ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG PHÁ hủy nền DO ĐỘNG đất CHO KHU vực nội THÀNH THÀNH PHỐ hà nội PHỤC vụ CÔNG tác QUY HOẠCH và QUẢN lý rủi RO đô THỊ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
_______________________

Bùi Thị Nhung

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG PHÁ HỦY NỀN DO ĐỘNG ĐẤT CHO
KHU VỰC NỘI THÀNH THÀNH PHỐ HÀ NỘI PHỤC VỤ
CÔNG TÁC QUY HOẠCH VÀ QUẢN LÝ RỦI RO ĐÔ THỊ

Chuyên ngành: Vật lý địa cầu
Mã số: 62440111

(DỰ THẢO)TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ

Hà Nội - 2018


Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.

Người hướng dẫn khoa học:
Hướng dẫn chính : PGS.TS. Nguyễn Hồng Phương
Hướng dẫn phụ : PGS.TS. Đỗ Đức Thanh

Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..............................
Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..............................
Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..............................

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm
luận án tiến sĩ họp tại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
vào hồi

giờ

ngày

tháng

năm 20...

Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Quốc gia Việt Nam.
- Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội.


MỞ ĐẦU
Động đất là một dạng thiên tai không thường xuyên xẩy ra nhưng
những tác hại do động đất gây ra thì vô cùng lớn. Trong đó sự phá hủy nền
được coi là hệ quả trực tiếp của động đất mạnh như trượt lở nền và hóa lỏng
nền.
Các vùng đô thị là những vùng rất nhạy cảm với các thảm họa. Hà Nội
là một thành phố có tốc độ phát triển rất nhanh.Trong khi đó Hà Nội nằm
trong vùng có độ nguy hiểm động đất khá cao. Trong hoạt động lập kế hoạch
và quản lý rủi ro đô thị, các vấn đề liên quan tới rủi ro động đất nói chung
cũng như hiện tượng phá hủy nền nói riêng cần phải được quan tâm.
Phá hủy nền kèm theo động đất mạnh là hiện tượng khá phổ biến và
được nghiên cứu nhiều trên thế giới. Tuy nhiên, do hiện tượng này chưa bao
giờ xẩy ra ở Việt Nam nên các nghiên cứu về phá hủy nền do động đất ở Việt

Nam cho đến nay vẫn mang tính dự báo và chủ yếu tập trung vào hai hướng
chính là 1) đánh giá khả năng phá hủy nền cho các khu vực đô thị, trong đó
yếu tố địa chấn được chú trọng và 2) đánh giá độ an toàn của hệ thống đê
điều dưới tác động của động đất, ở đây yếu tố địa kỹ thuật được chú trọng.
Hai hướng nghiên cứu này còn chuyên sâu và độc lập với nhau.
Trên cơ sở các phân tích nêu trên và xuất phát từ ý tưởng về sự kết hợp
các yếu tố địa chấn và địa kỹ thuật trong cùng một phương pháp đánh giá khả
năng phá hủy nền do động đất, đề tài “Đánh giá khả năng phá hủy nền do
động đất cho khu vực nội thành thành phố Hà Nội phục vụ công tác quy
hoạch và quản lý rủi ro đô thị” được đặt ra.
Mục đích của luận án
- Tìm hiểu, áp dụng một hệ phương pháp luận cho phép kết hợp các
yếu tố địa chấn và địa kỹ thuật trong đánh giá khả năng phá hủy nền do động
đất phù hợp với các điều kiện của Việt Nam. Từ đó nâng cao năng lực, phát
triển hướng nghiên cứu độc lập về đánh giá phả hủy nền do động đất tại Việt
Nam.
- Xây dựng bức tranh toàn cảnh về khả năng phá hủy nền với các động
đất kịch bản hiện thực cho khu vực nội thành Hà Nội, phục vụ công tác quy
hoạch và quản lý rủi ro đô thị.

3


Ý nghĩa khoa học của luận án:
Luận án tìm hiểu, bổ sung tiến tới hoàn thiện một hệ phương pháp luận
trong đánh giá khả năng hóa lỏng nền do động đất cho Việt Nam với những
cải tiến cho phù hợp với các điều kiện của Việt Nam, và được áp dụng cho
khu vực nội thành của thành phố Hà Nội. Các yếu tố địa chấn và địa kỹ thuật
được chú trọng bao hàm trong cùng một phương pháp, đã cung cấp cơ sở
phương pháp luận cho các nghiên cứu đánh giá phá hủy nền các khu vực đô

thị của Việt Nam trong tương lai.
Ý nghĩa thực tiễn của luận án:
1. Tập cơ sở dữ liệu đa dạng, khá đầy đủ (lỗ khoan, địa chất công
trình, địa chất thủy văn, địa mạo, địa chấn) được cập nhật từ các công trình
có liên quan phục vụ trong các tính toán và phân tích của luận án, đây là
nguồn dữ liệu quý giá cho mục tiêu nghiên cứu đánh giá phá hủy nền và rủi
ro đô thị cho thành phố Hà Nội.
2. Kết quả của luận án sẽ có những đóng góp đáng kể trong việc phòng
chống và giảm nhẹ hậu quả do động đất gây ra cho cộng đồng đô thị, làm cơ
sở để lập các kế hoạch quản lý rủi ro và ứng phó động đất cho toàn bộ thành
phố Hà Nội.
Những điểm mới của luận án
1. Bản đồ phân loại nền đất địa phương khu vực nội thành Hà Nội
được thực hiện theo các tài liệu địa chất công trình, địa vật lý dựa trên tiêu
chuẩn NEHRP có đối chiếu với tiêu chuẩn của Việt Nam. Với phạm vi
nghiên cứu mở rộng và nguồn số liệu cập nhật mới đầy đủ nhất đến thời điểm
hiện nay.
2. Áp dụng phương pháp mới cho phép tổ hợp các đặc điểm địa chất
và địa mạo trong đánh giá mức độ nhạy cảm với hóa lỏng của đất nền khu
vực Hà Nội mở rộng. Chỉ ra các vùng với mức độ nhạy cảm khác nhau đối
với hiện tượng hóa lỏng nền trong động đất.
3. Trình bày một hệ phương pháp luận cho phép kết hợp các yếu
tố địa chấn và địa kỹ thuật trong đánh giá khả năng phá hủy nền do động
đất và đã được áp dụng cho thành phố Hà Nội như một hướng nghiên cứu
độc lập. Các kết quả áp dụng đánh giá nguy hiểm hóa lỏng nền vùng nội
thành thành phố Hà Nội: bao gồm việc đánh giá mức độ nguy hiểm hóa
4


