nghiên cứu cơ chế hóa lỏng do động đất của đập vật liệu địa phương

1

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
MỤC LỤC
5TTHỐNG KÊ CÁC BẢNG BIỂU5T 2
5TTHỐNG KÊ CÁC HÌNH VẼ5T 3
5TMỞ ĐẦU5T 7
5T1. Tính cấp thiết của đề tài5T 7
5T2. Mục đích nghiên cứu5T 10
5T3. Nội dung nghiên cứu5T 10
5T4. Phương pháp nghiên cứu5T 10
5TCHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HÓA LỎNG DƯỚI TÁC DỤNG CỦA ĐỘNG ĐẤT5T
11
5T1.1.Khái quát về động đất5T 11
5T1.2.Động đất tại Việt Nam5T 17
5T1.3.Khái quát về hóa lỏng5T 30
5T1.4.Thiết kế chống hóa lỏng5T 35
5TCHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG HÓA LỎNG BỞI
ĐỘNG ĐẤT5T 38
5T2.1.Khái quát về đập vật liệu địa phương5T 38
5T2.2.Tỉnh hình xây dựng đập vật liệu địa phương tại một số khu vực chịu ảnh hưởng thường
xuyên của động đất5T 46
5T2.3.Khái quát về hóa lỏng trong đập vật liệu địa phương5T 51
5TCHƯƠNG III: MÔ PHỎNG BÀI TOÁN HÓA LỎNG TRONG ĐÊ, ĐẬP VẬT LIỆU
ĐỊA PHƯƠNG DƯỚI TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT5T 62
5T3.1.Cơ sở lý thuyết phương pháp phần tử hữu hạn5T 62
5T3.2.Tóm tắt cơ sở lý thuyết giải bài toán hóa lỏng do tác dụng của tải trọng động đất5T 66
5T3.3.Nghiên cứu hiện tượng hóa lỏng đối với công trình thực tế5T 83
5TCHƯƠNG IV: NGUYÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THAM SỐ ĐẾN HÓA LỎNG
ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG5T 102
5T4.1.Giới thiệu công trình thực tế5T 102

5T4.2.Các hàm đặc trưng trong phân tích đánh giá hóa lỏng5T 102
5T4.3.Nghiên cứu ảnh hưởng của tải trọng động đất.5T 107
5T4.4.Phân tích ảnh hưởng của mô hình vật liệu.5T 109
5T4.5.Phân tích ổn định đối với các cấp động đất, các mô hình đất5T 114
5T4.6.Thảo luận5T 118
5TKÊT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ5T 124
5T1.Kết luận5T 124
5T2.Kiến nghị5T 126
5TTÀI LIỆU THAM KHẢO5T 127
2

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
THỐNG KÊ CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.Lược sử những thay đổi đề tài quan trọng trong nghiên cứu hóa lỏng
(Towhata, 2008)
Bảng 1-1.Chuyển đổi tương đương giữa các thang động đất
Bảng 1-2. Phân cấp động đất theo thang MSK-64 và thang MM
Bảng 1-3.Các vùng phát sinh động đất mạnh M≥5.0
Bảng 2-1.Thống kê một số đập vật liệu địa phương đã, đang và sẽ xây dựng
Bảng 3-1.Vị trí các điểm và trọng số cho phần tử tứ giác bốn điểm
Bảng 3-2.Vị trí các điểm mẫu và trọng số cho phần tử tứ giác chín điểm
Bảng 3-3.Vị trí các điểm mẫu và trọng số cho phần tử tam giác 1 điểm
Bảng 3-4.Vị trí các điểm và trọng số cho phần tử tam giác 3 điểm
Bảng 3-5.Bậc tích phân của phần tử có thể chấp nhận
Bảng 3-6.Thông số quy mô công trình
Bảng 3-7.Các mực nước thiết kế
Bảng 3-8.Các kích thước cơ bản của đập
Bảng 3-9.Trường hợp tính toán nghiên cứu
Bảng 3-10.Tính toán mô đun biến dạng E0
Bảng 3-11.Tính toán dung trọng riêng bão hòa cho các lớp đất đắp

Bảng 3-12.Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu đắp đập
Bảng 3-13.Các chỉ tiêu cơ lý của đát nền,đá nền
Bảng 3-14.Các chỉ tiêu cơ lý của vât liệu thoát nước
Bảng 4-1.Thống kê hệ số an toàn K
R
minmin
R theo gia tốc đỉnh và mô hình đất
3

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
THỐNG KÊ CÁC HÌNH VẼ
Hình 1-1.Vị trí phát sinh động đất
Hình 1-2.Biểu đồ gia tốc động đất được ghi lại theo thời gian
Hình 1-3.Bản đồ các vùng phát sinh động đất trên lãnh thổ Việt Nam
Hình 1-4.Bản đồ chấn tâm động đất và đứt gẫy sinh chấn trên lãnh thổ Việt Nam
Hình 1-5.Bản đồ phân vùng gia tốc nền trên lãnh thổ Việt Nam
Hình 1-6.Đập San Fernando hạ bị trượt dưới nước trong trận động đất San
Fernando,1971
Hình 1-7.Đất hóa lỏng sau động đất ở Christchurch
Hình 1-8.Hóa lỏng cát sau động đất ngày 11/3/2011 tại Nhật Bản (Koseki, 2011)
Hình 1-9.Hóa lỏng sau động đất ngày 11/3/2011 tại Nhật Bản (Koseki, 2011)
Hình 1-10.Hóa lỏng sau động đất ngày 11/3/2011 tại Nhật Bản làm hư hỏng
công trình (Koseki, 2011)
Hình2-1. Các hệ số động đất được đề xuất năm 1966 cho phân tích giả tĩnh
(Seed, 1966)
Hình2-2. a) chuyển vị lâu dài u của một khối trượt với hệ số kháng chấn N/A;
(b) các hệ số khuếch đại cho các khối đắp nhớt đàn hồi tuyến tính khi cộng
hưởng (Hynes-Grifin và Franklin, 1984)
Hình 2-3.Quan hệ giữa tỷ số ứng suất và số nhát đập SPT, được hiệu chỉnh cho
áp suất lớp phủ, cho thấy sự xuất hiện hóa lỏng (các vòng tròn đóng) và không

hóa lỏng (các vòng tròn rỗng) (Seed và nnk., 1983)
Hình 3-1.Các biến không gian ứng suất
Hình 3-2.Đường ứng suất hiệu quả cho cát xốp trong thí nghiệm 3 trục không
thoát nước
Hình 3-3.Minh họa mặt sụp
Hình 3-4.Định nghĩa mặt hóa lỏng dạng dòng (FLS)
Hình 3-5.Đường ứng suất tuần hoàn từ B đến mặt sụp
Hình 3-6.Các thí nghiệm trên cát khô (theo Gu và Krahn, 2002)
Hình 3-7.Các thí nghiệm trên cát khô (theo Gu và Krahn, 2002)
Hình 3-8.Áp suất pháp và tiếp tác dụng dọc theo cạnh phần tử
4

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
Hình 3-9.Biểu đồ gia tốc ghi động đất cấp VIII(amax=0.1281g)
Hình 3-10.Mặt cắt ngang đập thiết kế và sự phân bố các lớp đất
Hình 3-11.Mô hình tính toán
Hình 3-12.Kết quả phân tích bài toán thấm Seep/W
Hình 3-13. Kết quả áp lực nước lỗ rỗng ban đầu
Hình 3-14. Ứng suất tổng ban đầu theo phương Y(kPa)
Hình 3-15. Ứng suất hiệu quả ban đầu theo phương Y(Effective-Stresss) (kPa)
Hình 3-16. Ứng suất tổng theo phương Y sau động đất(kPa)
Hình 3-17.Ứng suất hiệu quả theo phương Y sau động đất(Effective-Stresss)
(kPa)
Hình 3-18. Áp lực nước lỗ rỗng sau động đất
Hình 3-19. Phạm vi hóa lỏng nền trước động đất
Hình 3-20. Phạm vi hóa lỏng nền sau động đất
Hình 3-21.Điểm quan sát 306
Hình 3-22.Gia tốc theo phương ngang của điểm 306(m/s2)
Hình 3-23.Điểm quan sát 332
Hình 3-24.Gia tốc theo phương ngang của điểm 332(m/s2)

