- Có tính chuyên nghiệp cao, có chuyên môn sâu giao tiếp tốt bằng tiếng Anh, sử dụng thành thạo
Máy tính điện tử, internet … cho các mục đích học tập, giảng dạy, nghiên cứu khoa học.
- Đóng góp tự nguyện cho sự phát triển của Hội, của chuyên ngành.
- Dễ dàng hợp tác với tất cả.
- Có hiểu biết về lịch sử, văn hoá và giá trị (Giá trị = chất lượng/giá thành)
7.5 Những yếu tố quan trọng đã phát triển
- Phải có con người có chất lượng - Man MAN
- Phải có kinh phí để hoạt động - Money MONEY
- Phải có thiết bị - Machinery MACHINERY
- Phải có phương pháp hoạt động - Methods METHODS
- Phải biết quản lý điều hành - Management MANAGEMENT
- Phải biết tiết kiệm từng phút - Minnocite MINUTE
Tức là nguyên lý 6M
Yếu tố con người là quan trọng nhất, theo nguyên lý thiên địa nhân. Kỹ sư Địa kỹ thuật phải có
hiểu biết về triết học, văn hoá đông phương, phong thuỷ, dịch lý, ngũ hành, âm dương … Vì họ phải
ứng xử hành ngày với đất, nước, khí.
7.6 Phải hình thành được các mô hình tổ chức, hoạt động kết hợp hài hoà các mục tiêu.
Nghiên cứu (Viện) + học tập giảng dạy (Trường) + sản xuất kinh doanh, tư vấn (Công ty)
Phát triển các Công ty – các doanh nghiệp khoa học kỹ thuật – Công nghệ để cung cấp các dịch
vụ kỹ thuật, công nghệ, giáo dục đào tạo, chuyển công nghệ, tư vấn đầu tư, xuất nhập khẩu kỹ thuật,
công nghệ với chât lượng cao.
7.7 Đặc biệt quan tâm tới tổ chức Hội thảo, lớp học, xuất bản, thông tin trên trang web. áp dụng
công nghệ tin học để giao lưu trực tuyến, xuất bản tuyển tập dưới dạng CD.
7.8 Trang thủ sự giúp đỡ của báo chí, cơ quan ngôn luận … để định hướng đúng đến dư luận xã
hội và hiểu biết về nghề nghiệp.
8. Kết luận và kiến nghị
8.1 Vai trò của cơ học đất và Địa kỹ thuật công trình là hết sức quan trọng trong quy hoạch, thiết
kế xây dựng khai thác, bảo dưỡng, sử dụng công trình.
8.2 Cơ học đất và Địa kỹ thuật là chuyên ngành quan trọng để bảo vệ, giữ gìn, khai thác hợp lý
đất, nước, khí môi trường và tài nguyên thiên nhiên.
8.3 Cơ học đất và địa kỹ thuật công trình cung cấp các lời giải kỹ thuật và công nghệ để phòng
chống và giảm thiểu thiên tai: Trượt lở đất, lũ lụt, bão, động đất, lũ quét.
8.4 Thành tựu, hạn chế, thách thức, cơ hội, nội dung và tổ chức hoạt động, bài học kinh nghiệm
đã được phân tích, kiến nghị để các hội viên đóng góp.
Cần thiết tổ chức lại Hội cơ học đất và Địa kỹ thuật công trình Việt Nam, lựa chọn được ban chấp
hành mới thông qua điều lệ mới và định hướng cho sự phát triển.
Địa kỹ thuật số 3-2005 6
Đƣờng cong ứng suất biến dạng của đá và ứng dụng để lựa chọn các điều kiện giới hạn
Nghiêm Hữu Hạnh*
The stress-strain curve of rock and applications for choosing the limit conditions Abstract: In this paper the author analyzes the relationships of stress and strain state of rock on stress-strain curve, remarks on some limit conditions, as: elastic limit point, long-term strength, peak strength and ultimate strength. Different chooses of limit conditions for estimate of stability of constructions are recommended.