lỏng nền dựa vào các giá trị hệ số an toàn kháng hóa lỏng của mỗi lớp đất

riêng biệt và dự báo khả năng xẩy ra phá hủy nền do hóa lỏng bề mặt theo
xác suất tính theo chỉ số LPI trong các kịch bản động đất hiện thực.
Cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị về các nghiên cứu tiếp theo
luận án được bố cục gồm 4 chương:
Chương 1. Tổng quan về tình hình nghiên cứu phá hủy nền do động đất.
Chương 2. Phân loại nền đất nội thành thành phố Hà Nội và nghiên cứu
phá hủy nền do động đất.
Chương 3. Đánh giá độ nhạy cảm hóa lỏng nền do động đất khu vực thành
phố Hà Nội.
Chương 4. Đánh giá độ nguy hiểm hóa lỏng nền do động đất khu vực nội
thành thành phố Hà Nội.
Kết quả của luận án đã được công bố trong: 01 bài hội nghị quốc tế và
03 bài báo trong nước
Chương 1.
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU PHÁ HỦY NỀN
DO ĐỘNG ĐẤT
1.1. Lịch sử nghiên cứu phá hủy nền do động đất
Phá hủy nền là một trong những chủ đề thú vị nhưng phức tạp và gây
nhiều tranh cãi trong giới chuyên gia động đất. Chỉ sau những ảnh hưởng tàn
phá của nó ở Alaska (Mỹ) và Niigata (Nhật Bản) do động đất cùng xẩy ra
năm 1964 với độ lớn lần lượt M=9.2 và M=7.5 mới thực sự thu hút sự chú ý
của các nhà khoa học địa chấn trên thế giới và buộc họ suy nghĩ về nó. Thuật
ngữ phá hủy nền đã được Mogami & Kubo, 1953 lần đầu tiên đưa ra. Nhìn
chung, có hai hướng nghiên cứu phá hủy nền được thực hiện rộng rãi từ
trước đến nay. Hướng đầu tiên dựa trên bản đồ phá hủy nền lịch sử. Hướng
thứ hai, một bản đồ nguy hiểm phá hủy nền phân chia vùng thành các khu
vực có mức độ nguy hiểm phá hủy nền khác nhau. Nhiều nhà nghiên cứu đã
thực hiện hợp cả hai hướng nghiên cứu này.
Nhiều nhà nghiên cứu đã áp dụng thành công khái niệm bản đồ nguy

hiểm phá hủy nền với các hiện tượng trượt lở và hóa lỏng nền. Điều này đã
được thực hiện bằng các phương pháp khác nhau đó là: 1) Phương pháp
5


Hazus được phát triển bởi FEMA và 2) Phương pháp phân tích sử dụng số
liệu địa kỹ thuật tại chỗ.
Sự phát triển nhanh của máy tính điện tử đã làm cuộc cách mạng về
nghiên cứu cũng như phát triển kỹ thuật động đất kể từ những năm 1960.
Tại Việt Nam các nghiên cứu về hiện tượng phá hủy nền được thực
hiện chủ yếu theo hai hướng chính là 1) đánh giá khả năng phá hủy nền cho
các khu vực đô thị và 2) đánh giá độ an toàn của hệ thống đê điều dưới tác
động của động đất.
Hướng nghiên cứu hóa lỏng nền trong đánh giá rủi ro động đất đô thị đã
được các chuyên gia địa chấn bắt đầu thực hiện ở Việt Nam từ những năm
đầu của thế kỷ 21, trên cơ sở phương pháp luận của FEMA. Độc lập với
hướng nghiên cứu trên, hướng nghiên cứu hóa lỏng nền phục vụ đánh giá an
toàn cho hệ thống đê điều và các công trình thủy lợi cũng được nhóm các
chuyên gia thủy lợi thực hiện ở Việt Nam trong những năm gần đây.
Phương pháp luận áp dụng trong các nghiên cứu theo hướng này để tính khả
năng hóa lỏng của mỗi lớp đất riêng biệt dựa vào hệ số kháng hóa lỏng của
nó.
1.2. Tác động của phá hủy nền
1.3. Hóa lỏng nền do động đất
Ở luận án này đối tượng nghiên cứu đánh giá khả năng phá hủy nền là
khu vực nội thành thành phố Hà Nội vốn có địa hình tương đối bằng phẳng,
khả năng trượt lở nền và phá hủy bề mặt không cao nên luận án sẽ tập trung
nghiên cứu hiện tượng hóa lỏng nền do động đất cho nội thành thành phố Hà
Nội.
1.3.1. Các khái niệm hóa lỏng nền

Các chuyên gia khác nhau có các cách khác nhau khi định nghĩa về hóa
lỏng, dưới đây là một số khái niệm về hóa lỏng nền hay được sử dụng nhất:
+ Hóa lỏng nền là một hiện tượng trong đó ứng suất và độ cứng của đất
bị giảm do chấn động địa chấn hoặc sự giảm tải đột ngột khác.
+ Hóa lỏng nền là quá trình các trầm tích dưới mực nước ngầm bị mất
ứng suất và có hành vi giống chất lỏng hơn chất rắn chủ yếu do các sóng địa
chấn gây ra.

6


1.3.2. Cơ chế hóa lỏng nền
1.3.3. Các điều kiện đối với hóa lỏng nền
Điều kiện về vị trí và loại đất rất nhạy cảm với sự hóa lỏng là như sau:
Điều kiện về vị trí
- Vị trí đó gần tâm chấn hoặc phá hủy đứt gẫy của một trận động đất lớn
đủ để có thể gây cho đất nhậy cảm hóa lỏng.
- Vị trí đó có một tầng nước ngầm gần mặt đất.
Loại đất rất nhạy cảm với sự hóa lỏng đối với các điều kiện vị trí đã cho
- Cát có sự xắp xếp đồng nhất và các hạt đất bị mài tròn, ở trạng thái mật
độ xốp, rất xốp, mới được lắng đọng gần đây mà không có sự gắn kết giữa
các hạt đất và không có tải trọng trước hoặc đang rung động động đất.
1.3.4. Các kiểu hóa lỏng nền
1.3.4.1. Các hóa lỏng nền được đặc trưng bởi dịch chuyển nền ngang
1.3.4.2. Các hóa lỏng nền đặc trưng bởi dịch chuyển thẳng đứng
1.3.5. Các tiêu chí để xác định và thành lập bản đồ hóa lỏng nền khu vực
+ Đất có nhạy cảm với hóa lỏng?
+ Nếu đất nhạy cảm, thì hóa lỏng sẽ được kích hoạt hay không?
+ Nếu hóa lỏng được kích hoạt, phá hủy sẽ xẩy ra hay không?
Chương 2

