Bài giảng ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - Chương 4 ppsx

HI N T NG NG TỆ ƯỢ ĐỘ ĐẤ
HI N T NG NG TỆ ƯỢ ĐỘ ĐẤ


I. Khái niệm chung
I. Khái niệm chung
1.
1.
Khái ni m ng tệ độ đấ
Khái ni m ng tệ độ đấ

L s ch n ng c a v Trái t phát sinh do n i à ự ấ độ ủ ỏ đấ ộ
L s ch n ng c a v Trái t phát sinh do n i à ự ấ độ ủ ỏ đấ ộ
ng l c ho c ngo i ng l c.độ ự ặ ạ độ ự
ng l c ho c ngo i ng l c.độ ự ặ ạ độ ự

ng t l k t qu nh y v t c a Độ đấ à ế ả ả ọ ủ
ng t l k t qu nh y v t c a Độ đấ à ế ả ả ọ ủ
gi i thoát n ng ả ă
gi i thoát n ng ả ă
l ngượ
l ngượ
t i m t n i n o ó trong v Trái t. ạ ộ ơ à đ ỏ đấ
t i m t n i n o ó trong v Trái t. ạ ộ ơ à đ ỏ đấ
N ng ă
N ng ă
l ng n y c truy n iượ à đượ ề đ
l ng n y c truy n iượ à đượ ề đ
trong t á d i đấ đ ướ

trong t á d i đấ đ ướ
d ng ạ
d ng ạ
sóng n h i.đà ồ
sóng n h i.đà ồ


2. Các nguyên nhân gây động đất
2. Các nguyên nhân gây động đất

ng t do chuy n ng ki n t o:Độ đấ ể độ ế ạ
ng t do chuy n ng ki n t o:Độ đấ ể độ ế ạ
các m ng d ch chuy n ng ả ị ể đụ
các m ng d ch chuy n ng ả ị ể đụ
v o nhau à
v o nhau à


gi i phóng n ng l ng ả ă ượ
gi i phóng n ng l ng ả ă ượ


ng t. c i m: ph độ đấ Đặ để ổ
ng t. c i m: ph độ đấ Đặ để ổ
bi n, c ng m nh, quy mô l n.ế ườ độ ạ ớ
bi n, c ng m nh, quy mô l n.ế ườ độ ạ ớ

ng t do núi l a:Độ đấ ử
ng t do núi l a:Độ đấ ử
do magma, h i, khí i lên, b t c l i, có xu ơ đ ị ắ ạ

do magma, h i, khí i lên, b t c l i, có xu ơ đ ị ắ ạ
h ng c gi i phóng ướ đượ ả
h ng c gi i phóng ướ đượ ả


n ổ
n ổ


ng t. c i m: c ng độ đấ Đặ để ườ độ
ng t. c i m: c ng độ đấ Đặ để ườ độ
v ph m vi nh h ng không l n, x y ra không nhi u.à ạ ả ưở ớ ả ề
v ph m vi nh h ng không l n, x y ra không nhi u.à ạ ả ưở ớ ả ề

ng t do t s t:Độ đấ đấ ụ
ng t do t s t:Độ đấ đấ ụ
do s t các kh i t trên các hang ng, ụ ố đấ độ
do s t các kh i t trên các hang ng, ụ ố đấ độ
h m m . c i m: C ng nh , nh h ng h p.ầ ỏ Đặ để ườ độ ỏ ả ưở ẹ
h m m . c i m: C ng nh , nh h ng h p.ầ ỏ Đặ để ườ độ ỏ ả ưở ẹ

ng do ho t ng con ng i:Độ ạ độ ườ
ng do ho t ng con ng i:Độ ạ độ ườ
n bom, mìn, h ch a.ổ ồ ứ
n bom, mìn, h ch a.ổ ồ ứ

Động đất San francisco 1906




3. Các yếu tố của động đất
3. Các yếu tố của động đất

Ch n tiêu A (tâm trong, tâm ch n):ấ ấ
Ch n tiêu A (tâm trong, tâm ch n):ấ ấ
n i ơ
n i ơ
phát sinh ng t, n m trong lòng độ đấ ằ
phát sinh ng t, n m trong lòng độ đấ ằ
t.đấ
t.đấ

Ch n tâm B (tâm ngo i):ấ à
Ch n tâm B (tâm ngo i):ấ à
hình chi u ế
hình chi u ế
c a ch n tiêu lên b m t t.ủ ấ ề ặ đấ
c a ch n tiêu lên b m t t.ủ ấ ề ặ đấ

