Các dạng nền đất trong xây dựng

HIỆN TƯỢNG ĐỘNG ĐẤT
Nội dung
:
1. Động đất là gì ?
2. Nguyên nhân gây ra
động đất
3. Các dạng sóng đòa chấn
4. Độ mạnh một trận động
đất
5. Ảnh hưởng đến công
trình xây dựng
6. Biện pháp phòng chống
động đất
7. Dự báo động đất


1. Động đất là
gì ?
Các chấn động của
vỏ trái đất xuất
hiện dưới dạng các
dao động đàn hồi –
xảy ra ở lục đòa :
động đất

Các chấn động của
vỏ trái đất xuất hiện
dưới dạng các dao
động đàn hồi – xảy ra
ở đại dương : sóng
thần

2. Nguyên nhân gây ra
động đất

Động đất do chuyển động
kiến tạo


ẹoọng ủaỏt do nuựi lửỷa hoaùt
ủoọng


ẹoọng ủaỏt do t st (do xaõy dửùng
coõng trỡnh)


* Năng lượng đòa chấn truyền dưới dạng sóng :
sóng đòa chấn
Chấn tiêu (focus): điểm xuất phát những chấn
động đầu tiên, nằm sâu trong lòng đất
Chấn tâm (epicenter): điểm trên mặt đất nhận sóng
đòa chấn truyền tới sớm nhất
Phân loại
động đất
• Động đất nông
hfocus < 70km
• Động đất vừa
hfocus = (70 ÷ 300)km
• Động đất sâu

hfocus > 300km

hfocus


3. Các dạng sóng
đòa chấn
Thân sóng (body
waves)
− Sóng dọc (P)
− Sóng ngang
(S) sóng (surface
Mặt
waves)
− Sóng mặt
(R )
− Sóng mặt
(L)
sóng mặt (R , L)

sóng dọc (P)

Thân sóng

sóng ngang (S)

Mặt sóng


3. Các dạng sóng

đòa chấn
• Sóng dọc (P)
• Sóng ngang (S)
• Sóng mặt (L
và R)

sóng mặt (R , L)

sóng dọc (P)
sóng ngang (S)


Sóng dọc (P)
còn gọi là sóng nén, gây ra sự co giãn cấu trúc
đất đá dọc theo phương truyền sóng
chấn tâm

sóng mặt (R , L)

chấn tiêu

sóng dọc (P)

sóng ngang (S)

Hướng truyền
sóng


Sóng ngang (S)

còn gọi là sóng cắt, gây ra sự trượt hay biến dạng
theo phương vuông góc với phương truyền sóng
chấn tâm

sóng mặt (R , L)

chấn tiêu

sóng dọc (P)

sóng ngang (S)

Hướng truyền
sóng


Sóng
mặtL (Love waves) : các dao động nằm theo phương
Sóng
ngang so với mặt đất và vuông góc với phương
truyền sóng
Sóng R (Rayleigh waves) : có hướng vừa vuông góc
với mặt đất vừa vuông góc với phương truyền
sóng
Sóng
R

sóng mặt
(R , L)

Sóng L


4. Độ mạnh một
trận động đất

Độ mạnh của một trận động đất phụ thuộc vào
năng lượng do trận động đất sản sinh ra.
Các khái niệm dùng đánh giá độ mạnh của trận
động đất :
(1) Năng lượng sóng đòa
chấn (E)
2
A


E = π 2 ρ v 
T
E : năng lượng trận động đất (MJ)
ρ : khối lượng đơn vò của lớp đất đá ngoài cùng
của vỏ trái đất (g/cm3)
v : vận tốc truyền sóng đòa chấn (cm/s)
A : biên độ dao động (cm)
T : chu kỳ dao động (s)


(2). Chấn cấp
(M)
Chấn cấp đưa ra mối tương quan về biên độ dao
động giữa trận động đất phân tích so với những

trận động đất đã xảy ra để hình dung ra mức độ
tàn phá của trận động đất hiện tại
 A 
M = lg * 
A 
M : độ mạnh trận động đất (Richter)
A : biên độ dịch chuyển cực đại của hạt đất đá được
xác đònh trong trận động đất đang nghiên cứu (µm)
A* : biên độ dịch chuyển của hạt đất đá được xác
đònh trong trận động đất được chọn làm chuẩn(µm)


