Đề tài: TRƯỢT LỠ ĐẤT VÀ CÁC HIỆN TƯỢNG LIÊN QUAN

Chia sẻ: Lê Thị Phương Tú | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

635
lượt xem 104
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

: I. Mass movement: Những khái niệm liên quan đến dịch chuyển khối: Di chuyển khối là sự di chuyển xuống dốc của các vật liệu trên mặt đất dưới tác dụng của trọng lực. Vật liệu có thể được di chuyển dưới dạng những khối rắn hoặc gần như dẻo. Nguyên nhân: Vai trò của trọng lực. Nguyên nhân gây ra trượt lở mái dốc (slope failure). Những cấu trúc địa chất bất lợi (adverse geologic structure). Những tác nhân khơi mào cho di chuyển khối (triggers of mass movement)....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: TRƯỢT LỠ ĐẤT VÀ CÁC HIỆN TƯỢNG LIÊN QUAN

Trường: Đại Học KHTN Khoa: Môi Trường Lớp: 10 KMt Nhóm học tập số 4: Chapter 6: Landslide and Related phenomena. CẤU TRÚC BÀI THUYẾT TRÌNH: I. CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN: II. TRƯỢT LỠ ĐẤT VÀ CÁC HIỆN TƯỢNG LIÊN QUAN: I. Mass movement: Những khái niệm liên quan đến dịch chuyển khối: Di chuyển khối là sự di chuyển xuống dốc của các vật liệu trên mặt đất dưới tác dụng của trọng lực. Vật liệu có thể được di chuyển dưới dạng những khối rắn hoặc gần như dẻo. Nguyên nhân: Vai trò của trọng lực. Nguyên nhân gây ra trượt lở mái dốc (slope failure). Những cấu trúc địa chất bất lợi (adverse geologic structure). Những tác nhân khơi mào cho di chuyển khối (triggers of mass movement). Vai Trò của trọng lực: Lực kéo của trọng lực là lực trực tiếp bên cạnh những nhân tố gây xói mòn. Chương này chỉ xét đến sự tác động riêng lẻ của trọng lực. Đối với trượt lở đất, trọng lực gây ra sự dịch chuyển xuống dưới và hướng ra ngoài. Đối với sụt lún nền thì trọng lực gây dịch chuyển đi xuống. Sự không ổn định của bề mặt dốc chi phối những tai biến ở miền núi, làm đất đá trên sườn núi trượt lở rơi xuống núi. Những ngọn đồi cũng không thoát khỏi sự biến dạng dưới tác dụng của trọng lực dù quá trình diễn ra chậm hơn, như đất trườn (creep). Tóm lại, có 4 loại chính: • Lở đá (falls) • Dòng chảy (flows) • Trượt lở (slides) • Sụp lún (subsides) II. 1. Khái niệm: Trượt đất: là sự di chuyển xuống dốc rất nhanh cùa đá hay đất, có thể là khối đất đá lớn hoặc những mảng nhỏ. 2. Nguyên nhân: Nguyên nhân của trượt đất  Làm tăng lực di chuyển hoặc làm giảm lực cản.  Thường được che giấu bởi những nguyên nhân trực tiếp trước mắt chẳng hạn như va chạm động đất, chấn động hay đột ngột tăng một khối lượng nước trên dốc. S ự khác biệt giữa nguyên nhân thật sự và nguyên nhân trực tiếp là rất quan trọng. Ví dụ: Sự trượt dịch chuyển (Translation slide) có thể xem nguyên nhân tr ực ti ếp c ủa nó là do mưa lớn làm vật liệu trái đất bão hòa nước, nhưng ngược lại nguyên nhân thật sự là khả năng làm trượt do tầng đất yếu ở trên, như lớp đất sét. Ví dụ khác: s ự kém ch ất l ượng c ủa d ốc nhân tạo trong sự phát triển nhà ở, mà ở đó nguyên nhân trực ti ếp là động đ ất nhưng nguyên nhân thật sự là con dốc được xây dựng một cách tệ hại. Nguyên nhân trượt đất có thể dc chia thành nguyên nhân bên ngoài và nguyên nhân bên trong  Nguyên nhân bên ngoài làm tăng áp lưc lên vết cắt (lực di chuyển trên m ột đ ơn v ị diện tích) khi độ bền mặt cắt là tương đối ổn định (là lực c ản trên m ột đ ơn v ị di ện tích). Những ví dụ về nguyên nhân bên ngoài như: sự vận chuyển trên con d ốc, làm dốc sâu hơn do xói mòn hay đào đường, hay do rung lắc của động đất.
Nguyên nhân bên trong tạo ra trượt đất bao gồm các quá trình làm gi ảm đ ộ b ền m ặt  cắt.Những ví dụ của nguyên nhân này như: sự gia tăng áp lực n ước ở nh ững kho ảng trống hoặc làm giảm tính dính kết của các vật liệu trên dốc. Thêm vào đó, một vài nguyên nhân gây ra trượt đất là trung gian gi ữa hai nguyên nhân  trên, nó có những đặc điểm của nguyên nhân bên ngoài và bên trong.Ví d ụ nh ư khi mực nước hạ nhanh chóng, nó sẽ làm tăng áp lực lên mặt cắt (gây ra b ởi kh ối l ượng của nước trên con dốc) cùng với việc giảm sức bền (shear strength) (gây ra do áp lực ở khoảng trống cao).Một vài nguyên nhân khác bao gồm hóa lỏng t ự nhiên, và phong hóa lớp đất dưới bề mặt và xói mòn. 3. Phân loại: III.Phân loại trượt đất. -Phân loại đặc điểm vận động của khối trượt. -Phân loại chuyển động trượt. -Phân loại trượt lở theo thành phần vật liệu -Phân loại trượt theo vận tốc chuyển dộng. 1.Phân loại theo đặc điểm vận động. - Trượt trôi: Khối trượt bắt đầu chuyển động từ phía chân rồi lan dần về phía đỉnh. Kiểu trượt này làm cho khối trượt trôi theo mặt sườn về phía chân dốc. - Trượt đẩy: Chuyển động trượt bắt đầu từ đỉnh rồi do sức đẩy sinh ra từ trọng lực của phần trên khối trượt mà các bộ phận bên dưới phải vận động theo về phía chân sườn. Do lực ma sát giữa thân khối trượt và khối đá gốc rất lớn nên ở kiểu trượt đẩy này thường xuất hiện gò biến dạng rất đặc trưng tại chân khối trượt. 2.Phân loại chuyển động trượt. 1.1.Trượt. -Sự dịch chuyển của khối đất đá trên một bề mặt-mặt trượt. -Hình dạng mặt trượt tạo thành các kiểu trượt sau: +Trượt xoay. +Trượt tịnh tiến. +Trượt ngang. 1.1.1 Trượt xoay. -Khối trượt di chuyển trên mặt trượt cong. -Vận tốc di chuyển trung bình của khối trượt từ trung bình đến nhanh. 1.1.2Trượt tịnh tiến -Mặt trượt phẳng,có gốc nghiêng nhỏ,đôi khi phân bậc. -Khi mặt trượt các khôi nghiêng nhỏ sẽ di chuyển rất chậm, nhiều lúc khó quan sát trực tiếp mà thông qua các mốc quan trắc hay thông qua các dấu hiệu trên bề mặt. 1.1.3 Trượt ngang Sự dịch chuyển ngang của khối nền là kết quả của sự hóa lỏng hay hóa dẻo hoặc do sự gia tăng thể tích của một bộ phận khối nền. 1.2.Bò,trườn. -Sự dịch chuyển này đóng vai trò quan trọng. -Sự dịch chuyển này chỉ nhận biết qua công tác quan trắc. -Vận tốc dịch chuyển giảm dần từ trên xuống dưới. -Yếu tố ảnh hưởng tới sự dịch chuyển này là yếu tố môi trường
1.3.Chảy. -Vật liệu vận chuyển liên tục có sự biến dạng bên trong nội bộ khối trượt. -Chuyển động này thường xuất hiện trên sau những cơn mưa lớn 1.4.Lở,rơi,sụp đổ. Mặt trượt dốc đứng,vật liệu rơi tự do hay chuyển động xoay quanh một trụ cố định ở gần đáy trượt. 3.Phân loại trượt theo thành phần vật liệu. Kiểu dịch Đá gốc Vật liệu gắn kết yếu. chuyển. Hạt thô. Hạt mịn. Đổ nhào,lở Đá đổ,đá lở. Đá vụn đổ,đá Đất đổ,đất lở. vụn lở. Trượt. Đá sụp. Đá vụn sụp. Đât sụp. Trượt xoay. Đá/khối đá Đá vụn/khối Khối đất/đất trượt. Trượt tịnh trượt. đá vụn sụp. Đất chuối. tiến. Đá chuối. Đá vụn Trượt ngang. chuối. Chảy. Chảy đá. Chảy đá vụn. Chảy đất. Phức hợp. Phối hợp từ hai kiểu cơ bản. 4.Phân loại trượt theo vận tốc dịch chuyển. Vận tốc dịch chuyển. Chậm. Trung bình. Nhanh. >100km/giờ. 1mm/năm- cm/ngày- mm/ngày. cm/giây. Nhỏ-trung Trung bình-rất lớn. Quy mô. Trung bình: bình. 100-104m3 100-104m3. Vật liệu nền. Đất(chủ Đá gốc và Chủ yếu là đá gốc,đá yếu),đá gốc(ít hơn). đất(ở các tỉ lệ khác không gắn kết hay đá bị phong nhau). hóa.