1. Đặt vấn đề
Mối quan hệ ứng suất biến dạng của đá phản
ánh sự ứng xử của đá dưới tác dụng của tải
trọng. Đây thường là mối quan hệ phi tuyến. Tuy
nhiên, trong nhiều bài toán kỹ thuật thường giới
hạn ở vùng biến dạng tuyến tính của đá để áp
dụng các lời giải của lý thuyết đàn hồi. Trong khi
đó, kết quả nghiên cứu của rất nhiều tác giả ở
trong và ngoài nước [1, 2, 3, 6, 9, 10] đều thấy
rằng đối với nhiều loại đá, đặc biệt đá trầm tích,
giới hạn đàn hồi chỉ chiếm khoảng 40-50% độ
bền của đá. Điều này có nghĩa là khả năng chịu
tải của đá đã không được sử dụng được hết. Đối
với nhiều công trình có thời gian sử dụng ngắn
hạn, như các đường hầm khảo sát, các bờ dốc
của các mỏ khai thác khoáng sản, các lò chợ
trong khai thác than bằng phương pháp hầm
lò…khi lấy giới hạn đàn hồi làm căn cứ để đánh
giá sự ổn định thì sẽ “bỏ phí” sức chịu tải của đá,
lúc đó, bờ dốc có thể là qua thấp hoặc hầm lò
được chèn chống quá nhiều. Bởi vậy, sử dụng
hợp lý sức chịu tải của đá là một câu chuyện rất
đáng được quan tâm. Khi nói đến sức chịu tải,
độ ổn định…người ta thường chú ý ngay đến
trạng thái ứng suất và các điều kiện giới hạn của
chúng. Vậy thì, trong các bài toán thực tế có thể
có bao nhiêu điều kiện giới hạn và nên chọn điều
kiện nào cho từng lời giảI cụ thể. Tác giả của bài
này trình bầy về mối quan hệ giữa đường cong
ứng suất biến dạng và các điều kiện đặc trưng
của nó, từ đó trao đổi về việc lựa chọn điều kiện
giới hạn trong tính toán ổn định công trình.
2. Đặc điểm đƣờng cong ứng suất-biến
dạng của đá
Đường cong ứng suất - biến dạng được xác
định bằng thí nghiệm nén các mẫu đá, thường là
hình trụ có chiều cao bằng 2 lần đường kính.
Trong quá trình thí nghiệm người ta ghi được tải
trọng nén và tương ứng với nó là biến dạng tuyệt
đối theo phương dọc và ngang của mẫu, từ đó xác
lập được biểu đồ “ứng suất: (-biến dạng tương đối:
(” có trục tung thể hiện ( và trục hoành - ( để đơn
giản từ đây gọi ( là biến dạng. Vật thể được gọi là
đàn hồi nếu khi dỡ tải về không biến dạng cũng
quay trở về không. Trong thực tế hầu như hiếm có
loại đá nào thoả mãn điều kiện đàn hồi lý tưởng
đó.
Hình 1. Đường cong ứng suất-biến dạng của đá:
OA: biến dạng do khép kín các khe nứt,
AB: Biến dạng tuyến tính, BC: Biến dạng đàn
* Viện Địa kỹ thuật 169 Nguyễn Ngọc Vũ - Hà Nội Tel: 5564524, 0913554386 Email: [email protected]
Địa kỹ thuật số 3-2005 6
dẻo, CD: Biến dạng sau giới hạn bền
Đường cong “(-(” trong thí nghiệm nén ba trục
(Hình 2) của Hallbauer và nnk [5] cho thấy sự
hình thành các mặt nứt vỡ trong mẫu đá quartzit
hạt mịn chứa sét kết. Tại đó, ở điểm B trong
đoạn AB, những rạn nứt lẻ loi đầu tiên đã xuất
hiện rời rạc, chủ yếu ở phần giữa của mẫu.