PHÂN LOẠI NỀN ĐẤT NỘI THÀNH THÀNH PHỐ HÀ NỘI
THEO CÁC TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH, ĐỊA VẬT LÝ
Theo các tiêu chí đánh giá khả năng hóa lỏng nền cho một khu vực như
đã trình bày ở chương 1, điều kiện đầu tiên cần xem xét là khu vực đó phải bị
tác động bởi chấn động địa chấn đủ lớn. Chấn động địa chấn được đặc trưng
bởi đại lượng rung động nền (như gia tốc nền cực đại-PGA hay vận tốc nền
cực đại-PGV). Độ lớn của các giá trị PGA (hoặc PGV) bị khuếch đại đáng kể
do hiệu ứng nền địa phương của các loại nền khác nhau trong khu vực. Vì
vậy, trong chương này sẽ tiến hành phân loại nền cho khu vực nội thành
thành phố Hà Nội.
2.1.
Phạm vi nghiên cứu
Gồm 12 quận huyện nội thành Hà Nội (hình 2.1)
2.2.
Số liệu sử dụng

7


Bao gồm 157 dữ liệu lỗ khoan được thu thập, chọn lọc từ các công
trình đã công bố trước đây và được biểu thị trên bản đồ khu vực nghiên cứu
(hình 2.1), trong đó có 117 lỗ khoan có giá trị SPT (Nspt) và 40 lỗ khoan
không có giá trị Nspt, chỉ có giá trị vận tốc sóng ngang (VS,30).
2.3.
Phương pháp áp dụng
Tiêu chuẩn phân loại nền NEHRP của Mỹ được sử dụng để phân loại
nền trong luận án này.
Toàn bộ dữ liệu lỗ khoan nêu trên được sử dụng để phân loại nền cho
khu vực nghiên cứu. Dưới đây là ví dụ về quá trình thực hiện phân loại nền
cho lỗ khoan TX-22.

Trong lỗ khoan TX-22 với độ sâu từ mặt đất tới 45m có 7 lớp, mỗi lớp
có những đặc điểm hình thái, thành phần vật chất, các chỉ tiêu cơ lý, lực học
được tóm lược và phân loại nền như sau:
Lớp 1-lớp đất lấp nằm trên cùng, không có ý nghĩa trong xây dựng, vì
vậy các đặc trưng cơ lý và lực học của lớp này ít được chú ý.
Lớp 2-lớp đất sét pha màu nâu, nâu vàng, trạng thái dẻo cứng, phân bố
dưới đáy lớp 1 từ độ sâu 1.2m đến 8.0m, bề dầy 6.8m, có N/30=7÷13, nên
được xếp vào nền loại E theo NEHRP.
Tương tự, các lớp 3 thuộc kiểu nền F, lớp 4 kiểu F, lớp 5 là nền E, lớp
6 là nền loại D, lớp 7 nền C.
Xét ở độ sâu từ bề mặt tới 30m thì nền loại F chiếm ưu thế nên nền F
có ý nghĩa quyết định đến khả năng phản ứng dưới tác động động đất tại
điểm này và vì vậy nền loại F được chọn cho lỗ khoan này.
Ranh giới của từng loại nền được xác định dựa vào kết quả phân loại
của từng lỗ khoan theo nguyên tắc nếu hai lỗ khoan gần nhau thể hiện hai
loại nền khác nhau thì điểm giữa hai lỗ khoan đó được chọn làm ranh giới
của 2 loại nền.
2.4. Phân loại nền đất khu vực nội thành thành phố Hà Nội
Ngoài những lỗ khoan có giá trị SPT, các lỗ khoan chỉ có giá trị vận tốc
sóng ngang VS,30 cũng được phân loại nền dựa vào giá trị VS,30 theo tiêu
chuẩn NEHRP.

8


Từ hình 2.1 chúng ta thấy phân bố lỗ khoan không bao phủ toàn bộ
vùng nghiên cứu, nên không thể tiến hành xây dựng bản đồ phân loại nền chỉ
từ thông tin lỗ khoan đã có. Tuy nhiên có thể sử dụng bản đồ phân loại nền
đã được tiến hành dựa trên các thông tin địa chất, địa vật lý, địa chất thủy
văn… đã được thành lập trước đây (hình 2.4) và bổ sung thông tin mới từ số

liệu lỗ khoan đã thu thập để thu được bản đồ phân loại nền tốt hơn cho khu
vực nghiên cứu.
Bản đồ phân loại nền mới cho khu vực nghiên cứu theo tài liệu lỗ
khoan được xây dựng dựa trên nguyên tắc hiệu chỉnh sau đây:
-Ở những khu vực trước đây chưa có thông tin phân loại nền sẽ được
phân loại nền theo thông tin mới từ lỗ khoan.
- Ở những khu vực đã có thông tin phân loại nền, tiến hành chỉnh lý
ranh giới nền theo thông tin mới từ lỗ khoan.
- Ở những khu vực không có thông tin mới từ lỗ khoan, sẽ giữ nguyên
loại nền hiện có.
Bản đồ phân loại nền mới xây dựng cho toàn vùng nghiên cứu được
trình bày trên hình 2.5.
Từ kết quả phân loại nền đất khu vực nghiên cứu như hình 2.5 cho
thấy:
Trên phạm vi khu vực nghiên cứu có mặt cả 3 loại nền D, E và F. Nền
loại E là loại nền chủ đạo chiếm diện tích gần như toàn bộ khu vực huyện
Gia Lâm, và các quận Long Biên, Hà Đông, Hai Bà Trưng, Hoàn Kiếm,
Đống Đa, trong khi đó nền loại F rải rác ở một số khu vực huyện Thanh Trì,
quận Hoàng Mai, Thanh Xuân, phía Tây quận Từ Liêm. Sự phân bố của nền
loại D tập trung ở phía tây bắc vùng nghiên cứu như quận Tây Hồ, phía bắc
quận Thanh Xuân, một phần quận Từ Liêm, và một phần nhỏ trong quận Hà
Đông và quận Long Biên. Nhìn tổng quan có thể nhận định với toàn bộ khu
vực nghiên cứu nền đất yếu dần từ phía tây bắc xuống phía đông nam. Nền
khu vực ở mức trung bình yếu, nên cần chú ý đối với tác động của động đất.

9


Hình 2.2. Phân loại nền cho tập hợp các lớp đất trong 30m đầu tiên của
nền đất ở lỗ khoan TX-22

2.5. Đánh giá hiệu ứng khuếch đại nền địa phương
Hiệu ứng khuếch đại nền địa phương được hiệu chỉnh như sau:
(2.1)

10


ở đây, amax hay PGAi là gia tốc cực đại nền xác định cho nền loại i,
PGA là gia tốc cực đại nền xác định cho nền loại B, FA là hệ số khuếch đại
nền chu kỳ ngắn xác định cho nền loại i cho trong bảng 2.4.

