Xác định độ sâu mặt trượt bằng phương pháp đánh giá sự biến đổi chỉ tiêu cơ lý của đất trong thân khối trượt

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 25 
XÁC ĐỊNH ĐỘ SÂU MẶT TRƯỢT BẰNG PHƯƠNG PHÁP 
ĐÁNH GIÁ SỰ BIẾN ĐỔI CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐẤT 
TRONG THÂN KHỐI TRƯỢT 
NGUYỄN QUỐC THÀNH*, VY THỊ HỒNG LIÊN, 
NGUYỄN TRUNG KIÊN, TRẦN VĂN PHONG 
Determining the depth of landslide surface by assessing the 
variation of some phisico-mechanical parameters of soils in the 
landslide mass 
Abstract: Determining the depth of landslide surface is an principal 
problem of landslide study projects for the purpose of predicting the 
stability of landslide mass. For this, there are some methods putting in 
the practice. The paper presents results of determining the depth of 
landslide surface by assessing the variation of some phisico-
mechanical parameters of soils in the landslide mass. In comparison 
with some other, the results are considered acceptable. 
MỞ ĐẦU* 
Việc xác định độ sâu của mặt trƣợt là một trong 
các nhiệm vụ chính trong nghiên cứu chi tiết độ 
nguy hiểm trƣợt và đƣa ra các giải pháp phòng 
chống trƣợt. Đã có rất nhiều phƣơng pháp xác định 
độ sâu mặt trƣợt đƣợc sử dụng trong thực tế. Bài 
báo đƣa ra cách xác định độ sâu mặt trƣợt thông 
qua đánh giá sự biến đổi chỉ tiêu cơ lý của đất 
theo chiều sâu trong thân khối trƣợt (lấy ví dụ 
cho khối trƣợt trung tâm thị trấn Cốc Pài, huyện 
Xín Mần, tỉnh Hà Giang). 
1. Các phƣơng pháp xác định mặt trƣợt 
Mặt trƣợt là bề mặt mà ở đó các khối đất đá 
trƣợt tách ra và dịch chuyển xuống dƣới thấp. 
Mặt trƣợt là dấu hiệu để nhận biết hiện tƣợng 
trƣợt (hình 1). Mặt trƣợt thực tế là một đới phá 
hủy của đất đá trong lòng mái dốc. 
Có nhiều cách để xác định mặt trƣợt hiện nay 
đang sử dụng: 
* Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ 
Việt Nam 
 Tác giả liên hệ: thanhnqdc55@gmail.com 
Hình 1: Cấu trúc kh i tr ợt 
(theo D.J. VARNES 1978) 
 Xác định mặt trƣợt bằng phần mềm 
Geoslope: 
Phần mềm GEO-SLOPE là phần mềm phổ 
biến dùng để tính ổn định cho khối trƣợt. 
Phần mềm dùng các phƣơng pháp khác nhau 
trong kiểm toán trƣợt: Bishop, Janbu, 
Ordinary để xác định hệ số ổn định trƣợt F, 
từ đấy chỉ ra mặt trƣợt nguy hiểm. Việc sử 
dụng phần mềm này để tìm mặt trƣợt yêu cầu 
phải có công cụ, số liệu đầu vào và kỹ năng 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 26 
sử dụng phần mềm thành thạo, vì vậy tốn 
nhiều thời gian và kinh phí. 
 Xác định mặt trƣợt qua công tác khoan 
khảo sát ĐCCT trên thân khối trƣợt: 
Tiến hành khoan khảo sát ĐCCT trên thân 
của khối trƣợt và lấy mẫu liên tục để xác định 
chỉ tiêu cơ lý đất đá đồng thời đánh giá mức độ 
phá hoại của mẫu, tìm ra độ sâu mà ở đó đất đá 
bị phá hủy mạnh. Đây chính là mặt trƣợt của 
khối trƣợt. 
 Xác định mặt trƣợt bằng thiết bị đo dịch 
chuyển ngang inclometer 
Thiết bị đo dịch chuyển ngang inclometer 
dùng để đo tốc độ dịch chuyển của đất đá tại các 
độ sâu khác nhau bằng cách quan trắc độ 
nghiêng tại các đoạn của một ống vách đƣợc lắp 
đặt trong một hố khoan đặt trong thân của khối 
trƣợt. Đáy của ống vách đƣợc đặt vào độ sâu ổn 
định, nằm dƣới mặt trƣợt. Khi dịch chuyển trƣợt 
xuất hiện, khối đất bên trên của mặt trƣợt sẽ 
dịch trƣợt theo mái dốc gây ra biến dạng ống 
vách, làm thay đổi độ nghiêng của ống vách với 
các mức độ khác nhau. Cho tới nay, việc xác 
định độ sâu mặt trƣợt bằng inclometer có tính 
chính xác cao nhất tuy nhƣợc điểm của phƣơng 
pháp này là cần nhiều thời gian để lắp đặt thiết 
bị và thu thập số liệu, giá thành của máy móc 
đắt đỏ. 
