Luận án tiến sĩ Nghiên cứu sự thay đổi tính chất cơ lý của các loại đất Tàn - Sườn tích ở Tây Nguyên khi mưa lũ kéo dài có ảnh hưởng đến sự ổn định của sườn dố

-1-


MỞ ĐẦU

I. Tính cấp thiết của đề tài
Tây Nguyên Việt Nam là vùng núi phía Tây Nam của tổ quốc, bao gồm các tỉnh:
Lâm Đồng, Đắk Nông, Đắk Lắk, Gia Lai, KonTum.
Tây Nguyên là một vùng đất giàu tiềm năng phát triển, có vị trí chiến lược quan
trọng về chính trị, kinh tế, văn hóa và an ninh quốc phòng của cả nước. Sự nghiệp
công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước nói chung và khu vực Tây Nguyên nói riêng
đòi hỏi phải xây dựng nhiều tuyế
n đường giao thông xuyên qua các tỉnh, như:
- Quốc lộ 14 chạy dài từ KonTum qua Gia Lai, Đắk Lắk, Đăk Nông, Bình
Phước đến Tp.Hồ Chí Minh.
- Quốc lộ 24 nối Kontum với Ba Tơ (Quảng Ngãi).
- Quốc lộ 25 nối từ Pleiku (Gia Lai) với Tuy Hòa (Phú Yên).
- Quốc lộ 26 nối Đắk Lắk (Buôn Mê Thuột) với Nha Trang (Khánh Hoà)
- Quốc lộ 27 nối từ Đà Lạt (Lâm Đồng) với Đắk Lắk (Buôn Mê Thuột).
- Quốc lộ 28 nối từ Đ
à Lạt (Lâm Đồng) với Đăk Nông.
- Quốc lộ 19 nối Pleiku (Gia Lai) với Quy Nhơn.
- Quốc lộ 40 nối với Xayden-Antoum (Lào) cửa khẩu Pờ Y với Q. Lộ 14.
- Đặc biệt, tuyến đường Hồ Chí Minh, chạy qua các tỉnh Tây Nguyên. Đây là
tuyến đường trọng điểm, không chỉ có ý nghĩa chiến lược trong sự nghiệp công
nghiệp hoá - hiện đại hoá, phát triển kinh tế - xã hội và đảm bảo an ninh quốc phòng
đối vớ
i khu vực miền Trung và Tây Nguyên, mà còn là một tuyến đường lịch sử, gắn
liền với sự nghiệp giải phóng đất nước (đường Trường Sơn).
- Ngoài ra, nhiều tuyến đường nối liền tỉnh lỵ đến các huyện lỵ và các vùng
sâu, vùng xa nơi có nhiều đồng bào dân tộc sinh sống, nhiều tuyến giao thông phục

vụ xây dựng các công trình thủy lợi, thủy điện và khai thác du lịch ở các tỉnh Tây
Nguyên. Những tuyế
n đường ô-tô chạy ven theo các chân đồi hoặc các đèo cao được
hình thành bởi các loại đất có nguồn gốc khác nhau.
Về mùa mưa, sau những trận mưa lớn kéo dài thường gây những hiện tượng
trượt các đồi đất bên đường, gây tắt nghẽn giao thông, cần phải có thời gian dài và
kinh phí để khắc phục.
-2-


Một trong những nguyên nhân gây ra sự cố nêu trên chủ yếu là do mưa lũ kéo
dài làm cho độ bền của khối đất bên đường thay đổi gây ra sự chuyển vị lớn dẫn đến
sạt lở. Do đó đề tài được chọn là: NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CƠ
LÝ CỦA CÁC LOẠI ĐẤT TÀN - SƯỜN TÍCH Ở TÂY NGUYÊN KHI MƯA LŨ
KÉO DÀI CÓ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH CỦA SƯỜN DỐ
C CẠNH
ĐƯỜNG Ô TÔ.
2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu đặc điểm biến đổi độ bền của các loại đất
tàn - sườn tích ở Tây Nguyên trong điều kiện khô (vào mùa khô) và ngấm nước bão
hoà (trong mùa mưa); từ đó, có cơ sở đánh giá ổn định của các đồi đất bên đường và
cung cấp những số liệu cần thiết để bạn đọ
c tham khảo sử dụng khi xây dựng các
tuyến đường giao thông ở Tây Nguyên.
- Đối tượng nghiên cứu: Sự thay đổi tính chất cơ lý của các loại đất tàn - sườn
tích chủ yếu thường gặp ở Tây Nguyên có liên quan đến ổn định bờ dốc bằng đất. Sự
ổn định bờ dốc cạnh đường giao thông còn có chịu ảnh hưởng rung động của các
phương tiện giao thông trên đường. Trong phạm vi luận án chỉ nghiên c
ứu sự giảm độ
bền của đất do thời tiết mưa lũ kéo dài ảnh hưởng đến hệ số an toàn ổn định của bờ

dốc, không xét đến ảnh hưởng rung động của các phương tiện giao thông trên đường.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
a) Nghiên cứu thí nghiệm xác định được đặc điểm biến đổi dung trọng tự
nhiên (
W
và các thông số chống cắt (C) theo độ ẩm (W) từ mùa khô đến mùa mưa
của bốn loại đất Tàn - sườn tích thường gặp ở Tây Nguyên. Đó là các loại Tàn-sườn
tích thuộc vỏ phong hóa trên đá Bazan, đá xâm nhập Granite, đá Trầm tích lục
nguyên và đá Biến chất.
b) Tính toán, so sánh và xác định được: Hệ số ổn định chống trượt cho cùng
một mái dốc được tính theo phương pháp cung tròn Bishop (thông qua phần mềm
Geo – Slope International Ltd. Canada) và tính theo phương pháp cung tròn cả
i tiến
của M.Н. Голbдштейн và Г.Ц. Тер-cтепанян (M.N.Gônxtên và G.I.Ter-Xtêpanian)
có giá trị xấp xỉ nhau. NCS đã chọn theo phương pháp cung tròn cải tiến của
M.N.Gônxtên để tính toán xác định chiều cao giới hạn của mái dốc (h) theo độ dốc
(1:m) của mái dốc theo hệ số ổn định K được định trước.
-3-


c) Sử dụng số liệu nghiên cứu được ở mục a, áp dụng phương pháp tính toán ở
mục b, với hệ số an toàn theo quy phạm là k=1.4, NCS đã tính toán được chiều cao
giới hạn (h) theo độ dốc (1:m) và độ ẩm (W) khác nhau của đất trong mái dốc đối với
bốn loại đất Tàn – sườn tích được nghiên cứu ở Tây Nguyên.
d) Kết quả nghiên cứu cung cấp những số liệu cần thiết để bạn
đọc tham khảo
khi thiết kế hoặc xem xét tình trạng ổn định của các bờ dốc thực tế có chiều cao (h)
và độ dốc (1: m) khác nhau theo mùa khô và mùa mưa của bốn loại đất thường gặp ở
Tây Nguyên.
4. Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu các lý thuyết có liên quan đến phương pháp tính toán ổn định
mái dốc và phương pháp thí nghiệm xác định các đặc trưng cơ lý của đất.
- Nghiên cứu thực nghiệm: Chọn địa đi
ểm khảo sát đối với các loại đất khác
nhau theo mùa khô và mùa mưa trong nhiều năm, tiến hành lấy mẫu đất nguyên dạng
đem về phòng thí nghiệm để xác định các đặc trưng cơ lý của đất theo mùa. Đồng
thời thu thập số liệu thực tế để bổ sung.
- Viết báo thông tin của kết quả nghiên cứu trên các tạp chí khoa học, hội thảo.
Tiếp xúc với nhiều đơn vị khảo sát, thiế
t kế và thi công đường ở Tây Nguyên để tìm
hiểu thực tế. Trao đổi với các cơ quan quản lý như: Sở Khoa học công nghệ, Sở Giao
thông, Sở Tài nguyên Môi trường, Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn ở các tỉnh
Tây Nguyên để xác định những yêu cầu cần nghiên cứu cũng như những kinh nghiệm
thực tế của địa phương.
5. Cấu trúc luận án
Luận án gồm 2 phần: Phần thuyết minh và phần phụ l
ục.
Phần thuyết minh: 103 trang, ngoài phần mở đầu, luận án gồm có 4 chương và
phần kết luận chung ở cuối luận án. Cuối phần thuyết minh, có 5 trang liệt kê danh
mục các tài liệu tham khảo của các tác giả trong nước và nước ngoài, và 1 trang liệt
kê danh mục các bài báo của NCS có liên quan đến nội dung luận án.
Phần phụ lục: 28 trang, gồm:
Phụ lục chương III: 17 trang
Phụ lục chương IV: 11 trang
-4-


C
C
H

H
Ư
Ư
Ơ
Ơ
N
N
G
G


I
I


Đ
Đ
I
I
Ề
Ề
U
U


K
K
I
I
Ệ

Ệ
N
N


T
T
Ự
Ự


N
N
H
H
I
I
Ê
Ê
N
N
,
,


Đ
Đ
Ặ
Ặ
C

C


Đ
Đ
I
I
Ể
Ể
M
M


Đ
Đ
Ị
Ị
A
A


C
C
H
H
Ấ
Ấ
T
T

C
C
Ô
Ô
N
N
G
G


T
T
R
R
Ì
Ì
N
N
H
H


K
K
H
H
U
U

V
V
Ự
Ự
C
C


T
T
Â
Â
Y
Y


N
N
G
G
U
U
Y
Y
Ê
Ê
N
N
.