Hình 2.5.
Kết
quả
phân loại
nền
đất
mới theo
tài liệu địa
chất công
trình,
số
liệu các lỗ
khoan và
địa vật lý
khu
vực
nội thành
Hà Nội

Bảng 2.4. Hệ số khuếch đại nền
Phổ gia tốc
nền loại B

Loại nền
A

B

C

D

E

SAS(g)
Hệ số khuếch đại nền chu kỳ ngắn, FA
chu kỳ ngắn
≤ 0,25
0,8
1,0
1,2
1,6
2,5
0,50
0,8
1,0
1,2
1,4

1,7
0,75
0,8
1,0
1,1
1,2
1,2
1,0
0,8
1,0
1,0
1,1
0,9
≥ 1,25
0,8
1,0
1,0
1,0
0,8*
2.6. Kết luận chương 2
Kết quả phân loại nền địa phương khu vực nội thành Hà Nội được thực
hiện từ tập dữ liệu lỗ khoan tương đối lớn trong phạm vi vùng nghiên cứu với

11


117 lỗ khoan theo chỉ số Nspt, và 40 lỗ khoan có V S,30 cùng với các thông tin
địa chất công trình cập nhật mới nhất, phạm vi nghiên cứu mở rộng hơn.
Kết quả phân loại nền tương đối phù hợp với địa hình tại khu vực và bản
đồ địa chất công trình của khu vực đã công bố. Độ sâu các lỗ khoan đều đạt trên

30m do đó xét về sự ảnh hưởng đến công trình khi có động đất xảy ra là đảm
bảo. Với số lượng lỗ khoan luận án có được, kết quả có thể coi là đáng tin cậy.
Bản đồ phân loại nền mới xây dựng cho khu vực với việc bổ sung đầy đủ
hơn thông tin từ 157 lỗ khoan thực sự là một nguồn tài liệu hữu ích cho việc
đánh giá rủi ro động đất, là thông tin quan trọng trong công tác quy hoạch và
kháng chấn của thành phố có mật độ dân cư dày đặc, nhiều công trình trọng
điểm như thành phố Hà Nội.
Theo đánh giá của các nhà khoa học Hà Nội nằm trong vùng có hoạt động
động đất khá cao (cấp 7, cấp 8). Trong khi kết quả phân loại nền đất khu vực
với nền đất chủ yếu nền E, có cả nền F là những kiểu nền đất yếu, khả năng
khuếch đại rung động nền bề mặt lớn. Do đó vùng Hà Nội hoàn toàn có khả
năng xẩy ra hóa lỏng nền trong động đất và các đánh giá về mối nguy hiểm này
cần được xem xét.
Chương 3. ĐÁNH GIÁ ĐỘ NHẠY CẢM HÓA LỎNG NỀN DO
ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC HÀ NỘI
Sau khi đã xác định được thành phố Hà Nội nằm ở vị trí cần có những
đánh giá về nguy hiểm hóa lỏng nền do động đất, nhiệm vụ tiếp theo là đánh giá
khả năng nhạy cảm với hóa lỏng của nền đất địa phương.
3.1. Phạm vi nghiên cứu
Để có được cái nhìn tổng thể về mức độ nhạy cảm với hóa lỏng của nền
vùng nghiên cứu 12 quận huyện đã nêu so với vùng lân cận, toàn bộ khu vực
thành phố Hà Nội giới hạn trong phạm vi kinh độ: 105.2 0E÷1060E; vĩ độ:
20.50N÷21.50N sẽ được xem xét.
3.2. Cơ sở số liệu
3.2.1. Tài liệu địa chất-địa chất công trình
Các thông tin cần thiết cho quá trình phân tích nhạy cảm hóa lỏng được
trích xuất từ: Bản đồ địa chất công trình Hà Nội tỷ lệ 1:320.000 do Ngô Quang

12

Toàn và nnk thành lập năm 2009 và bản đồ địa chất thủy văn tỷ lệ 1:25.000 của
Vũ Thanh Tâm, 2014 (hình 3.1).
3.2.2. Đặc điểm địa chất thủy văn
Đặc điểm địa chất thuỷ văn nổi bật của vùng Hà Nội là có nhiều tầng
chứa nước nhưng đóng vai trò quan trọng là các tầng chứa nước trầm tích bở rời
tuổi Đệ Tứ phân bố rộng khắp trên toàn vùng nghiên cứu với bề dày khá lớn.
Đối với các trầm tích chứa nước lỗ hổng Đệ Tứ, hầu hết các công trình
nghiên cứu đều phân chia ra thành hai tầng chứa nước qh và qp theo trật tự từ
trẻ đến cổ và từ trên xuống.
3.2.3. Tài liệu địa mạo
Để có được thông tin về đặc điểm địa mạo thành phố Hà Nội bản đồ Địa
mạo thành phố Hà Nội của Đào Đình Bắc công bố năm 2010 được sử dụng
(hình 3.4).
3.3. Các phương pháp sử dụng
Thang đo định tính về khả năng hóa lỏng nền dựa trên cơ sở môi trường
thành tạo và tuổi địa chất của các lớp trầm tích mặt của Youd & Perkins (1978)
và phương pháp xác định độ nhạy cảm hóa lỏng dựa vào các đặc trưng địa mạo
của Iwasaki và nnk, (1982) được sử dụng.
3.4. Đánh giá độ nhạy cảm hóa lỏng nền khu vực thành phố Hà Nội
3.4.1. Đánh giá độ nhạy cảm hóa lỏng nền của thành phố Hà Nội theo
đặc điểm địa chất
Khai thác các thông tin chi tiết có liên quan đến từng đơn vị địa chất trong
vùng nghiên cứu, kết hợp với các tiêu chuẩn liệt kê của Youd & Perkins (1978),
độ nhạy cảm hóa lỏng nền cho mỗi đơn vị địa chất được xác định bằng cách gán
các giá trị cấp độ nhạy cảm hóa lỏng nền từ 1 đến 4 tương ứng với mức độ nhạy
cảm hóa lỏng từ rất thấp đến cao.
Các kết quả thu được sau khi xử lý trong môi trường GIS cho bản đồ về
phân bố độ nhạy cảm với hóa lỏng nền theo đặc điểm địa chất được thể hiện
như hình 3.5.

13


Hình 3.5. Khả năng
nhạy cảm hóa lỏng
nền theo đặc điểm
thạch học khu vực
Hà Nội.