Kiểu di Chảy,phồng Chảy trượt. Trượt chảy và rơi. chuyển. đất,dịch chuyển ngang. Tên gọi. Chảy. Trượt Tuyết lở,dòng đá xoay,chảy đất,trượt vụn,dòng bùn,đá đổ. đá vụn. 1. 4. Tác động: Các hoạt động của con người và trượt đất (Human use and lanslide) Tác động do việc sử dụng đất và hoạt động của con người làm cho c ường đ ộ và t ần số xảy ra trượt đất thay đổi từ gần như không có gì đến m ột th ảm h ại r ất nghiêm tr ọng. Trong một số trường hợp, hoạt động của chúng ta sẽ phải làm thay đổi c ường đ ộ và t ần s ố của trượt đất, thì chúng ta cần biết trượt đất sẽ xảy ra ở đâu, khi nào và tại sao xảy ra tr ượt đất, để tránh những vùng có nguy cơ trượt đất và làm gi ảm thi ệt hại. Trong nh ững tr ường hợp khác mà ở đó cách sử dụng đất của con người đã làm tăng s ố lượng cũng như tính kh ốc liệt của trượt đất, chúng ta cần phải biết cách nhận ra chúng nh ư th ế nào, ki ểm soát và làm giảm khả năng xuất hiện của chúng đến mức có thể. Sự kết hợp những điều kiện địa lý bất l ợi chẳng h ạn như đ ất ho ặc đá y ếu kém, những mặt phẳng trượt tiềm tàng trên những đường dốc th ẳng đ ứng v ới nh ững c ơn m ưa x ối xả (chảy xiết), tuyết rơi, mặt đất đóng băng theo mùa sẽ tiếp tục tạo ra hiện tượng trượt đất, dòng chảy bùn, lở tuyết và nó không liên quan đến các ho ạt động của con người. Nh ững quá trình tự nhiên đó phản ứng với các điều kiện tự nhiên. Tuy nhiên, nh ững ho ạt đ ộng s ử d ụng đất của con người và những dạng sụt lún đã làm tăng mức đ ộ nghiêm tr ọng c ủa các th ảm hoạ đó. Chúng ta hãy so sánh. Ví dụ, ảnh hưởng của những vụ l ở tuyết ở những vùng dân c ư thưa thớt với những vùng đông dân. 1.1. Timber Harvesting and landslide CASE HISTORY Vaiont Dam Thảm họa đập ngăn nước nặng nề nhất trên thế giới diễn ra vào 9-10-1963, khi đó, khoảng 2600 người bị mất tích tại Vaiont Dam ở Italy. Theo báo cáo của George Kiersc , th ảm họa có liên quan đến con đập hình cung cao nhất thế gi ới (267m) , thật kỳ l ạ, vì ko có 1 s ự bảo vệ có thể duy trì mãi bởi một lớp vỏ của đập nước hay tr ụ ch ống . Th ảm k ịch gây ra b ởi một vụ trượt đất rất lớn, với hơn 238,000,000m 3 đất đá và các mảnh vụn khác di chuyển với tốc độ 95km/hr xuống sườn phía Bắc của núi phía trên hồ nước, và lấp đầy nó 1,8km dọc theo trục thung lũng đến chiều cao 152m trên mực nước hồ (hình 6.16), s ự di chuy ển nhanh chóng đã tạo nên 1 luồng không khí dữ dội từ dưới lên, đẩy đất đá và n ước lên phía B ắc thung lũng, cao hơn 250m so trên mực nước hồ. Sự trượt kèm theo tiếng nổ của hơi, n ước và đất đá tạo nên trận động đất mạnh mẽ có thể biết được mặc dù ở xa hàng cây s ố. Nó th ổi những mái nhà của một người hơn 250m trên hồ và ném người đàn ông v ới các đ ất đá và mảnh vụn. Sự lấp hồ đã tạo những cơn sóng cao hơn 90m cuốn theo trụ chống của đập nước. Xuôi dòng chảy hơn 1.5 km, sóng vẫn còn cao hơn 70m và mọi thứ trên đường đi đều bị hủy diệt hoàn toàn. Toàn bộ những sự kiện diễn ra (trượt và lũ lụt ) trong vòng ch ưa đ ến 7 phút. Theo dữ liệu về những vụ trượt đất trong khoảng thời gian 3 năm, giá trị của chúng là rất khác nhau từ ít hơn 1cm cho đến 30cm mổi tuần, đến tháng 9 – 1963, đã tăng lên đ ến 25cm hàng ngày. Cuối cùng, một ngày trước khi xảy ra vụ tr ượt đất, nó đã h ơn 100cm m ổi ngày. Các kỹ sư đãdự đoán là trượt đất, nhưng một trong chúng có cường độ nhở hơn, và họ không đã không nhận ra cho đến 10-8, một ngày trước khi xảy ra tr ượt đ ất, là m ột vùng r ộng
lớn đã di chuyển như một khố đồng nhất nhưng không bền vững. Các động vật trên sườn đ ồi đã cảm nhận được nguy hiểm và đã di chuyển ra xay vùng đó vào 1/10. Trượt đất được tạo ra bởi sự kết hợp của nhiều nhân t ố. đầu tiên là các y ếu t ố đ ịa chất đối nghịch, bao gồm đất đá yếu và đá vôi với những vết n ứt gãy, nh ững ch ổ đ ất s ụt và lớp đất sét, các yếu tố có khuynh hướng tác động xấu tới hồ nước, tạo ra những khối không bền vững (hình 6.17 trên trang 145), và địa hình rất dốc tạo nên lực di chuy ển m ạnh m ẻ (s ức hút). Thứ 2, áp lực nước ở những khoảng trống được tăng lên trong đất đá ở thung lũng, do sự ngăn nước trong hồ. Sự di chuyển của nước mặt ở bank storage đã làm tăng áp lực nước ở những khoảng trống và giảm lực ngăn cản trên dốc. Tốc độ của sự lở trước tr ước khi trượt đất đã tăng lên, khi mực nước ngầm tăng lên cùng v ới m ức n ước c ủa h ồ ch ứa. Th ứ 3, mưa to từ cuối tháng 9 đến ngày thảm họa đã làm tăng tr ọng lực c ủa các v ật li ệu trên d ốc, làm tăng áp lực nước trong đá, và làm tăng lượng nước chảy tràn vào h ồ ch ứa thâm chí sau đó các kỹ sư đã cố gắng làm giảm mực nước trong hồ. Một kết luận là, nguyên nhân của thảm họa gia tăng là do s ự gia tăng các l ực di chuyển cùng với sự giảm xuống rất lớn của các lực ngăn cản, làm tăng lượng n ước mặt trên dốc từ đó làm tăng áp lực nước ở những mặt phẳng trượt yếu trên đá . Cho đến bây giờ chúng ta vẫn chưa thống nhất ý kiến khi xem xét vấn đ ề tr ượt đ ất có liên quan với thu hoạch gỗ. 1.2. ĐÔ THỊ HÓA VÀ TRƯỢT ĐẤT ( Urbanization and landslide Các hoạt động của con người đối với cảnh quan thì rất giống những nguyên nhân gây nên trượt đất trong những vùng đô thị, nơi có mật độ dân số cao và các công trình xây d ựng như đường phố, nhà cửa, và các ngành công nghiệp. Ví dụ minh họa từ Rio de Janeiro, Brazil, LosAngeles, California. Rio de Janeiro, với dân số hơn 6 triệu, có thể có r ất nhi ều vấn đ ề v ề tính ổn đ ịnh c ủa dốc hơn bất cứ thành phố nào có cùng diện tích. Thành phố nổi tiếng v ề những đ ỉnh núi đá granite đẹp, tạo nên cảnh quan đẹp mắt trong thành phố (hình 6.18). S ự k ết h ợp c ủa nh ững con dốc đứng và các vết nứt gãy của đá được che phủ bởi bề mặt trầm tích đã góp phần gây ra các vấn đề. Lúc trước , những cây gổ trên dốc bị chặt đ ể làm nhà, chất đ ốt và đ ể t ạo khoảng trống cho nông nghiệp. Hoạt động này đã kéo theo sau là nh ững tr ận tr ượt đ ất có liên quan tới những cơn mưa lớn đổ xuống. Gần