Hình 3-25.Điểm quan sát 294
Hình 3-26.Gia tốc theo phương ngang của điểm 294(m/s2)
Hình 3-27. Điểm quan sát 18
Hình 3-28.Chuyển vị của nền và thân đập theo phương đứng Y(m)
Hình 3-29.Chuyển vị của nền và nền đập theo phương X (m)
Hình 4-1.Hàm hiệu chỉnh ứng suất cắt ban đầu Ka (Kramer, 1996)
Hình 4-2.Hàm hiệu chỉnh ứng suất phủ Ks (Kramer, 1996)
Hình 4-3.Hàm mẫu xác định chu kỳ gây hóa lỏng(See&Lee-1996)
Hình 4-4.Hàm mẫu xác định áp lực nước lỗ rỗng dư (Lee and Albaisa (1974) &
DeAlba et al (1975))
Hình 4-5.Hàm G/Gmax của các lớp đất
Hình 4-6.Hàm Damping Ratio Function của lớp đất 2.1
Hình 4-7.Biểu đồ gia tôc ghi động đất cấp VIII(a
R
max
R=0.1281g)
5

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
Hình 4-8.Biểu đồ gia tôc ghi động đất cấp VII(aR
max
R=0.1200g)
Hình 4-9.Biểu đồ gia tôc ghi động đất cấp VI(a
R
max
R=0.0600g)
Hình 4-10.Biểu đồ gia tôc ghi động đất cấp V(a
R
max
R=0.0300g)

Hình 4-11.Phân tích hóa lỏng với gia tốc a=0.03g, mô hình tuyến tính
(động đất cấpV)
Hình 4-12.Phân tích hóa lỏng với gia tốc a=0.03g, mô hình tuyến tính tương
đương(động đất cấp V)
Hình 4-13.Phân tích hóa lỏng với gia tốc a=0.06g, mô hình tuyến tính
(động đất cấp VI)
Hình 4-14.Phân tích hóa lỏng với gia tốc a=0.06g, mô hình tuyến tính tương
đương (động đất cấp VI)
Hình 4-15.Phân tích hóa lỏng với gia tốc a=0.12g, mô hình tuyến tính
(động đất cấp VII)
Hình 4-16.Phân tích hóa lỏng với gia tốc a=0.12g, mô hình tuyến tính tương
đương (động đất cấp VII)
Hình 4-17.Phân tích hóa lỏng với gia tốc a=0.1281g, mô hình tuyến tính
(động đất cấp VIII)
Hình 4-18.Phân tích hóa lỏng với gia tốc a=0.1281g, mô hình tuyến tính tương
đương (động đất cấp VIII)
Hình 4-19.Phân tích ổn định mái hạ lưu với a
R
max
R=0.03g, mô hình tuyến tính
Hình 4-20.Phân tích ổn định mái hạ lưu với a
R
max
R=0.03g, mô hình tuyến tính
tương đương
Hình 4-21.Phân tích ổn định mái hạ lưu với a
R
max
R=0.06g, mô hình tuyến tính
Hình 4-22.Phân tích ổn định mái hạ lưu với a

R
max
R=0.06g, mô hình tuyến tính
tương đương
Hình 4-23.Phân tích ổn định mái hạ lưu với a
R
max
R=0.12g, mô hình tuyến tính
Hình 4-24.Phân tích ổn định mái hạ lưu với a
R
max
R=0.12g, mô hình tuyến tính
tương đương
Hình 4-25.Phân tích ổn định mái hạ lưu với a
R
max
R=0.1281g, mô hình tuyến tính
Hình 4-26.Phân tích ổn định mái hạ lưu với a
R
max
R=0.1281g, mô hình tuyến tính
6

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
tương đương
Hình 4-27.Đồ thị áp lực nước lỗ rỗng dư nút 1512 với 4 cấp động đất
Hình 4-28.Đồ thị áp lực nước lỗ rỗng dư nút 18 với 4 cấp động đất
Hình 4-29.Gia tốc theo phương ngang của node 306(m/s
P
2

P)-mô hình tuyến tính-4
cấp động đất
Hình 4-30. Gia tốc theo phương ngang của node 878(m/s2)-mô hình tuyến tính
tương đương-4 cấp động đất
Hình 4-31.Gia tốc theo phương ngang của node 306(m/s2)-mô hình tuyến tính-4
cấp động đất
Hình 4-32. Gia tốc theo phương ngang của node 878(m/s2)-mô hình tuyến tính
tương đương-4 cấp động đất
Hình 4-33. Thay đổi hệ số ổn định mái hạ lưu theo gia tốc đỉnh và mô hình đất
Hình 4-34. Hệ số ổn định mái hạ lưu theo thời gian-động đất cấp V-Mô hình
tuyến tính
Hình 4-35. Hệ số ổn định mái hạ lưu theo thời gian-động đất cấp V-Mô hình
tuyến tính tương đương
Hình 4-36. Hệ số ổn định mái hạ lưu theo thời gian-động đất cấp VI-Mô hình
tuyến tính
Hình 4-37. Hệ số ổn định mái hạ lưu theo thời gian-động đất cấp VI-Mô hình
tuyến tính tương đương
Hình 4-38. Hệ số ổn định mái hạ lưu theo thời gian-động đất cấp VII-Mô hình
tuyến tính
Hình 4-39. Hệ số ổn định mái hạ lưu theo thời gian-động đất cấp VII-Mô hình
tuyến tính tương đương
Hình 4-40. Hệ số ổn định mái hạ lưu theo thời gian-động đất cấp VIII-Mô hình
tuyến tính
Hình 4-41. Hệ số ổn định mái hạ lưu theo thời gian-động đất cấp VIII-Mô hình
tuyến tính tương đương
7

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Động đất một hiện tượng thiên nhiên gây nên những tai họa khủng khiếp
đối với xã hội loài người. Đối với công trình, động đất có thể làm: mất ổn định
(trượt mái), biến dạng lớn (lún, nứt), xói ngầm, hóa lỏng….Trên thế giới đã từng
xẩy ra rất nhiều trận động đất gây họa quả đặc biệt nghiêm trọng như: Trận động
đất Great Kanto (Nhật Bản, năm 1923, mạnh 7,9 độ Richter) làm hư hỏng hầu
như toàn bộ Tokyo và con số người chết lên đến 142.000 người; Động đất Kobe
tại Nhật Bản năm 1995 mạnh 6.5 độ Richter làm 7.000 người chết; Trận động
đất đông bắc Pakistan (Pakistan, năm 2005, mạnh 7,6 độ Richter) làm hư hỏng
thành phố Muzaffarabad, Pakistan với gần 86.000 người chết; Gần đây, trận
động đất và sóng thần tại tỉnh Miyagi, Fukushima (Nhật Bản, ngày 11/3/2011,
mạnh 9 độ Richter) đã làm hư hỏng hoàn toàn các công trình, nhà cửa, đặc biệt
là làm tê liệt hoạt động, gây rò rỉ phóng xạ nghiêm trọng tại nhà máy điện hạt
nhân Fukushima, số người chết và mất tích gần 28.000 người.
Lãnh thổ Việt Nam nằm ở vùng đất có cấu trúc địa chất – kiến tạo phức tạp,
tuy không nằm trên các vành đai động đất – núi lửa hoạt động, nhưng cũng
không phải nằm trên vùng đất bền khó xảy ra động đất. Các vùng có nguy cơ
xẩy ra động đất từ 6,0-7,0 độ Richter ở Việt Nam gồm: đới đứt gẫy trên hệ thống
sông Hồng, sông Chảy; đới đứt gẫy Lai Châu-Điện Biên; đới sông Mã, Sơn La,
sông Đà; đới Cao Bằng-Tiên Yên; đới Rào Nậy-sông Cả; đới Đakrông-Huế; đới
Trường Sơn; đới sông Ba; đới ven biển miền Trung. Ngoài những vùng lãnh thổ
này, trên lãnh thổ Việt Nam còn có khoảng 30 khu vực có nguy cơ động đất với
cường độ xấp xỉ 5,0 độ Richter. Riêng đối với khu vực Tây bắc còn phải chịu dư
chấn từ những trận động đất mà tâm chấn nằm trên lãnh thổ Trung Quốc và Lào,
đây là nơi nguy cơ xẩy ra động đất rất cao. Thống kê của Viện khoa học Việt
Nam (1992), trong vòng 100 năm đã có 118 trận động đất xẩy ra ở vùng Tây
Bắc. Ví dụ: trận động đất ở Điện Biên (năm 1923, M=6,75) gây chấn động cấp 8
trên diện tích 1500km
P
2
P, chấn động cấp 7 lan rộng trên diện tích 13000kmP