3. Cường độ trận động đất
(I)
Cường độ trận động đất thể hiện mức tàn phá mà trận
động đất có thể gây ra. Cường độ I có thể xác
đònh qua gia tốc hoặc vận tốc dao động của sóng địa
chấn
lg(vng) = 0.25 I – 0.63
lg(ang) = 0.3 I +
lg(vđ) = 0.28 I – 1.10
0.014
lg() = 0.3 I –
0.18
ang
: gia tốc dao động cực đại của sóng theo phương
ngang
: gia tốc dao động cực đại của sóng theo phương
đứng
vng : vận tốc chấn rung cực đại theo phương ngang

vđ : vận tốc chấn rung cực đại theo phương đứng


5. Ảnh hưởng đến công trình xây
dựng

Động đất ảnh hưởng đến điều kiện ổn đònh của
công trình xây dựng

Chuyển động của các
mảng vỏ
trái đất dọc theo đứt
gãy

Cấu trúc nền đất đá bò
hóa lỏng khi bò chấn động
vượt mức giới hạn


6. Biện pháp phòng chống động
đất
1. Chọn vò trí xây dựng
ổn đònh
2. Chọn vật liệu xây
dựng
3. Chọn kết cấu công
trình phù hợp


1. Chọn vò trí xây dựng ổn

đònh
Khu vực thuận
tiện :
Đòa hình bằng phẳng, nằm ngang
Thế đất đá nằm ngang
Cấu trúc đất đá đặc chắc
Mực nước dưới đất sâu hơn 10m
Cách xa các đới bò phá hủy do chuyển
động kiến tạo
Khu vực bất lợi :
Thung lũng sâu, sườn dốc ..
Đòa hình chia cắt lởm chởm
Đất trầm tích xốp, thế nằm nghiêng, gần
các đứt gãy kiến tạo…


2. Chọn vật liệu xây
dựng
• Vật liệu nhẹ, dễ đàn hồi
• Có tần số dao động ≠ tần số dao động

của sóng đòa chấn

(của khu vực xây
dựng)
3. Chọn kết cấu công
hợp
Kết trình
cấu phù
hợp lý

:
• Đối xứng
• Trọng tâm thấp
• Tính ổn đònh có xét ảnh hưởng

của lực động đất
Dùng các kết cấu giảm chấn (damper) để tăng
độ ổn đònh cho công trình


Dùng các kết cấu giảm
chấn (damper) để tăng độ
ổn đònh cho công trình


Hệ thống thu nhận thông tin và cảnh báo động đất/sóng thần


HIỆN TƯỢNG PHONG HĨA
Nội dung
:
1.
2.
3.
4.

Phong hóa là gì ?
Các dạng phong hóa
Nguyên nhân gây ra phong hóa
Ảnh hưởng của phong hóa đến công

trình xây dựng
5. Biện pháp phòng chống phong hóa


1. Phong hóa
là gì ?

Phong hóa là quá trình biến đổi và phá hủy đất
đá dưới tác dụng của các nhân tố : nước, sự thay
đổi nhiệt độ, các chất hóa học, các động, thực
vật ...

Trạng
cứng

thái

Mềm
yếu

Rời rạc / tan
rã


Quá trình phong hóa xảy ra rất mạnh ở khu vực
bề mặt vỏ trái đất
(nơi đất đá tiếp xúc trực tiếp với tác nhân gây
phong hóa)

2. Các dạng phong
hóa
1. Phong hóa vật lý
Phong hóa vật lý là quá trình phân hủy
đất đá thành các mảnh vụn nhưng không
thay đổi thành phần khoáng, hóa
2. Phong hóa hóa học
Phong hóa hóa học gây ra sự biến đổi
hoàn toàn về thành phần khoáng, hóa
học và cấu trúc của đá gốc
3. Phong hóa sinh học
Phong hóa sinh học là quá trình đất đá bò
phá hủy trạng thái, có thể bò biến đổi
thành phần khoáng, hóa, cấu trúc do tác
động của thực vật, vi sinh vật


3. Nguyên nhân gây ra
phong hóa
Sự phân rã vật
lý

• Do sự thay đổi nhiệt độ

môi trường
• Do nước đóng băng trong
các khe nứt
• Do sự phát triển các rễ
cây
Sự phân rã hóa

học • Do tác động của nước bề
mặt
• Do quá trình hòa tan một số khoáng
trong đất đá
• Do quá trình oxi hóa các khoáng
trong đất đá
• Do quá trình thủy phân các khoáng
dễ trương nở