.


T
T
Ì
Ì
N
N
H
H


H
H
Ì
Ì
N
N
H
H


S
S
Ạ
Ạ
T
T

L
L
Ở
Ở


M
M
Á
Á
I
I


D
D
Ố
Ố
C
C


C
C
Á
Á
C
C

T
T
U
U
Y
Y
Ế
Ế
N
N


Đ
Đ
Ư
Ư
Ờ
Ờ
N
N
G
G


Ô
Ô
T
T
Ô

Ô


Ở
Ở


T
T
Â
Â
Y
Y


N
N
G
G
U
U
Y
Y
Ê
Ê
N
N
1
1
.

.
1
1



KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1.1 Đặc điểm
địa hình, địa mạo
Vùng nghiên cứu bao gồm các tỉnh Kontum, Gia Lai, ĐắcLắk, Lâm Đồng, một
phần tỉnh Quảng Nam, Bình Phước và phân bố chủ yếu ở phần Tây Trường Sơn. Địa
hình gồm các kiểu sau [9]:
- Núi khối tảng (Ngọc Linh, Mon Ray, Kon Ka Kinh, Đông Con Chơ Ro, Chư
Yang Sin, Đông Đơn Dương, Tây Bảo Lâm, Nam Di Linh…).
- Bình sơn nguyên bóc mòn (Chư Pông - Chư Gau Ngo, Chư Rơ Bang, Xnaro,
Đà Lạt ).
- Cao nguyên Bazan (Kon Ha Nừng, Pleiku, Buôn Ma Thuột, Đắk Rlấp, Bảo
Lộ
c, Đinh Văn).
- Thung lũng bóc mòn tích tụ (Pô Kô, KonTum, Đắk Tô, Sông Ba, Krông
Ana…).
1.1.2 Đặc điểm về khí tượng thuỷ văn
1.1.2.1 Đặc điểm về sông suối:
Khu vực nghiên cứu, nhận đường đỉnh của dãy Trường Sơn làm đường phân
thuỷ, phân chia khu vực thành hai lưu vực chính, đó là lưu vực của các sông đổ ra
biển Đông, gồm có: Sông Ba , sông Đà Rằng, sông Đồng Nai, sông Bé, sông Sài
Gòn, sông Vàm Cỏ …
Và lưu vực các sông đổ vào sông Mê Kông (phía Tây) như
: sông SeRePok,
sông PôCô, sông Sê San…

Đặc điểm cơ bản của hệ thống sông suối trong khu vực: ngắn, hẹp, dốc, có
nhiều ghềnh thác. Sông ngòi ở đây thường có 3 đoạn, với đặc thù riêng, đó là: đoạn
qua vùng đồi núi, đoạn qua vùng cao nguyên và đoạn qua vùng đồng bằng.
Trong thực tế, đoạn sông ngòi qua vùng đồi núi có rất ít vật liệu bồi tích. Chỉ
khi đổ ra vùng cao nguyên, đồng bằng hoặc thung lũ
ng, sông mới mở rộng, tạo ra
những vùng bồi tích rộng lớn nhưng không dày.

-5-


1.1.2.2 Đặc điểm về mưa:
Vùng Tây Nguyên mưa tập trung từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa trong
thời kỳ này chiếm khoảng 75% khối lượng mưa năm. Lượng mưa trung bình năm khu
vực khoảng 1200mm đến 3000mm.
Trong đó:
Vùng núi cao trung bình - Ngọc Linh: 2500mm đến 3000mm
Vùng cao nguyên Pleiku: 2600mm đến 2800mm.
Vùng thung lũng PôCô, cao nguyên Mandrak: 2000mm đến 2500mm
Vùng thung lũng Cheo Reo, An Khê, Krông Buk: 1200mm đến 1400mm
Vùng duyên hải Nam Trung Bộ, mưa tập trung từ tháng 9 đến tháng 12, lượng
mưa trung bình năm từ 1100mm đế
n 1300mm.
Vùng Đông Nam Bộ, mưa tập trung từ tháng 8 đến tháng 11, lượng mưa trung
bình năm từ 1400mm đến 2000mm.
1.1.2.3 Đặc điểm về gió:
Khu vực Tây Nguyên, gió mùa Tây Nam thịnh hành từ tháng 5 đến tháng 9,
tốc độ gió trung bình 4.1 đến 5.2m/s. Từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, chủ yếu là
gió mùa Đông Bắc.
Tây Nguyên ít chịu trực tiếp của bão từ Biển Đông, nhưng bão có thể gây mưa

lớn ở địa bàn rộng, gây lũ, ảnh hưởng
đến sản xuất và sinh hoạt của nhân dân, đặc
biệt gây thiệt hại cho công trình thủy lợi và các tuyến đường giao thông
Khu vực Nam Trung Bộ, gió mùa Tây Nam thịnh hành từ tháng 5 đến tháng 9,
gió mùa Đông Bắc thịnh hành từ tháng 10 đến tháng 04. Ngoài ra khu vực này còn
chịu ảnh hưởng của bão và lũ quét vào khoảng tháng 8 đến tháng 10 hàng năm.
Khu vực Đông Nam Bộ, gió Tây Nam, Đông Nam tương đối điều hòa quanh năm.
1.1.3 Đặc điểm thời tiết và khí hậu
Khu v
ực nghiên cứu nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa với hai mùa mưa và
mùa khô rõ rệt: mùa khô bắt đầu từ tháng 01 đến tháng 05, mùa mưa từ tháng 06 đến
tháng 12.
Nhiệt độ trung bình trong năm ở Tây Nguyên (Cheo Reo) là 25.5
o
C, ở Nam
Trung Bộ (Nha Trang ) là 26.4
o
C, ở Đông Nam Bộ (Bình Dương) là 26,5
o
C.
Độ ẩm bình quân năm, ở Tây Nguyên từ 74% đến 90%, ở Nam Trung Bộ và
Đông Nam Bộ từ 75% đến 80%.
-6-


Lượng bức xạ dồi dào (trung bình khoảng 140Kcal/cm
2
/năm) nhưng có sự
khác biệt theo mùa. Mùa khô có bức xạ mặt trời cao, thời kì có bức xạ cao vào tháng
4 và 5 (đạt 400 - 500 Kcal/cm

2
/ngày). Mùa mưa có bức xạ mặt trời thấp hơn, cường
độ bức xạ cao nhất đạt 300-400 cal/cm
2
/ngày.
Vào các tháng mùa khô, do lượng bốc hơi vượt xa hơn lượng mưa như ở cao
nguyên Pleiku, vùng Cheo Reo-Phú Túc đã làm cho đất đai khô kiệt, cây cỏ héo úa,
thời tiết nóng bức, mực nước ngầm tụt sâu…
Đặc điểm về thời tiết, khí hậu, thuỷ văn ở khu vực nghiên cứu rất khắc nghiệt, mùa
khô và mùa mưa khác biệt nhau nhiều, ảnh hưởng nghiêm trọng đến điều kiện thi
công và chấ
t lượng công trình xây dựng.

Hình 1.1 Bản đồ khu vực nghiên cứu
-7-


1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TRONG KHU VỰC
Trong tài liệu [27] - khái quát về điều kiện Địa chất công trình ở khu vực từ
Quảng Nam - Đà Nẵng đến Đông Nam Bộ, có giới thiệu “Sơ đồ địa chất công trình
vùng Tây Nguyên” (Hình 1.2). Tùy thuộc vào chế độ địa kiến tạo, có những thành hệ
địa chất và phức hệ địa chất nguồn gốc khác nhau được chú giải trên sơ đồ.