2
P; Trận
động đất ở đông bắc thị trấn Tuần Giáo (năm 1983, M= 6,70) gây chấn động cấp
8

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
8 trên diện tích 1500kmP
2
P, chấn động cấp 7 lan rộng trên diện tích 13000kmP
2
P;
Như vậy nguy cơ động đất ở Việt Nam không nhỏ.
Một trong những nguyên nhân gây phá hủy công trình nói chung và công
trình thủy lợi nói riêng là hóa lỏng do động đất. Nhiều sự cố về đê, đập do hóa
lỏng trong các trận động đất đã được công bố. Ví dụ: đập Sheffield (Santa
Barbara, Mỹ, 1925) bị hóa lỏng nền (Seed và nnk, 1969); Sự cố hóa lỏng gần vỡ
đập San Fernando hạ trong trận động đất năm 1971 (Seed và nnk, 1975; Castro
và nnk, 1985); Sự cố hóa lỏng dẫn đến hư hỏng phần lớn đê sông trong trận
động đất Kobe năm 1995.
Như vậy hóa lỏng là gì? Xẩy ra như thế nào? ảnh hưởng đối với công trình
ra sao? Biện pháp phòng ngừa như thế nào để giảm thiểu tác hại của hóa lỏng
đối với đê, đập?Cần phải được làm sáng tỏ
Trên thế giới, hiện tượng hóa lỏng do động đất ở đê, đập vật liệu địa
phương đã được nghiên cứu từ những năm 1960 của thế kỷ 20.
Việt Nam là một nước có hệ thống đập lớn hàng đầu Đông Nam Á và đứng
thứ 16 trên thế giới. Trong thời gian qua nhiều đập vật liệu địa phương đã được
xây dựng như: Đập thủy điện Sơn La (Sơn La), đập Nậm Khẩu Hu (Điện Biên),
Nậm Ngám (Điện Biên). Hơn thế nữa Việt Nam là một nước có hệ thống đê
sông lớn ví dụ: Hệ thống đê sông Hồng dài 1500 km, Hệ thống đê sông Thái
Bình dài 1650 km…Nhiều đập vật liệu địa phương và phần lớn đê sông được

xây dựng chủ yếu trên nền đất cát, bồi tích, có khi lại sử dụng vật liệu đắp hạt
thô nên cần phải đánh giá khả năng hóa lỏng khi chịu tác dụng của tải trọng
động đất.

9

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
Bảng 1. Lược sử những thay đổi đề tài quan trọng trong nghiên cứu hóa lỏng
(Towhata, 2008)
Đề tài
Năm
Ghi chú
Cơ chế hóa
lỏng
1960 Động đất Niigata và Alaska năm 1964
Đánh giá khả
năng hóa lỏng
1970-1980
Giá trị SPT-N nhỏ nhất, hệ số an toàn, khả
năng hóa lỏng thấp của cuội sỏi và bụi mịn, lún
mặt nền sau hóa lỏng.
Ngăn chặn hóa
lỏng
1970-cho đến
nay
Gia cường đất(Đầm, cuội sỏi thoát nước,
khoan phụt
Hậu quả của
hóa lỏng
1983-2000

Chuyển vị dư, nguyên nhân và dự đoán chuyển
vị
Giảm chuyển
vị dư
1995-đến nay
Độ tin cậy của đường giao thông/đê sông
Sử dụng tường ngầm
Bảo vệ các kết cấu hiện tại
Kỹ thuật động
đất thời gian
thực
1990-đến nay
Xác định nhanh hóa lỏng(Trong vòng 1 giờ và
thực hiện hành động khẩn cấp càng nhanh càng
tốt

Nghiên cứu hóa lỏng do tải trọng động đất trong đê, đập vật liệu địa phương
là nội dung rất mới vì thiết kế chống hóa lỏng hầu như chưa được đề cập cụ thể
trong các tiêu chuẩn thiết kế công trình thủy lợi. Mặc dù, TCXDVN 285-2002,
14TCN 157-2005 có đề cập ảnh hưởng của động đất, tuy nhiên phương pháp
tính toán ổn định là phương pháp giả tĩnh với hệ số gia tốc động đất được chọn
theo cấp công trình. Gần đây, thiết kế công trình chịu tải trọng động đất đã được
đề cập trong TCXD 375-2006, trong đó có đề cập đến các loại đất có khả năng
hóa lỏng, và chủ yếu áp dụng cho công trình xây dựng nhà . Cần chú ý rằng
TCXDVN 375-2006 được biên soạn dựa trên sự chấp nhận EUROCODE 8:
Thiết kế công trình chịu động đất.
Xt trong bối cảnh nói trên , đề tài "Nghiên cứu cơ chế hóa lỏng do động
đất của đập vật liệu địa phương” có tính cấp thiết lớn , là vấn đề thời sự , có ý
nghĩa quan trọng.
10

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
2. Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu hiện tượng hóa lỏng trong đê, đập vật liệu địa phương đắp
trên nền cát trong vùng chịu ảnh hưởng của tải trọng động đất.
- Đánh giá ổn định của đê, đập vật liệu địa phương do hiện tượng hóa lỏng
gây ra.
3. Nội dung nghiên cứu
Đề tài tập trung vào nghiên cứu những vấn đề dưới đây:
- Tổng quan về hóa lỏng do tác dụng của tải trọng động đất.
- Tổng quan về tình hình xây dựng đê, đập vật liệu địa phương tại một số
khu vực thường xuyên chịu ảnh hưởng của động đất trong nước.
- Nghiên cứu mô phỏng h iện tượng hóa lỏng trong đê , đập vật liệu địa
phương do ảnh hưởng của tải trọng động đất.
- Nghiên cứu ảnh hưởng tham số đối với bài toán hóa lỏng trong đê đập vật
liệu địa phương.
- Đề xuất các giải pháp ngăn chặn và giảm thiểu thiệt hại do hóa lỏng.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Thống kê và tổng hợp tài liệu nghiên cứu đã có ở trong và ngoài nước có
liên quan đến đề tài.
- Nghiên cứu lý thuyết hóa lỏng.
- Mô phỏng bài toán ứng suất – biến dạng, áp lực lỗ rỗng, ổn định đê, đập
vật liệu địa phương chịu tác dụng của tải trọng động đất theo phương pháp phần
tử hữu hạn, sử dụng bộ phần mềm Geostudio 2004 của hãng Geoslope, Canada,
bao gồm các mô đun Quake/W, Seep/W, Slope/W, Sigma/W.
- Phân tích, đánh giá kết quả mô phỏng.