đây hơn, do thiếu đất trên những vùng b ằng phẳng nên sự phát triển đô thị gia tăng trên những con dốc. Thực vật đã bị loại bỏ, thay vào đó là làm những con đường tới các địa điểm phát triển ở những nơi ngày càng cao. S ự đào b ới đã cắt chân các dốc, và cắt đứt lớp đất che phủ tại đi ểm tới hạn. Thêm vào đó vi ệc l ấp đ ầy các vật liệu ở những nơi đào bới trên con dốc đã làm tăng các l ự di chuy ển trên con d ốc. B ời vì vùng này định kỳ trải qua những cơn bão dữ dội, và thật dễ dàng để thấy rằng Rio de Janeiro có những vấn đề rất nghiêm trọng (13). Trong tháng 2-1988, một cơn dông rất mạnh đã đổ xuống hơn 12cm n ước m ưa xu ống Rio de Janeiro trong 4 giờ. Cơn bão là nguyên nhân dẫn đến lũ lụt và l ở bùn và đã làm kho ảng 90 người chết, khoảng 3000 người không nhà cửa. việc khắc phục tiêu tốn h ơn 100 tri ệu USD. Một vài trận trượt đất được bắt đầu từ những con dốc đứng nơi mà nhà c ửa không ch ắc chắn và việc kiểm soát lượng nước chảy tràn do bão không còn thực tế n ữa.. Ở nh ững khu ổ chuột trên đồi là nơi có nhiều người chết nhất do lỡ bùn. Tuy nhiên, 1 phần c ủa vi ện d ưỡng lão trên cạnh dốc một ngọn núi cũng bị cuốn trôi bởi m ột trận trượt đ ất, gi ết ch ết 25 b ệnh nhân và một số nhân viên. Rio de Janeiro đã nhận lấy những hậu quả nặng nề, do đó để tránh
những thảm hoạ lặp lại trong tương lai, họ cần những ph ương pháp đ ể ki ểm soát l ượng nước chảy tràn của cơn bão và làm tăng độ bền của dốc. Los Angeles, và nói chung vùng nam California, đã tr ải qua m ột t ần su ất l ớn c ủa tr ượt đất có liên quan tới sự phát triển trên sườn đồi. Trượt đất ở Nam California là k ết qu ả c ủa nhiều điều kiện vật lý phức tạp, 1 phần trong đó là do sự thay đổi phức tạp về đ ịa hình đ ịa phương, các loại đất, khí hậu và thực vật. Sự tương tác gi ữa môi tr ường t ự nhiên và ho ạt động của con người là phức tạp và không thể đoán tr ước đ ược. Vì lí do này, khu v ực này thỉnh thoảng được đưa ra như 1 ví dụ điển hình về sự tăng lên chưa từng th ấy v ề các giá tr ị của địa chất đô thị. Los Angeles đã lãnh đạo quốc gia trong vi ệc phát triển các b ộ luật liên quan (sự đào nhân tạo và lấp đầy) cần thiết cho sự phát triển. Trượt đất tác động đến 60% chiều dài của bãi đá trên biển ở miền Nam California (thấy ở hình 6.12), và sự lui vào của các vực đá chắc chắn đ ược đi ều khi ển b ởi tr ượt đ ất (14). Từ các đặc trưng địa chất phước tạp của vùng, cũng như bằng chứng từ nh ững những vết trượt đất để lại hay trầm tích của trượt đất, mà ta kết luận rằng trong lịch sử những con dốc đó đã hoạt động. Tuy nhiên, hoạt động của con người đã làm tăng c ường đ ộ và đ ặc bi ệt là tần suất của trượt đất. Quá trình phân loại (những vết cắt hình ghế trên con dốc ở khu v ực nhà ở, gọi là “pads” từ câu nói vào những năm 60 “come on over to my pad “ ) ở Nam California đã ch ịu trách nhiệm cho những trận trượt đất. Trong quá khứ quá trình tự nhiên này đã mất hàng ngàn năm để tạo ra các vực sâu, dãy núi, và đồi. Trong th ế k ỷ này, chúng ta ph ải phát tri ển các máy móc để xếp loại chúng. L.B.Leighton viết: ”Với những kỹ thuật hiện đại và sự phân lo ại rõ ràng, và tài chính thích hợp, sẽ không có ngọn đồi nào trở nên thô do các ho ạt đ ộng phát tri ển trong tương lai”.(14). Không 1 vật liệu trái đất nào có th ể ch ống ch ọi s ự t ấn công nghiêm trọng của khoa học kỷ thuật hiện đại. Vì vậy, hoạt động của con người là m ột tác nhân đ ịa chất chất có khả năng tạo hình cho cảnh quan như là sông băng hay dòng sông. Chúng ta có thể biến đổi độ dốc của những quả đồi chỉ trong 1 đêm thành những dãy đất bằng ph ẳng và những con đường, và sự thay đổi đó đã dẫn tới 1 số lượng l ớn v ụ tr ượt đ ất nhân t ạo. Nh ư đã thấy trên hình 6.19, những con đường được làm quá dốc kết hợp với vi ệc tăng lượng n ước chảy tràn sau những cơn mưa, và sự gia tăng khối lượng các v ật li ệu tích t ụ hay nhà c ửa, đã làm cho những con dốc bền vững trở nên kém bền. Một số dự án làm dốc, đường hay lắp đầy vật liệu sẽ làm tăng chiều cao của nó, hoặc làm tăng tổng tải trên nó từ đó gây ra trượt đất. Trượt dất trên vùng đất tư và chung ở Halmiton County, Ohio, đã để lại nhi ều v ấn đề nghiêm trọng. Sự trượt xảy ra trên các trầm tích băng ( đa s ố là đ ất sét, lakebed, till) và đ ất đá rời rạc ở trên đá phiến sét; thiệt hại trung bình mỗi năm hơn 5 triệu USD. Sự thay đổi của những con dốc có liên quan tới vấn đề đô th ị hoá ở Allegheny Country, Pennsylvania, ước tính việc đô thị hoá chịu trách nhi ệm cho 90% tr ượt đ ất gây ra ở đây, và làm thiệt hại trung bình khoảng 2 triệu USD hàng năm. Hầu h ết tr ượt đ ất di chuy ển chậm, nhưng ở thành phố kế bên, đá lở đã đè bẹp một chi ếc xe buýt và gi ết ch ết 22 hành khách. Hầu hết các trượt đất ở Allegheny County là kết qu ả từ ho ạt đ ộng xây d ựng, nó làm nặng thêm dốc ở trên cao và cắt vào những vị trí nhạy nhưng dưới chân d ốc, hay làm thay đ ổi điều kiện nước trên hoặc trong dốc (15). 5. Tổn thất: Về người và tính mạng( ví dụ) 2. 6. Công tác dự báo và phòng chống: Giảm thiểu rủi ro trượt đất (Minimizing and the Landslide) Để giảm thiểu tối đa rủi ro của trượt đất, điều cần thiết là nhận ra những vùng có nhiều khả năng xảy ra trượt đất, để thay đổi con dốc hay tạo ra các cấu trúc kỹ thuật để ngăn ngừa trượt đất, và cảnh báo cho những người trong vùng nguy hi ểm có nguy c ơ tr ượt đ ất, và kiểm soát trượt đất khi họ bắt đầu chuyển đi. 2.1. Nhận ra trượt đất tiềm tàng