Chiều dài của chúng có xu hướng chạy song
song với trục ứng suất chính lớn nhất. Như vậy,
tại đây đã xuất hiện các biến dạng không thuận
nghịch biểu hiện cho sự bắt đầu phát triển các vi
khe nứt và phá vỡ cấu trúc của đá. Nhiều nghiên
cứu lý thuyết và thực nghiệm cho thấy quá trình
này diễn ra ngay cả khi lực nén tác dụng lên mẫu
thí nghiệm là không đổi [1, 4]. Có thể đây là
nguyên nhân cho sự hình thành biến dạng dẻo
và biến dạng theo thời gian. Đến cuối đoạn BC
đã có sự gia tăng vi khe nứt hợp sinh theo một
mặt ở phần giữa của mẫu. Tại điểm ứng suất lớn
nhất, C, mặt vỡ vi khe nứt phát triển ở phần giữa
của mẫu, lớn dần, tiến đến hai đầu của mẫu do
sự nối tiếp các vi khe nứt với nhau. Cuối cùng,
trong đoạn CD, mặt vỡ phát triển đến hai đầu
mẫu; hướng của nó thay đổi, có xu hướng chạy
chéo ra mép mẫu, chia mẫu làm hai phần, giảm
nhanh sức kháng của mẫu. Thể tích vi khe nứt,
được đo ở trạng thái không tải sau đó, vào
khoảng 16-19%, được coi là đáng kể.
Hình 2. Sự phát triển vi khe nứt trong
quá trình thí nghiệm nén ba trục
(Theo Hallbauer và nnk,1973)
Trên đường cong ứng suất biến dạng,
nhiều tác giả [1, 2, 4, 7, 9] chia ra các vùng
đặc trưng như vùng biến dạng tuyến tính,
vùng biến dạng phi tuyến và vùng biến dạng
phá huỷ. Một số nét đặc trưng của các vùng
đó như sau:
1. Vùng biến dạng tuyến tính, môdun đàn
hồi E, hệ số Poisson ( và giới hạn đàn hồi (e
Các đoạn OA và AB rất gần với đường thẳng,
nhưng khi tăng và giảm tải sự thay đổi cấu trúc
hoặc tính chất của đá là không thuận nghịch. Tuy
vậy, trong thực tế ứng dụng, vùng AB được xem
như vùng biến dạng đàn hồi. Tại đây, biến dạng
đàn hồi trong các tinh thể phát sinh do sự biến
hình của các mạng tinh thể mà không phá huỷ
cấu tạo chung của chúng. Đất đá nằm trong
trạng thái đàn hồi nếu ứng suất trong nó chưa
đạt đến một giới hạn được gọi là giới hạn đàn
hồi (elastic limit) (e. Quan hệ giữa ứng suất -
biến dạng tuyến tính (đoạn AB), biểu diễn trên hệ
toạ độ Descartes, được thể hiện bởi định luật
Hooke mở rộng:
Địa kỹ thuật số 3-2005 6
yz
xz
xy
z
y
x
yz
xz
xy
z
y
x
E
1200000
0120000
0012000
0001
0001
0001
1 (1)
trong đó: (x, (y, (z, (xy, (xz, (zy (x, (y, (z -các
ứng suất pháp tuyến, tiếp tuyến và biến dạng dài
tương đối thành phần; (xy, (xz, (zy- các biến
dạng trượt tương đối, E, (- môđun Young và hệ
số Poisson, được coi là những hằng số.
2. Vùng biến dạng phi tuyến, môdun dẻo D
và độ bền nén
Vùng BC, thường bắt đầu ở khoảng 2/3 của
giá trị cực đại ở đá giòn và khoảng 1/3 - ở đá
dẻo[2, 6, 7, 9], có độ dốc của đường cong giảm
dần đến không tương ứng với sự gia tăng ứng
suất. Trong vùng này sự biến đổi tính chất và
cấu trúc đá là không thuận nghịch và các chu kỳ
tăng và giảm tải kế tiếp nhau vẽ nên các đường
cong hoàn toàn khác nhau [3, 4, 58]. Một chu kỳ
dỡ tải PQ (Hình 1) cho một giá trị biến dạng dư
(o. Nếu tiếp tục tăng tải, thì đường cong ứng
suất biến dạng QR của chu kỳ này không trùng
với đường OABP, điểm R nằm cao hơn điểm P.