11

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HÓA LỎNG DƯỚI TÁC DỤNG
CỦA ĐỘNG ĐẤT
1.1.Khái quát về động đất
Động đất là một hiện tượng thiên nhiên gây ra rất nhiều thảm họa cho con
người và các công trình xây dựng. Trong suốt chiều dài phát triển nhân loại, để
bảo vệ sinh mạng của mình và tài sản vật chất xã hội, con người đã có rất nhiều
nỗ lực trong việc nghiên cứu phòng - chống động đất. Tuy đã có những bước
tiến rất ngoạn mục trong lĩnh vực này, nhưng con người vẫn không ngăn được
những thảm họa do động đất gây ra. Các trận động đất xảy ra trong những năm
gần đây tại Nhật Bản (1995), Thổ Nhĩ Kỳ (1999), Hy Lạp (1999), Đài Loan
(1999), Ấn Độ (2001), Iran (2004) … đã chứng minh cho điều đó.
1.1.1.Định nghĩa động đất và phân loại
Động đất là hiện tượng dao động rất mạnh nền đất xảy ra khi một nguồn
năng lượng lớn được giải phóng trong thời gian rất ngắn do sự nứt rạn đột ngột
trong phần vỏ hoặc trong phần áo trên của quả đất.
Trung tâm của các chuyển động địa chấn, nơi phát ra năng lượng về mặt lý
thuyết, được quy về một điểm gọi là chấn tiêu. Hình chiếu của chấn tiêu lên bề
mặt quả đất được gọi là chấn tâm. Khoảng cách từ chấn tiêu đến chấn tâm được
gọi là độ sâu chấn tiêu (H). Khoảng cách từ chấn tiêu và chấn tâm đến điểm
quan trắc được gọi tương ứng là tiêu cự hoặc khoảng cách chấn tiêu (R) và tâm
cự hoặc khoảng cách chấn tâm (L).
Tùy thuộc vào độ sâu của chấn tiêu (H) mà động đất có thể được phân thành
các loại sau:
Động đất nông H<70km
Động đất trung bình H = 70→300 km
Động đất sâu H > 300km
Các trận động đất mạnh thường xảy ra ở độ sâu H = 30→100km
12

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21

Hình 1-1.Vị trí phát sinh động đất
1.1.2.Nguyên nhân của động đất
Động đất có nguồn gốc từ hoạt động kiến tạo.
Từ những năm 60 của thế kỷ XX, các nhà địa chất và địa chấn học đã đưa ra
thuyết kiến tạo mảng hay còn gọi là thuyết trôi dạt các lục địa để giải thích cho
nguồn gốc của các trận động đất xuất hiện trên thế giới. Theo thuyết này, lúc đầu
các lục địa gắn liền với nhau được gọi là Panagea, sau đó cách đây khoảng
chừng 200 triệu năm chúng tách ra thành nhiều mảng cứng di chuyển chậm
tương đối so với nhau trên một lớp dung nham ở dạng thể lỏng, nhiệt độ cao để
có hình dạng như ngày nay.
Các thành tựu khoa học kỹ thuật, đặc biệt là mạng lưới địa chấn kế và quan
trắc địa chất trên thế giới đã chứng minh tính đúng đắn của thuyết kiến tạo
mảng. Do đó trong vòng 10 năm tiếp theo, lý thuyết này đã được giới khoa học
chấp nhận một cách rộng rãi và được xem là một trong những thành tựu khoa
học lớn nhất của nhân loại trong thế kỷ XX.
Động đất có nguồn gốc từ hoạt động của các đứt gãy.
Khi quan sát địa hình ta thường gặp những sự thay đổi đột ngột trong cấu
trúc nền đá. Ở một số chỗ, các vỉa đá có đặc tính khác nhau gối đầu vào nhau
hoặc tựa lên nhau dọc theo mặt tiếp xúc giữa chúng. Sự cắt ngang cấu trúc địa
chất như vậy được gọi là đứt gẫy hoặc phay địa chất.
Các vết đứt gẫy được chia làm hai loại: hoạt động và không hoạt động. Đứt
gẫy hoạt động là những đứt gẫy đã trải qua biến dạng cách đây hàng trăm ngàn
13

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
năm và sẽ còn tiếp tục trong tương lai. Đứt gẫy địa chấn nổi tiếng nhất trên thế
giới thuộc loại này là đứt gẫy San Andreas ở California (Hoa Kỳ). Đứt gẫy này
có chiều dài 300 km và trượt ngang 6.4m, từng gây ra trận động đất ở San
Francisco năm 1906 và nhiều trận động đất tiếp theo sau đó.

Đa số các đứt gẫy được vẽ trên các bản đồ địa chất là không hoạt động. Tuy
vậy, đôi khi tại một đứt gẫy trước đó được xem là không hoạt động lại thấy trên
nền đất xuất hiện các vết nứt mới trong thời gian động đất.
Động đất do nổ hạt nhân.
Các trận động đất cũng có thể được gây ra bởi các vụ nổ hóa học hoặc hạt
nhân. Khi một vụ nổ hạt nhân ngầm xẩy ra, một năng lượng rất lớn được giải
phóng. Trong nhiều thập kỷ qua, các vụ nổ hạt nhân ngầm trong lòng đất ở nhiều
bãi thử trên thế giới đã gây ra các trận động đất mạnh (đạt tới độ lớn 7 độ
Richter). Các sóng địa chấn phát sinh từ các vụ nổ này truyền đi và được các địa
chấn kế ghi lại đã chứng minh cho kết luận trên.
Động đất do núi lửa hoạt động.
Tuy tương đối hiếm, nhưng các trận động đất cũng có thể phát sinh từ hoạt
động của núi lửa. Đối với những trận động đất phát sinh từ nguyên nhân này có
thể phân thành 3 loại: do các vụ nổ khi núi lửa hoạt động, do chuyển động của
dung nham và do sự kết hợp với các trận động đất kiến tạo.
Động đất do đất đá phía trên hang động, hầm mỏ bị sập.
Các trận động đất do sụp đổ nền đất thường nhỏ và xẩy ra trong các vùng có
hang động ngầm hoặc khai thác mỏ. Sự sụp đổ đột ngột trần các hầm mỏ hoặc
hang động ngầm dưới đất là nguyên nhân trực tiếp gây ra chấn động nền đất.
Các vụ trượt lở đất lớn đôi khi cũng gây ra các trận động đất thuộc dạng
này.
Động đất do sự thay đổi của điều kiện tự nhiên khi xây dựng các hồ chứa
lớn.
Việc tích nước vào các hồ chứa lớn đôi khi cũng làm phát sinh ra các trận
động đất mạnh. Các trận động đất này có thể đạt tới độ lớn 6 độ Richter. Cho tới
nay người ta đã ghi nhận được trên 70 trận động đất ở nhiều nơi trên thế giới do
14

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
tích nước vào các hồ chứa nhân tạo bằng cách dùng đập ngăn sông.