(Identification of Potential Landslide Nhận ra những vùng có nguy cơ trượt đất tiềm tàng cao là bước đầu tiên trong vi ệc phát triển các kế hoạch để tránh tai biến trượt đất. Những nơi có khuynh hướng trượt có th ể được nhận ra bằng cách kiểm tra các điều kiện địa chất trong các m ỏ khai thác ho ặc là ki ểm tra qua các hình ảnh vệ tinh để xác định các v ụ tr ượt đ ất tr ước đó. Thông tin này có th ể đ ược dùng để đánh giá các rủi ro và tạo ra các bản đồ dốc ổn định . SPECIAL FEATURE Xác định tai biến và rủi ro trượt đất (Determing landslide hazard and risk) Phương pháp dùng để đánh giá tai biến trượt đất là bước đầu tiên để làm bảng danh sách trượt đất, nó có thể là môt bản đồ viễn thám cho thấy những vùng d ường nh ư đã có những thảm hoạ về dốc. Điều này có thể được làm nhờ các hình ảnh vệ tinh cùng v ới s ự hiểu biết về vùng kiểm tra. Tại một mức độ chi tiết hơn, đánh giá tr ượt đất có th ể dùng b ản đồ có thể xác định những trầm tích do trượt đất trong giới hạn của các hoạt động liên quan, như vận động và không vận động ( thuộc địa chất trẻ ) hay ko vận động (thuộc địa chất cổ). Một ví dụ là bản đồ cho một bộ phận của Santa Clara County, California, đ ược th ể hi ện trên figure 6.20(a). Thông tin liên quan tới hoạt động trượt đất trước kia có thể sau đó được kết hợp với các vấn đề sử dụng đất để phát triển những dốc ổn định hay làm bản đồ rủi ro trượt đất với lời khuyên sử dụng đất , như đã thấy trên hình 6.20(b). Bản đ ồ càng m ới càng đ ược sử dụng nhiều, trong đó những người làm bàn đồ cung cấp các thông tin hữu ích cho các nhà địa chất. Những bản đồ này không diễn tả chi tiết của từng vùng để đánh giá từng địa điểm cụ thể nhưng đưa cho chúng ta 1 hướng dẫn chung cho việc lên kế hoạch sử dụng đất và đánh giá địa chất chi tiết hơn. Xác định rõ rủi ro trượt đất và làm các bản đồ rủi ro trượt đất thì rất phức tạp, bao hàm những việc như tính xác suất xuất hiện hay đánh giá khả năng tổn thất, thiệt hại. Nguy cơ cụ thể (Rs) với 1 cường độ xác định của trượt đất là : Rs= E x H x V, địa điểm E: là yếu tố của rủi ro trong vùng đã nghiên c ứu k ỹ (i.e.,giá tr ị v ề tài s ản, xã h ội và hoạt động kinh tế). H: là khả năng mà trượt đất v ới cường độ cụ thể s ẽ xảy ra. ( trong m ột th ời gian cho trước ). V: là hệ số thiệt hại , định nghĩa như một phần của yếu tố rủi ro E, ảnh h ưởng b ởi trượt đất cụ thể. Giá trị của V từ 0 (không thiệt hại) đến 1 (phá hủy hoàn toàn). Ví dụ: nếu một vùng đô thị trị giá 100 tỉ USD và khả năng xảy ra tr ượt đ ất r ộng l ớn trong khoảng 10 năm là 1 phần 1000 hay 0,001 và hệ số thiệt hại là 1%(0,01). Chủ nhà, người mua hay người xây dựng có thể đánh giá nguy cơ trượt đất trên những cơ ngơi trên sườn đồi, khi nhìn thấy những bằng chứng vật lý c ụ th ể, và nh ững d ấu hi ệu đó có thể cho biết vấn đề trượt đất tiềm tàng hay thực sự sẽ x ảy ra. D ấu hi ệu bao g ồm : các vết nứt nẻ công trình xây dựng hay những bức tường gần xung quanh đó, các c ửa chính và cửa sổ bị nén hay ép lại; những bức tường hay hàng rào bị méo đi, n ứt nh ững đ ường ống ngầm dưới mặt đất hay những công trình khác, xuất hiện lỗ thủng trong các h ồ b ơi, làm nghiêng cây và cột điện, làm nứt mặt đất hay có nhiều gò đống , và nó giống như 1 đặc trưng trên mặt đất , và sự rò rỉ nước dưới chân dốc. Sự có mặt của một hay nhiều đặc điểm đó không là bằng chứng hoàn toàn đ ể nói rằng trượt đất sẽ xảy ra. Ví dụ: những vết nứt trên tường có th ể t ạo ra do đ ất tr ương ra. Các đặc điểm khác như nhiều gò đống hay steplike ground ở trên những con d ốc v ừa ( l ớn h ơn 15%). Nhưng chắc chắn, việc hình dung khả năng tiềm tàng c ủa trượt đất cần thi ết ph ải được đánh giá bởi các nhà địa chất học. Xa hơn nữa, điều đó là thích hợp khi sự quan tâm của
chúng ta chỉ là tài sản; trượt đất thường rộng hơn những lô đất cá nhân; nh ững vùng g ần k ề nhau, đặc biệt là những vùng trên dốc và dưới dốc. (15) Việc phân chia bộ luật nhằm hạn chế tối đa rủi ro trượt đất đã ảnh h ưởng đ ến vùng trong Los Angeles từ 1963. sự thúc đẩy xây dựng những bộ luật này đã dẫn tới hậu quả là làm thiệt hại rất lớn về nhân mạng và tài sản vào những năm 50 và 60. Từ khi những nghiên cứu chi tiết về kỹ thuật địa chất được áp dụng, phần trăm số nhà trên đồi bị tàn phá bởi trượt đất và lũ lụt đã gi ảm đi 1 cách đáng k ể. Mặc dù, chi phí xây d ựng những công trình thì nhiều hơn khi áp dụng những quy định, nhưng chúng sẽ cân băng h ơn khi giảm những tổn thất từ những năm mưa. Và thậm chí thảm ho ạ tr ượt đất trong nh ững năm ẩm ướt tiếp tục đe dạo chúng ta, thì việc áp dụng những hi ểu bi ết v ề đ ịa ch ất và k ỹ thu ật trước khi xây dựng ở vùng đồi có thể giúp làm giảm tai biến. 2.2. Phòng ngừa trượt đất (Prevention of landslide) Việc phòng tránh những vụ trượt đất tự nhiên là rất khó khăn, nhưng v ới ý th ức và những việc thực hành tốt kĩ thuật có thể giúp ích nhiều hơn trong việc giảm thi ểu tai biến. Ví dụ, tải lượng trên đỉnh dốc, việc cắt vào những con dốc nhạy, placing fills trên những con dốc hoặc thay đổi tình trạng nước trên con dốc nên được tránh ho ặc làm v ới 1 s ự th ận tr ọng. Những kỹ thuật xây dựng thông thường để ngăn ngừa trượt đất bao g ồm cung c ấp vùng thoát nước trên và dưới mặt đất, loại bỏ những vật liệu rời rạc trên con dốc, xây d ựng những b ức tường hay những cấu trúc hỗ trợ cho con dốc, hay kết hợp cả 2. Kiểm soát vùng thoát nước: các cách thức kiểm soát thoát nước bề mặt và dưới đất có ảnh hưởng rất lớn đến việc tạo sự ổn định cho con dốc. Nh ững bi ện pháp c ơ b ản bao gồm giữ lượng nước chảy qua hay thấm vào trong dốc. Nước bề mặt có th ể chuyển h ướng xung quanh con dốc do các dạng thoát nước. Thông thường chúng ta áp d ụng cách này b ằng cách làm con đường cắt qua( hình 6.22a). Khối lượng nước thấm vào trong d ốc có th ể đ ược kiểm soát bằng cách che phủ dốc bằng các l ớp không th ấm n ước, nh ư là đ ất-xi măng, nh ựa đường, thậm chí cả chất dẻo (hình 6.22b). Nước ngầm có th ể b ị h ạn ch ế do vi ệc đào rãnh mương (a cutoff trench). Những rãnh mương được lấp đầy sỏi và đá thô và được đặt ở chỗ có thể ngăn chặn hoặc chuyển hướng dòng chảy ra xa con dốc tiềm tàng không bền vững. Phân loại: mặc dù sự phân loại dốc cho sự phát triển đã làm tăng tai biến trượt đất trong nhiều khu vực, nhưng sự phân loại có kế hoạch 1 cách cẩn thận có thể được sử dụng để làm tăng sự