Trong đoạn BC, đá ứng xử như một vật thể
đàn-dẻo [1, 8], E và ( không còn là hằng số nữa
mà thay đổi phụ thuộc vào trạng thái của ứng
suất. Có nhiều phương pháp để mô phỏng quan
hệ ứng suất biến dạng trong đoạn phi tuyến này.
Kuzneshov [11] mô hình hoá biến dạng phi tuyến
e của đoạn BC gồm hai thành phần: biến dạng
đàn hồi ( và biến dạng dẻo (. Ông và thể hiện
chúng như sau:
zzz
yyy
xxx
e
e
e
zyzyzy
xzxzxz
xyxyxy
e
e
e
(2)
Các thành phần (x, (y, (z, (xy, (xz, (zy- được
xác định theo công thức (1), các thành phần tương ứng của ( được xác định theo công thức, như sau:
yz
xz
xy
z
y
x
yz
xz
xy
z
y
x
D
1200000
0120000
0012000
0001
0001
0001
1 (3)
trong đó, theo Rose, D- môdun dẻo, (*
=0,5
Chấp nhận (* =0,5, theo chúng tôi, có thể
hợp lý hơn cho trường hợp cận kề với vùng
phá huỷ mẫu tại điểm C trên đường cong “(-(”,
còn khi ứng suất chưa đạt được giới hạn phá
huỷ, sử dụng giá trị này có thể là gượng ép.
Mối quan hệ giữa môdun đàn hồi và môdun
dẻo được xác định theo kết quả thí nghiệm
nén, được [1] xác định như sau:
D = E/P (4)
trong đó: P – chỉ số dẻo xác định được từ
Địa kỹ thuật số 3-2005 6
đường cong “(-(”.
Khi tiếp tục tăng tải, đường cong “(-(” tiến
đến điểm C, điểm cực đại của đường cong
ứng suất biến dạng và tương ứng với độ bền
nén của đá. Đúng ra, đây là độ bền nén tạm
thời, thu nhận được trong thí nghiệm nén
thông thường.
3. Vùng sau giới hạn bền, độ bền tới hạn
Đoạn CD đặc trưng bởi đường cong có góc
dốc âm, tg của góc này được gọi là mođun độ
cứng [10]. Một chu kỳ dỡ tải ST thường dẫn
đến giá trị biến dạng dư rất lớn và sự tăng tải
kế tiếp sẽ vẽ nên đường cong ứng suất biến
dạng TU tiến tới đường cong CD tại điểm U
nằm thấp hơn điểm S. Vùng CD là đặc thù của
trạng thái giòn. Khi đường cong tiến tới D biến
dạng tăng nhanh đột biến, đá bị phá huỷ. ứng
suất tại điểm D được gọi là ứng suất tới hạn
(confining stress) [5], giá trị ứng suất được
gọi là độ bền tới hạn (ultimate strength) (ult[4].
Trong các thí nghiệm nén thông thường, độ
cứng của hệ máy thí nghiệm-mẫu không đủ để
phản ánh vùng CD, các mẫu thường bị vỡ
ngay ở đoạn lân cận với điểm C.