Ông Fan Xiao, Kỹ sư trưởng Cục địa chất và khoáng sản Tứ Xuyên, cho
rằng áp lực nước khổng lồ trong hồ chứa nhân tạo của đập Zipingpu đã đè lên
các rãnh nứt địa chất, có thể là một yêu tố gây ra trận động đất khủng khiếp hồi
tháng 5/2008 ở Tứ Xuyên, Trung Quốc.
Thực tế đập thuỷ điện Zipingpu cao 156m, nằm cách tâm chấn chỉ 5.5km và
cách các đường rãnh nứt địa chất chỉ có 550m. Sức nặng của lượng nước trong
hồ của đập nước này tương đương với 325 triệu tấn.
Động đất do sự va chạm của thiên thạch.
1.1.3.Cơ chế phá hoại của động đất
Từ những thiệt hại do động đất gây ra có thể rút ra hai dạng phá hủy chính
của công trình do động đất:
Do ảnh hưởng của sóng địa chấn, nền đất phải chịu các lực ko, xoắn, nn.
Kết quả, nền đất có thể bị lún, sụt và hóa lỏng. Các công trình đặt trên nền đất
cũng bị phá hoại theo.
Do ảnh hưởng của sóng địa chấn, nếu nền chưa bị mất ổn định thì công
trình đặt trên nền sẽ xuất hiện các phản ứng (chuyển vị, vận tốc, gia tốc) . Khi đó
nội lực, chuyển vị của công trình sẽ vượt quá các trị số nội lực, chuyển vị tĩnh
trước lúc xảy ra động đất, nếu công trình không được tính toán đầy đủ về kháng
chấn thì đây là nguyên nhân trực tiếp dẫn đến sự phá hoại các công trình nằm
trong vùng động đất.
Động đất có thể làm hư hại công trình do sự hình thành các ứng sử động
đất: Lực quán tính, lửa, sự thay đổi các tính chất cơ lý của khối đất, đá. Hiện
tượng hóa lỏng, sự chuyển vị do đứt gẫy, trượt đất hay các chuyển động bề mặt
khác, sự hình thành sóng nước lớn tại biển, hồ chứa lớn, sự biến đổi kiến tạo quy
mô lớn,
1.1.4.Các đặc trưng cơ bản của động đất
Chấn tiêu và chấn tâm.
Nơi phát sinh dịch chuyển của Động đất được gọi là chấn tiêu (hoặc lò
Động đất). Hình chiếu của chấn tiêu lên mặt đất gọi là chấn tâm của động đất.
15

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
Độ sâu chấn tiêu H là khoảng cách từ chấn tiêu lên mặt đất , tức là khoảng
cách giữa chấn tiêu và chấn tâm. Khoảng cách chấn tiêu là khoảng cách từ một
điểm bất kỳ trên mặt đất đến chấn tiêu (còn gọi là tiêu cự, ký hiệu là Δ). Khoảng
cách chấn tâm của một điểm là khoảng cách từ điểm đó đến chấn tâm ( còn gọi
là tâm cự, ký hiệu là D).
Chấn tiêu ở độ sâu 300-700Km gọi là chấn tiêu sâu, chấn tiêu trung bình
60-300Km, chấn tiêu bình thường nhỏ hơn 60Km, chấn tiêu nông nhỏ hơn
15Km. Chấn tiêu sâu nhất đo được là 720Km ở Florida (Mỹ). Động đất có sức
tàn phá lớn nhất là động đất chấn tiêu nông, toàn bộ năng lượng được giải phóng
là 75% năng lượng đàn hồi tích lũy.
Biểu đồ động đất.
Biểu đồ ghi lại quỹ đạo chuyển động nền theo thời gian được gọi là biểu đồ
động đất.

Hình 1-2.Biểu đồ gia tốc động đất được ghi lại theo thời gian
Biểu đồ động đất là các tài liệu quan trọng để đánh giá tính chất của một
trận động đất, đồng thời là số liệu để suy các thông số quan trọng trong thiết kế
kháng chấn cho công trình xây dựng.
Thông số định lượng của động đất.
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều thang động đất động đất, nhưng phổ biến
nhất vẫn là các thang đo cơ bản sau:
Thang Richter: đo độ lớn hay mức năng lượng mà động đất phát ra, được
16

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
tính bằng Magnitude (M). Một Magnitude bằng một độ Richter.
Cường độ động đất được đặc trưng bởi trị số gia tốc địa chấn a, mô tả động
đất hiện tượng động đất thông qua chuyển vị, gia tốc, vận tốc của mặt đất khi

động đất đi qua, xác định theo cấp động đất đại diện là các thang: MMI ( 12
cấp), MSK ( 12 cấp), JMA ( 8 cấp)
Theo thang quốc tế MSK con người không thể nhận biết chấn động cấp 1-2,
cấp 3-4 sẽ gây rung động nhẹ và cấp 6-7 làm chao đảo mặt đất, chấn động cấp 7
trở lên sẽ gây thiệt hại lớn. Xem bảng 1-1.
Bảng 1-1.Chuyển đổi tương đương giữa các thang động đất
(Cao Thị Thu Thủy –Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ảnh hưởng của động đất tới
đập bê tông trọng lực)
Cấp động đất
MSK
Magnitude JMA Merkaly
Năng lượng
E (Jun)
Cấp năng
lượng KD
I
1.6
1
1
107.2
7.2
II
3.8
1
2
1010.5
10.5
III
4.2
1.67

3
1011.1
11.1
IV
4.6
2.33
4
1011.7
11.7
V
4.8
3
5
1012
12
VI
5.3
3.67
6
1012.75
12.75
VII
5.6
4.33
7
1013.2
13.2
VIII
5.9
5

8
1013.65
13.65
IX
6.3
5.67
9
1014.25
14.25
X
6.6
6.33
10
1014.7
14.7
XI
6.9
7
11
1015.15
15.15
XII
7.3
7
12
1015.75
15.75
Gia tốc cực đại
Gia tốc cực đại của một trận động đất là gia tốc lớn nhất của chuyển động
nền đất trong trận động đất đó. Gia tốc cực đại là đại lượng rất quan trọng, được

dùng trong tất cả các tiêu chuẩn kháng chấn hiện nay.
Xác định chính xác gia tốc cực đại ở một điểm nào đó là điều không dễ
dàng vì thiếu biểu đồ gia tốc động đất mạnh và vì tính đa dạng của dao động địa
chấn. Vì vậy người ta thường sử dụng các băng ghi gia tốc dao động nền đất đã
có để thiết lập mối tương quan thống kê giữa các gia tốc cực đại trung bình và
17

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
các đặc trưng khác của động đất. Xem bảng 1-2.
Sóng động đất
Sóng động đất là những sóng đàn hồi tạo nên chuyển động ở gần mặt đất.
Sóng động đất được chia làm 2 loại: Sóng khối (Body wave) và sóng mặt
(surface wave).
Bảng 1-2.Phân cấp động đất theo thang MSK-64 và thang MM
(Nghiên cứu khoa học-Nguyễn Thái Hương và NNK-Nghiên cứu hóa lỏng ở đê, đập
vật liệu địa phương do động đất )

Thang MSK-64 Thang MM
Cấp động đất
Đỉnh gia tốc
nền (a) g
Cấp động đất
Đỉnh gia tốc
nền (a) g
V
0,012-0,03
V
0,03-0,04
VI
>0,03-0,06

VI
0,06-0,07
VII
>0,06-0,12
VII
0,10-0,15
VIII
>0,12-0,24
VIII
0,25-0,30
IX
>0,24-0,48
IX
0,50-0,55
X
>0,48
X
>0,60

Sóng khối có làn sóng chính truyền nhanh hơn cả, gây nên sự nn nở đan
xen nhau trong khối đá (Sóng dọc, sóng nn, tương tự sóng âm). Hạt sóng truyền
theo phương song song với phương truyền sóng. Sóng phụ truyền chậm hơn
sóng chính, cắt khối đá theo mặt bên, vuông góc với phương truyền sóng. Tại
gần mặt đất, sóng thứ cấp tạo nên cả chuyển động đứng và chuyển động ngang.
Đất đá có độ cứng chống nn lớn nên sóng chính chuyển động nhanh hơn.
Sóng mặt được tạo nên bởi tương tác giữa các sóng khối với bề mặt hoặc
các lớp mặt trên bề mặt của trái đất. Sóng mặt chỉ chuyển động dọc theo mặt đất
với tốc độ chậm hơn sóng khối và biên độ giảm theo hàm mũ theo chiều sâu.
Sóng này tương tự các gợn sóng trên mặt hồ nên chuyển động của sóng phần lớn
ngoài mặt đất.