ổn định của dốc. 2 kỹ thuật thông thường làm gi ảm độ dốc là single cut-and- fill operation, and benching. Trong trường hợp đầu, vật li ệu ở phía trên c ủa d ốc đ ược di chuyển xuống gần vị trí cân bằng của dốc. Cứ như thế khi toàn độ dốc đã gi ảm xu ống, và vật liệu ở những chỗ góp phần tạo ra lực di chuyển bị di chuyển đi và đ ặt ở d ưới chân d ốc, đây là nơi làm tăng lực chống đỡ. Phương pháp này không được áp d ụng ở nh ững d ốc đ ứng. Lựa chọn khác là con dốc phải được cắt thành những bậc hay 1 số benches. The benches, được tạo ra cùng với vùng thoát nước bề mặt để đổi hướng nước chảy tràn, làm gi ảm đ ộ dốc, thêm vào đó, là sự lựa chọn tốt cho những khu vực lỡ đá và trượt đất nhỏ Công trình hỗ trợ dốc: retaining walls, được xây từ concrete cribbing(hình 6.23), sọt đựng đất, hoặc cột chống (cột bê tông, sắt hay giàn gỗ), nó s ẽ góp ph ần h ỗ tr ợ m ặt n ằm ngang của dốc. Chúng chống đỡ rất tốt khi chèn dưới chân dốc, lấp đất l ại v ới s ỏi thấm nước hoặc đá thô, và cung cấp những lỗ thoát nước để làm gi ảm s ự thay đ ổi áp l ực n ước khi xây dựng trên các con dốc. Một phương pháp khác cũng làm tăng đ ộ b ền c ủa d ốc nh ưng ít thông dụng hơn, bao gồm sự chen những đá nặng vào các lỗ mà đ ược đào xuyên qua l ớp đá rời rạc tiềm tàng tới lớp đá dính kết. Phương pháp này được sử dụng đ ể b ảo v ệ cho con d ốc ở đập Glen Canyon trên sông Colorado và đập Hanson trên sông Green ở Washington. Việc ngăn ngừa trượt đất có thể rất đắt, nhưng lợi ích của nó c ủa thể rất l ớn. Người ta ước tính rằng tỷ lệ lợi ích-chi phí cho việc ngăn ngửa tr ượt đất kho ảng t ừ 10 t ới 2000. C ứ
mỗi 1 USD dùng cho việc ngăn ngừa trượt đất, thì giá tr ị tích lu ỹ sẽ thay đ ổi t ừ 10 t ới 2000 USD. Tổn thất do không ngăn ngừa trượt đất được minh hoạ bởi 1 vụ trượt đất khủng khi ếp ở Utah. Đường trượt đã di chuyển ngang quang hẻm núi vào tháng 4/1983, tạo ra 1 con đập tự nhiên cao khoảng 60m và gây ra lũ ở khu dân cư c ủa Thistle (Utah), đ ường ray n ối li ền the Denver- Rio Grande và phần lớn đường cao tốc ở U.S (hình 6.24). Thi ệt h ại do tr ượt đ ất và cơn lũ gây ước tính khoảng 200 triệu. 2.3. Vụ trượt đất ở Thistle có liên quan đến sự hoạt động lại của các đường trượt cũ, mà nó đã được biết trong nhiều năm và khi xảy ra những c ơn m ưa l ớn thì nó ho ạt đ ộng trở lại. Vì vậy, nó có thể đã được biết khi có 1 cơn mưa lớn khủng khi ếp vào năm 1983 và đã gây ra thảm hoạ trượt đất. Thực vậy, khi xem xét lại lịch sử c ủa v ụ tr ượt đất, các nhà địa chất đã đồng ý rằng vụ trượt đất ở Thistle là có th ể nh ận ra đ ược, có thể dự đoán được và có thể ngăn ngửa được! Việc phân tích những dữ li ệu thích h ợp đã đồng ý rằng vị trí của vùng thoát n ước ngầm và việc ki ểm soát n ước ch ảy b ề m ặt sẽ làm hạ thấp mực nước ngầm trong Phòng ngừa trượt đất (Prevention of landslide) Việc phòng tránh những vụ trượt đất tự nhiên là rất khó khăn, nhưng v ới ý th ức và những việc thực hành tốt kĩ thuật có thể giúp ích nhiều hơn trong việc giảm thi ểu tai biến. Ví dụ, tải lượng trên đỉnh dốc, việc cắt vào những con dốc nhạy, placing fills trên những con dốc hoặc thay đổi tình trạng nước trên con dốc nên được tránh ho ặc làm v ới 1 s ự th ận tr ọng. Những kỹ thuật xây dựng thông thường để ngăn ngừa trượt đất bao g ồm cung c ấp vùng thoát nước trên và dưới mặt đất, loại bỏ những vật liệu rời rạc trên con dốc, xây d ựng những b ức tường hay những cấu trúc hỗ trợ cho con dốc, hay kết hợp cả 2. Kiểm soát vùng thoát nước: các cách thức kiểm soát thoát nước bề mặt và dưới đất có ảnh hưởng rất lớn đến việc tạo sự ổn định cho con dốc. Nh ững bi ện pháp c ơ b ản bao gồm giữ lượng nước chảy qua hay thấm vào trong dốc. Nước bề mặt có th ể chuyển h ướng xung quanh con dốc do các dạng thoát nước. Thông thường chúng ta áp d ụng cách này b ằng cách làm con đường cắt qua( hình 6.22a). Khối lượng nước thấm vào trong d ốc có th ể đ ược kiểm soát bằng cách che phủ dốc bằng các l ớp không th ấm n ước, nh ư là đ ất-xi măng, nh ựa đường, thậm chí cả chất dẻo (hình 6.22b). Nước ngầm có th ể b ị h ạn ch ế do vi ệc đào rãnh mương (a cutoff trench). Những rãnh mương được lấp đầy sỏi và đá thô và được đặt ở chỗ có thể ngăn chặn hoặc chuyển hướng dòng chảy ra xa con dốc tiềm tàng không bền vững. Phân loại: mặc dù sự phân loại dốc cho sự phát triển đã làm tăng tai biến trượt đất trong nhiều khu vực, nhưng sự phân loại có kế hoạch 1 cách cẩn thận có thể được sử dụng để làm tăng sự ổn định của dốc. 2 kỹ thuật thông thường làm gi ảm độ dốc là single cut-and- fill operation, and benching. Trong trường hợp đầu, vật li ệu ở phía trên c ủa d ốc đ ược di chuyển xuống gần vị trí cân bằng của dốc. Cứ như thế khi toàn độ dốc đã gi ảm xu ống, và vật liệu ở những chỗ góp phần tạo ra lực di chuyển bị di chuyển đi và đ ặt ở d ưới chân d ốc, đây là nơi làm tăng lực chống đỡ. Phương pháp này không được áp d ụng ở nh ững d ốc đ ứng. Lựa chọn khác là con dốc phải được cắt thành những bậc hay 1 số benches. The benches, được tạo ra cùng với vùng thoát nước bề mặt để đổi hướng nước chảy tràn, làm gi ảm đ ộ dốc, thêm vào đó, là sự lựa chọn tốt cho những khu vực lỡ đá và trượt đất nhỏ Công trình hỗ trợ dốc: retaining walls, được xây từ concrete cribbing(hình 6.23), sọt đựng đất, hoặc cột chống (cột bê tông, sắt hay giàn gỗ), nó s ẽ góp ph ần h ỗ tr ợ m ặt n ằm ngang của dốc. Chúng chống đỡ rất tốt khi chèn dưới chân dốc, lấp đất l ại v ới s ỏi thấm nước hoặc đá thô, và cung cấp những lỗ thoát nước để làm gi ảm s ự thay đ ổi áp l ực n ước khi xây dựng trên các con dốc. Một phương pháp khác cũng làm tăng đ ộ b ền c ủa d ốc nh ưng ít thông dụng hơn, bao gồm sự chen những đá nặng vào các lỗ mà đ ược đào xuyên qua l ớp đá rời rạc tiềm tàng tới lớp đá dính kết. Phương pháp này được sử dụng đ ể b ảo v ệ cho con d ốc ở đập Glen Canyon trên sông Colorado và đập Hanson trên sông Green ở Washington.
