Đất trượt

Đất trượt là một hiện tượng địa chất đề cập đến sự chuyển động của một phần nền đất so với phần khác theo một bề mặt do sự mất cân bằng về trọng lực.[1] Mặc dù vai trò của trọng lực là yếu tố chính gây trượt, nhưng còn có những yếu tốc khác góp phần làm mất cân bằng đối với sự ổn định mái dốc ban đầu.

Landslide animation San Matteo County
Mô phỏng Computer vụ lở đất ở San Mateo County, California (USA), Jan 1997

Nguyên nhân gây trượt đất

Đất trượt xuất hiện khi độ ổn định mái dốc chuyển từ trạng thái cân bằng sang mất ổn định. Các biến đổi này có thể phụ thuộc vào một hoặc một nhóm các yếu tố. Các nguyên nhân tự nhiên gây trượt đất gồm:

  • áp lực nước ngầm (nước lỗ rỗng) làm mất ổn định mái dốc
  • mất đi hoặc thiếu các kết cấu thực vật để giữ đất, dinh dưỡng trong đất, và kết cấu đất
  • xâm thực chân của sườn dốc bởi sông hoặc sóng biển
  • làm yếu đi sườn dốc bởi sự bảo hòa do tuyết tan, hoặc mưa lớn
  • động đất làm tăng tải trọng trên sườn dốc ở trạng thái gần ổn định
  • động đất gây hiện tượng hóa lỏng đất làm mất ổn định sườn dốc
  • núi lửa phun

Ngoài ra, còn các tác động của con người như: phá rừng, trồng trọt, và xây dựng

  • rung động từ máy hoặc giao thông
  • dùng vật liệu nổ
  • các công trình điều chỉnh mái dốc hoặc chất tải thêm trên mái dốc
  • trong các tầng đất nông, khi loại bỏ lớp thực vật mà chúng có vai trò liên kết giữa lớp đất phủ và đá gốc

Đảm bảo sự ổn định của mái đất hay thành hố đào sâu

Theo lý thuyết của cơ học đất thì có 2 trạng thái ổn định của mái đất hay thành vách hố đào đó là:

  • Trạng thái ổn định cân bằng không bền vững, (trạng thái này thích hợp cho các biện pháp đảm bảo ổn định mái đất hay thành hố đào sâu của các công trình đất tạm thời (như các hố móng công trình xây dựng)).
  • Trạng thái ổn định bền vững, (trạng thái này thích hợp cho các biện pháp đảm bảo ổn định mái đất hay thành hố đào sâu của các công trình đất vĩnh cửu (như mái đất Taluy của công trình xây dựng thủy lợi hay giao thông)).

Mái đất tự nhiên, bắt đầu bị mất ổ định tại một bề mặt trượt. Mà tại bề mặt trượt này tải trọng chất lên trên và tải trọng bản thân của khối đất thuộc mái đất nằm trên mặt trượt đó, bắt đầu lớn vượt qua sự cân bằng của ứng lực cố kết đất trên mặt trượt này. Trạng thái cân bằng giữa tải trọng và ứng lực cố kết của đất trên mặt trượt tạo ra sự ổn định mang tính tạm thời của mái đất. Ứng lực cố kết của đất bao gồm 2 thành phần: Ma sát trong của đất và Lực dính của đất.

Trạng thái ổn định bền vững của mái đất đạt được khi bóc hết khối đất gây tải lên mặt trượt, tức là bóc đến ranh giới mặt trượt, khi đó không còn tác nhân gây mất ổn định lên mặt trượt nữa, bề mặt mái đất dốc lúc đó cũng chính là bề mặt cung trượt khi có khối đất gây tải nằm bên trên.

Trạng thái ổn định cân bằng không bền vững

CanBangOnDinhMaiDat
Sự cân bằng ổn định không bền vững của mái đất hay thành vách hố đào sâu.