Hình 3.5 cho thấy khả năng hóa lỏng nền thành phố Hà Nội khi dựa vào
các đặc điểm địa chất được đánh giá ở mức trung bình. Khả năng hóa lỏng cao
nhất là vùng đồng bằng thấp, trũng (5-6m) bị phân cách bởi hệ thống sông ngòi,
kênh, mương, ao hồ cấu tạo địa chất phức tạp. Bắt gặp chúng ở Đông Anh và
một vài nơi trong phạm vi nội thành, các trầm tích trẻ ven lòng sông Hồng,
sông Đuống (aQ23tb).Trầm tích nguồn gốc hồ-đầm lầy (lbQ21-2hh) nằm dưới độ
sâu khoảng 1,5-20m, dày trung bình 13,5m, thành phần chính là bột sét, bột cát
màu xám xanh, xám đen, mịn dẻo chứa nhiều mùn thực vật phần phía dưới là
bột sét, bùn lẫn mùn thực vật chưa phân hủy hết, màu xám, lớp bùn này phổ
biến nhiều ở khu vực nội thành và huyện Thanh Trì.Tiếp đến là vùng có khả
năng hóa lỏng trung bình, đây là khu vực đồng bằng tương đối bằng phẳng hai
bên sông Hồng. Vùng núi phía tây bắc, tây nam thành phố và chỏm núi phía bắc
Sóc Sơn là núi đá phiến cứng, đá vôi không có khả năng hóa lỏng.
3.4.2. Đánh giá độ nhạy cảm với hóa lỏng nền của thành phố Hà Nội
theo đặc điểm địa mạo

14


Sử dụng bản đồ địa mạo Hà Nội, kết hợp các tiêu chuẩn của phương pháp

Iwasakis (1982), dựa trên nguyên tắc gán bậc từ 1 đến 4 tương ứng với khả
năng hóa lỏng của các đơn vị địa mạo trong vùng Hà Nội từ rất thấp đến cao
giống như đối với các đơn vị địa chất nêu trên. Bản đồ phân bố khả năng hóa
lỏng dựa vào đặc điểm địa mạo như minh họa trên hình 3.6.

Hình 3.6. Khả
năng nhạy
cảm hóa lỏng
nền theo đặc
điểm địa mạo
khu vực Hà
Nội

Từ hình 3.6 chỉ ra rằng theo đặc điểm địa mạo thì khả năng hóa lỏng của
đất nền tại Hà Nội nhìn tổng quát vẫn ở mức trung bình. Đáng chú ý là ở hình
3.6 so với hình 3.5 khu vực có khả năng hóa lỏng cao nhiều hơn, ngoài các
vùng sông, hồ đầm lầy giống nhau, thì những vùng bãi bồi ngoài đê, bãi bồi
thấp, các bề mặt đáy suối tích tụ hiện đại trên hình 3.6 được nhóm vào cùng loại
đất đá nhạy cảm cao với hóa lỏng, kéo dài từ bắc tới nam địa phận Hà Nội, và
hầu như toàn bộ huyện Thanh Trì, huyện Gia Lâm.
3.4.3. Đánh giá độ nhạy cảm với hóa lỏng nền của Hà Nội theo đặc
điểm địa chất và địa mạo

15


Do thạch học đóng vai trò chính, giữ trọng số cao hơn nên trọng số được
gán cho chủ đề thạch học là 60%, và 40% cho chủ đề địa mạo. Theo nguyên tắc
gán trọng số này, các bản đồ lớp đơn vị thạch học (hình 3.5) và các đơn vị địa
mạo (hình 3.6) được tích hợp trong môi trường GIS, từ đó xây dựng được bản

đồ khả năng hóa lỏng nền của Hà Nội dựa trên tổ hợp các đặc điểm địa chất và
địa mạo như hình 3.7.
Sau khi tổ hợp khả năng hóa lỏng nền dựa trên cả đặc điểm địa chất và
địa mạo như trong hình 3.7 cho thấy những vùng có khả năng hóa lỏng trung
bình vẫn chiếm ưu thế toàn vùng Hà Nội. Bản đồ kết quả cho thấy khả năng hóa
lỏng nền của thành phố được chia thành bốn cấp: cao, trung bình, thấp và không
có khả năng hóa lỏng. Vùng có khả năng hóa lỏng cao tập trung dọc theo sông
Hồng. Vùng có khả năng hóa lỏng trung bình chiếm gần hết diện tích toàn
thành phố, trải rộng hai bên sông Hồng, gồm các đơn vị thạch học đất sét, bột
sét, cát, bột cát tuổi Holocen, các đơn vị địa mạo của vùng đồng bằng nguồn
gốc sông, biển và đồng bằng phù sa bãi bồi. Vùng núi phía Tây Bắc và một
chỏm phía Đông bắc thành phố rơi vào vùng không có khả năng hóa lỏng hay
khả năng hóa lỏng thấp, những khu vực này được bao phủ bởi sét kết, cát kết,
đá cứng nguồn gốc bóc mòn đây là vùng thoát khỏi mối nguy hóa lỏng trong
thành phố. Các tòa nhà và các đường ống rơi vào vùng có khả năng hóa lỏng
trung bình và cao dễ bị tổn thương và thiệt hại do sự dịch chuyển ngang của
nền.
3.5.
Kết luận chương 3
Trong chương này, đã áp dụng phương pháp mới cho phép tổ hợp các đặc
điểm địa chất và địa mạo trong đánh giá mức độ nhạy cảm với hóa lỏng của đất
nền khu vực thành phố Hà Nội. Kết quả chỉ ra các vùng có mức độ nhạy cảm
khác nhau đối với hiện tượng hóa lỏng nền trong động đất. Đối với các quận
huyện nội thành của Hà Nội đất đá có mức độ nhạy cảm với hóa lỏng từ trung
bình đến cao và là vùng dễ bị tổn thương nhất với hiện tượng này so với toàn bộ
khu vực thành phố Hà Nội.
Đối với các kỹ sư công trình, các kỹ sư địa kỹ thuật, bản đồ này dùng để
xác định những khu vực ở đó khả năng và hậu quả của hóa lỏng cần được đánh
giá khi thiết kế các cơ sở xây dựng mới và phục hồi cơ sở hiện có. Bản đồ kết
quả giúp các kỹ sư, các nhà khoa học và các nhà hoạch định có cái nhìn tổng

16


quan sơ bộ về khả năng hóa lỏng của Hà Nội, như các thông tin ban đầu cho các
nghiên cứu khu vực.
Bản đồ kết quả hiển thị các khu vực có rủi ro hóa lỏng trong động đất
tương lai và sẽ được dùng như một hướng dẫn nơi cần tiến hành các nghiên cứu
nhiều hơn về khả năng hóa lỏng. Khả năng nhạy cảm với hóa lỏng chỉ là một
hàm định tính của đặc điểm địa chất và địa mạo hình thái vị trí, nó độc lập với
tính địa chấn của khu vực. Do việc phân vùng chỉ có thể được coi như là mức
ban đầu, nhiệm vụ của nghiên cứu tiếp theo là đưa thêm các yếu tố khác như
tính địa chấn, thông tin địa kỹ thuật tại chỗ để có thể đánh giá định lượng khả
năng hóa lỏng nền khu vực.