Việc ngăn ngừa trượt đất có thể rất đắt, nhưng lợi ích của nó c ủa thể rất l ớn. Người ta ước tính rằng tỷ lệ lợi ích-chi phí cho việc ngăn ngửa tr ượt đất kho ảng t ừ 10 t ới 2000. C ứ mỗi 1 USD dùng cho việc ngăn ngừa trượt đất, thì giá tr ị tích lu ỹ sẽ thay đ ổi t ừ 10 t ới 2000 USD. Tổn thất do không ngăn ngừa trượt đất được minh hoạ bởi 1 vụ trượt đất khủng khi ếp ở Utah. Đường trượt đã di chuyển ngang quang hẻm núi vào tháng 4/1983, tạo ra 1 con đập tự nhiên cao khoảng 60m và gây ra lũ ở khu dân cư c ủa Thistle (Utah), đ ường ray n ối li ền the Denver- Rio Grande và phần lớn đường cao tốc ở U.S (hình 6.24). Thi ệt h ại do tr ượt đ ất và cơn lũ gây ước tính khoảng 200 triệu. Vụ trượt đất ở Thistle có liên quan đến sự hoạt động lại của các đ ường tr ượt cũ, mà nó đã được biết trong nhiều năm và khi xảy ra những c ơn m ưa l ớn thì nó ho ạt đ ộng tr ở l ại. Vì vậy, nó có thể đã được biết khi có 1 cơn mưa lớn khủng khiếp vào năm 1983 và đã gây ra thảm hoạ trượt đất. Thực vậy, khi xem xét lại lịch sử của vụ tr ượt đất, các nhà đ ịa ch ất đã đồng ý rằng vụ trượt đất ở Thistle là có thể nhận ra được, có thể dự đoán đ ược và có th ể ngăn ngửa được! Việc phân tích những dữ liệu thích hợp đã đồng ý r ằng v ị trí c ủa vùng thoát nước ngầm và việc kiểm soát nước chảy bề mặt sẽ làm hạ thấp mực n ước ngầm trong các khối trượt đủ để ngăn ngừa thảm hoạ. Chi phí có việc ngăn ngừa trượt đất ước tính kho ảng từ 300.000 tới 500.000 USD, một con số rất nhỏ so với thi ệt hại. B ởi vì t ỷ l ệ l ợi ích-chi phí trong việc ngăn ngừa trượt đất là quá thuận l ợi dễ dàng, nên chúng ta ph ải th ận tr ọng trong việc đánh giá trượt đất hoạt động và trượt đất tiềm tàng ho ạt động trong những khu v ực mà chắc chắn thiệt hại có thể ngăn ngừa. 2.4. Hệ thống cảnh báo trượt đất (Landslide warning systems) Hệ thống cảnh báo trượt đất không thể ngăn chặn trượt đất nhưng nó có th ể cho chúng ta thời gian để sơ tán người dân và tài sản, dừng các tuyến tàu hỏa ho ặc đ ổi các tuy ến giao thông. Giám sát là hình thức cảnh báo đơn gi ản nhất. Nh ững khu v ực nguy hi ểm có th ể nhận biết bằng mắt bởi những thay đổi bên ngoài và những v ụ l ỡ đá nh ỏ trên đ ường và những khu vực khác có thể được chú ý do sư di chuyển nhanh chóng. Việc cho người giám sát những tai biến có ưu điểm là tin cậy và linh hoạt nhưng nó sẽ trở nên b ất l ợi trong đi ều ki ện thời tiết nguy hiểm và ở những vùng nguy hiểm. Những phương pháp cảnh báo khác bao gồm hệ thống điện, dụng cụ đo độ dốc, máy dò âm thanh dưới đất có thể nhận được những ch ấn động từ những tảng đá rơi. Những cái gi ếng cạn có th ể giám sát b ằng các d ấu hi ệu khi con dốc chứa 1 lượng lớn nước nguy hiểm. Ở 1 số vùng, quan sát đá lở cũng h ữu ích cho vi ệc phát hiện khi nào lượng mưa vượt quá ngưỡng cho phép và những trượt đất ở ch ỗ nông tr ở nên dễ dàng hơn. Thay đổi trượt đất (Landsildes Correction) Sau khi quá trình trượt đất bắt đầu, cách tốt nhất để ngăn ch ặn nó chính là t ấn c ống đến tiến trình bắt đầu trượt đất. Trong hầu hết các trường hợp, nguyên nhân gây ra tr ượt đ ất đó là sự gia tăng áp lực nước và trong những trường h ợp đó, 1 h ệ th ống thoát n ước phù h ợp nên được tiến hành. Nó có thể bao gồm thoát n ước bề mặt ở phần đầu c ủa đ ường tr ượt đ ể giữ cho lượng nước bề mặt thêm vào bằng quá trình thấm hay dùng ống thoát nước ngầm hay giếng để tháo nước và làm giảm áp lực nước. Sự thoát nước có khuynh h ướng tăng các l ực ngăn cản trên các vật liệu của dốc và do đó làm ổn định độ dốc. Thành công lớn nhất của hệ thống thoát nước được chứng minh thông qua mô t ả c ủa Kart Terzaghi. Sau 1 cơn bão có cường độ lớn, con dốc 30 0 đã xảy ra sự di chuyển lớp đá
biến chất bị phong hoá sâu sắc bởi thời tiết. Mặt phẳng trượt cách m ặt đ ất kho ảng 40 m và khu vực trượt đất khoảng 150m bề rộng và 300m bề dài. Trượt đất xảy ra gần tr ạm năng lượng thuỷ điện, vì vậy việc hành động ngay lập tức là rất c ần thi ết. Nh ững nghiên c ứu th ực tế chứng minh rằng nếu mực nước có thể hạ xuống khoảng 5m, thì sau đó các l ực ch ống đ ỡ sẽ tăng lên đủ để làm ổn định đường trượt. Hệ thống thoát n ước khi hoàn thành s ẽ g ồm những con kênh mương và những cái hố khoan sâu đến vùng có th ể ch ứa n ước c ủa đá. Sau khi có hệ thống thoát nước, sự di chuyển sẽ dừng lại và ngay cả khi đ ến mùa m ưa ti ếp theo mang theo 1 lượng mưa kỷ lục thì cũng không có sự di chuyển nào quan sát được. 8. Hiện tượng liên quan: Sạt lở đất, Lở tuyết, Sụt lún, Hố sụp, Trầm tích muối và sự sụp lún, Khai thác than đá và sự sụt lún 3. Lở tuyết (Snow avalanche) Hiện tượng lở tuyết là hiện tượng tuyết di chuyển theo dốc 1 cách nhanh chóng. Nếu có 1 lượng lớn đá, đất, cây kết hợp chặt chẽ với nhau, nó gi ống như 1 tr ận l ỡ tuyết cùng v ới các mảnh vỡ. Cũng như trượt đất, lở tuyết cũng có các lực di chuyển và các l ực ngăn c ản trên con dốc. Có khoảng 10000 vụ lở tuyết xảy ra hàng năm ở vùng núi phía tây n ước M ỹ, và có khoảng 1% trong số đó gây tổn thất về người và tài sản, gi ết ch ết trung bình 7 ng ười và thi ệt hại 300.000 USD. Số người mất tích ngày càng tăng cũng như s ố ng ười thám hi ểm nh ững vùng núi đó trong suốt mùa đông. Lở tuyết có thể xảy ra vào mùa tuyết khô hay tuyết ướt, và có 2 loại lở tuyết chính. + Loại thứ 1: lở tuyết do tuyết không kết dính (loose-snow avanlaches), xu ất hi ện khi tuyết rời rạc và có khuynh hướng gây thiệt hại nhỏ và shallow failure. + Loại thứ 2: slab avalanches, tuyết lở theo từng khối có diện tích kho ảng từ 100 đ ến 10000m3 và độ dày 0.1 đến 10m. Large slab avalanches có sức tàn phá và nguy hi ểm nhất, nó giải phóng 1 năng lượng rất lớn bằng cách huy động hàng tri ệu tấn băng tuy ết và r ơi xu ống theo độ dốc với tốc độ 5-30m/s (18- 100km/h) và có thể hơn nữa. Sức ép nằm ngang từ những vụ lở tuyết có khuynh hướng tăng từ 5-50 tấn/m 2, nhưng cũng có trường hợp tăng đến 100 tấn/m2. Để hiểu rõ về độ lớn của sức ép, chúng ta có thể tưởng tượng như sau với sức ép chỉ khoảng 3 tấn/m2 là đủ đánh sập được khung ngôi nhà và 100 tấn/m 2 có thể làm sập cả những cấu trúc bê tông được gia cố chắc chắn. Lở tuyết có thể bắt đầu khi 1 khối lượng tuyết và băng tr ượt xu ống d ốc do có 1 lượng lớn tuyết mới rơi xuống, hay khi có những thay đổi bên trong kh ối tuy ết t ạo ra ra những khối tuyết yếu (độ bền vết cắt yếu) dọc theo những n ơi mà tai ho ạ s ẽ xu ất hi ện. Khi tình trạng trở nên bất ổn, chỉ cần khối lượng của 1 người trượt tuyết thôi cũng có th ể gây ra lở tuyết. Một khi đã bắt đầu, lở tuyết có khuynh hướng theo những đường đã có sẵn (hình 6.25). Tuy nhiên lở tuyết cũng có thể xảy ra trên những con đ ường thông thoáng trên con d ốc. Những con đường tuyết đi thường có nhiều nhánh trên đỉnh và t ập trung l ại khi càng xu ống dốc. Do đó, trong 1 vài trường hợp lở tuyết sẽ đi qua những con đ ường chính trong 1 kho ảng thời gian ngắn, như sự tích tụ tuyết ở các nhánh trên cao rồi đ ột ngột v ỡ ra. Tai ho ạ có th ể xảy ra khi những công nhân đang dọn mảnh vỡ hay rác từ trận l ở tuyết đầu tiên và không đ ề phòng trận lỡ tuyết thứ 2 sẽ đến sau đó.