Phương trình cân bằng ổn định của mái đất trên mặt trượt là:

Qsinθ – (Cy + Qcosθ.tgφ) = 0
(Qsin(θ–φ))/cosφ = Cy
(Qsin(θ–φ))/cosφ = CH/sinθ

Trọng lượng khối đất lăng trụ gây trượt

Q = γHB/2 = (γH2sin(α–θ))/(2sinθ.sinα)

Nên suy ra:

H = (2Csinα.cosφ)/(γsin(α–θ).sin(θ–φ))

Đặt K = C/γ là hệ số dính của đất (m), và hệ số ma sát trong của đất là tgφ. Thì chiều sâu mái dốc là hàm số của θ, được xác định theo:

H = (2Ksinα.cosφ)/(γsin(α–θ).sin(θ–φ))

Xét cực trị của hàm số H theo góc mặt trượt θ, đạo hàm của H theo θ:

(2Ksinα.cosφ.sin(α+φ–2θ))/(sin(α–θ).sin(θ–φ))2 = 0, suy ra: θ0 = (α+φ)/2≠α≠φ

Chiều sâu tới hạn Hth của thành vách hố đào hay mái đất để mái đất ở trạng thái ổn định cân bằng không bền là:

Hth = Hmax = H(α+φ)/2 = (2Ksinα.cosφ)/sin2((α–φ)/2)

Trong thực tế phải kể thêm hệ số an toàn m (tức hệ số ổn định của đất theo thời gian), vào công thức thức tính K và tgφ, khi đó:

Hệ số dính thực tế K1 = C/mγ, và hệ số ma sát trong thực tế tgφ1 = (tgφ)/m. Lúc đó, trong công thức tính chiều sâu tới hạn K1 thay cho K và φ1 thay cho φ, sẽ thành:
Hth = Hmax = (2K1sinα.cosφ1)/sin2((α–φ1)/2)

Khi α = 90o (tức là tải trọng gây trượt trên mặt trượt đạt giá trị lớn nhất) thì:

Hth = (2K1cosφ1)/sin2((90o–φ1)/2)

Nếu chiều sâu hố đào H > Hth thì mái đất hay thành hố đào bị mất ổn định do ứng suất trong đất tạo bởi lực dính và ma sát trong của đất không đủ giữ mái đất khỏi bị trượt trên mặt trượt. Để tiếp tục giữ ổn định cho mái đất hay thành hố đào thì cần phải có biện pháp gia cố. Vậy khi (H > Hth) thì phải gia cố thành hố đào sâu hay mái đất để giữ chúng ổn định tạm thời trong thời gian thi công công trình chính.

Trạng thái ổn định bền vững

Phương pháp của Nikolai Nikolaevich Maslov (1898-1986)[2]:

  • hệ số mái dốc ta-luy tgα = (tgψt)/m

tgψt = Ft = tgφ + C/Ptn = tgφ + C/(γH)

tgα = (tgφ)/m + C/(mγH) = (tgφ1 + K1/H)

Trong đó: φ (độ o) là góc ma sát trong của đất đào hay đất thiết kế đắp ta-luy; C (T/m2) là lực dính của đất đào hay đất thiết kế đắp ta-luy; γ (T/m3) là dung trọng riêng của đất đào hay đất thiết kế đắp ta-luy; H (m) là chiều sâu cột đất đào hay đắp ta-luy (tính từ cao độ thiết kế đỉnh ta-luy đến cao độ chân ta luy (cũng là điểm xét hệ số mái dốc ta-luy), m (≥1) là hệ số ổn định mái dốc (trong trường hợp đào mái ta-luy đá gốc m=1,0÷1,2; đất liền thổ ổn định trên 10 năm lấy m=1,5÷1,8; còn trường hợp đắp ta-luy lấy m=2,0÷3,0).

Tham khảo

  1. ^ “Trượt đất”. Bách khoa toàn thư Việt Nam. Truy cập ngày 14 tháng 7 năm 2010.
  2. ^ Ý tưởng của N. N. Maslov trong cơ đất hiện đại.