Hình 1.2 Sơ đồ địa chất công trình vùng Tây Nguyên
-8-


1.2.1 Đặc điểm về cấu tạo địa chất
Theo kết quả nghiên cứu Nguyễn Việt Kỳ và Nguyễn Văn Tuấn [9] về địa tầng
địa chất, nơi đây phổ biến bảy nhóm đá chính, đó là:
1. Nhóm Trầm tích bởi rời Kainozoi nguồn gốc sông hồ, đầm lầy tuổi Neogen
phân bố chủ yếu dọc theo các thung lũng sông tạo thành bậc thềm sông, bãi bồi hoặ
c
lấp đầy các địa hào ở dạng gắn kết yếu.
2. Nhóm đá Trầm tích phân bố chủ yếu ở Nam Tây Nguyên gồm các đá Trầm

tích có tuổi Jara sớm - giữa, một ít có tuổi Permi với các hệ tầng Chư Minh (tuổi
Permi); Loại Bản Đôn (tuổi Jara sớm - giữa) với 4 hệ tầng Đắk Bùng, Đray Linh, La
Ngà, Ea Sup; hệ tầng Đắk Rium (tuổi Creta muộn).
3. Nhóm đá Biến ch
ất có tuổi từ Tiền Cambri đến Paleozoi sớm, phân bố chủ yếu
ở phía Tây Bắc, Bắc và Đông Tây Nguyên gồm các hệ tầng: Kon Cot, Xalamco, Đắk
Lô, Ki Sơn, Sông Re, Tak Cò, Núi Vú, Tiên An , Đắk Ui, Đắk Long và Chư Sê phân
bố dưới dạng địa hình núi cao, sắc, phân cắt mạnh.
4. Nhóm đá xâm nhập axit - Trung tính. Gồm các đá tuổi Paleozoi và Mezozoi
thuộc phức hệ Diên Bình, bến Giằng - Quế Sơn, Hải Vân, Vân Canh, Định Quán,
Đèo Cả, Ankroet, Bà Nà,… tạo thành các dãy núi cao.
5. Nhóm đá phun trào axit - Trung tính. G
ồm các đá từ Andezit (Hệ tầng Đắk Lin
tuổi Cacbon - Permi và hệ đèo Bảo Lộc tuổi Jara muộn - Creta sớm) đến Ryolit,
Felsit (hệ tầng Mang Yang, Chư Prông, Nha Trang, Đơn Dương), các đá này tạo
thành núi cao, sắc nhọn, phân dị mạnh.
6. Nhóm đá xâm nhập Mafic, siêu Mafic chỉ chiếm một phần diện tích rất nhỏ ở
vùng nghiên cứu, dưới dạng các khối nhỏ.
7. Nhóm đá phun trào Mafic gồm Bazan, các loại có tuổi từ
Neogen đến Đệ Tứ
với các hệ tầng Túc Trưng, Đại Nga và Xuân Lộc. Đây là nhóm đá có diện tích phân
bố rất rộng, chiếm tới 1/4 diện tích Tây Nguyên.
Về kiến tạo, Tây Nguyên nằm trọn vẹn trong 2 đới kiến tạo lớn là đới KonTum
và đới Đà Lạt (Nguyễn Xuân Bao và nnk, 2000). Ranh giới giữa 2 đới này là hệ
thống đứt gãy Ea Sup - Krông Pach. Mỗi đới kiến tạo có các đặc điểm khác nhau về
thành ph
ần, cấu trúc và nhiều đặc điểm địa chất rất khác nhau. Trên mỗi đới cũng
phát triển nhiều hệ thống đứt gãy khác như đứt gãy Pô Cô, Biển Hồ - Chư Hơ Đrông,
Đèo Mang Yang - An Trung, Đắk Min - Madagui, Đắk Min - Krông Bông, Sông Ba,
-9-

đới đứt gãy Batơ - Kontum, Biên Hoà - Tuy Hoà, Đa Nhim - Tánh Linh. Tại vùng
nghiên cứu có biểu hiện của các hoạt động tân kiến tạo, nơi đây phát triển các chuyển
động ngang và thẳng đứng. Các dạng tai biến địa chất có nguồn gốc nội sinh thường
gắn với các hoạt động này.
1.2.2 Vỏ phong hóa ở Tây Nguyên
Có nhiều loại phong hóa khác nhau như: phong hóa hóa học, phong hóa vật lý,
phong hóa sinh học… Ở Tây Nguyên do điều kiện khí hậu thuận lợi nên phong hóa
hóa họ
c là chủ yếu.
Tác nhân của phong hóa hóa học chủ yếu là: nước, oxýt, axit cacbonic, axit
hữu cơ và các axit khác hòa tan trong nước.
Phong hóa hóa học có đặc điểm rất phức tạp. Có thể xảy ra cùng lúc nhiều quá
trình khác nhau như: hòa tan, oxy hóa, trao đổi ion và thủy phân. Sự chiếm ưu thế của
một quá trình nào đó phụ thuộc vào thành phần và tính chất của bản thân đá, điều
kiện môi trường xung quanh, thời gian phong hóa, chiều sâu, thế nằm của đá.
1.2.2.1 Vỏ phong hóa trên đá xâm nhập:
Phân bố thành hai dải lớn: dải ở rìa phía đông, kéo liên tục từ Tu Mơ Rông
xuống Krong Pa, Chư Yang sin, dải ở phía Tây Trường Sơn, từ ĐakGlie xuống Chư
Prong, vòng qua Krong Pa theo hướng Đông Nam. Nơi đây phổ biến là vỏ phong hóa
trên đá xâm nhập axit. Bề dày từ 5 đến 10m, lớn nhất ở vùng ManĐen đạt 50m-80m
trên đá Granite - migmatít phức hệ Chu Lai, nhỏ nhất là ở sườn dốc chỉ
0.5m-2.5m
Lớp trên bị phong hóa hoàn toàn trở thành sét và sét pha.
1.2.2.2 Vỏ phong hoá trên đá phun trào:
a) Vỏ phong hoá trên đá phun trào Bazan:
Phân bố rộng rãi, bao phủ hầu hết 5 cao nguyên Bazan lớn là Kon Hà Nừng,
Pleiku, Buôn Ma Thuột, Đăk Nông và Di Linh. Gồm 2 nhóm sau:
Vỏ phong hoá trên đá phun trào Bazan Pliocen - Pleistocen sớm (βN

2
-Q
I
1)
:
 Phân bố: chiếm phần lớn diện tích 5 cao nguyên lớn, trừ phần trung tâm Pleiku,
Buôn Ma Thuột, Đăk Nông.
 Bề dày từ 10 - 20m, lớn nhất là ở phần vòm cao nguyên kon Hà Nừng, Đăk
Nông đạt 32 - 82.5m trên đá Granite-migmatít phức hệ Chu Lai, nhỏ nhất là ở ven rìa
cao nguyên chỉ 3m- 5m.
-10-


 Đặc trưng cho loại vỏ phong hóa đá phun trào Bazan này là kiểu vỏ phong hoá
laterit, mặt cắt từ trên xuống gồm 4 đới: thổ nhưỡng, laterit, sét hoá và đới biến đổi
yếu.
 Đới thổ nhưỡng 0.1-1m, chủ yếu là bộ sét lẫn rễ cây và vài mảnh cục laterit.
 Đới laterit 0.5-12.3m: dạng dăm, sạn, que, khung xương, lỗ rỗng, kết cấu khá
cứng.
 Đới sét hoá 2-70.2m: là sét phong hoá tàn dư dạng cầu, còn giữ đượ
c cấu tạo của
đá mẹ.
 Đới biến đổi yếu 1-5m là Bazan nứt vỡ thành dăm, cục tảng, khoáng vật chủ yếu
là nguyên sinh.
b) Vỏ phong hoá trên đá phun trào Bazan Pleistocen (βQ
1
2
):
 Phân bố: phát triển ở trung tâm vòm Pleiku, Buôn Hồ, KrôngAna, Đăk Min,
Đức Trọng.