Hình 3.7.
Khả năng
hóa lỏng
nền
do
động đất
khu vực
Hà Nội
dựa vào
các đặc
điểm địa
chất
và
địa mạo.

Chương 4. ĐÁNH GIÁ ĐỘ NGUY HIỂM HÓA LỎNG NỀN DO ĐỘNG
ĐẤT KHU VỰC NỘI THÀNH THÀNH PHỐ HÀ NỘI
Các kết quả đánh giá nêu trên về mức độ nhạy cảm hóa lỏng nền khu vực
Hà Nội đã cho thấy nguy cơ tiềm ẩn về khả năng hóa lỏng do động đất tại các

17


quận, huyện nội thành Hà Nội là hiện hữu. Cần có những đánh giá chi tiết, định
lượng về nguy hiểm hóa lỏng nền cho khu vực này.
Trong chương này trình bày hệ phương pháp luận, quy trình đánh giá
nguy hiểm hóa lỏng nền mà trong đó có sự kết hợp cả các yếu tố địa chấn và địa
kỹ thuật. Các kịch bản động đất hiện thực được xây dựng để phục vụ cho các
tính toán, và kết quả được trình bày dưới dạng tập bản đồ xác suất khả năng hóa
lỏng nền khu vực nội thành thành phố Hà Nội.
4.1.
Phương pháp đánh giá độ nguy hiểm hóa lỏng nền do động
đất
4.1.1. Tính hệ số an toàn kháng hóa lỏng
Sử dụng quy trình giản lược đã được hiệu chỉnh và bổ sung bởi Youd et
al., 2001. Các bước thực hiện như sau:
4.1.1.1. Xác định tỷ số ứng suất tuần hoàn gây ra bởi động đất CSR
Tỷ số ứng suất tuần hoàn kích thích bởi động đất được xác định theo công
thức:

(

)(

)

(4.6)

Trong đó:
amax - Gia tốc cực đại nền tại bề mặt gây bởi động đất, đơn vị đo (g), g Gia tốc trọng trường (32,2 ft/s2 hoặc 9,81 m/s2)
σv0- Ứng suất thẳng đứng tổng cộng ở độ sâu cụ thể mà các phân tích hóa
lỏng nền đang được thực hiện, (lb/ft2 hoặc kN/m2).
σ’v0- Ứng suất hiệu dụng thẳng đứng ở cùng độ sâu trong đất trầm tích ở đó
σv0 được tính toán, (lb/ft2 hoặc kN/m2).
rd-hệ số suy giảm theo độ sâu, còn được gọi là hệ số suy giảm ứng suất
(không thứ nguyên).
4.1.1.2. Xác định tỷ số kháng tuần hoàn (CRR)
Các bước của việc sử dụng kiểm tra xuyên tiêu chuẩn để đánh giá CRR
như sau:
+ Hiệu chỉnh giá trị kiểm tra xuyên tiêu chuẩn (N1)60cs
Các hiệu chỉnh có thể được áp dụng cho các giá trị N(SPT) như sau:

(

)

(

)

(4.16)

Trong đó (N1)60 là hiệu chỉnh giá trị xuyên tiêu chuẩn N (SPT) của đất
cho cả các quá trình kiểm tra thực địa và áp suất lớp phủ.
18

Sau đó, hiệu chỉnh "hàm lượng hạt mịn" đối với giá trị (N1)60 để thu được
giá trị tương đương với cát sạch (N1)60cs:

(

)

(

)

(4.17)

+ Xác định tỷ số kháng tuần hoàn của đất CRRM=7.5 với độ lớn động đất
M=7.5:
Với giá trị ( )
vừa tính được, tỷ số kháng tuần hoàn của đất đối với
độ lớn động đất M=7.5 được xác định theo công thức sau:
(
(

)

)

[

(

)

(4.20)

]

+ Hiệu chỉnh giá trị CRRM=7.5 cho các động đất có độ lớn bất kỳ khác
M=7.5: Tỷ số kháng tuần hoàn tại chỗ CRR của đất với M bất kỳ xác định được
bằng công thức (4.21) như sau:
(4.21)
4.1.1.3. Xác định hệ số an toàn kháng hóa lỏng
Hệ số an toàn kháng hỏa lỏng được xác định theo công thức sau:
(4.22)
4.1.2. Tính chỉ số khả năng hóa lỏng
Chỉ số LPI được tính bằng phương trình sau (Iwazaki et al, 1982):

( ) ( )

∫

(4.23)

Trong đó z là độ sâu của lớp đất (từ 0 đến 20m). Trọng số theo độ sâu,
( )
, với z<20 và w( )
với z≥20m; Biến F(z) là một hàm
của hệ số an toàn chống hóa lỏng ở độ sâu xem xét, ( )
khi
, và ( )

khi
. F(z)=0 khi z ở trên mực nước ngầm.
4.1.3. Đánh giá xác suất xẩy ra hóa lỏng bề mặt
Được tính bằng cách sử dụng phép hồi quy theo mô hình thực nghiệm của
Papathanassiou (2008):
(

)

(4.24)

Trong đó-LPI là chỉ số khả năng hóa lỏng, xác định bởi công thức (4.23).
Mối tương quan giữa các mức rủi ro do hóa lỏng với các giá trị xác suất
PG được biểu thị trong bảng 4.2.
19


PG
0.0-0.1
0.1-0.3
0.3-0.7
0.7-0.9
0.9-1.0
4.2.

Phân loại rủi ro
Rất thấp
Thấp
Trung bình
Cao

Rất cao

Bảng 4.2. Các mức rủi ro tương
ứng với xác suất có điều kiện của
các hiện tượng phá hủy nền do
hóa lỏng (theo Li et al., 2006)

Các đặc trưng địa chấn kiến tạo khu vực Hà Nội

4.2.1. Các đứt gẫy hoạt động
4.2.2. Hoạt động địa chấn
Mặc dù không có trận động đất mạnh nào ghi được tại khu vực Việt
Nam của đới đứt gẫy Sông Hồng, nhưng các động đất có độ lớn trung bình
xẩy ra khá thường xuyên (hình 4.3). Trong các trận động đất đã quan sát
được trong đới đứt gẫy Sông Hồng, các trường hợp lớn nhất ghi nhận được
dọc đứt gẫy Sông Chảy. Có 3 trường hợp có độ lớn trên 5.0 ghi nhận được
bằng máy dọc đứt gẫy này. Đứt gãy Sông Lô có biểu hiện hoạt động động đất
yếu hơn, với các trận động đất có độ lớn không quá 4.8 và với tần suất thưa
hơn. Đứt gẫy Đông Triều-Uông Bí, mặc dù chỉ được đánh giá như là đứt gẫy
bậc hai, nhưng nó đã gây ra một loạt các trận động đất mạnh. Hoạt động địa
chấn dọc đứt gẫy Sông Hồng khá giống với đứt gẫy Sông Chảy, nhưng có tần
suất và độ lớn thấp hơn.
4.3. Các kịch bản động đất
Để tiến hành đánh giá độ nguy hiểm hóa lỏng nền do động đất cho khu
vực nghiên cứu, các tham số địa chấn như độ lớn động đất M và gia tốc cực
đại amax do động đất gây ra được xác định từ các động đất kịch bản. Các tham
số của các động đất kịch bản này được liệt kê trong bảng (4.3). Vị trí chấn
tâm các động đất kịch bản được biểu diễn trên hình 4.3.
4.1. Dữ liệu lỗ khoan
Để đánh giá khả năng hóa lỏng cho khu vực nghiên cứu, bên cạnh các