Liên kết ngoài

Kỹ thuật địa chất

Địa chất kĩ thuật là ứng dụng của Địa chất học - là môn khoa học nghiên cứu về các vật chất rắn và lỏng cấu tạo nên Trái Đất, đúng ra là nghiên cứu thạch quyển bao gồm cả phần vỏ Trái Đất và phần cứng của manti trên - vào nghiên cứu kĩ thuật nhằm mục đích đảm bảo các yếu tố địa chất liên quan đến vị trí, thiết kế, xây dựng, vận hành và bảo trì các công trình kĩ thuật được công nhận và hạch toán. Các nhà địa chất kĩ thuật đã đưa ra các khuyến cáo về địa chất và địa kĩ thuật phân tích và phát họa gắn liền với sự phát triển của con người và các loại cấu trúc khác

Nghiên cứu địa chất kỹ thuật có thể được thực hiện trong quá trình lập kế hoạch, phân tích tác động của môi trường, thiết kế kỹ thuật dân dụng hoặc kết cấu, giá trị kĩ thuật và xây dựng của các dự án công trình công cộng và tư nhân trong các giai đoạn hậu xây dựng và pháp y của các dự án. Các công trình được hoàn thành bởi các nhà địa chất kỹ thuật bao gồm; đánh giá nguy cơ địa chất, Địa chất công trình - là ngành học thuộc khoa học trái đất chuyên nghiên cứu thành phần, trạng thái, tính chất vật lý, tính chất cơ học của đất đá nhằm phục vụ cho công tác thiết kế xây dựng các công trình công nghiệp, dân dụng - , tính chất vật liệu, đất trượt và độ dốc ổn định, xói mòn - là hoạt động của các quá trình bề mặt (như nước hoặc gió) làm phong hóa và vận chuyển hợp phần rắn (như trầm tích, đá, đất,…) trong môi trường tự nhiên hoặc từ nguồn và lắng đọng ở vị trí khác, lụt - là hiện tượng nước trong sông, hồ tràn ngập một vùng đất, thoát nước, và điều tra địa chấn học, … Các nghiên cứu địa chất kĩ thuật được thực hiện bởi một nhà địa chất học - là nhà khoa học nghiên cứu về các vật liệu rắn và lỏng cấu tạo nên Trái Đất và các hành tinh đất đá- hoặc nhà địa chất kỹ thuật được giáo dục, đào tạo và có kinh nghiệm liên quan đến sự công nhận và giải thích các quá trình tự nhiên, sự hiểu biết về cách các quá trình này tác động đến các cấu trúc do con người tạo ra (và ngược lại) và kiến thức về các phương pháp để giảm thiểu các mối nguy do các điều kiện tự nhiên hoặc do con người tạo ra. Mục tiêu chính của nhà địa chất kỹ thuật là bảo vệ sự sống và tài sản chống lại thiệt hại gây ra bởi các điều kiện địa chất khác nhau.

Việc thực hành địa chất kỹ thuật cũng liên quan mật thiết rất chặt chẽ với sự thực hành của kỹ thuật địa chất - là một môn học hỗn hợp bao gồm các yếu tố của kỹ thuật dân dụng, kỹ thuật khai thác mỏ, kỹ thuật dầu khí và khoa học trái đất - và địa chất công trình. Nếu có sự khác biệt trong nội dung của các môn học, nó đa phần chủ yếu nằm ở việc đào tạo hoặc kinh nghiệm giảng dạy của người giáo viên.

Lũ lụt ở Sierra Leone 2017

Sáng sớm ngày 14 tháng 8 năm 2017, sau ba ngày mưa lớn, lũ lụt và lở đất xảy ra trong và xung quanh thành phố Freetown, thủ đô của Sierra Leone.

Mặc dù con số chính xác vẫn chưa rõ ràng nhưng tử vong liên quan đến thảm hoạ được ước tính vào khoảng 400 với trên 600 người khác bị mất tích và có lẽ đã chết. Hơn 3.000 người trở thành vô gia cư và hàng trăm ngôi nhà bị hư hại hoặc bị phá hủy bởi lở đất. Xảy ra trong mùa mưa đặc biệt ẩm ướt, mức độ nghiêm trọng của thảm họa thiên tai trở nên trầm trọng thêm bởi vị trí của thành phố ở hoặc dưới mực nước biển, cơ sở hạ tầng nghèo nàn, và hệ thống thoát nước.