 Bề dày từ 15 - 20m, lớn nhất là ở phần vòm cao nguyên Kon Hà Nừng, Đăk
Nông đạt 50 - 70m ở vòm Pleiku, nhỏ nhất là ở vùng KrôngAna, chỉ 3m - 10m.
 Đặc trưng cho loại vỏ phong hóa đá phun trào Bazan này là kiểu vỏ phong hoá
sét hoá, mặt cắt từ trên xuống gồm 3 đới: thổ nhưỡng, sét hoá và đới biến đổi yếu.
 Đới thổ nhưỡng 0 - 0.5m: chủ y
ếu là bột sét lẫn rễ cây.
 Đới sét hoá 5 - 10m: là sét màu nâu đỏ chuyển xuống màu loang lổ xám nâu, còn
giữ được cấu tạo của đá mẹ.
 Đới biến đổi chủ yếu 1-3m là Bazan nứt vỡ thành dăm, cục, tảng, khoáng vật
chủ yếu là nguyên sinh.
c) Vỏ phong hoá trên đá phun trào trung tính:
 Phân bố: phát triển trên đá phun trào Andezit ở Bản Đôn, vùng đèo Bảo Lộc,
Đông Nam Di Linh, Đa Dâng.
 Bề dày từ
2 - 5m, lớn nhất là ở Đăk Lin đạt 10 - 12m, ở vòm Pleiku, nhỏ nhất là
ở đèo Bảo Lộc, chỉ 0.5 - 1m.
 Đới trên cùng và dày nhất là đới sét hoá.
d) Vỏ phong hoá trên đá phun trào axit:
 Phân bố: ở Sa Thầy, Mang Yang, đèo Tô Na, Chư Prông, Tây Krông Pa, Đơn
Dương, Đức Trọng…
-11-


 Bề dày từ 5 - 10m, lớn nhất là ở đèo Mang Yang, Pren, Mo Ray đạt 20-25m, nhỏ
nhất là ở sườn dốc, thung lũng, phân cắt chỉ 1 - 3m.
 Đới trên cùng là đới biến đổi yếu dày 1 - 5m gồm các cực, tảng đá phun trào bị
sét hoá bên ngoài, bên trong còn khá cứng.
1.2.2.3 Vỏ phong hoá trên đá Biến chất:
 Phân bố: ở khu vực tỉnh Kontum, Đông và Đông Bắc tỉnh Gia Lai, Iabang,
MĐrăk (Đăk Lăk).

 Bề
dày từ 10-20m, lớn nhất là vách đường mòn Hồ Chí Minh đoạn Đăk Lăk-
đèo Lò xo, đạt 50m-60m, nhỏ nhất là ở sườn dốc, thung lũng phân cắt chỉ 3-5m.
 Đới trên cùng là thổ nhưỡng (0.2-1.5)m.
 Đới thứ hai là đới sét hoá dày (10-15)m.
 Đới thứ ba là đới biến đổi yếu (3m-10)m.
1.2.2.4. Vỏ phong hoá trên đá Trầm tích:
Chủ yếu là đá Trầm tích có tuổi Jara.
 Phân bố: chủ yếu từ EaSup - Bản Đ
ôn kéo dài xuống Đà Lạt - Đức Trọng
 Bề dày từ 10-15m, lớn nhất là ở Đà Lạt trên 40m, nhỏ nhất là (1-2)m.
 Đới trên cùng là thổ nhưỡng (0.3-1)m.
 Đới thứ hai là đới sét hoá dày (2-18)m.
 Đới thứ ba là đới biến đổi yếu (2-4)m.
Các tai biến (quá trình địa động lực ngoại sinh) ở vỏ phong hoá của các loại đá
khác nhau cũng khác nhau. Ở vỏ phong hoá trên đá xâm nhập có thể gặp các hiện
t
ượng đổ lở trọng lực, trượt lở, sạt lở… Trong Bazan phong hoá có thể gặp các hiện
tượng nứt đất, trượt lở, xói mòn… Trong vỏ phong hoá của đá phun trào axit cũng có
thể gặp các hiện tượng trên như trong Bazan phong hoá, song với quy mô nhỏ và mức
độ tập trung hơn. Các quá trình địa động lực thường gặp trong đá Biến chất là trượt lở
đất, mương xói, rãnh xói, các quá trình này phát triển rất mạnh vào mùa mưa ở
những
nơi thảm thực vật bị tàn phá, khi vách đường cắt vào vỏ phong hoá (ĐăkGlei dọc theo
đường Hồ Chí Minh)



-12-

(a) (b)







Hình 1.3 a-b Vỏ phong hoá trên đá Bazan -Vỏ phong hoá trên đá xâm nhập Granite
(a) (b)







Hình 1.4
a
-b Vỏ phong hoá trên Trên đá Trầm tích Lục Nguyên - Đá Biến chất
1.2.3 Chỉ tiêu cơ lý, thành phần khoáng vật và hóa học của các loại đất đặc trưng
trong khu vực ở trạng thái tự nhiên
Các tác giả Nguyễn Văn Thơ, Nguyễn Tài trong tài liệu [17] đã tổng kết giới
thiệu trị trung bình đặc trưng cơ lý của các loại đất trong vỏ phong hoá có cấu trúc tự
nhiên ở Tây Nguyên (bảng 1.1) và phạm vi biến đổi các chỉ tiêu chính (bảng 1.2) Đối
với loại đất ở Tây Nguyên, tác giả
Nguyễn Thanh [25] đã thu thập chỉnh lý các số
liệu về thành phần khoáng vật của đất thuộc nhiều phức hệ địa chất, nguồn gốc phát
triển trên các loại đá mẹ khác nhau theo mỗi tỉnh (bảng 1.3). Các tác giả Nguyễn Việt

Kỳ và Nguyễn Văn Tuấn [9] đã nghiên cứu tổng kết thành phần khoáng vật và hóa
học chủ yếu trong vỏ phong hóa ở Tây Nguyên được giới thiệu ở b
ảng 1.4
Qua các tài liệu nghiên cứu ở trên, cho thấy rằng vùng nghiên cứu có vỏ phong hoá
phát triển trên tất cả các loại đá có mặt trên khu vực. Mức độ phong hoá của các loại
đá rất khác nhau, phụ thuộc vào bản chất thạch học ban đầu của đá. Chỉ tiêu cơ lý và
-13-


thành phần khoáng vật của đất trong vỏ phong hoá cũng khác nhau, sẽ có ảnh hưởng
đến sự ổn định mái dốc của các tuyến đường giao thông trong khu vực nghiên cứu
Bảng 1.1 Trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của các loại đất có cấu trúc tự nhiên
Thành hệ
địa chất
đá gốc
Lớp đất
Thành phần hạt tính
theo % trọng lượng
Độ
ẩm
Dung trọng
Tỷ
trọng
Hệ
số
rỗng
Thiên
nhiên
Khô
Tên loại đất

> 2 2-0,5
0,5-
0,005
<0,005 W

o

c


e
o

% % % % % g/cm
3
g/cm
3


(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11)
Đầm lầy
aluvi
Bùn sét, bùn á sét ehQ - 20,0 35,0 45,0 97,0 1,45 0,75 2,55
Đất sét, á sét thềm bậc
I,II-aQ
5,0 35,0 30,0 30,0 25,0 1,94 1,55 2,70 0,74
Đất trên nền
đá Bazan cổ
(bN
2

-Ql)
Lớp 1: Đất sét màu nâu
đỏ
5,0 23,0 30,0 42,0 37,0 1,64 1,20 2,90 1,42
Lớp 2: Đất sét màu
loang lổ chứa vón kết
mảng
20,0 25,0 25,0 30,0 30,0 1,75 1,35 3,01 1,33
Lớp 3: Đất sét màu nâu
vàng, phớt tím, gan gà
3,0 33,0 33,0 31,0 31,0 1,51 1,15 2,89 1,55
Đất trên nền
đá lục
nguyên
(bột kết, cát
kết)
Lớp 1: Đất sét màu nâu
đỏ chứa 15-50% vón kết
Laterit (có chỗ vón kết
chím 50-70%)
35,0 27,0 13,0 25,0 10,0 1,98 1,80 2,93 0,65
Lớp 2: Đất sét màu
loang lổ chứa 20-25%
vón kết Laterit
20,0 21,0 21,0 38,0 15,0 1,73 1,50 2,77 0,70
Lớp 3: Đất sét màu nâu
vàng, chứa ít dăm sạn
3,0 30,0 30,0 37,0 26,0 1,89 1,50 2,75 0,75
Đất trên nền
đá phun trào