Rủi ro lở tuyết có thể giảm được bằng cách tránh xa những khu v ực nguy hi ểm, tăng độ ổn định của dốc bằng cách đặt thuốc nổ để dọn sạch tuyết, xây dựng những c ấu trúc đ ể làm chuyển hướng hay làm chậm sự lở tuyết, và trồng lại rừng trên nh ững con đ ường tuy ết lở vì những vụ lở tuyết lớn hiếm khi xảy ra trên những dốc có khu đất rừng rậm rạp. Tuyết lở chủ yếu đe dọa đến những người trượt tuyết trên cao, nơi dốc núi đ ứng, nhưng nó cũng đe dọa đến các khu resort trên núi, làng, đ ường xe l ửa, đ ường cao t ốc, và th ậm chí số khu vực của thành phố. Ví dụ như thủ đô Alaska, Juneau, đã xảy 1 tr ận l ở tuyết rất lớn. Trong 100 năm qua, những vụ lở tuyết lớn trên Juneau đã 6 l ần gi ải phóng 1 s ố l ượng băng và tuyết khổng lồ, và 1 số vụ lở tuyết đi ra tới tận bi ển. Không có 1 thi ệt h ại do l ở tuyết xảy ra suốt ¼ thập kỉ qua, tuy nhiên, đã có 1 khu vực phát tri ển hoàn ch ỉnh đ ược xây dựng doc theo dốc tuyết. Và nếu vụ lở tuyết lớn n ữa xảy ra, nó s ẽ tàn phá kho ảng 30 ngôi nhà, trường học, khách sạn và thậm chí quét đến c ảng n ơi mà hàng trăm tàu đang neo l ại. Người ta ước lượng rằng 1 ngôi nhà ở khu vực dốc tuyết có tuổi thọ kho ảng 40 năm, thì ch ắc chắn 96% khả năng sẽ bị phá huỷ bởi tuyết lở, cùng với những người sống ở đó, nhưng đa số họ đều hờ hững với lở tuyết. 4. Sụt lún (Subsidence) Sự tương tác giữa điều kiện địa chất và hoạt động của con người tạo ra nhiều nhân tố có liên quan một số lượng lớn tai nạn do sụt lún. S ụt lún là s ự chìm xu ống 1 cách nhanh chóng của những vật liệu trái đất. Hầu hết sụt lún gây ra là do s ự rút nh ững ch ất l ưu bên dưới hay bởi sự sụp đổ bề mặt và lớp đất gần bề mặt và đá trên những kho ảng tr ống d ưới mặt đất. Sự rút đi của dầu cộng với của khí và nước, của nước ngầm và của h ỗn h ợp h ơi nước và nước tạo ra năng lượng địa nhiệt và gây ra sụt lún. Trong t ất c ả tr ường h ợp, ngu ồn gốc chung tạo ra sụt lún đều giống nhau. Những lưu chất trong vật liệu trái đất bên d ưới b ề mặt trái đất có 1 áp lực lưu chất lớn và có khuynh hướng gi ữ lại l ớp v ật li ệu phía trên. Đó là lý do tại sao đá ở phần dưới đáy hồ bơi có vẻ nhẹ hơn: sức nổi tạo ra b ởi chất l ỏng có khuynh hướng nâng đá lên. Nếu sự chống đỡ hay sức n ổi được tạo ra từ vật li ệu trái b ị lo ại bỏ đất bằng cách bơm lưu chất ra, lực đẩy sẽ đi và sụt lún bề mặt sẽ xảy ra. Cách thức hoạt động thực tế của sụt lún có bao gồm sự liên kết từng hạt riêng lẻ vật liệu trái đất hay làm tăng lực hấp dẫn giữa các hạt với nhau bởi áp lực lưu ch ất th ấp. S ự s ụt lụt ở những vùng có dầu nói chung bao gồm sự suy giảm áp lực lưu chất, từ 2.8 x 10 7 Pa ở độ sâu nhất định (hàng ngàn m) trên 1 diện tích tương đối nhỏ, ít hơn 150 km 2. Hay nói cách khác, sụt lún là kết quả từ sự rút xuống của nước ngầm có liên quan đến sự suy gi ảm t ương đ ối thấo áp lực lưu chất, thường thấp hơn 1.4 x 10 6 Pa, ở độ sâu tương đối nông (thấp hơn 600m), trên 1 diện tích rộng, thỉnh thoảng là hàng trăm km2. Hàng trăm km2 ở trung tâm thung lũng California đã bị lún xuống đó là k ết qu ả c ủa việc bơm quá mức nước ngầm. Hơn 5000 km 2 ở Los Banos– Kettleman đã bị lún 0.3m và trong khu vực này, 1 đoạn 113 km đã bị lún trung bình hơn 3m, lớn nhất kho ảng 9m. Khi b ị khai thác, áp lực lưu chất được giảm và những hạt dính sát vào nhau (hình 6.27), và tác đ ộng tới bề mặt gây ra sụt lún. Ví dụ tương tự của sụt lún gây ra bởi việc b ơm quá m ức đ ược ghi nhận gần Phoenix, Arizona: Las Vegas, … sụt lún có thể gây ra những khe n ứt dài (hàng trăm mét) và sâu (vài mét) trên bề mặt để hình thành trầm tích. 4.1. Hố sụp Sự lở đất cũng được gây ra bởi sự di chuyển của các vật li ệu bên d ưới m ặt đ ất theo các quá trình tự nhiên. Những lỗ hổng thường hình thành bên trong nh ững v ật li ệu hoà tan
được như đá vôi và khoáng và khi chịu tác động của những khối đá nặng bên trên có th ể làm nó sụp đổ. Kết quả là hình thành nên sinkhole, khu vực xung quanh của n ơi đ ất l ở gây ra b ởi sự sụp đổ của các lổ hỏng bên dưới mặt đất. Vài lổ hổng có thể r ộng h ơn 30m và sâu h ơn 15m. Trong tự nhiên một vài lỗ hổng có thể bị che lấp bởi các vật liệu vỡ vụn, do sự thi ếu trách nhiệm trong việc khảo sát, chúng ta có thể xây dựng các công trình bên trên và ch ịu tác dụng của hiệu ứng chồng chất chúng có thể sụp đổ và để lại nhung hậu qu ả to l ớn. đi ển hình là trường hợp của lỗ hổng Allentown. Một nơi gần Tampa, Florida bất ngờ sụp đổ làm bi ến m ất m ột phần v ườn cam vào năm 1973. Lỗ hỏng lớn nhất có tên Decmeber Giant rộng 120m và sâu 45m hình thành n ắm 1972 gần Motevallo, Alabama, rộng hơn đột ngột do các t ầng đ ất m ặt b ị s ụp đ ổ b ởi các l ớp đá vôi bên dưới bị khoét thủng. Lỗ hổng cũng được gây ra bởi sự m ất mát c ủa t ầng đ ất sét, những người dân gần khu vực này đã kể rằng họ đã nghe đ ược m ột ti ếng n ổ l ớn gây ra b ởi sự sụp đổ của cây cối cùng với các chấn động đã làm nhà họ lung lay. Lỗ hổng để lại nhiều hậu quả to lớn đến các công trình như: đ ường cao t ốc, nhà c ửa, các cấu trúc và cơ sở vật chất… các dao động tự nhiên và nhân tạo trong m ực n ước ng ầm có thể là một bộ phận cơ giới gọn gàng. Mực nước ngầm cao là điều kiện c ần thi ết cho vi ệc mở rộng các hang lớn, và sự nổi của n ước giúp cho việc ch ống đ ỡ những ch ất quá n ặng. Mực nước hạ xuống làm lộ ra các trụ nổi và các cơ sở vật chất bị sụp đổ. Điều này đ ược minh chứng vào ngày 8 tháng 5 năm 1981, ở công viên n ước mùa đông, Florida, khi m ột l ỗ hổng lớn bắt đầu phát triển, nó rộng lên nhanh chóng trong vòng 3 ngày và nu ốt ch ửng m ột phần hồ bơi, nhiều ô tô và một ngôi nhà. Tổn thất do lỗ h ổng gây ra v ượt h ơn 2 tri ệu USD. Lỗ hỏng hình thành mỗi năm gần trung tâm Florida khi m ực n ước ng ầm xu ống th ấp nh ất. L ỗ hổng ở công viên mùa đông được hình thành trong suốt mùa hạn khô, khi m ựa n ước ngầm thấp kỉ lục. vị trí lổ không thể lường trước vì trong suốt mùa hạn đã xu ất hi ện r ất nhi ều l ỗ hổng nhỏ xung quanh “Công viên nước mùa đông”. Case history Lehigh Valley, Pennsylvania. Ngày 23 tháng 5 năm 1986, một lỗ lún đất lớn đã đ ược hình thành ở thung lũng Lehigh gần Allentown miền dông