4. Tính dẻo và tính giòn
Đá được coi là có đặc tính “dẻo” (ductile)
khi nó có thể chịu được các biến dạng thông
thường mà không mất khả năng chịu tải của
mình, hoặc có đặc tính “giòn” (brittleness) khi
khả năng chịu tải của nó giảm đi theo sự gia
tăng biến dạng [4, 5] (không nên nhầm với
vật liệu dẻo và giòn). Như vậy, ở vùng BC đá
nằm ở trạng thái dẻo, còn ở vùng CD - trạng
thái giòn. Độ dẻo hoặc độ giòn của vật liệu đá
được xác định bởi độ dốc của đường cong
ứng suất biến dạng tương ứng. Trong trạng
thái dẻo, sau khi dỡ tải, nếu tăng tải nó có thể
chịu được ứng suất lớn hơn ứng suất đã có
khi dỡ tải. Ngược lại ở trạng thái giòn, sau khi
dỡ tải, nếu tăng tải thì nó chỉ có thể chịu được
ứng suất thấp hơn ứng suất khi dỡ tải. Trong
trường hợp nén ba trục đối xứng trục, theo kết
quả nghiên cứu của nhiều tác giả [4, 5, 10],
chúng tôi thấy khi ứng suất (3 nhỏ (thường
dưới 100MPa), quan hệ giữa biến dạng và
ứng suất có dạng gần giống với thí nghiệm
nén đơn trục. Trong tường hợp này tổng của
ba biến dạng thành phần bằng biến dạng thể
tích.
5. Tính từ biến và độ bền lâu dài
Như ở trên đã đề cập, tại đoạn BC ngoài
biến dạng đàn hồi, còn có biến dạng dẻo phụ
thuộc vào thời gian, nghĩa là trong đoạn này
xẩy ra quá trình từ biến. Theo thuyết từ biến
di truyền, dựa vào phương trình từ biến phức
hợp, hàm biến dạng theo thời gian được [1]
xác định như sau:
(t = E
Pii0[ + (/)*(p - e-t)], (5)
trong đó:
Pi –chỉ số dẻo tương ứng với giá trị ứng
suất (i, trên đường cong “(-(”;
E/Pi = Di – môđun dẻo ứng với ứng suất
(i;
= 1+ [/(1-)]*t1(1-) ; p = e-t1.
Thời gian t1 được xác định theo công thức:
[/(1-)]*t1(1-) = (/)*(1- e-t1);
(, (, (, (, là các thông số từ biến, được xác
định bằng thực nghiệm.
Nếu thay cho môdun đàn hồi E, môđun dẻo
D, ta sử dụng môdun từ biến MCR Modulus of
creep, thì môdun này có thể được thể hiện
như sau:
MCR = E/PA (6)
trong đó: A= + (/)*(p - e-t).
Hệ số poisson (t phụ thuộc vào ứng suất và
thời gian, có thể lấy trong khoảng (((0,5).
Lúc này phương trình trạng thái tổng quát
của đá được thể hiện bởi công thức sau:
Địa kỹ thuật số 3-2005 6
yz
xz
xy
z
y
x
t
t
t
tt
tt
tt
tyz
txz
txy
tz
ty
tx
MCR
1200000
0120000
0012000
0001
0001
0001
1
(7)
Phân tích họ các đường từ biến của đá,
nhiều nhà nghiên cứu nhận định rằng khi ứng
suất trong đá chưa đạt được một giới hạn
nào đó, được gọi là độ bền lâu dài (( biến
dạng theo thời gian giảm dần, đá sẽ không bị
phá huỷ [1]. Khi khi ứng suất trong đá bằng
hoặc lớn hơn độ bền lâu dài (( biến dạng của
đá tăng theo thời gian và khi đạt được giá trị
giới hạn đá bị phá huỷ. Theo [1], độ bền lâu
dài của đá được xác định theo công thức:
tep
1
(8)
Kết quả thí nghiệm nén đơn trục trên mẫu
bột kết ở mỏ than Cọc 6 (Quảng Ninh) cho
các thông số sau: ( = 0,37.10-6s-1; ( = 0,516.