(Đaxit,
Riolit)
Lớp 1: Đất sét màu nâu
đỏ chứa 10-15% vón kết
Laterit
6,0 12,0 50,0 32,0 18,0 1,71 1,45 2,66 0,83
Lớp 2: Đất sét màu
loang lổ, xám sáng lẫn
10% dăm sạn
8,0 8,0 41,0 39,0 22,0 1,85 1,52 2,74 0,80
Đất trên nền
đá Biến chất
(Gơnai)
Lớp 1: Đất sét màu nâu
đỏ ít vón kết Laterit
2,0 26,0 24,0 38,0 25,0 1,89 1,51 2,73 0,81
Lớp 2: Đất sét màu
loang lổ ít vón kết laterit
8,0 27,0 33,0 22,0 26,0 1,82 1,44 2,74 0,90
Đất trên nền
đá xâm
nhập sâu
(Granit,
Granodiorit)
Lớp 1: Đất sét,á sét,
màu xám vàng, nâu đỏ
1,0 39,0 21,0 39,0 23,0 1,66 1,35 2,70 0,95
Lớp 2: Á sét màu loang
lổ, lẫn ít dăm sạn
3,0 34,0 35,0 28,0 24,0 1,61 1,30 2,71 0,96

-14-


Bảng 1.1 (tiếp theo)
Trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của các loại đất có cấu trúc tự nhiên (tiếp theo)
Độ
bão
hòa
Giới hạn Atterberg
Độ
sệt
Cường độ chống cắt
Hệ số thấm
Thiên nhiên Bão hòa
Chảy Dẻo
Chỉ số
dẻo
Góc
ma sát
Lực
dính
Góc
ma sát
Lực
dính
G W
L
W
P
I

p
B

C

C K
% % % % độ kG/cm
2
độ kG/cm
2
cm/s
(12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21)
100,0 03
o
30' 0,06 03
o
30' 0,05 10
-6

88,0 40,0 23,0 17,0 0,12 21
o
00' 0,30 19
o
00' 0,20 10
-5

70,0 58,0 40,0 18,0 -0,17 20
o
00' 0,30 18
o

00' 0,25
2,0x10
-4
(6,0x10
-5
-
1,0x10
-3
)
76,0 62,0 44,0 18,0 -0,78 22
o
00' 0,40 19
o
00' 0,30
3,0x10
-4
(6,0x10
-5
-
1,0x10
-3
)
80,0 63,0 45,0 18,0 -0,78 21
o
00' 0,40 19
o
00' 0,30
3,0x10
-4
(6,0x10

-5
-
1,0x10
-3
)
45,0 50,0 30,0 20,0 -1,00 25
o
00' 0,45 23
o
00' 0,45
3,5x10
-4
(1,0x10
-5
-
5,0x10
-3
)
60,0 51,0 30,0 21,0 -0,71 23
o
00' 0,50 21
o
00' 0,40
1,0x10
-4
(3,0x10
-5
-
1,0x10
-3

)
95,0 49,0 28,0 21,0 -0,10 21
o
00' 0,50 19
o
00' 0,40
6,0x10
-4
(1,0x10
-5
-
1,0x10
-3
)
58,0 38,0 20,0 18,0 -0,11 23
o
00' 0,53 20
o
00' 0,34
1,0x10
-4
(5,0x10
-5
-
5,0x10
-3
)
75,0 47,0 29,0 18,0 -0,39 24
o
00' 0,53 21

o
00' 0,34
1,0x10
-4
(5,0x10
-5
-
5,0x10
-3
)
84,0 53,0 32,0 21,0 -0,33 27
o
00' 0,60 21
o
00' 0,42
1,0x10
-4
(5,0x10
-5
-
5,0x10
-3
)
80,0 46,0 27,0 19,0 -0,05 23
o
00' 0,70 20
o
00' 0,47
1,0x10
-4

(5,0x10
-5
-
5,0x10
-3
)
70,0 50,0 32,0 18,0 -0,50 27
o
00' 0,42 24
o
00' 0,31
1,0x10
-4
(5,0x10
-5
-
5,0x10
-3
)
75,0 52,0 38,0 14,0 -1,00 25
o
00' 0,41 22
o
00' 0,30
1,0x10
-4
(5,0x10
-5
-
5,0x10

-3
)





-15-



Bảng 1.3 Thành phần khoáng vật đất loại sét Tây Nguyên
Tỉnh
Thành phần địa
chất (đá gốc)
Thành phần khoáng vật
(theo thứ tự giảm dần của lượng chất ở trong đất)
Gia Lai
Kontum
Xâm nhập acid
Biến chất
Phun trào Bazan

Bồi tích aQIV
Kaolinite, ít hydromica, gibsite, thạch anh
Kaolinite, hydromica, ít thạch anh
Hydrogotite, hydrohematite, gơtite, gibsite,
kaolinite,Gibait, hydrogotite, gơtite, kaolinite, ít hơn có
hydrogotite, hydrohematite
Kaolinite, hỗn hợp hydromica- montmorillonite, hydromica

Đăk Lăk
Phun trào acid
Phun trào Bazan

Trầm tích lục
nguyên
Bồi tích aQIV
Kaolinite, vecmiculite, hỗn hợp hydromica- vecmiculite
Hydrogotite, kaolinite, gibsite, bơmite,
Gibsite, bơmite, kaolinite, hydrogotite, gơtit, hematite
Kaolinite, hydromica, montmorillonite, vecmiculite,
hydrogotite
Kaolinite, montmorillonite, hydromica, hỗn hợp
hydromica- vecmiculite
Lâm Đồng
Phun trào Bazan



Hồ tích NdL
Bồi tích aQIV
Kaolinite, hydrogotite, gơtite, gibsite
Gibsite, kaolinite, hydrogotite
Kaolinite, gibsite,hydrogotite
Kaolinite, ít hydromica, hydrogotite, gibsite
Hydromica, montmorillonite, kaolinite
Kaolinite, hydromica, montmorillonite
Bảng 1.2 Khoảng biến thiên của các chỉ tiêu chính
TÊN ĐẤT
Độ ẩm

thiên
nhiên
Dung
trọng khô
Hệ số
rỗng
Độ bão
hoà
nước
Góc
ma sát
trong
Lực
dính
W, %

c,
g/cm
3

e
0
G, %
, độ
C,
kG/cm
2
- Đất sét, đá thềm bậc I, II (aQ)
- Đất trên nền đá Bazan cổ (N2-
Q1)

- Đất trên nền đá lục nguyên
(Bột kết, Cát kết)
- Đất trên nền đá phun trào
(Đaxit, Riolit, Andezit)
- Đất trên nền đá Biến chất
(Gơnai…)
- Đất trên nền đá xâm nhập sâu
(Granit, Granodionit)
±5
±10

±8

±10

±10

±10
±0.05
±0.08

±0.06

±0.08

±0.07

±0.08
±0.05
±0.10

±0.06

±0.08

±0.07

±0.08
±5
±8

±8

±10

±10

±10
±3
0
±3
0

±3
0

±3
0

±3

0

±4
0
±0.05
±0.10

±0.10

±0.08

±0.12

±0.07
-16-


Bảng 1.4 Thành phần khoáng vật và hóa học chủ yếu trong các vỏ phong hóa ở
Tây Nguyên
TT Vỏ phong hóa
Thành phần khoáng
vật chủ yếu
Thành phần hóa học
chủ yếu
SiO
2

%
Al
2

O
3
%

Fe
2
O
3
%

1
Vỏ phong hóa trên đá xâm
nhập axit ở đới phong hóa
triệt để
Thạch anh, Kaolinit,
geotit, hydromica,
haluazit-felspat
70-80 10-20
0,3-
7,0
2
Vỏ phong hóa trên phun
trào Bazan Pliocen-
Pleistocen sớm (N
2
- Q
1
1
)
ở đới laterit hóa

Kaolinit, gibsit, geotit 10-15 15-50 20-45
3
Vỏ phong hóa trên phun trào
Bazan Pliocen-Pleistocon
sớm (N
2
- Q
1
1
) đới sét hóa
Kaolinit, gibsit, geotit 30-42 24-27 12-25
4
Vỏ phong hóa trên Bazan
Pleistocen giữa ở đới sét hóa
Kaolinit, gibsit,
Monmorilonit
30-50 15-20 13-20
5
Vỏ phong hóa trên đá phun
trào trung bình ở đới sét hóa
Kaolinit, geotit,
hydromica
30-40 10-20 20-30
6
Vỏ phong hóa trên đá phun
trào axít ở đới sét hóa
Thạch anh, Kaolinit,
gibsit, haluarit, felspát,
hydromica, geotit
65-75 10-20 1-10