Pennsylvania. Trong khoảng thời gian khoảng vài phút, vụ sụp đổ đã để lại một hố dất sâu 14m và có đường kính tới 30m, gây thiệt hại cho một con đưòng, nhiều bãi đậu xe, vỉa hè, nhiều hệ thống dẫn nước cùng với nhiều vật ch ất thi ết th ực khác. 17 người dân không thể thoát ra được khi lỗ hỏng xuất hiện, công tác ổn định và s ửa ch ữa lên đến 1,5 triệu USD. Phần phía Bắc thung lũng có nền tảng là khoáng di ệp th ạch, trái l ại đá vôi bao gồm một phần phía Nam. Thung lũng hình thành bởi s ự nâng đ ỡ c ủa đá cát k ết ở phía bắc còn phía nam là đá granít tiền kỉ camri và đá gờ nai. Những hình ảnh từ những năm 1940 đến 1969 là những minh chứng cho các l ỗ h ỏng sinh ra do lở đất trong lịch sử. năm 1940, lỗ hỏng được vẽ là m ột cái h ồ v ới đ ường kính khoảng 65m. năm 1958, cái hồ cạn nước tạo thành một hố rỗng và được trồng cây lên đó và khu vực xung quanh được trồng trọt như những cánh đồng. bức ảnh năm 1960 cho th ấy những tư liệu về việc con người đang sử dụng hố rỗng đó cho việc tải nhựa đ ường và nhi ều vật liệu vỡ rời khác. Đến năm 1969 thì không còn bức những tư liệu diễn tả về bề mặt của hố rỗng, nó dường như đã bị lắp kín và xuất hiện những cách đồng bên trên nó. Thậm chí lỗ hỏng còn được lắp đầy bởi rác và các loại vật liệu vỡ vụn khác, nó vẫn nhận được nước thải từ các công trình và ngày càng tăng lên bởi quá trình đô thị hoá. Nguồn nước bao gồm mưa, bão, các nước thải từ các khu chung cư và thành thị.theo m ột vài ph ỏng đoán thì việc nước rò rỉ cũng góp phần làm tăng lượng nước ô nhiễm ở khu vực có lỗ hỏng, ngoài ra, do sự đô thị hoá làm nhu cầu nước ngầm và tài nguyên tăng cao dẫn đ ến s ự suy giảm cửa mực nước. các chất thải đô thị tác động làm vỡ vụn hoặc di dời các vật li ệu bao
phủ bề mặt của phần đất có khả năng sụp lún trong khi mực nước ngầm giảm là nguyên nhân làm giảm khả năng che đậy chống đỡ của các tầng bên cưới dẫn đ ến hình thành l ỗ hỏng trên đất như trường hợp lỗ hỏng ở công viên mùa đông. 4.2. Trầm tích muối và sự sụt lún (Salt deposits and subsidence) Nhiều vụ lở đất cũng có liên quan đến các mỏ muối, dầu và các m ỏ khác. Mu ối thường được khai thác bằng phương pháp: nước được tiêm vào hoà lẫn trong m ỏ mu ối, sau đó các muối lắng xuống khi nước đã quá bão hoà, cuối cùng mu ối đ ược b ơm ra ngoài. Mu ối được lấy ra để lại một lỗ hỏng trong đá gốc làm nó yếu đi và khó l ấp đ ầy l ại đ ược. đi ều này đã để lai hững hậu quả to lớn. Một vụ lở đất gần Detroit năm 1970, lỗ hỏng rộng 120m và sâu 90m. M ột n ơi khác ở Vigirna,lở đất làm mất tích hai hộ gia đình. Theo lời k ể c ủa người dân đ ịa ph ương thì m ột gia đình đã dọn đi trước khi sự việc xảy ra khi nằm m ơ thấy núi sụp xu ống. Khai thác mu ối bằng những phương pháp khác cũng có thể gây ra các vụ lở dất ( tr ường h ợp ở Lake Peigneur, Louisiana ) Những lỗ hỏng lớn liên quan đến việc xây dựng nền móng có thể xảy ra bên trong m ỏ muối. Ví dụ: tháng 5 năm 1980, vùng đông nam Kermit, Texas, m ột l ỗ h ỏng r ộng kho ảng 110m và sâu 34m đã hình thành sau 48 giờ được đặt tên là Winksink. Wink Sink và các bi ểu hiện tương tự là kết quả của các quá trình tự nhiên, khi vết nứt gãy trong nền móng căn bản của muối bị nước ngầm hoà tan đạt đến một kích thước nhất định nào đó sẽ gây ra l ở đất và dể lại những lổ hỏng. Vì điều này là một quá trình tự nhiên và những v ết đ ứt gãy luôn t ồn tại, nếu không được cảnh báo sớm, trong tương lai sẽ lan rộng đến nhiều khu vực khác. Case history Lake Peigneur, Louisiana Một điển hình cho việc sụp lún đất có liên quan đến m ỏ muối đ ược nảy ra vào ngày 21 tháng 11 năm 1980 ở phía Nam Louisana, khi mực nước hồ Peigneur quá thấp, trung bình chỉ khoảng 1 mét do sự rút tháo nước bởi sự sụp đổ của mỏ muối bên dưới, nguyên nhân là do các hoạt dộng của các mỏ khoan đục một lỗ bên trong của mỏ muối. Hồ Prigneur tháo nước nhanh đến mức 10 xà lan, 1 tàu kéo, 1 xà lan máy khoan dầu bị biến mất trong xoáy nước trên mỏ. May mắn là 50 cong nhân mỏ dầu và 7 người tren tàu đã thoát hiểm. Vụ sụp đất xảy ra ở phạm vi rất rộng hơn 25ha, bao gồm một khu vườn sinh thái, nhiều nhà kính với mỗi căn trị giá đến 500.000USD. Khu vườn b ị phá v ỡ b ởi b ởi nh ững khe nứt lớn có những bậc dốc gồ ghề và đất ở bên trên tr ượt xuống nh ững g ờ m ới t ạo thành c ủa hồ. sau đó, hồ peigneur bất ngờ được lấp đầy nước trở lại do nhận được nước từ con kênh nối liền với Gulf, Mexicô. 9 xà lan bị chìm lúc trước bất chợt lại nổi trên b ề m ặt h ồ 2 ngày sau đó. Vào năm 1983, thiệt hại của hồ Peigneur đã được bù đắp bởi 30 triệu USD từ các công ty khai thác dầu có liên quan, đồng thời những người sở hũư vườn sinh học và các hộ cá nhân cũng đã được bồi thường 13 triệu USD. Việc nước tăng giảm ở hồ Peigneur đã đặt ra nhiều câu hỏi lớn có liên quan cấu trúc và tình trạng không bị phân chia của các mỏ muối. đồng thời lên kế hoạch và có các chiến lược về việc dự trữ dầu thô và công tác khai thác ở các mỏ khoáng sản. Khai thác than đá và sự sụt lún: (Coal mining and subsidence) Trong các mỏ dầu lửa, các thao tác lấy dầu trên bề mặt đã và đang gây ra nhi ều v ấn đề về sạt lở đất.
Ở vùng Pinsburgh, nơi có mỏ dầu hoạt động hơn một thế kỉ nay, trong nh ững năm trước các công ty lấy dầu trực tiếp không có trách nhiêm bảo vệ đã để lại nhi ều h ư t ổn trên bề mặt mỏ dầu. kết quả thật nghiêm trọng khi dầu được dẫn đến đất canh tác, mặt khác đô thị hoá nhanh cũng để lại những hậu quả do vi ệc cần dầu làm nguyên li ệu. N ếu t ất c ả d ầu được lấy lên, nguy cơ lở đất sẽ cao. Nếu chỉ dùng 50% số dầu trong m ỏ thì d ầu ch ỉ th ường cung cầp cho các cơ quan có thẩm quyền. Nhiều trường hợp đựơc báo cáo lại, hậu quả do sạt lở đất trên các m ỏ dầu đã ngưng hoạt động hơn 50 năm. Điển hình, tháng 1 năm 1973, vào m ột buổi sáng vài ngưòi dân ở Wales, Britain trong khi đang lái xe thì một đoạn đường bất ngờ s ụp xu ống tạo thành m ột l ỗ sâu khoảng 10m, xe của họ sắp dổ ngay bờ vựctrong khi họ c ố gắng thoát ra an toàn. V ụ s ụp đổ xảy ra ngay trên một phần của mỏ dầu, nó huỷ hoại nhi ều dịch v ụ thi ết yếu. Nhi ều trường hợp tương tự đã xảy ra trong quá khứ và có thể còn tiếp diễn trong tương lai