Sóng ng t (Vd, Vn, Vm):độ đấ
Sóng ng t (Vd, Vn, Vm):độ đấ
n ng ă

n ng ă
l ng ng t lan truy n trong t ượ độ đấ ề đấ
l ng ng t lan truy n trong t ượ độ đấ ề đấ
á d i d ng các sóng n h i.đ ướ ạ đà ồ
á d i d ng các sóng n h i.đ ướ ạ đà ồ

Gia t c sóng ng t a (cm/số độ đấ
Gia t c sóng ng t a (cm/số độ đấ
2
2
):
):
ph n ả
ph n ả
ánh c ng ng t.ườ độ độ đấ
ánh c ng ng t.ườ độ độ đấ
A
B
Vn
Vd
Vm
Phương truyền sóng
T
t
A
Tdt
yd
a
ππ
2

sin
4
2
2
2
2
==
A
T
a
2
2
max
4
π
=


Chấn tiêu
Sóng địa chấn
Chấn tâm



Sóng dọc (Vd): dao động dọc phương truyền sóng,
truyền trong bất cứ môi trường nào

Sóng ngang (Vn): dao động vuông góc phương truyền
sóng, chỉ truyền trong môi trường rắn


Sóng mặt đất (Vm): dao động trên mặt đất từ tâm ngoài
truyền ra xung quanh
E: Mô đun đàn hồi của đất đá
γ: Khối lượng thể tích của đất đá
3. Các yếu tố của động đất
3. Các yếu tố của động đất
ρ
E
V
d
2,1
=
ρ
E
V
n
4,0=


-
-
Thang độ M.C.S (G.Mercalli, A.Cancani, A.Sieberg)
Thang độ M.C.S (G.Mercalli, A.Cancani, A.Sieberg)
Độ mạnh động đất đ ợc chia thành 12 cấp dựa theo gia tốc cực đại của sóng
Độ mạnh động đất đ ợc chia thành 12 cấp dựa theo gia tốc cực đại của sóng
động đất (a
động đất (a
max
max
).

).
Cấp I
Cấp I
a < 0,25cm/s
a < 0,25cm/s
2
2
yếu
yếu
Cấp V
Cấp V
a = 2,5 - 5cm/s
a = 2,5 - 5cm/s
2
2
khá mạnh
khá mạnh
Cấp IX
Cấp IX
a = 50 - 100cm/s
a = 50 - 100cm/s
2
2
tàn phá
tàn phá
Cấp XII
Cấp XII
a > 500cm/s
a > 500cm/s
2

2
đại thảm hoạ
đại thảm hoạ
- Thang độ M.S.K -64 (X.V.Medvedev, V.Sponheier, V.Karnik - 1964)
- Thang độ M.S.K -64 (X.V.Medvedev, V.Sponheier, V.Karnik - 1964)
Dựa theo mức độ phá huỷ của sóng động đất, chia thành 12 cấp
Dựa theo mức độ phá huỷ của sóng động đất, chia thành 12 cấp
Cấp I
Cấp I
những dao động không nhận thấy
những dao động không nhận thấy
Cấp V
Cấp V
đánh thức ng ời đang ngủ
đánh thức ng ời đang ngủ
Cấp VI
Cấp VI
gây h hỏng
gây h hỏng
Cấp VIII
Cấp VIII
phá huỷ nhà cửa
phá huỷ nhà cửa
Cấp XII
Cấp XII
phá huỷ làm thay đổi toàn bộ địa hình
phá huỷ làm thay đổi toàn bộ địa hình
II. Phõn cp mnh ca ng t
II. Phõn cp mnh ca ng t

- Thang độ Richter
- Thang độ Richter
Dựa vào trị số logarit của năng l ợng (lgE) đ ợc giải phóng sau mỗi trận động
Dựa vào trị số logarit của năng l ợng (lgE) đ ợc giải phóng sau mỗi trận động
đất.
đất.
lgE gọi là magnitude (M). Khi lgE = 10 > M = 1; lgE = 27 > M = 9.
lgE gọi là magnitude (M). Khi lgE = 10 > M = 1; lgE = 27 > M = 9.
M < 3
M < 3
yếu
yếu
M = 6,6-7
M = 6,6-7
tàn hại
tàn hại
M = 4,5-4,8
M = 4,5-4,8
khá mạnh
khá mạnh
M = 7,4-8,1
M = 7,4-8,1
rất thảm khốc
rất thảm khốc
M = 5,5-6
M = 5,5-6
rất mạnh
rất mạnh
M

M
M >=8,1
M >=8,1


thảm hoạ
thảm hoạ
II. Phõn cp mnh ca ng t
II. Phõn cp mnh ca ng t
erg
T
A
vE ,
2
2