10-6s-1; ( = 0,0043-(1-(); ( = 0,73; ( = 1,104,
t1 = 12.104s. Các điểm giới hạn: (c
=13,5Mpa; (( =7,7 Mpa; (e =4,0 MPa,
E=2,07.103 MPa, ( = 0,31. Phương trình từ
biến có dạng sau:
t
t eP 610.516,0
4855,0717,0104,1
10.07,2
iii. Lựa chọn điều kiện tính toán thích
hợp
Vấn đề quan trọng bậc nhất trong xây
dựng là công trình cần được ổn định trong
suốt thời gian khai thác, vận hành. Sự ổn
định này thường được đánh giá theo trạng
thái ứng suất, do đó, độ bền và các tiêu
chuẩn đánh giá nó luôn là vấn đề được quan
tâm hàng đầu. Từ đường cong ứng suất-biến
dạng có thể nhận ra 4 điểm đặc trưng có liên
quan chặt chẽ với việc đánh giá ổn định công
trình, đó là: giới hạn đàn hồi, độ bền tức thời
(thường gọi là độ bền), độ bền lâu dài và độ
bền tới hạn.
Như đã biết, sự phá huỷ đá xẩy ra theo cơ
chế kéo và trượt. Trong trường hợp chịu tác
dụng nén, điều kiện xuất hiện trạng thái ứng
suất giới hạn phụ thuộc vào sức kháng cắt
giới hạn ứng suất tác dụng. Đối với đá chúng
ta đã rất quen thuộc với lý thuyết bền Mohr
cho điểm C trên biểu đồ đường cong ứng
suất biến dạng:
(s = (tg( + c, (9)
trong đó:
c và ( là các thông số của sức kháng
trượt, phụ thuộc vào trạng thái ứng suất,
được xác định bằng thực nghiệm, thường
được gọi là lực liên kết và góc nội ma sát của
đá.
Tương tự như công thức (9), chúng ta có
thể thiết lập được tiêu chuẩn đàn hồi dưới
dạng đường bao các vòng tròn Mohr ứng
suât tương ứng với các trạng thái ứng suất ở
điều kiện giới hạn đàn hồi và độ bền lâu dài
của đá. Điều kiện đàn hồi có thể đươc xác
đinh theo công thức sau:
(e = (tg(e + ce, (10)
Địa kỹ thuật số 3-2005 6
trong đó:
Điều kiện bền lâu dài của đá có thể được
xác định như sau:
(( = (tg(( + c(, (11)
trong đó: (e, ((, C( là những thông học phụ
thuộc vào trạng thái ứng suất và được xác
định bằng thực nghiệm.
Hình 3. Các đường bao các vòng tròn
Mohr giới hạn:
9-Đường bao các vòng tròn Mohr
ở trạng thái giới hạn bền,
11 – ở trạng thái giới hạn bền lâu dài,
10- ở trạng thái giới hạn đàn hồi
Các đường biểu diễn các công thức (9),
(10) và (11) được thể hiện trên hình 3. Từ
đó có thể nhận xét như sau:
( Khi ( (e, đá ở trạng thái biến dạng đàn
hồi.
( Khi (e ( < (( đá ở trạng thái biến dạng
đàn dẻo, từ biến với biến dạng giảm dần
theo thời gian và không gây nên sự phá huỷ
đá,
( Khi (( ( < (s đá ở trạng thái biến
dạng đàn dẻo, từ biến với biến dạng tăng
theo thời gian và cuối cùng đá bị phá huỷ.
Thông thường, các nhà thiết kế thường
tính toán sao cho trong đá không xuất hiện
vùng biến dạng dẻo, nghĩa là ứng suất
thường không lớn hơn giới hạn đàn hồi. Giới
hạn này, theo kết quả thí nghiệm của nhiều
phòng thí nghiệm, chỉ bằng 30% - 70% độ
bền phụ thuộc vào từng loại đá. Chấp nhận
điều này đồng nghĩa với việc không tận dụng
hết độ bền của đá, không phù hợp với
những quan niệm tiên tiến.