1.2.Động đất tại Việt Nam
Dưới tác dụng của các lực kiến tạo, thạch quyển bị phân chia thành các
18

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
mảng chuyển động tương đối với nhau. Đới tiếp xúc giữa các mảng bị phá hủy,
các chuyển dịch đột ngột gây ra động đất. Do thành phần bất đồng nhất, cấu trúc
phức tạp, trong quá trình chuyển động các mảng không giữ nguyên vẹn mà biến
dạng, chia cắt thành các mảng nhỏ hơn (Các mảng bậc II) chuyển động tương
đối với nhau. Các đứt gẫy phân chia các mảng bậc II cũng là nơi động đất phát
sinh. Đến lượt mình, các mảng bậc II lại bị biến dạng, phân chia thành các đơn
vị nhỏ hơn chuyển động tương đối lẫn nhau. Quá trình biến dạng, phân chia có
thể diễn ra tiếp tục, các đơn vị bị phân chia thành các đơn vị bậc cao hơn. Các
đơn vị bậc cao hơn thi có kích thước nhỏ hơn, các đứt gẫy phân chia các đơn vị
cũng ngắn hơn, độ cắm sâu nhỏ hơn. Phụ thuộc vào quy mô và cường độ vận
động kiến tạo, hoạt động động đất trong các đơn vị, nói chung cũng suy giảm từ
các đới rìa mảng đến các đới nội mảng, bậc càng cao động đất càng nhỏ.
Quan điểm đó cũng được áp dụng cho phân vùng địa chấn kiến tạo Việt
Nam. Chúng ta hãy tìm hiểu phân vùng địa chấn kiến tạo ở Việt Nam.
1.2.1.Cấu trúc kiến tạo Việt Nam và vùng lân cận
Về mặt kiến tạo, lãnh thổ Việt Nam và các vùng lân cận nằm ở một vị trí
khá đặc biệt. Trên bản đồ kiến tạo mạng của vỏ trái đất, lãnh thổ Việt Nam nằm
trên một phần lồi của mảng Á - Âu, bị kẹp giữa ba mảng có mức độ hoạt động
mạnh đó là các mảng Châu Úc, mảng Philipin và mảng Thái Bình Dương. Phía
tây và phía nam của nước ta là vành đai động Himalaya và rãnh sâu Java được
tạo ra do sự va chạm giữa mảng Châu Úc với mảng Á - Âu, còn phía đông là
vành đai lửa Thái Bình Dương nổi tiếng được tạo ra do sự va chạm giữa mảng
Thái Bình Dương và mảng Philipin với mảng Á - Âu. Dưới đây là mô tả tóm tắt
các đơn vị cấu trúc trên phần đất liền và thềm lục địa Việt Nam. Dưới đây là mô
tả tóm tắt các đơn vị cấu trúc trên phần đất liền và thềm lục địa Việt Nam.

Miền nền cổ hoạt động Hoa Nam
Miền nền cổ hoạt động Hoa Nam bao gồm toàn bộ phần đông bắc Việt Nam
với ranh giới tây nam là đứt gãy sông Hồng, có móng kết tinh tiền Cambri. Có
thể phân chia miền này ra làm 2 miền phụ lớn là vùng rìa Hoa Nam và đới kiến
trúc Katazia (Hoa Á) với ranh giới quy ước là đới đứt gãy sông Thương-Lạng
19

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
Sơn-Nam Ninh. Miền nền cổ Hoa Nam thuộc miền vỏ lục địa hình thành vào
đầu Rifei, còn đới kiến trúc Katazia thuộc miền vỏ lục địa hình thành vào đầu
Devon. Tuy nhiên về cấu trúc và lịch sử của chúng trong Fanerozoi không có gì
khác biệt lớn. Về tổng thể có thể coi toàn bộ phần Đông Bắc Việt Nam là miền
cấu trúc Caleđonit với các phức hệ vật chất chủ yếu là: Phức hệ móng trước
Caledoni (PR); phức hệ Caledoni (PR3 - S); phức hệ Epicaledoni (D-P1); phức
hệ hoạt hoá (T2 -T3k) và phức hệ các thành tạo lục địa (T3n - r - Q).
Miền nền cổ Hoa Nam bị phân chia thành các đơn vị kiến tạo sau:
Trong phụ miền rìa nền Hoa Nam có đới uốn nếp Lô - Gâm (gồm phức nếp
lồi sông Lô và phức nếp lõm sông Gâm), đới uốn nếp Bắc Thái - Hạ Lang, gồm
đới phức nếp lồi Bắc Thái và đới phức nếp lõm Hạ Lang, ngăn cách bởi đứt gãy
Cao Bằng - Tiên yên.
Trong phụ miền Katazia có đới phức nếp lõm An Châu, đới phức nếp lồi
Quảng Ninh (hay còn gọi đới Duyên Hải)
Các đơn vị cấu trúc kể trên đều thuộc về kiến trúc Caleđonit, nghĩa là có
tuổi uốn nếp vào cuối Paleozoi sớm. Ngoài ra trong miền đông bắc Việt Nam
còn tồn tại các kiến trúc chồng gối là trũng sông Hiến và trũng An Châu, phát
triển trong Mezozoi và các trũng sụt lún dạng địa hào Kainozoi như trũng sông
Hồng và các trũng nhỏ giữa núi được hình thành theo cơ chế ko toạc (pull-
apart) dọc theo các đới đứt gãy lớn như các trũng: Cao Bằng, Thất Khê, Lộc
Bình, Tuyên Quang
Địa khối Indosini

Địa khối Indosini, tiếp giáp với đới Trường Sơn ở phía đông bắc qua đứt
gãy Trà Bồng, ở phía tây nam với đới Tây Nam bộ qua đứt gãy Sông Hậu, ở
phía tây với miền uốn nếp Thái Lan-Mã lai qua dứt gãy Lai Châu-Điện Biên và
ở phía đông giới hạn bởi đứt gãy kinh tuyến 110
P
o
PE, là khu vực có tuổi hình
thành vỏ lục địa cổ nhất ở Đông Dương, với phần nhân là khối nhô Kontum lộ ra
phức hệ siêu biến chất tuổi Arkei (phức hệ Kanak). Hoạt động của các miền và
đới kiến tạo kế cận đã làm cho địa khối Indosini bị biến cải khá mạnh, đặc biệt là
phần đông nam (thuộc lãnh thổ Nam Việt Nam, Campuchai và Nam Lào). Các
20