7
Vỏ phong hóa trên đá Biến
chất ở đới sét hóa
Thạch anh, Kaolinit,
hydromica, geotit
50-70 20-25 4-10
8
Vỏ phong hóa trên đá Trầm
tích ở đới sét hóa
Thạch anh, Kaolinit,
hydromica, geotit
50-60 20-25 5-10

1.3 TÌNH HÌNH SẠT LỞ Ở CÁC TUYẾN ĐƯỜNG TRONG KHU VỰC
NGHIÊN CỨU
Trên bản đồ (hình 1.1), khu vực Tây Nguyên có các tuyến đường giao thông
chính là: - Đường Hồ Chí Minh qua Quảng nam, Kon Tum
- Quốc lộ 14 chạy dài từ KonTum qua Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông…
- Quốc lộ 24 nối Kontum đến Ba Tơ (Quảng Ngãi).
- Quốc lộ 25 nối từ Pleiku (Gia Lai) với Tuy Hòa (Phú Yên).
- Quốc lộ 26 nối Đăk Lăk (Buôn Mê Thuột) đi Nha Trang
- Quốc lộ 27 nối từ Đà Lạt (Lâm
Đồng) với ĐăkLăk (Buôn Mê Thuột).
- Quốc lộ 28 nối từ Đà Lạt (Lâm Đồng) với Đăk Nông.
-17-


- Quốc lộ 19 từ cửa khẩu Lệ Thanh đến Pleiku (GiaLai) với Quy Nhơn.
- Quốc lộ 40 nối với Xayden-Antoum (Lào) cửa khẩu Pờ Y với Q. Lộ 14.
Các tuyến đường ở trên đặc biệt là tuyến đường Hồ Chí Minh, trải dài trên

nhiều địa hình phức tạp, đặc điểm địa hình công trình khác nhau, đến mùa mưa, do
ảnh hưởng mưa lũ kéo dài, do địa hình quá hiểm trở, núi cao, vực sâu, hệ thống
taluy đường quá m
ỏng manh nên trời mưa lũ là sạt lở.
1.3.1 Các dạng sạt lở thường gặp
Tùy theo đặc điểm địa hình, địa chất mỗi đoạn có các dạng sạt lở khác nhau
1.3.1.1 Những đoạn đường đi qua chân vách đá gần như thẳng đứng:
Thường gặp phải sự sụp đổ nhào nhiều tảng đá khổng lồ từ trên rơi xuống
chắn ngang
đường, Ví dụ: như hình 1.6 giới thiệu vụ sạt lở xảy ra ở đường Hồ Chí
Minh đoạn tại Km67 - Km68 trên đèo Vi ô lắc - Quốc lộ 24, đoạn Đakrông Tà Rụt
và vụ đất, đá sụp trượt khủng khiếp vùi lấp toàn bộ đường Hồ Chí Minh ở đoạn Lò
xo, thuộc làng Mang Khênh, xã Đak Mang, huyện Đak Glei - KomTum.








a) Vụ sạt lở núi xảy ra ngày 20-1 tại Km67-Km68 trên đèo Viôlắc Quốc lộ 24A







b) Đất, đá sụp trượt khủng khiếp vùi lấp toàn bộ đường Hồ Chí Minh, đoạn Lò xo

thuộc làng Mang Khênh, xã Đak Mang, huyện Đak Glei tỉnh KomTum
Hình 1.5 (a, b)
-18-









Hình 1.6 Hình ảnh sụp đổ các vách đá trên đường Hồ Chí Minh
1.3.1.2 Những đoạn đường đi qua các chân đồi núi có vỏ phong hóa khác nhau:
Tùy thuộc địa hình và chiều dày của vỏ phong hóa, có các dạng sạt lở sau đây:
a) Bào mòn theo mái dốc và xói rửa bề mặt:
Xảy ra ở những địa hình dốc thoải, khi bước vào mùa mưa, đất mặt đang khô
gặp mưa dễ bị tan rã, xói rửa, nhất là các bờ đất dốc trên đất Bazan, hiện tượng xói
rửa lặp đi lặ
p lại nhiều mùa mưa, tạo nên những rãnh xói sâu hình thành những mái
đất dốc hơn và dẫn đến sạt lở (hình 1.7)
b) Trượt khối với mặt trượt gần như trụ tròn:
Xảy ra ở những mái dốc có độ dày lớp phong hóa lớn, ví dụ: một số hình ảnh
trượt khối (hình 1.8), Khối lượng có thể xảy ra cả ở mái taluy dương và taluy âm.
c) Trượt hỗn hợp với mặt trượt hỗn h
ợp:
Một phần trượt khối xảy ra ở lớp phong hóa tương đối dày, phần trên mái dốc
và phần trượt phẳng xảy ra ở lớp phong hóa mỏng ở phần chân mái dốc (hình 1.9)
d) Trượt phẳng: Xảy ra trên mặt đá gốc có vỏ phong hóa mỏng, ví dụ, một số hình
ảnh trượt phẳng trên hình 1.10.

a) Mái dốc không có cắt cơ bạt mái b) Mái dốc có cắt cơ bạt mái
-19-









Hình 1.7 Hình ảnh mặt cắt mái dốc bị nước mưa bào mòn







a) Trượt khối trên mái taluy dương

b) Trượt khối trên mái taluy âm. Điểm sạt lở tạo ra hàm ếch ăn sâu vào mép nhựa
của đường Hồ Chí Minh
Hình 1.8 Hình ảnh các mặt mái dốc bị trượt khối







Hình 1.9 Hình ảnh các mặt mái dốc bị trượt hỗn hợp
-20-









Hình 1.10 Hình ảnh các mặt mái dốc bị trượt phẳng
1.3.2 Những nguyên nhân gây ra sạt lở
Nguyên nhân gây ra sạt lở có thể là do độ bền của đất đá bị giảm nhỏ, do
trạng thái ứng suất ở sườn dốc bị thay đổi theo chiều hướng bất lợi, hoặc do cả hai

nguyên nhân trên. Theo nhà khoa học của Nga В. Д. Ломтадзе (V.D.Lomtadze)
[49], các nguyên nhân gây trượt thường là: tăng cao độ dốc của sườn dốc khi cắt
xén, khi đào hoặc xói lở, khi thi công mái dốc; giảm độ
bền của đất đá do biến đổi
trạng thái vật lý khi ngấm nước, trương nở, giảm độ chặt, phong hóa, phá hủy kết
cấu tự nhiên; các hiện tượng từ biến trong đất đá, tác động của các áp lực thủy tĩnh
và thủy động lên đất đá gây nên biến dạng thấm (xói ngầm, chảy trôi, biến thành
trạng thái cát chảy v.v ), biến đổi trạng thái ứng suất của
đất đá ở trong đới hình
thành sườn dốc và thi công mái dốc; các tác động bên ngoài như: chất tải lên sườn
dốc, tác động địa chất và bị địa chấn v.v
Trên cơ sở khảo sát hiện tượng tại những nơi xói, bị sạt lở của những tuyến
đường ô tô trong khu vực nghiên cứu, đồng thời thu thập nhiều ý kiến nhận xét của
các công ty tư vấn khảo sát, thiết kế, thi công và các ban quả
n lý dự án giao thông,
NCS rút ra những nguyên nhân chủ yếu gây ra sạt lở sau đây:
1.3.2.1 Do tính chất của các khối đất đá:
Do bị phong hóa nứt nẻ, có thể do bom đạn trong chiến tranh làm cho khối
đất đá nứt nẻ, kém ổn định.
1.3.2.2 Do địa hình hiểm trở, núi cao, vực sâu, hệ thống taluy dương của đường
quá dốc:
Có những đoạn đường đi qua chân vách đá gần như thẳng đứng. Nếu đ
á bị
nứt nẻ nhiều có thể bị sụp đổ do tác động rung động của các thiết bị thi công, do ô
tô chạy trên đường hoặc do gió bão tác động vào vách đá. Những đoạn đường đi
qua chân sườn đồi phong hóa có độ dốc tương đối lớn 30-35
o
, hiện tượng sạt lở có
thể xảy ra ở chân sườn đồi. Ở những đoạn đường cong, như ở khu vực Đèo Lò xo ở
-21-