dữ liệu đầu vào địa chấn như amax và Mw, các tính chất của đất tại chỗ cần
được biết.Tập dữ liệu gồm 120 lỗ khoan được chọn lọc từ 157 lỗ khoan đã
nêu ở chương 2, trong đó mỗi lỗ khoan ngoài các giá trị N(SPT) và đặc điểm,
độ sâu các lớp đất trầm tích tương ứng còn thông tin độ sâu mực nước ngầm
được khai thác sử dụng (xem hình 2.2). Trong trường hợp lỗ khoan nào thiếu

20


thông tin mực nước ngầm, giá trị mặc định 2m tương ứng với giá trị trung
bình của mực nước tĩnh qh, phân bố rộng khắp khu vực Hà Nội được gán cho
lỗ khoan đó. Bên cạnh đó, các thông tin cần thiết khác của đất như hàm
lượng hạt mịn, khối lượng riêng hạt, khối lượng thể tích khô và hệ số rỗng
của các lớp đất trong cột địa tầng các lỗ khoan cũng được khai thác từ các
bảng chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất này.
Bảng 4.3. Tham số của các động đất kịch bản sử dụng trong nghiên cứu này
STT

Tên
kịch bản

1
2

DD_HN_SC5.3
DD_HN_SC6.5

3

DD_HN_SL6.0

Toạ độ chấn tâm
Mw

Kinh độ
(độ)

Vĩ độ
(độ)

Độ sâu
chấn
tiêu, km

Sông Chảy
Sông Chảy

5.3
6.5

105.5
105.739

21.25
20.985

17
17

Sông Lô

6.0

105.99

21.069

12

Tên
đứt gãy

4.2.
Đánh giá độ nguy hiểm hóa lỏng nền do động đất khu vực
nội thành thành phố Hà Nội
Hệ số an toàn kháng hóa lỏng của mỗi lớp đất trong cột đất được tính
theo quy trình giản lược đã được bổ sung bởi Youd (2001). Hình 4.12 minh
họa các giá trị FS theo độ sâu tại một số lỗ khoan.
Từ hình 4.8 có thể thấy với kịch bản động đất thứ hai (DD_HN_SC6.5)
và thứ ba (DD_HN_SL6.0) hệ số FS của các lớp đất nhỏ hơn rõ rệt so với
kịch bản động đất thứ nhất (DD_HN_SC5.3), điều này có nghĩa là khi bị tác
động địa chấn bởi động đất càng lớn thì khả năng hóa lỏng của đất càng cao.
Hơn nữa, tại cùng một vị trí trong cùng một động đất kịch bản, dọc độ sâu lỗ
khoan có các lớp đất với khả năng hóa lỏng khác nhau (FS khác nhau), đôi
khi có sự xen kẽ những lớp đất không có khả năng hóa lỏng (FS>1) với
những lớp đất có khả năng hóa lỏng (FS<1).
Với tập giá trị FS thu được, áp dụng công thức (4.23) tính được chỉ số
khả năng hóa lỏng LPI tại tất cả 120 vị trí, tiếp tục áp dụng công thức (4.24)
cho các giá trị PG tại tất cả các lỗ khoan. Cuối cùng, các bản đồ nguy hiểm
hóa lỏng nền biểu thị sự phân bố của xác suất hóa lỏng trong khu vực nghiên

cứu đã được xây dựng trong môi trường GIS dựa vào các giá trị P G thu được

21


từ ba động đất kịch bản như trên các hình 4.9, hình 4.10 và hình 4.11 tương
ứng.
Hệ số FS

Hệ số FS
0

0

5

5

SC_M6.5
SC_M5.3
SL_M6.0

SC_M6.5
SC_M5.3
SL_M6.0

10

Độ sâu (m)

Độ sâu (m)

10

15

15

20

20

25

25

(a)

Hình 4.8. Hệ
số an toàn
kháng hóa lỏng
FS theo độ sâu:
(a)-tại vị trí
quận Đống Đa
(DD-75); (b)- vị
trí quận Long
Biên (LB-35);

0

2

4

6

(b)

0

5

10

(c)

Theo hình 4.9, kết hợp tiêu chuẩn đánh giá mức rủi ro tương ứng trong
bảng 4.2 có thể nói rằng với trường hợp động đất kịch bản thứ nhất này khả
năng xẩy ra hóa lỏng là rất thấp (PG ≤0.1) đối với toàn vùng nghiên cứu.
Từ hình 4.10 cho thấy khả năng hóa lỏng tăng lên rõ rệt và phân dị ở
các khu vực khác nhau. Khu vực huyện Thanh Trì, phía đông quận Hà Đông
và phần tây bắc quận Long Biên, quận Hoàn Kiếm, bắc quận Hai Bà Trưng
có mức độ nguy hiểm cao nhất với hóa lỏng khi xác suất lên tới 70% đến
90%. Đây cũng là những khu vực có gia tốc dao động nền bề mặt lớn, vùng
Hoàn Kiếm-Bắc Hai Bà Trưng- Tây Bắc Long Biên, và Thanh Trì sang
Hoàng Mai là những khu vực có các Hồ lớn như công viên Yên Sở, Linh
Đàm, Thanh Nhàn, Thống Nhất, Bồ Đề.Các vùng có mức nguy hiểm trung
bình với 0.3Hình 4.11 cho thấy rõ nhất mức độ hóa lỏng của khu vực với bốn cấp
độ. Mức độ nguy hiểm nhất có khả năng hóa lỏng cao là cụm tây bắc Gia

Lâm, đông bắc Long Biên kéo ngang quận Hoàn Kiếm sang khu hồ Thống
Nhất, Thanh Nhàn quận Hai Bà Trưng với xác suất 0.7Đối với khu vực Sông Hồng do có ít số liệu lỗ khoan mà lại chỉ tập
trung ở công trình cầu Thanh Trì, dẫn tới việc đánh giá khả năng hóa lỏng