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
hoạt động đó đã phân chia địa khối Inđosini thành các đơn vị kiến trúc sau :
- Khối nhô móng tiền Cambri Kontum
- Đới kiến trúc Caleđonit Sê Công
- Đới kiến trúc Sông Bé - Xrêpốc
- Đới kiến trúc chồng Mezozoi Đà Lạt
Hệ thống uốn nếp Bắc Việt Nam
Bao gồm miền uốn nếp Mezoit Tây Bắc Việt Nam và miền Hecxinit Trường
Sơn. Phía Tây nó tiếp xúc với miền uốn nếp Thái Lan - Mã Lai dọc theo đứt gãy
Điện Biên - Lai Châu; phía tây nam giáp nối với địa khối Inđosini qua đới khâu
Thà Khẹt -Trà Bồng, phía đông bắc tiếp giáp với miền nền cổ Hoa Nam qua đới
đứt gãy sông Hồng. phía đông nam, một phần của miền bị chìm xuống biển
Đông.
Khác với miền Đông bắc Việt Nam cấu trúc kiến tạo của hệ thống uốn nếp
Bắc Việt Nam có phương phát triển chủ đạo là Tây Bắc - Đông Nam. Chúng tạo
thành dải cấu trúc hẹp ko dài, điều này đặc biệt rõ nt ở lãnh thổ Tây Bắc Việt
Nam. Đây là miền uốn nếp địa máng điển hình với các cấu trúc có tuổi khác

nhau và được hình thành, phát triển trong không gian giữa hai lục địa châu Á và
Inđosini, vào thời điểm chúng xích lại gần nhau làm khp kín đại dương cổ
Tethys.
Hệ uốn nếp Thái Lan – Mã Lai
Hệ uốn nếp Thái Lan-Mã Lai thuộc miền vỏ lục địa hình thành vào Trias
muộn-Jura. Trên lãnh thổ Việt Nam chỉ có một phần của miền uốn nếp này, đó
là đới Mường Tè và đới Tây Nam Bộ.
Trũng Kainozoi sông Hồng
Trên bình đồ cấu trúc-kiến tạo miền bắc Việt Nam, trũng sông Hồng có một
vị trí quan trọng trong các hoạt động kiến tạo Kainozoi. Trũng được hình thành
và phát triển trên miền dập vỡ và tách giãn một bộ phận của rìa nền Hoa Nam,
do hậu quả của hoạt động rift sông Hồng.
Cấu trúc trũng sông Hồng tương đối đa dạng và chia làm hai tầng rõ rệt:
Tầng cấu trúc Oligoxen-Mioxen (P-N1) có bề dày lớn và biến vị mạnh mẽ.
21

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
Tầng cấu trúc này chỉ có mặt trong địa hào Hà Nội, địa hào Ninh Bình, địa hào
sông Hồng (từ Bảo Hà đến Trung Hà).
Tầng cấu trúc Plioxen-Đệ tứ (N2 - Q) có diện phân bố rộng hơn nhiều và
tạo thành lớp phủ bất chỉnh hợp trên các thành tạo Oligoxen-Mioxen, chiếm toàn
bộ diện tích đồng bằng châu thổ Bắc Bộ.
Về không gian trũng sông Hồng có thể phân chia thành ba dải cấu trúc
phương tây bắc - đông nam. Đó là dải đông bắc, dải trung tâm và dải Tây Nam.
Dải rìa Đông Bắc cách biệt với dải trung tâm bằng đứt gãy sông Lô. Dải có
cấu trúc phức tạp, với móng khối tảng, tạo nên các khối nhô khối sụt nối tiếp
nhau theo phương tây bắc-đông nam. Dưới lớp phủ Neogen-đệ tứ không ổn định
là các đá lục nguyên tuổi Triat-Jura và đá tuổi Paleozoi trung-thượng lộ ra ở
nhiều nơi.
Dải rìa Tây Nam đặc trưng bởi cấu trúc dạng bậc thang về phía đông bắc.

Ranh giới của dải với dải Trung tâm là đứt gãy sông Chảy. Lớp phủ Neogen - đệ
tứ nằm trên các trầm tích lục nguyên, cacbonat, phun trào bazơ thuộc võng sông
Đà và các đá kết tinh Proterozoi, lộ ra rải rác trong đới. Phía tây nam, sát đứt gãy
sông Hồng là địa hào hẹp Ninh Bình có bề dày các thành tạo Neogen-đệ tứ lớn.
Giữa hai đứt gãy sâu sông Chảy và sông Lô là dải trung tâm. Thực chất đây
chính là một địa hào (địa hào Hà Nội) với sự sụt lún mạnh mẽ trong Oligoxen-
Neogen với chiều dày trầm tích đạt tới 5000-6000m .
Các hoạt động nn p ngang vào cuối Mioxen (N31) đã gây nên quá trình
uốn nếp và phá huỷ mạnh mẽ trong các thành tạo Neogen, tạo nên một loạt các
nếp uốn lồi và lõm
Trũng Kainozoi Cửu Long
Một số nhà khoa học cho rằng lãnh thổ Việt Nam và khu vực phụ cận đang
chịu ảnh hưởng ko theo của sự va chạm đồng thời của nhiều mảng kiến tạo.
Những sự va chạm này khiến dãy Hymalaya cao dần lên và làm phần phía nam
lục địa Đông Á bị biến dạng và phân chia thành các mảng nhỏ chuyển động theo
các hướng khác nhau chủ yếu là hướng Đông - Đông Nam. Lãnh thổ Việt Nam
cùng với khu vực phụ cận đang chuồi dần về phía Đông - Đông Nam với tốc độ
22

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
khoảng 50 mm/năm.
1.2.2.Vùng phát sinh động đất mạnh trên lãnh thổ Việt Nam
Vùng rìa nền hoạt động Hoa Nam
Chiếm phần đông bắc Việt Nam kể từ đứt gẫy Sông Hồng. Vùng này bao
gồm khối nâng Việt Bắc và đới uốn nếp Katazia ở phần nam của vùng . Các đới
ven rìa vùng này, dọc theo đứt gãy Sông Hồng và đới Katazia, là nơi hoạt động
kiến tạo hiện đại diễn ra mạnh mẽ. Biểu hiện động đất, như một hệ quả, cũng rõ
ràng và mạnh mẽ; ở đây đã xảy ra các trận động đất cấp VII Lục Yên 1953,
1954, Bắc Giang 1961 và nhiều động đất cấp VI-VII. Phần còn lại hoạt động
kiến tạo bình ổn hơn, kèm theo là biểu hiện động đất yếu ớt hơn; ở đây mới chỉ

xảy ra động đất cấp VI.
Vùng uốn nếp Tây bắc Việt Nam
Trải rộng từ đứt gãy Sông Hồng đến vùng đứt gãy Lai Châu-Điện Biên ở
phía tây, Sông Cả, Rào Nậy ở phía tây nam. Hoạt động kiến tạo hiện đại ở đây
diễn ra mạnh mẽ và phân dị. Tương ứng, hoạt động động đất trong vùng cũng
biểu hiện mạnh mẽ và phân dị. Những trận động đất mạnh nhất Việt Nam như
động đất cấp VIII Yên Định, Thanh Hoá, 1635, động đất cấp VIII Điện Biên
1935, động đất cấp VIII Tuần Giáo 1983 đều xảy ra trong vùng này.
Vùng uốn nếp Việt Lào
Ko dài từ đứt gãy Rào Nậy đến đứt gãy sông Trà Bồng ở Quảng Nam. So
với vùng uốn nếp Tây Bắc Việt Nam, hoạt động kiến tạo ở đây yếu hơn, hoạt
động động đất cũng biểu hiện km rõ ràng và yếu ớt hơn. Ở đây cũng chỉ mới
quan sát thấy động đất cấp VI.
Địa khối Indosini
Nối tiếp vùng uốn nếp Việt Lào, ko dài tới đứt gãy Sông Hậu. Giống như
vùng rìa nền Hoa Nam, đây là một vùng nền, hoạt động kiến tạo tương đối bình
ổn, trừ đới ven rìa phía đông của vùng, nơi bị biến cải mạnh trong kỷ địa chất
hiện đại. Hoạt động động đất cũng chỉ biểu hiện rõ ràng và tương đối mạnh ở đới
ven rìa này. Ở đây đã xảy ra nhiều động đất cấp VII, như động đất cấp VII Phan
Thiết năm 1877, 1882, động đất núi lửa Hòn Tro, Phú Quý, năm 1923, động đất
23