èng v¸ch tr-íc khi tr-ît
èng v¸ch sau khi tr-ît
BÒ mÆt ®Þa h×nh
MÆt tr-ît
Hình 2: Tương tác gữa ống vách đo chuyển vị 
ngang và dịch trượt dưới nền đất 
2. Xác định độ sâu mặt trƣợt bằng phƣơng 
pháp đánh giá sự biến đổi của chỉ tiêu cơ lý 
đất theo chiều sâu (ví dụ xác định độ sâu mặt 
trƣợt cho khối trƣợt Trung tâm thị trấn Cốc 
Pài, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang) 
Khối trƣợt Trung Tâm nằm trong khu dân cƣ 
thị trấn Cốc Pài, bên cạnh UBND huyện Xín 
Mần. Đỉnh của khối trƣợt nằm trên taluy đƣờng 
giao thông liên xã phía trên của đài tƣởng niệm 
liệt sĩ huyện Xín Mần. Khu vực đài tƣởng niệm 
liệt sĩ là trung tâm của khối trƣợt. Đây là một 
khối trƣợt kích thƣớc lớn, kích thƣớc: dài 500m, 
rộng khoảng 250m và cao 100m, dịch chuyển 
mạnh vào mùa mƣa. Hiện tƣợng trƣợt xảy ra 
trong lớp vỏ phong hóa sƣờn - tàn tích. Địa hình 
dốc thoải khoảng 150 - 250. 
Hình 3: Mặt bằng khu vực kh i tr ợt Trung tâm 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 27 
Công tác khảo sát địa chất công trình xác 
định đƣợc 5 lớp đất: 
Lớp1: Lớp đất lấp. Phân bố trên cùng, có bề 
dày nhỏ và biến đổi từ 0- 3,8m. Thành phần đất 
lấp là sét pha lẫn dăm sạn, mảnh vụn, phế thải, 
mùn thực vật v.v không có ý nghĩa xây dựng. 
Lớp 2: Lớp sét pha xám ghi, xám vàng nửa 
cứng đến cứng . Đây là sản phẩm phong phóa 
hoàn toàn từ đá phiến xericit-clorit. Lớp này 
phân bố ở hầu hết các hố khoan. Đất chủ yếu có 
màu xám ghi, xám vàng, hoặc xám xanh, trên bề 
mặt thƣờng có ánh mica, cấu tạo vi lớp rõ đến 
không rõ. Có mẫu chứa ít sạn, có mẫu không 
sạn, đôi khi gặp ổ ôxít sắt màu đen. 
Lớp 3: Lớp sét pha lẫn dăm sạn trạng thái 
cứng màu xám ghi, xám vàng phong hóa từ đá 
phiến Sericit-clorit. Lớp này phân bố ở tất cả 
các hố khoan, nằm dƣới lớp 1 và lớp 2. Đất màu 
xám ghi, xám vàng có khi xám xanh, mặt có ánh 
mica, cấu tạo vi lớp. Đất là sét pha chứa nhiều 
bụi, có tính trƣơng nở ít, tan rã nhanh. Các đặc 
trƣng về thành phần hạt và chỉ tiêu vật lý biến 
đổi không nhiều. Đất tuy khá chặt, trạng thái từ 
nửa cứng đến cứng, nhƣng sức chống cắt thấp. 
Lớp 4: Đá phiến sericit-clorit phong hóa nứt 
nẻ dập vỡ mạnh, xám ghi, xám đen (đới đá 
phong hóa trung bình). 
Lớp 5: Đá phiến sericit-clorit phong hóa nứt 
nẻ trung bình, màu xám ghi, xám sáng (đới đá 
phong hóa nhẹ). 
Vào mùa mƣa, trên thân khối trƣợt quan sát thấy 
nƣớc chảy từ miệng hố khoan khảo sát số 3 (HK3). 