KonTum, phải xẻ vào núi để tạo nền đường. Khi xẻ vào núi thì mái dốc nhân tạo
được đào, cắt vào sườn tự nhiên sâu từ 5m đến hơn 30-40m. Mái dốc nhân tạo
thường có độ dốc lớn, thay đổi từ 40
o
đến 70
o
và được phân bậc với chiều cao mỗi
bậc từ 7 - 10m nhằm giảm nhẹ trọng lượng mái dốc.
1.3.2.3 Do thời tiết khắc nghiệt:
- Mùa nắng: Nhiệt độ cao làm cho đất đá bị khô, nứt nẻ, làm giảm lực liên
kết của đất, tạo điều kiện đất đá dễ bị phong hóa.
- Mùa mưa: Độ ẩm của đất tăng lên, làm cho đất bị
tan rã, xói rửa, làm giảm
độ bền của đất. Nước đọng trong những khe nứt gây áp lực lên mái dốc. Nếu mưa lũ
kéo dài, dưới tác động của dòng nước, gây xói lở, cuốn trôi đất đá.
1.3.2.4 Do tác động nhân sinh:
Do nạn phá rừng trên đầu nguồn và trên đỉnh núi làm cho dòng chảy tập
trung về nhanh khi mưa lũ. Do con người xây dựng nhà cửa trên sườn dốc, sửa
đường, hủy hoại các thảm thực vật, v.v
Trong các nguyên nhân kể trên,
đáng chú ý nhất là tác động của nước
với đất. Mưa lũ kéo dài, đất đang ở trạng thái khô chuyển sang trạng thái bão
hòa no nước, làm cho độ bền của đất bị suy giảm, gây ra sự mất ổn định mái
dốc. Nhưng sự thay đổi tính chất cơ lý của một số loại đất tàn - sườn tích ở Tây
Nguyên khi mưa lũ kéo dài sẽ xảy ra như thế nào? Mức độ thay đổi củ
a chúng
theo thời tiết quanh năm có ảnh hưởng nhiều hay ít đến sự ổn định của bờ dốc,
sườn dốc cạnh đường ô tô ở Tây Nguyên vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ.

Nghiên cứu các vấn đề tồn tại nêu trên cũng chính là nhiệm vụ và nội dung của
luận án.
1.4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA CÁC NHÀ KHOA HỌC NƯỚC NGOÀI
VÀ TRONG NƯỚC VỀ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC, B
Ờ DỐC
Bờ dốc là khối đất được giới hạn bởi một mặt phẳng thẳng đứng (dốc đứng)
hay nghiêng (mái dốc) nối liền hai mức cao độ khác nhau (đỉnh dốc và chân dốc).
Các bờ dốc có thể là tự nhiên như mặt nghiêng tự nhiên của sườn đồi, sườn núi…
hay nhân tạo như bờ dốc các đường đắp trên sườn núi, đường đắp cao, đê đập đắp
b
ằng đất v.v…
Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân khối đất đá trong bờ dốc, đồng thời
do tác động của các yếu tố tự nhiên hay các hoạt động của con người mà có thể làm
đất đá trên bờ dốc bị dịch chuyển xuống dưới với các cơ chế và tốc độ khác nhau
tạo nên sự chuyển dịch và trượt bờ dốc.

-22-


1.4.1 Một số đề nghị về phân loại các chuyển dịch của bờ dốc
Vấn đề phân loại các chuyển dịch của bờ dốc đã được nhiều nhà khoa học
quan tâm nghiên cứu từ lâu. Tuy nhiên cho đến nay vẫn chưa có một cách phân loại
thống nhất các chuyển dịch bờ dốc [13]. Trong luận án NCS xin giới thiệu một số
cách phân loại phổ biến thường được nhắc đến
ở nước ta trong những năm gần đây:
1.4.1.1 Phân loại theo D.J.Varnes:
Năm 1958, D.J.Varnes đã phân loại các chuyển dịch bờ dốc theo dạng
chuyển dịch và loại vật liệu trong khối trượt. Theo các dạng chuyển dịch có thể chia
thành trượt, trượt dòng và sạt đổ. Còn theo vật liệu trong khối trượt, có thể chia
thành trượt đất, trượt đá và trượt hỗn hợp đất đá.

- Trượt là những chuyển d
ịch do phá hủy kiểu cắt (trượt) của khối đất đá theo
một hay nhiều mặt trượt. Mặt trượt có thể là thẳng, phẳng (trong đất rời hay đá phân
lớp) hay cong (trong đất dính, đồng nhất).
- Trượt dòng là những chuyển dịch của khối đất đá do tác dụng của dòng
nước, thường xảy ra ở những nơi đất yếu bão hòa nước, làm cho sức chống cắt của
đấ
t giảm đi. Tùy theo thành phần của đất đá và tốc độ của dòng chảy, mà tốc độ của
dòng trượt có thể thay đổi từ nhanh tới rất nhanh hoặc cực nhanh.
- Sạt đổ là những chuyển dịch của khối đá với tốc độ rất nhanh, tới cực
nhanh. Từ trên đỉnh dốc, các tảng, các khối đất đá bị rơi tự do, sụt xuống, bị nhả
y
vọt hoặc lăn theo bờ dốc rồi tích tụ lại dưới chân bờ dốc. D.J.Varnes đã phân chia
gần đúng tốc độ dịch chuyển của đất đá trên bờ dốc như sau:
Cực chậm, khi tốc độ chuyển dịch < 0.3m/5năm.
Rất chậm: 0.3m/5năm - 1.5m/năm Chậm: 1.5m/năm - 1.5m/tháng.
Trung bình: 1.5m/tháng - 1.5m/ngày Nhanh: 1.5m/ngày - 0.3m/phút.
Rất nhanh: 0.3m/phút - 3m/s Cực nhanh: > 3m/s
1.4.1.2 Phân loại theo A.Nemcok, J.Pasek và J.Rybar:
Năm 1974, A.Nemcok, J.Pasek và J.Rybar (Tiệp Khắc) đã phân loại các
d
ạng chuyển dịch bờ dốc theo cơ chế và tốc độ chuyển dịch của đất đá trên bờ dốc
thành 4 loại: trượt chậm, trượt, trượt dòng và đất đá đổ.
- Trượt chậm (trượt từ biến) là hiện tượng chuyển dịch từ từ, trong một
khoảng thời gian dài của khối đất đá từ đỉnh xuống chân bờ dốc. Tốc độ chuy
ển
dịch rất chậm chỉ khoảng vài milimét đến vài centimét trong 10 năm. Đây là dạng
chuyển dịch cơ bản là bước đầu của các loại chuyển dịch đất đá trên bờ dốc.
-23-

- Trượt là những chuyển dịch tương đối nhanh của một khối đất đá theo một
hay nhiều mặt trượt là những mặt phân chia khối trượt và phần nền không bị dịch
chuyển. Tốc độ dịch chuyển của đất đá có thể đạt đến vài mét trong một ngày đêm.
- Trượt dòng: là những chuyển dịch nhanh của khối đất đá dọc theo bờ dốc
do đất
đá bị bão hòa nước. Trượt dòng có tốc độ dịch chuyển khoảng vài mét trong
một phút và thường xảy ra mùa mưa, nhất là khi có những trận mưa kéo dài với
vùng mưa lớn. Tùy theo thành phần vật chất của đất đá trên bờ dốc mà trượt dòng
tạo thành những dòng bùn đất hay dòng bùn đá.
- Đất đá đổ là những chuyển dịch rất nhanh của những khối đất đá từ những
bờ d
ốc đứng hay theo những mặt trượt có độ dốc lớn. Tốc độ chuyển dịch rất nhanh
(khoảng vài m/s) nên thường gây ra những tai nạn bất ngờ trên các tuyến giao thông
miền núi. Cách phân loại này đã được Ủy ban Kỹ thuật của hội đồng tương trợ kinh
tế của khối các nước trước đây thừa nhận là cách phân loại thống nhất chuyển dịch
bờ dốc và áp dụng cho các nướ
c XHCN.
1.4.1.3 Phân loại theo Hồ Chất và Doãn Minh Tâm
Năm 1985, Hồ Chất và Doãn Minh Tâm (Viện Khoa Học Kỹ Thuật Giao
Thông Vận Tải - nay là Viện Khoa Học và Công Nghệ Giao Thông Vận Tải) đã
phân chia các dạng cơ bản của hiện tượng chuyển dịch đất đá trên bờ dốc ra làm 4
loại: trượt đất, sụt trượt, xói sạt và đất đổ, đá đổ.
- Trượt đất là hiện tượng di chuyển của khối
đất theo một mặt trượt nhất
định, thường có dạng trụ tròn xoay (khi đất trong khối trượt tương đối đồng nhất) và
có khi mặt trượt cắm sâu vào tảng đá nằm dưới hoặc trượt theo mặt bằng đá gốc.
- Sụt trượt là giai đoạn cuối cùng của hiện tượng xói sụt. Thực tế thường khó
xác định được vách sạt, mặt trượt nhưng đôi khi cũng th
ấy dạng cung tròn. Sản vật