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
cấp VII Cheo Reo 1928, động đất cấp VII Sông Cầu, Bình Định, 1970,1972 và
nhiều động đất ở vùng biển Bình Thuận. Động đất kèm theo hoạt động núi lửa ở
vùng biển, đông nam của vùng, là một đặc điểm của vùng này.
Vùng hoạt động núi lửa
Một trong những biểu hiện độc đáo của vận động kiến tạo mới ở Việt Nam
là các phun trào của núi lửa diễn ra ở phía Nam của lãnh thổ, thuộc vành đai núi
lửa đông nam Đông Dương. Có thể phân ra hai giai đoạn chính. Giai đoạn

Pleistocen sớm: dung nham phun ra theo các đứt gãy lớn, lấp đầy thung lũng và
đồng bằng bóc mòn tích tụ Neogen. Giai đoạn Holoxen: hoạt động hạn chế hơn
và thường phun lên từ vị trí sâu hơn theo đứt gãy á kinh tuyến. Trong thế kỷ thứ
19 cũng như thời gian gần đây, hoạt động núi lửa còn tiếp tục ở vùng ven biển
thuộc tỉnh Bình Thuận, Khánh Hoà. Các vụ nổ núi lửa đã gây ra những trận động
đất núi lửa. Các trận động đất cấp VII ở bờ biển Phan Thiết năm 1877 và 1882
và chuỗi động đất xảy ra năm1928 ở ven biển tỉnh Bình Thuận đều có liên quan
với những phun trào bazan theo các khe nứt hoặc các họng núi lửa mới. Hai trận
động đất xảy ra năm 1960 và 1963 ở vùng đảo Hòn Nước, theo Saurin, cũng liên
quan với hoạt động của núi lửa ngầm ở vùng này. Theo các ghi chp cũ cũng
như các điều tra động đất của chúng tôi thì các trận kèm theo núi lửa phun nói
trên đều không mạnh hơn cấp 7 và thường gây chấn động trong phạm vi nhỏ
hẹp. Các vùng phát sinh động đất mạnh xem bảng 1-3.








24

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
Bảng 1-3.Các vùng phát sinh động đất mạnh M
≥
5.0
(Nguyễn Đình Xuyên, Lê Tử Sơn-Bản đồ phân vùng động đất ở Việt Nam)
TT
Tên vùng

M
R
max

M
R
min

b
h
υ

1 Cao Bằng-Tiên Yên 5.5 4.5 0.89 12 0.06
2 Đông triều 5.9 4.5 0.89 25 0.06
3 Đông bắc trũng Hà Nội 5.5 4.5 0.89 12 0.04
4
Cẩm Phả
5.5
4.5
0.89
12
0.02
5
Sông Lô
5.5
4.5
0.89
12
0.06
6 Sông Hồng-sông Chảy 6.1 4.5 0.93 17 0.34

7
Phong Thổ-Than Uyên
Mường La-Chợ Bờ
5.5 4.5 0.78 12 0.06
8 Sông Đà 5.5 4.5 0.78 12 0.08
9 Sơn La 6.8 4.5 0.78 12 0.16
10
Hạ lưu sông Mã
5.5
4.5
0.78
12
0.08
11
Sông Mã-Pu mây tun
6.8
4.5
0.78
12
0.10
12
Lai Châu-Điện Biên
6.2
4.5
0.78
12
0.10
13 Mường Tè 5.5 4.5 0.78 12 0.03
14 Mường Nh 5.5 4.5 0.78 12 0.03
15

Sông Hiếu
5.5
4.5
0.78
12
0.01
16
Hệ sông Cả-Khe Bố
6.1
4.5
0.95
17
0.11
17
Rào Nậy
6.1
4.5
0.95
17
0.04
18 Huế 5.5 4.5 0.95 12 0.01
19 Đà Nẵng 5.5 4.5 0.95 12 0.01
20
Tam Kỳ-Phước Sơn
5.5
4.5
0.95
12
0.01
21

Khe Giữa-Vính Linh
5.5
4.5
0.95
12
0.02
22 Trà Bồng 5.5 4.5 0.95 12 0.04
23 Sông Pô Cô 5.5 4.5 0.97 12 0.01
24 Ba tơ-Củng Sơn 5.5 4.5 0.97 12 0.06
25
Sông Ba
5.5
4.5
0.97
12
0.01
26
Tuy Hòa-Củ Chi
5.5
4.5
0.97
12
0.01
27
Tông Lê Sáp-Vũng Tàu
5.5
4.5
0.97
12
0.01

28 Sông Hậu 5.5 4.5 0.97 12 0.02
29 Kinh tuyến 109.5 6.1 4.5 0.97 12 0.04
30
Thuận Hải-Minh Hải
5.5
4.5
0.97
12
0.04
31
Phú Quý 1
5.5
4.5
0.97
12
0.04
32
Phú Quý 2
5.5
4.5
0.97
12
0.02
25

Học viên: Phạm Khắc Dương Lớp CH18C21
1.2.3.Một số kết quả nghiên cứu đã đạt được
Ở Việt Nam, tính đến năm 1986 có tất cả 8 trạm quan trắc địa chấn. Các
trạm quan trắc địa chấn này được xây dựng và hoạt động ở những thời điểm
khác nhau: Phù Liễn (1924), Nha Trang (1957), Sapa (1961), Bắc Giang

(1967),Hòa Bình (1972), Tuyên Quang (1975), Đà Lạt (1980), Hà Nội (1986).
Từ năm 1986 đến năm 1995 nhờ dự án của UNDP, mạng lưới các trạm địa chấn
Việt Nam được tăng cường và hiện đại hóa. Đến nay chúng ta đã có 26 trạm địa
chấn chu kỳ ngắn, ghi số trong đó có hệ thống trạm địa chấn đo xa gồm 8 trạm
xung quanh Hà Nội. Có thể nhận xt, trước năm 1975 mạng lưới trạm quan trắc
động đất còn thưa, hoạt động không đồng bộ nên chưa có hiệu quả cao trong
quan sát động đất ở nước ta. Do đó việc ghi các trận động đất xẩy ra trên lãnh
thổ nươc ta chưa đầy đủ và có chất lượng: các máy đo chỉ ghi được các trận
động đất yếu hoặc địa chấn của các trận động đất mạnh. Vì vậy, phần lớn các số
liệu địa chấn được thu thập từ việc điều tra thực địa và tài liệu lịch sử. Từ năm
1976 trở lại đây, mạng lưới quan trắc địa chấn ngày càng được tăng cường và bố
trí một cách khoa học. Chúng ta đã có khả năng quan sát đầy đủ các trận động
đất có độ lớn Ms≥3.0 ở miền bắc và Ms≥4.0 trên toàn lãnh thổ Việt Nam. Các
trạm quan trắc địa chấn này hoạt động tương đối liên tục và đồng bộ hơn, số liệu
đo có độ tin cậy và chính xác cao hơn trước.
Để phục vụ cho các yêu cầu về thiết kế kháng chấn các công trình xây dựng,
cơ sở dữ liệu động đất trên lãnh thổ nước ta đã được xây dựng và từng bước
hoàn thiện. Từ đầu những năm 60 của thế kỷ XX, công tác phân vùng động đất
trên lãnh thổ nước ta đã được tiến hành với sự giúp đỡ của chuyên gia nước
ngoài. Năm 1968, Nha Khí tượng Việt Nam đã cho công bố “Sơ đồ phân vùng
động đất miền bắc Việt Nam”. Trong nhiều năm, bản đồ này đã trở thành tài liệu
quan trọng phục vụ cho công tác quy hoạch và xây dựng các công trình kinh tế
và quốc phòng. Năm 1974, Nguyễn Khắc Mão dựa trên các số liệu ghi được
bằng thiết bị đặt từ xa và các tài liệu lịch sử đã đưa ra sơ đồ phân vùng động đất
cho khu vực miền bắc Việt Nam. Tiếp theo đó một số nhà khoa học khác cũng
đã cho công bố một số công trình nghiên cứu về tình hình hoạt động động đất