Vấn đề đặt ra là sử dụng tối đa độ bền
của đá như thế nào. Điều này phụ thuộc
trước hết vào mục đích, thời gian sử dụng
công trình và vào điều kiện cụ thể của đất
đá cũng như trạng thái ứng suất trong nó.
Khi công trình là vĩnh cửu, chúng tôi thấy
rằng hoàn toàn có thể sử dụng độ bền lâu
dài làm điều kiện giới hạn thay cho giới hạn
đàn hồi. Nếu vậy độ bền của đá sẽ được
phát huy thêm khoảng 15-20%. Khi công
trình là bán vĩnh cửu hoặc sử dụng ngắn
hạn, phụ thuộc vào thời gian công tác và
tính chất từ biến có thể sử dụng độ bền lâu
dài tương ứng với thời gian công tác làm
điều kiện giới hạn thay cho giới hạn đàn hồi.
Lúc này độ bền của đá sẽ được phát huy
thêm khoảng 20-60% so với khi dùng điều
kiện đàn hồi. Thậm chí, trong một số trường
hợp, như ở các mỏ khai thác ngắn hạn, có
thể dùng biến dạng sau giới hạn , nghĩa là
tận dụng toàn bộ độ bền của đá
Hình 4 cho thấy mối quan hệ “( - (” của đá
hoa [5]. Trên hình này chúng ta thấy rằng
nếu ứng suất (3 càng lớn thì độ bền của đá
càng cao. Điều đó có nghĩa là trong trường
hợp có thể nên tạo ra ứng suất (3 để tăng
sức chịu tải của nền đá. Điều này phù hợp
với công nghệ đào hầm kiểu NATM.
Địa kỹ thuật số 3-2005 6
2000
1000
0235
3000
4000
845
685
500
13
-
, b
ar
5000
3260
2904
1650
Hình 4. Đường cong ứng suất – biến dạng
của đá trong trường hợp nén ba trục
đối xứng trục đối với đá ở Carrara [5]
iv. Nhận xét và kết luận
1. Đường cong ứng suất-biến dạng của đá
phản ánh ứng xử của nó dưới tác dụng của
tải trọng. Giới hạn đàn hồi, độ bền lâu dài, độ
bền và độ bền tới hạn là các điểm đặc trưng
có ý nghĩa quan trọng khi thiết kế và đánh giá
ổn định công trình, cần được xác định trong
quá trình khảo sát.
2. Sử dụng hợp lý, sáng tạo đường cong
ứng suất biến dạng giúp xác định được các
điều kiện giới hạn thích hợp, phát huy tối đa
độ bền, tạo dựng và điều khiển ứng xử của
đá sao cho công trình ổn định trong quá trình
khai thác, vận hành là một nghệ thuật biểu
hiện cho một xu hướng tiến bộ, nên được
nghiên cứu phát triển.
Tài liệu tham khảo
1. Nghiêm Hữu Hạnh. Cơ học đá. Nhà
xuất bản Giáo Dục. Hà Nội, 2001.
2. Nguyễn Sỹ Ngọc. Cơ học đá. Trường
Đại học giao thông đường sắt đường bộ. Hà
Nội, 2005
3. Doãn Kim Thuyên, nnk., Nghiên cứu
trạng thái cơ học của khối đá và sự tập trung
ứng suất biến dạng ở nền và xung quanh
công trình ngầm cho xây dựng thuỷ điện. Báo
cáo tổng kết đề tài. Cong ty tư vấn xây dựng
điện 1. Hà Nội, 2000.
4. Franklin J.A., Dusseeault M.B., Rock
Engineering. McGraw-Hill Publ. Comp.