Hình 4: Mặt cắt ĐCCT qua các h khoan HK1, HK2,HK4 và HK3 
Mặt trƣợt là đới phá hủy của đất đá trong 
thân khối trƣợt, ở đây độ bền của đất có sự 
thay đổi rõ rệt, chỉ tiêu cơ học của đất đá là 
lực dính kết của đất C, góc ma sát trong suy 
giảm, độ ẩm W tăng cao do sự có mặt của 
nƣớc. Thiết lập biểu đồ sự biến đổi của các chỉ 
tiêu trên theo độ sâu, cho phép xác định đƣợc 
đới phá hủy trong khối đất và đó chính là mặt 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 28 
trƣợt. Thiết lập sự biến đổi theo chiều sâu của 
độ ẩm W (%), lực dính kết C, góc ma sát trong 
 tại hố khoan HK2, HK5, HK4 và HK3 ngay 
trên thân khối trƣợt cho kết quả khá rõ sự hình 
thành mặt yếu tạo nên mặt trƣợt (hình 5, 6,7 
và 8). Ở đây, kết cấu của đất đã bị phá hoại; 
có sự lƣu thong của nƣớc làm độ ẩm gia 
tăng đáng kể, trong khi lực dính kết C và 
góc ma sát trong lại giảm về giá trị gần 
nhƣ nhỏ nhất . 
Hình 5. Biểu đồ sự biến đổi: a) độ ẩm; b) góc ma sát trong và 
c) lực kết dính theo chiều sâu t i h khoan 2 
Hố khoan 2 và hố khoan 5 nằm cùng cao độ 
và cách nhau 100m, thiết lập sự biến đổi theo 
chiều sâu của độ ẩm W (%); lực dính kết C; góc 
ma sát trong cho kết quả khá tƣơng đồng. 
Hình 6. Biểu đồ biến đổi: a) độ ẩm; b) góc ma sát trong và c) lực kết dính theo chiều sâu t i h khoan 5 
Trên hình 5a độ ẩm đạt giá trị lớn nhất là 35% ở 
độ sâu khoảng 8m, hình 5b góc ma sát trong đạt giá 
trị nhỏ nhất ở độ sâu 9-11m; trong hình 5c lực dính 
kết đạt giá trị nhỏ nhất ở độ sâu trong khoảng 9 - 
11m và đới này có thể coi là mặt trƣợt. Chỉ tiêu độ 
ẩm tăng cao trong đới xung yếu có thể giải thích 
đƣợc vai trò quan trọng của nƣớc ngầm trong quá 
trình hình thành và phát triển trƣợt ở đây. Tƣơng tự 
nhƣ vậy, trên các hình 7 và hình 8 dƣới đây, dựa 
vào giá trị lớn nhất của W, nhỏ nhất của góc ma sát 
trong và lực dính kết, có thể xác định đƣợc vị trí 
mặt trƣợt tại HK4 là từ 8-11m và tại HK3 là 5m. 
a) b) 
c) 
a) 
b) c) 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 29 
Hình 7. Biểu đồ biến đổi: a) độ ẩm; b) góc ma sát trong và 
c) lực kết dính theo chiều sâu t i h khoan 4 
Hình 8. Biểu đồ biến đổi: a) độ ẩm; b) góc ma sát trong và 
c) lực kết dính theo chiều sâu t i h khoan 3 
Nhƣ vậy, có thể xác định đƣợc vị trí mặt 
trƣợt thông qua sự biến đổi tính chất cơ lý 
của đất đá trong suốt chiều sâu hố khoan. Ở 
đây, mặt trƣợt đƣợc xác định nhờ nối các 
điểm mà mặt trƣợt đi qua. Chiều sâu của 
mặt trƣợt trong HK2 là 9- 11m, HK5 là 8- 
11m, HK4 là 8- 11m và HK3 là 5m. Khi đã 
xác định đƣợc độ sâu của mặt trƣợt cho 
phép đề xuất sơ đồ kiểm toán và chọn đƣợc 
các biện pháp công trình để giảm ứng suất 
cắt, hoặc tăng sức chống cắt hoặc tác động 
đồng thời. 