22


cho Sông Hồng chưa đủ tin cậy, vì vậy lớp hành chính Sông Hồng, Hồ Tây
được để nguyên.
4.3. Thảo luận kết quả
Kết quả nhận được từ kịch bản động đất thứ nhất (M w=5.3) cho phép
đưa ra kết luận là động đất quan trắc được từ trước đến nay trên địa bàn
thành phố Hà Nội thường có độ lớn trung bình và ít có khả năng gây ra hóa
lỏng nền tại khu vực đô thị của thành phố Hà Nội. Tuy nhiên kết quả nhận
được từ kịch bản động đất thứ hai (M w=6.5) và thứ ba (Mw=6.0) cũng cho
thấy động đất cực đại dự báo theo đánh giá của các nhà địa chấn lại có thể
gây ra hóa lỏng nền tại khu vực đô thị của thành phố Hà Nội.
Các kết quả đánh giá khả năng hóa lỏng nền do động đất nhận được
trong chương này đã xem xét tới các đặc trưng của từng loại đất ở các độ sâu
khác nhau và sự khuếch đại rung động nền do động đất, cho thấy sự phân dị
trong từng khu vực một cách định lượng so với bản đồ đánh giá mức độ nhạy
cảm với hóa lỏng của nền chỉ dựa một cách định tính vào các đặc điểm địa
chất địa mạo của nền mà chưa xét tới yếu tố động đất trong chương trước
(chương 3).
So sánh các kết quả xác suất hóa lỏng tại bốn quận Hai Bà Trưng, Ba
Đình, Đống Đa, Thanh Xuân đã được xác định theo phương pháp luận của
Hazus trong các công trình trước đây, các kết quả xác suất hóa lỏng xác định
được trong luận án này rõ ràng lớn hơn nhiều. Điều này là do sự khác nhau
của các phương pháp được sử dụng.

Xem xét tại một số đoạn đê có hệ số an toàn kháng hóa lỏng đã được
xác định trong công trình của Nguyễn Hồng Nam (2016) đoạn đi qua vùng
nội thành Hà Nội tại cụm Đông Ngạc Từ Liêm và đoạn đê Hữu Hồng khu
vực quận Hoàng Mai, cho thấy khá phù hợp với bản đồ đánh giá xác suất hóa
lỏng xác định được trong luận án này tại hai cụm bắc Từ Liêm (P G=0.1÷0.3)
và Hoàng Mai (PG=0.3÷0.7). Tuy nhiên những nghiên cứu của Nguyễn Hồng
Nam (2016) yếu tố động đất như gia tốc và độ lớn động đất rõ ràng khác với
luận án này và các kết quả chỉ dừng ở việc đánh giá hệ số an toàn kháng hóa
lỏng của mỗi lớp đất riêng biệt tại các vị trí lỗ khoan.
Với đặc điểm hoạt động địa chấn thấp, Việt Nam đang phải đối mặt với
khó khăn trong việc thiết lập các mô hình thực nghiệm để xác minh khả năng
hóa lỏng cho quốc gia.Tuy nhiên, những kết quả bước đầu thu được trong

23


luận án này đã cho thấy những nỗ lực để nâng cao phương pháp luận và kỹ
thuật sử dụng có tính đến kinh nghiệm của thế giới, xem xét phù hợp với
điều kiện của Việt Nam, đặc biệt là các thông tin đầu vào địa chấn và sự
không chắc chắn của tính chất đất.
Cũng cần chú ý, với những khu vực như nam quận Hà Đông, Bắc Từ
Liêm, bắc Gia Lâm do thiếu lỗ khoan nên kết quả nội suy chưa thật tin cậy ở
những vùng này.
4.1. Kết luận chương 4
Áp dụng phương pháp luận sử dụng một ngưỡng dựa trên xác suất theo
chỉ số LPI đánh giá khả năng hóa lỏng nền cho khu vực nội thành thành phố
Hà Nội và hai động đất kịch bản phát sinh trên đứt gẫy Sông Hồng với độ lớn
Mw=5.3 và Mw=6.5, một động đất kịch bản phát sinh trên đứt gẫy Sông Lô
với độ lớn Mw=6.0. Các tham số của động đất kịch bản thứ nhất đã được lựa
chọn là trùng với trường hợp động đất đã xẩy ra năm 1958, trong khi các

động đất kịch bản thứ hai và thứ ba là trường hợp cực đoan nhất của động đất
đã được dự báo trên các nguồn đứt gẫy này.
Các kết quả thu được bao gồm giá trị hệ số an toàn kháng hóa lỏng
(FS) của các lớp đất tại 120 điểm lỗ khoan và ba bản đồ nguy hiểm hóa lỏng
khu vực nội thành thành phố Hà Nội tương ứng ba kịch bản động đất.
Các bản đồ nguy hiểm hóa lỏng cho thấy ở động đất kịch bản thứ nhất
toàn bộ vùng nội thành Hà Nội không có khả năng hóa lỏng nền.Trong khi
đó động đất kịch bản thứ hai và thứ ba có thể gây ra hóa lỏng trong phần lớn
khu vực nội thành của thành phố Hà Nội. Thực tế cho đến nay phần lớn động
đất ghi được tại Hà Nội và các vùng lân cận có độ lớn trung bình, nên chưa
quan sát thấy hiện tượng hóa lỏng nền, nhưng cần hết sức lưu ý đến hiện
tượng này trong động đất tương lai để giảm thiểu những thiệt hại và mất mát
do hóa lỏng nền gây ra trong động đất, đặc biệt ở những vùng được dự báo là
có khả năng hóa lỏng nền từ trung bình đến cao.
Đây là lần đầu tiên phương pháp luận đánh giá xác suất khả năng hóa
lỏng nền theo chỉ số LPI được áp dụng cho khu vực nội thành thành phố Hà
Nội. Ưu điểm lớn nhất của phương pháp là nó cho phép kết hợp được cả
những đặc trưng địa chấn và địa kỹ thuật trong cùng một phương pháp. Tuy
nhiên, phương pháp này đòi hỏi sự hiểu biết sâu rộng cả về địa chấn và địa
kỹ thuật của người sử dụng cũng như dữ liệu thông tin đầu vào lớn nên khá

24


tốn kém. Nhưng nó thực sự có ý nghĩa, đặc biệt với những vùng trọng điểm
như nội thành Hà Nội.
Hình 4.9. Xác suất
hóa lỏng nền khu
vực nội thành Hà
Nội trong trường

hợp một trận động
đất có độ lớn M=5.3
và gia tốc nền cực
đại amax tương ứng
kịch bản thứ nhất
(DD_HN_SC5.3)

Hình 4.10. Xác
suất hóa lỏng
nền khu vực
nội thành Hà
Nội
trong
trường
hợp
tương ứng kịch
bản thứ hai
(DD_HN_SC6.
5)

25