Các tổ chức địa phương và Hội Chữ Thập Đỏ Hoa Kỳ xử lý các nỗ lực phục hồi ban đầu, và cộng đồng quốc tế cũng đã cung cấp viện trợ.

Lũ quét

Lũ quét là một loại lũ có tốc độ mực nước lên rất nhanh khi một khối lượng nước khổng lồ di chuyển nhanh từ địa hình cao xuống thấp.

Lở đất Afghanistan 2014

Ngày 2 tháng 5 năm 2014, hai trận lở đất phát sinh tại huyện Argo, tỉnh Badakhshan, Afghanistan. Tổng số người thiệt mạng dao động từ 350 đến 2.700. Khoảng 300 ngôi nhà bị chôn vùi và trên 14.000 người chịu tác động. Lực lượng cứu hộ đang phản ứng trước trận lở đầu đầu tiên thì bị trận lở đất thứ nhì tấn công, gây cản trở cho các nỗ lực cứu trợ.

Nguy cơ địa chất

Nguy cơ địa chất là một trạng thái địa chất có thể dẫn đến thiệt hại hoặc rủi ro trên diện rộng. Nguy cơ địa chất là điều kiện địa chất và môi trường và liên quan đến các quá trình địa chất dài hạn hoặc ngắn hạn. Nguy cơ địa chất có thể là các tính năng tương đối nhỏ, nhưng chúng cũng có thể đạt được kích thước rất lớn (ví dụ, sạt lở bề mặt hoặc dưới mặt biển) và ảnh hưởng đến kinh tế xã hội địa phương và khu vực ở mức độ lớn (ví dụ, sóng thần).

Sạt lở

Sạt lở, còn được gọi là chuyển động dốc hoặc chuyển động khối, là quá trình địa mạo mà đất, cát, lớp đất mặt, và đá di chuyển xuống dốc thường là một khối rắn, liên tục hoặc không liên tục, chủ yếu dưới lực hấp dẫn, nhưng thường có đặc điểm của một dòng chảy như trong các mảnh vụn chảy và dòng chảy bùn. Các loại sạt lở bao gồm lở, trượt, chảy, vỡ, rơi, mỗi loại có các đặc điểm riêng và diễn ra trong khoảng thời gian từ vài giây đến hàng trăm năm. Sạt lở xảy ra ở cả sườn trên mặt đất và dưới biển, và đã được quan sát trên Trái đất, Sao Hỏa, Sao Kim và Mặt trăng Io của Sao Mộc.

Khi lực hấp dẫn tác dụng lên một độ dốc vượt quá lực cản của nó, sự cố dốc (sạt lở) xảy ra. Năng lượng và sự gắn kết của vật liệu dốc và lượng ma sát bên trong giữa vật liệu giúp duy trì độ ổn định của độ dốc và được gọi chung là cường độ chịu cắt của độ dốc. Góc dốc nhất mà độ dốc cố kết có thể duy trì mà không mất đi sự ổn định được gọi là góc nghiêng của nó. Khi một độ dốc làm bằng vật liệu lỏng lẻo sở hữu góc này, độ bền cắt của nó đối trọng hoàn toàn với lực hấp dẫn tác dụng lên nó.

Sạt lở có thể xảy ra với tốc độ rất chậm, đặc biệt là ở những khu vực rất khô hoặc những khu vực nhận đủ lượng mưa như vậy mà thảm thực vật đã ổn định bề mặt. Nó cũng có thể xảy ra ở tốc độ rất cao, chẳng hạn như trong các vụ trượt đá hoặc trượt đất, với hậu quả tai hại, cả ngay lập tức và bị trì hoãn, ví dụ, do sự hình thành của các đập lở đất.