Singapore, 1989
5. Jeager J.C., Cook N.G.W.,
Fundamentals of Rock mechanics. A Halsted
book. New York, 1976
6. Manual on Rock Mechanics. Central Board of
irrigation and power. New Delhi, 1988
7. Baklashov. IC. Kartozia B.A. Các quá
trình cơ học trong khối đá. M. Nedra, 1986
(tiếng Nga)
8. Bulưshev N.X. Cơ học công trình ngầm.
M, Nedra,1989 (Tiếng Nga)
9. Ilnisaja E.I., nnk. Tính chất của đá và
phương pháp xác định chúng. M, Nedra,
1969 (tiếng Nga)
10. Kartashev Iu.M., nnk. Độ bền và biến
dạng của đá. M. Nedra, 1979
11. Kuzneshov G.N. Tính chất cơ học của
đá. M. Ugletechzidat, 1948
Địa kỹ thuật số 3-2005 6
ĐỘNG ĐấT VÁ SÓNG THẦN NGÀY 26 THáNG 12 NĂM 2004 Tại ẤN ĐỘ DƢƠNG VÀ KINH NGHIỆM RÚT RA ĐỐI VỚI VIỆT NAM Phan Trọng Trịnh*
LTS. Động đất và sóng thần Sumatra là một thảm họa lịch sử đối với nhân loại. Nguy cơ của loại thiên tai này
đối với Việt Nam là vấn đề đang được nghiên cứu. Bài viết của TSKH. Phan Trọng Trịnh đã được PGS.TSKH Phan Văn Quynh đọc phản biện. Giữa 2 nhà khoa học còn có những ý kiến chưa thống nhất. Tuy nhiên, để rộng đường trao đổi Tạp chí Địa kỹ thuật xin giới thiệu cùng Bạn đọc bài viết này.
Earthquake and tsunami on 26 December 2004 in Indian Ocean and experiences for Vietnam Abstract: The great earthquake on 26 December 2004 is result of stress
release caused by the subduction of Indian plate under Burma plate. With
maximum displacement of 13.9 m along thrust fault zone and sallow
hypocenter of 30 km, the earthquake provoked the tsunami with 15 m high at
Sumatra and 10 m at Sri Lanka. On 28 March 2005, a massive earthquake with
magnitude 8.7 struck off at 150 km southeast of the last earthquake, which
generated the devastating tsunami. However, this earthquake did not generate
the widely destructive tsunami. This is a result of transferred stress to another
part triggered by last great earthquake on 26 December 2004. Although with
low probability, Vietnam is faced to tsunami hazard due to the active
subduction zone of Manila trench, west Philippine. It is necessary and urgent
to study recent and active tectonics with the application of high technology
like GPS measurement, Coulomb stress modeling before the installation of
tsunami warning stations.
Giới thiệu
Trận động đất tại Sumatra ngày 26 tháng 12 năm
2004 vào hồi 00:58:53 tính theo giờ quốc tế có toạ độ
chấn tâm là 3.307 N 95.947 E, độ sâu chấn tiêu 30
km. Theo tài liệu của Cục Địa chất Mỹ, magnitude
động đất 9.0 độ richter. Chấn tâm cách thành phố
Banda Aceh, Sumatra, lndonesia 250 km về phía nam
đông nam. Đây là một trong 6 trận động đất lớn nhất
trên thế giới tính từ năm 1900 và là trận động đất lớn
nhất từ 40 năm trở lại đây, kể từ sau trận động đất xảy
ra năm 1964 tại Alaska. Sóng thần sinh ra từ động đất
đã gây ra thảm hoạ chưa từng có trong lịch sử. Ngày
28 tháng 3, 16.09 giờ lại tiếp tục xảy ra một trận động
đất magnitude 8.7 cách trận động đất trước 150 km về
phía đông nam, trùng với đới cuốn chìm Sunda. Độ
sâu chấn tiêu 30-32 km. Mặc dù cùng một cơ chế,
nhưng trận động đất này không gây ra sóng thần. Bài
viết này có mục đích cung cấp cho đọc giả những
thông tin về nguyên nhân của trận động đất và sóng
thần xảy ra ngày 26 tháng 12 năm 2004 và trận động
đất ngày 28 tháng 3 năm 2005 từ đó có thế rút ra một