3. Kiểm tra kết quả xác định độ sâu mặt 
trƣợt bằng các phƣơng pháp khác 
 Kiểm tra lại việc xác định độ sâu mặt trƣợt 
bằng phần mềm Geo slope 
a) 
b) 
c) 
a 
qu
ot
e 
fro
m 
th
e 
do
cu
m
en
t 
or 
th
e 
su
m
m
ar
y 
of 
an 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 30 
1.414
HK 4
HK 3
HK 2
HK 1
Lop 1
Lop 2
Lop 3
Lop 4
Lop 5
Khoang cach (m)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
C
a
o
 d
o
 (
m
)
415
420
425
430
435
440
445
450
455
460
465
470
475
480
485
490
495
500
505
510
Hình 9. Mặt cắt dùng để kiểm toán kh i tr ợt 
Kết quả tính cho thấy, ở điều kiện khô tự 
nhiên khối trƣợt ổn định với hệ số an toàn Fs 
thay đổi từ 1,412 (Ordinary) và 1,414 (Janbu) 
tới 1,549 (Bishop). Độ sâu của mặt trƣợt tại 
HK2 là 11m, HK4 là 11m và HK3 là 5m. 
 Kiểm tra lại việc xác định độ sâu mặt trƣợt bằng thiết bị đo chuyển vị ngang 
Trục A: Hƣớng dịch chuyển trƣợt Trục B: Hƣớng vuông góc dịch chuyển trƣợt 
Hình 10. Đồ thị dịch chuyển lũy tích h khoan quan trắc kh i tr ợt Trung tâm 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 31 
Từ đồ thị đo chuyển chuyển vị ngang trên 
đây, có thể nhận ra độ sâu của đới phá hủy ở 
khoảng 8- 12m. 
Nhƣ vậy, kết quả xác định độ sâu mặt trƣợt 
theo Geo slope và theo thiết bị đo chuyển vị 
ngang tƣơng tự với kết quả của việc xác định độ 
sâu mặt trƣợt bằng đánh giá sự biến đổi chỉ tiêu 
cơ lý của đất theo chiều sâu. Theo Geoslope độ 
sâu mặt trƣợt tại HK2 là 11m, HK4 là 11m và 
HK3 là 5m; theo thiết bị inclometer độ sâu mặt 
trƣợt là 8- 12m; còn theo đánh giá sự biến đổi 
chỉ tiêu cơ lý theo chiều sâu tại HK2 là 9- 11m, 
HK5 là 8- 11m, HK4 là 8- 11m và HK3 là 5m. 
Việc sử dụng phƣơng pháp đánh giá sự biến đổi 
chỉ tiêu cơ lý đất theo chiều sâu để xác định độ 
sâu mặt trƣợt là khả thi. 
KẾT LUẬN 
1. Xác định độ sâu mặt trƣợt là cần thiết 
trong nghiên cứu tai biến trƣợt lở ở tỷ lệ lớn và 
chi tiết. 
2. Việc xác định độ sâu mặt trƣợt bằng 
phƣơng pháp đánh giá sự biến đổi chỉ tiêu cơ lý 
đất theo chiều sâu trong thân khối trƣợt là khả 
thi và có kết quả tƣơng đối chính xác. Kết quả 
tính đã đƣợc kiểm tra độ chính xác bằng các 
phƣơng pháp xác định độ sâu mặt trƣợt phổ biến 
hiện nay. 
3. So với các phƣơng pháp khác, xác định 
độ sâu mặt trƣợt bằng phƣơng pháp đánh giá 
sự biến đổi chỉ tiêu cơ lý đất theo chiều sâu có 
ƣu điểm là đơn giản, nhanh gọn, thuận tiện 
cho việc đánh giá sơ bộ độ nguy hiểm của 
khối trƣợt. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Geologie inginereasca (1981), NXB kỹ 
thuật Bucaret. 
2. Trần Trọng Huệ và nnk (2010), Nghiên 
cứu đánh giá và dự báo chi tiết hiện t ợng 
tr ợt - lở và xây dựng các giải pháp phòng 
ch ng cho thị trấn C c Pài, huyện Xín Mần, 
tỉnh Hà Giang - mã số KC.08/06-10, Đề tài 
độc lập cấp nhà nƣớc. 
3. Nguyễn Quốc Thành và nnk. (2005), Tính 
chất chu kỳ của hiện t ợng dịch chuyển các 
kh i đất đá ở một s nơi thuộc miền núi Bắc Bộ, 
Đề tài cấp Viện Địa chất-VKH & CN Việt Nam. 
4. Nguyễn Quốc Thành và nnk. (2008), 
Nghiên cứu xây dựng hệ th ng quan trắc cảnh 
báo tr ợt đất ở các vùng tr ng điểm (khu vực 
thành ph Hoà Bình), Đề tài cấp VKHCN 
Việt Nam. 
5. LEE W.ABRAMSON, THOMAS. S. LEE 
(2002), Slope Stability and Stabilization 
Methods, John Wiley & Sons, Inc-New York. 
Ng i phản biện: PGS.TS ĐOÀN THẾ TƢỜNG