Các yếu tố làm thay đổi tiềm năng lãng phí khối lượng bao gồm: thay đổi góc dốc, suy yếu vật liệu do thời tiết, tăng lượng nước; thay đổi trong thảm thực vật, và quá tải.

Sườn núi lửa có thể trở nên quá dốc dẫn đến mất ổn định và lãng phí khối lượng. Đây hiện là một phần được công nhận trong sự tăng trưởng của tất cả các núi lửa đang hoạt động. Nó được nhìn thấy trên tàu ngầm cũng như núi lửa bề mặt: Loihi trong chuỗi núi lửa Hawaii và Kick 'em Jenny trong vòng cung núi lửa Caribbean là hai núi lửa dưới biển được biết là phải trải qua sự lãng phí khối lượng. Sự thất bại của sườn phía bắc của Núi St Helens năm 1980 cho thấy sườn núi lửa có thể biến dạng nhanh như thế nào và thất bại.

Đảo Okushiri

Đảo Okushiri (奥尻島 (Áo Khào đảo), Okushiri-tō) là một hòn đảo của tỉnh Hokkaidō, Nhật Bản. Hòn đảo có diện tích 142,97 kilômét vuông. Thị trấn Okushiri và Công viên Hiyama bao trọn toàn bộ hòn đảo. Đảo Okushiri có rất nhiều khu vực bãi cỏ chăn cừu và rừng sồi, ngoài ra trên đảo còn có một vài trường học, bao gồm trường tiểu học, trung học cơ sở và trung học phổ thông. Hiện tại trên đảo Okushiri không có trường cao đẳng hay đại học nào.

Cái tên Okushiri bắt nguồn từ tiếng Ainu I-kus-un-sir (イクㇱウンシㇼ). Từ ikus(un) có nghĩa là "một phía khác" và sir có nghĩa là "đảo". Tuy nhiên, nghĩa tiếng Nhật của hai tiếng kanji được dùng trong tên lại có nghĩa là "hông của người vợ" hoặc "mông của người vợ".

Địa chất học

Địa chất học là một nhánh trong khoa học Trái Đất, là môn khoa học nghiên cứu về các vật chất rắn và lỏng cấu tạo nên Trái Đất, đúng ra là nghiên cứu thạch quyển bao gồm cả phần vỏ Trái Đất và phần cứng của manti trên. Địa chất học tập trung nghiên cứu: cấu trúc, đặc điểm vật lý, động lực, và lịch sử của các vật liệu trên Trái Đất, kể cả các quá trình hình thành, vận chuyển và biến đổi của các vật liệu này. Giải quyết các vấn đề của địa chất liên quan đến rất nhiều chuyên ngành khác nhau. Lĩnh vực này cũng rất quan trọng trong việc khai thác khoáng sản và dầu khí. Ngoài ra, nó cũng nghiên cứu giảm nhẹ các tai biến tự nhiên và cổ khí hậu cùng các lĩnh vực kỹ thuật khác.

Địa mạo học

Địa mạo học (từ Tiếng Hy Lạp cổ đại: γῆ, gê, "trái đất"; μορφή, morphḗ, "hình dạng"; và λόγος, lógos, "nghiên cứu") là nghiên cứu khoa học về nguồn gốc và sự tiến hóa của các đặc điểm địa hình học và phép đo sâu được tạo ra bởi vật lý, hóa học hoặc các quá trình sinh học hoạt động tại hoặc gần bề mặt Trái Đất. Các nhà địa mạo học tìm cách hiểu tại sao cảnh quan nhìn theo cách họ làm, để hiểu lịch sử và động lực địa mạo và dự đoán các thay đổi thông qua sự kết hợp của các quan sát thực địa, thí nghiệm vật lý và mô hình số. Các nhà địa mạo học làm việc trong các ngành như địa lý tự nhiên, địa chất học, trắc địa, kỹ thuật địa chất, khảo cổ học, khí hậu học và địa chất công trình. Các nghiên cứu này là nền tảng đóng góp cho nhiều phong cách nghiên cứu và lợi ích trong lĩnh vực này.