trong khối trượt dịch chuyển hẳn xuống chân bờ dốc hay sườn dốc.
- Xói sạt là hiện tượng biến dạng cục bộ, lúc đầu từng mảng đất đá ở chân
hoặc đỉnh dốc đào bị bóc ra sau phát triển dần lên trên.
- Đất đổ, đá đổ là hiện tượng văng từng mảnh đất hoặc khối đá từ đỉ
nh dốc
hoặc sườn dốc xuống chân dốc.
Cách phân loại này đã được dùng trong các tiêu chuẩn của ngành Giao thông
Vận tải như 22.TCN.171.87 “Quy trình khảo sát địa chất công trình và thiết kế biện
pháp ổn định nền đường vùng có hoạt động trượt, sụt lở”
1.4.1.4 Phân loại theo đề nghị của Nguyễn Sĩ Ngọc
Theo Nguyễn Sĩ Ngọc [13], cho dù cách phân loại nào chăng nữa thì sự khác
biệt giữa chúng cũng không nhi
ều, bởi vì thực chất các hiện tượng chỉ có như thế.
-24-


Do đó, Nguyễn Sĩ Ngọc đề nghị cần chia các chuyển dịch bờ dốc làm 4 loại là:
trượt, trượt dòng, sạt lở và đá đổ, đá rơi.
- Ở hiện tượng trượt đất đá bị dịch chuyển theo một mặt trượt nào đó, có thể
là mặt phẳng hoặc mặt trụ tròn hay là tổng hợp của hai loại mặt trên.
- Ở hiện tượng trượt dòng, s
ự dịch chuyển đất đá xảy ra chủ yếu do tác dụng
của dòng nước mặt và tùy theo các điều kiện địa chất thích hợp mà có thể tạo thành
các dòng bùn chảy, đá trôi.
- Ở hiện tượng sụt lở (hay sạt lở) những mảng, những khối đất đá thường ở
cuối chân bờ dốc bị sụt xuống gần như theo phương thẳng đứng, đổ
xuống chân bờ
dốc. Sự sụt lở này sẽ có thể tiếp tục xảy ra ở những dạng khối tiếp theo.
- Ở hiện tượng đá đổ, đá rơi, những tảng đá, khối đá từ trên đỉnh hay sườn
dốc rớt xuống hoặc đổ rồi lăn xuống chân hồ dốc dưới tác động của trọng lượng bản

thân của chúng.
Ở mục 1.3, giới thiệu các dạng sạt lở thường gặp ở Tây Nguyên cũng có các
dạng chuyển vị sạt lở bờ dốc như được giới thịệu ở mục 1.4.1.4. Giới hạn nhiệm vụ
nghiên cứu của luận án là đánh giá sự ổn định của sườn dốc cạnh đường ô tô, nên
NCS nghiên cứu lựa chọn phương pháp tính toán ổn định mái dốc cấu tạo b
ằng đất.
1.4.2 Các phương pháp tính toán ổn định trượt bờ dốc, mái dốc
Bài toán ổn định của khối đất là bài toán riêng của lý thuyết tổng quát về
trạng thái ứng suất giới hạn của đất, song nó có những đặc điểm quan trọng, do
chuyển động đặc biệt của khối đất khi chúng mất ổn định.
Ở mục 1.4.1, giới thiệu một số đề nghị v
ề phân loại các chuyển dịch của bờ
dốc. Nhưng nguyên nhân chủ yếu làm khối đất mất ổn định là:
1. Các quá trình xói mòn.
2. Sự cân bằng bị phá hủy.
Các quá trình xói mòn diễn ra thường rất chậm, khó thấy được, chúng phụ
thuộc vào các điều kiện khí tượng và địa - vật lý bên ngoài vào tính chất bề mặt của
khối đất và thường không được xét tới trong cơ học đất [53]
Nghiên cứu đi
ều kiện ổn định của khối đất và những điều kiện phá hủy sự ổn
định đó là nhiệm vụ trực tiếp của bài toán cơ học đất. Do vậy, hầu hết trong các
giáo trình hoặc các sách chuyên khảo về cơ học đất đều có giới thiệu các phương
pháp tính toán ổn định mái dốc.
Các phương pháp tính toán ổn định mái dốc có thể chia ra làm hai nhóm:
Nhóm phương pháp lý thuyết: thuộ
c về nhóm này phải kể đến những công
trình nghiên cứu của Viện sĩ thông tấn viện Hàn Lâm khoa học Liên Xô (trước đây).
-25-

Giáo sư B.B.Соколовский (V.V.Xô-cô-lôp-ski-1942,1954). Bằng cách giải phương
trình vi phân cân bằng giới hạn, B.B. Соколовский đã lập ra biểu đồ xác định dạng
đường cong mái dốc ổn định đối với trường hợp đất có góc ma sát φ ≠ 0 và lực dính
c ≠ 0 phương pháp này được giới thiệu trong tài liệu [53]. Đường viền của mặt mái
dốc được xác định theo phương pháp này có độ dốc lớn hơn so với tính toán theo
các phương pháp khác, vì nó huy động toàn b
ộ khả năng tới hạn của đất [53].
Nhóm sử dụng phương pháp gần đúng: như phương pháp cung trượt tròn
của các tác giả: Tsugaev, Terzaghi,
А.A. Ничипорович, Bishop. Phương pháp cân
bằng bền F
b
của Н.Н.Macлob. Các phương pháp này được trình bày trong chương 2
“Cơ sở lý thuyết sử dụng để tính toán ổn định mái dốc cạnh đường ô tô ở Tây
Nguyên”
1.4.3. Một số giải pháp phòng chống trượt bờ dốc ở Tây Nguyên
1.4.3.1 Một số biện pháp chống sụt trượt khi bờ dốc thực tế không thỏa mãn yêu
cầu chống trượt:
1) Phân bổ lại khối đất đá trên bờ
dốc một cách hợp lý:
Tùy theo địa hình trong khu vực cắt cơ bạt mái, đào bỏ bớt đất ở phần chủ
động gây ra sự xói trượt của bờ dốc, đồng thời có thể đắp thêm bệ phản áp ở chân
bờ dốc để tăng áp lực, tăng mô men chống trượt, trong những trường hợp cần thiết
có thể xây dựng tường chắn trọng lực bằng bê tông cố
t thép, đá xây, rọ đá ở chân bờ
dốc để không cho đất đá rơi vãi ra mặt đường, giữ lại đất đá ở sau lưng tường chắn,
tạo thêm áp lực chống trượt. Giải pháp này đơn giản nhưng rất có hiệu quả.
2) Đặc biệt chú ý thoát nước cho bờ dốc:
Khi thiết kế bờ dốc, đã tính ổn định nhưng không thể bỏ qua việc thoát nướ
c

cho bờ dốc, nước tác động đến bờ dốc có thể là nước ngầm, có thể là nước mặt. Đối
với các bờ dốc cạnh đường ô tô ở Tây Nguyên, theo nghiên cứu tài liệu khảo sát [9],
[33] cho biết, rất ít gặp trường hợp có nước ngầm trong bờ dốc. Trong những
trường hợp đường ô tô chạy ven theo bờ sông suối có thể gặp nước ngầm. Để thoát
nước ngầm, có thể sử
dụng giếng khoan tập trung nước, dùng bơm hút nước đi hoặc
dùng lỗ khoan nghiêng để thoát nước ra khỏi bờ dốc, được giới thiệu trong tài liệu
[33]. Đối với các bờ dốc cạnh đường ô tô ở Tây Nguyên chủ yếu là điều chỉnh dòng
nước chảy mặt. Giải pháp này nhằm hạn chế tác động của nước vào mùa mưa lũ,
giảm bớt nước ngấm vào đất làm tăng dung tr
ọng của đất, làm giảm độ bền của đất,
làm tăng áp lực gây trượt, làm giảm lực chống trượt. Mặt khác, điều chỉnh dòng
chảy mặt để tránh hiện tượng xói rãnh bờ mặt bờ dốc, làm tăng độ dốc mái, dẫn đến
giảm nhỏ hệ số an toàn chống trượt. Giải pháp thoát nước mặt thường kết hợp với