=



II. Các loại độ mạnh của động đất
II. Các loại độ mạnh của động đất
Trong khoa h c k thu t v xây d ng, khi nói n ọ ỹ ậ à ự đế
Trong khoa h c k thu t v xây d ng, khi nói n ọ ỹ ậ à ự đế
m nh c a ng t, ng i ta c ng s d ng độ ạ ủ độ đấ ườ ũ ử ụ

m nh c a ng t, ng i ta c ng s d ng độ ạ ủ độ đấ ườ ũ ử ụ
nhi u khái ni m khác nhau, trong ó:ề ệ đ
nhi u khái ni m khác nhau, trong ó:ề ệ đ
1. m nh c b n: Độ ạ ơ ả
1. m nh c b n: Độ ạ ơ ả
m nh c a m t vùng có tính d độ ạ ủ ộ ự
m nh c a m t vùng có tính d độ ạ ủ ộ ự
báo, xác nh qua th ng kêđị ố
báo, xác nh qua th ng kêđị ố
2. m nh th c t : Độ ạ ự ế
2. m nh th c t : Độ ạ ự ế
m nh ng t t i v trí xây độ ạ độ đấ ạ ị
m nh ng t t i v trí xây độ ạ độ đấ ạ ị
d ng truy n tr c ti p lên công trình (xét n tính ự ề ự ế đế
d ng truy n tr c ti p lên công trình (xét n tính ự ề ự ế đế
n h i c a t á khu v c xây d ng)đà ồ ủ đấ đ ở ự ự
n h i c a t á khu v c xây d ng)đà ồ ủ đấ đ ở ự ự
3.
3.


m nh tính toán: Độ ạ
m nh tính toán: Độ ạ
m nh th c t có xét n k t độ ạ ự ế đế ế
m nh th c t có xét n k t độ ạ ự ế đế ế
c u v t m quan tr ng c a công trìnhấ à ầ ọ ủ
c u v t m quan tr ng c a công trìnhấ à ầ ọ ủ


II. Độ mạnh động đất và các yếu tố ảnh hưởng

II. Độ mạnh động đất và các yếu tố ảnh hưởng

Các y u t nh h ng n m nh:ế ố ả ưở đế độ ạ
Các y u t nh h ng n m nh:ế ố ả ưở đế độ ạ
•
Năng lượng từ tâm
Năng lượng từ tâm
•
Độ sâu từ mặt đất đến tâm
Độ sâu từ mặt đất đến tâm
•
Đất đá làm nền công trình
Đất đá làm nền công trình
•
Địa hình địa mạo
Địa hình địa mạo
•
Chiều sâu mực nước ngầm
Chiều sâu mực nước ngầm
•
Quy mô công trình (đối với độ mạnh tính
Quy mô công trình (đối với độ mạnh tính
toán)
toán)


Máy đo động đất
Máy đo động đất

Ảnh hưởng của động đất đến CTXD

-
G©y ra lùc bæ sung
Trong ®ã:
P - Träng l îng c«ng tr×nh
kS - hÖ sè ®éng ®Êt, kS = a/g
PkP
SS
=


Ảnh hưởng của động đất đến CTXD
- Làm tăng áp lực nước trong hồ chứa
Hykγ
8
7
p
sn
=
Áp lực phụ thêm tại độ sâu y:
Hykγ
8
7
sn
H
y
P

Ảnh hưởng của động đất đến CTXD
- Làm giảm góc ổn định của mái dốc
ϕ
ϕ
tg1
tg
tgα
s
s
o
k
k
+
−
=


Ảnh hưởng của động đất đến CTXD
- Làm tăng áp lực đất lên tường chắn:
∀
γ: dung trọng của đất sau tường
•
h: chiều cao của đất sau tường
∀
ϕ: Góc ma sát trong của đất sau tường
∀
α: Góc địa chấn







+
−=
2
α
45tgγh
2
1
E
22
ϕ


4. Cỏc bin phỏp xõy dng trong vựng cú ng
t
Động đất có độ mạnh d ới cấp IV chỉ ảnh h ởng nhỏ tới công trình; Động đất
trên cấp IX hiện nay vẫn ch a có biện pháp phòng chống. Các biện pháp d ới
đây chỉ thích hợp với động đất d ới cấp IX.
- Chọn vị trí xây dựng chọn khu vực có địa hình bằng phẳng, ít bị chia cắt,
cấu tạo địa chất đơn giản, mực n ới d ới đất nằm sâu, tránh xây dựng công
trình trên vùng địa hình phân cắt mạnh, vùng gần đứt gẫy kiến tạo.
- Chọn vật liệu xây dựng chọn loại nhẹ, dễ đàn hồi, có chu kỳ dao động riêng
khác chu kỳ dao động địa chấn.
- Chọn kết cấu công trình chắc chắn, đối xứng và có trọng tâm công trình ở
thấp.
- Dùng giải pháp móng móng sâu, đặt trong đá gốc.
- Dùng các thiết bị giảm chấn.