Động đất Hải Nguyên

Động đất Hải Nguyên xảy ra vào 12:06 UTC ngày 16 tháng 12 năm 1920, tức 7 tháng 11 năm Canh Thân, chấn tâm nằm tại huyện Hải Nguyên, tỉnh Cam Túc (nay thuộc Ninh Hạ) của Trung Quốc. Động đất Hải Nguyên có cường độ 8,5 ML/7,8Mw, mạnh nhất trong số các trận động đất ghi nhận được tại Trung Quốc, cũng là trận động đất mạnh nhất ghi nhận được trên thế giới cho đến đương thời. Dư chấn do Động đất Hải Nguyên duy trì trong ba năm.

Căn cứ theo thống kê chính thức, khoảng 234.117 người tử vong, gây tử vong ghi nhận được cao thứ ba tại Trung Quốc. Riêng tại Hải Nguyên có quá 73.604 người tử vong, trong 200 km lân cận đều bị ảnh hưởng, có thể cảm nhận được chấn động từ Hoàng Hải đến Thanh Hải, từ Nội Mông đến Tứ Xuyên Sau động đất, Hải Nguyên núi lở đất nứt, do cư dân địa phương cư trú trong diêu động, do vậy khó chống chịu được sóng động đất, gây tử thương vô số.

Động đất Landers 1992

Động đất Landers 1992 xảy ra vào ngày 28 tháng 6 với tâm chấn gần thị trấn Landers, California. Trận động đất có độ lớn mô men 7,3, và là trận động đất lớn nhất đã xảy ra trong 48 tiểu bang liền kề Hoa Kỳ trong 40 năm.

Động đất Sulawesi 2018

Vào ngày 28 tháng 9 năm 2018, một trận động đất nông xảy ra ở phần eo của bán đảo Minahassa, Indonesia, với chấn tâm của nó ở huyện miền núi Donggala, Trung Sulawesi. Trận động đất nằm cách tỉnh lỵ Palu 77 km (48 dặm), và xa tận Samarinda ở Đông Kalimantan cũng như ở Tawau, Malaysia vẫn cảm nhận được. Sự kiện này được bắt đầu bằng một chuỗi các tiền chấn, mạnh nhất trong số đó là một rung chuyển 6.1 độ xảy ra vào đầu ngày hôm đó. Sau trận động đất, một cảnh báo sóng thần đã được ban hành cho eo biển Makassar gần đó, nhưng được hủy bỏ sau một giờ. Tuy nhiên, một cơn sóng thần cục bộ sau đó tấn công Palu, cuốn đi các ngôi nhà và tòa nhà ven biển nằm trên đường đi của nó, giết chết ít nhất 1203 và làm bị thương 540 người, hơn 100 người vẫn còn mất tích. Cơ quan Khí hậu, Khí tượng và Địa chất (BMKG) của Indonesia xác nhận rằng sóng thần đã xuất hiện cao từ 4 đến 6 mét (13 đến 20 ft), tràn vào các khu dân cư ở Palu, Donggala và Mamuju.

Động đất chậm

Một trận động đất chậm là một trận động đất không liền mạch. Sự kiện giống động đất mà giải phóng năng lượng trong thời gian vài giờ đến vài tháng thay vì vài giây đến vài phút như các trận động đất điển hình khác. Nó được xác định lần đầu bằng cách sử dụng phương pháp đo đạc độ biến dạng trong thời gian dài, hầu hết các trận động đất chậm xảy ra cùng với một dòng chảy và các trận động đất nhỏ. Trận động đất nhỏ này có thể được xác định và định vị xấp xỉ bằng cách sử dụng dữ liệu đã được lọc từ địa chấn kế (điển hình trong khoảng 1–5 Hz). Chúng yên tĩnh hơn so với các trận động đất bình thường nhưng không "yên lặng" như đã được mô tả trong quá khứ.

Địa chất
Nước
Thời tiết
Lửa
Sức khỏe
Vũ trụ

Ngôn ngữ khác

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.