Họp Hội đồng đánh giá nghiệm thu cấp cơ sở nhiệm vụ KHCN năm 2015 “Nghiên cứu ứng dụng thiết bị cắt vòng xét đến ảnh hưởng của mưa và động đất đến hiện tượng trượt đất nhanh dọc các tuyến giao thông chính tại Việt Nam“ Mã số: DT 154010

Tham dự cuộc họp có TS. Đỗ Hữu Thắng, Phó Viện trưởng, chủ tịch Hội đồng,  các thành viên của Hội đồng theo Quyết định số 1423/ QĐ-VKHCN ngày 4/7/2016 của Viện Khoa học và Công nghệ GTVT và nhóm thực hiện đề tài.

 Việt Nam có tỷ lệ địa hình đồi núi chiếm tới 3/4 diện tích toàn lãnh thổ. Với địa hình phân cắt hiểm trở do sự kiến tạo mạnh mẽ của vỏ trái đất cộng với cấu trúc địa chất phức tạp với sự phân cắt nghiêm trọng của các lớp đất. Bên cạnh đó, vị trí địa lý của Việt Nam nằm trên bờ biển Thái Bình Dương, nên chịu ảnh hưởng của khí hậu gió mùa với lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 3.000 – 4.500 mm/năm. Chính vì vậy, có thể nói rằng hiện tượng trượt đất là một trong những thiên tai nghiêm trọng nhất tại Việt Nam. Đặc biệt gần đây, do hiện tượng phá rừng ngày càng nghiệm trọng, hiện tượng trượt nhanh (lũ ống) đang xẩy ra trên diện rộng ở Việt Nam.Theo thống kê, khối lượng trượt đất hàng năm trên các tuyến đường sau mùa mưa ở Việt Nam vào khoảng vài trăm nghìn mét khối. Thiên tai này không chỉ gây tắc nghẽn các tuyến đường chính gây thiệt hại nghiêm trọng cho nền kinh tế, mà còn gây tai họa cho khoảng 3.000 người mỗi năm, ảnh hưởng đến cộng đồng sinh sống tại khu vực miền núi. Do vậy, việc nghiên cứu về vấn đề trượt đất nhanh cũng như nghiên cứu phát triển hệ thống quan trắc và cảnh báo sớm là hết sức cần thiết.

Năm 2011, Bộ Giao thông vận tải của Nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (dưới đây gọi tắt là “MOT”) và Cơ quan hợp tác quốc tế Nhật Bản (dưới đây gọi tắt là “JICA”), JICA đã ký biên bản ghi nhớ hợp tác thực hiện Dự án Phát triển công nghệ đánh giá rủi ro do trượt đất (dưới đây gọi tắt là “Dự án”). Dự án này nhằm góp phần giảm thiểu thiên tai về địa chất trên các tuyến đường và tại khu dân cư thông qua phát triển công nghệ đánh giá rủi ro trượt đất mới và ứng dụng vào dự báo, quan trắc và chuẩn bị ứng phó với hiện tượng trượt đất tại Việt Nam với sự hợp tác chặt chẽ giữa các cơ quan hữu quan Nhật Bản và Việt Nam.

Hiện nay, trên thế giới, để xác định sức kháng cắt của đất, chúng ta sử dụng hai thí nghiệm chính là thí nghiệm cắt phẳng và thí nghiệm nén ba trục. Nhược điểm của hai thí nghiệm này là chỉ thí nghiệm được cho thí nghiệm trượt nông, trung bình (1.5MPa-1.7MPa) với tốc độ chậm (1cm/phút). Thí nghiệm để mô phỏng hiện tượng trượt đất là một thí nghiệm phức tạp đòi hỏi chi phí tốn kém không phải quốc gia nào cũng đủ điều kiện thực hiện. Tuy nhiên, một số nhà khoa học vẫn tiếp tục đóng góp nhiều công sức nghiên cứu để phát minh ra các thiết bị thí nghiệm trong phòng có khả năng xác định các thông số động theo thời gian của đất như thiết bị cắt vòng ở trường Kyoto, Nhật Bản. Dựa vào các thông số động theo thời gian của đất, các phần mềm mới ra đời đã cho phép thực hiện các thí nghiệm cắt vòng, mô phỏng tương đối chính xác ảnh hưởng của mưa cũng như động đất đến hiện tượng trượt đất. Kết quả của các thí nghiệm cho phép xác định khu vực ảnh hưởng do trượt đất. Đây là những đóng góp quan trong trong việc quản lý rủi ro và giảm thiểu ảnh hưởng của trượt đất đối với con người và các công trình giao thông.

Để phục vụ nghiên cứu trượt đất tại chiều sâu lớn, thiết bị cắt vòng không thoát nước ở áp lực cao mới (ICL-2) được pháp triển ở Đại học Kyoto, Nhật bản và sẽ được chuyển giao cho Việt Nam trong thời gian tới. Thiết bị được sử dụng để mô phỏng ứng xử chịu cắt không thoát nước của đất dưới tác dụng của tất cả các loại tải trọng như áp lực thẳng đứng 3MPa (ứng vời chiều sâu mặt trượt từ 100-300m), tại tốc độ cắt trượt lớn nhất là 50cm/s và không giới hạn chiều dài dịch chuyển cắt trượt. Tuy nhiên, thiết bị cắt vòng là thiết bị sản xuất đơn chiếc, tương đối phức tạp, có giá trị cao. Hiện nay, chưa có hướng dẫn sử dụng chính thức (kể cả bản tiếng Anh và tiếng Việt). Do đó mục tiêu của đề tài là :

-       Nắm vững, làm chủ thiết bị cắt vòng

-       Nghiên cứu ứng dụng thiết bị cắt vòng xét đến ảnh hưởng của mưa và động đất đến hiện tượng trượt đất nhanh ở Việt nam.

Các nội dung chính của đề tài:

            - Đưa ra tổng quan tình hình nghiên cứu trượt đất trên thế giới và tình hình nghiên cứu trượt đất tại Việt Nam, qua đó cho thấy tầm quan trọng của của thí nghiệm cắt vòng.

-  Đưa ra các nghiên cứu về cơ sở lý thuyết về cường độ chịu cắt của khối trượt, nghiên cứu ảnh hưởng của mưa đến hiện tượng trượt đất, cơ chế dịch chuyển ban đầu của khối trượt, cơ chế dịch chuyển ban đầu của khối trượt dưới tác động của động đất.

-  Nghiên cứu cấu tạo của thiết bị cắt vòng.

- Đưa ra các phương pháp thí nghiệm xác định ảnh hưởng của mưa đến hiện tượng trượt đất.

- Đưa ra các phương pháp thí nghiệm xác định ảnh hưởng của mưa kết hợp động đất đến hiện tượng trượt đất.

- Giới thiệu về phần mềm mô phỏng Ls-RAPID và định hướng ứng dụng phần mềm mô phỏng để nghiên cứu trượt đất tại Việt Nam

- Kết luận, kiến nghị và hướng nghiên cứu tiếp theo.

Nhóm thực hiện đề tài cũng đã nghiên cứu và xây dựng một số dự thảo tiêu chuẩn Việt Nam về thí nghiệm cắt vòng, đã có các bài báo khoa học tại các hội nghị khoa học trong và ngoài nước để phổ biến khả năng áp dụng của thiết bị cắt vòng trong nghiên cứu các điểm trượt đất nhanh tại Việt Nam cũng như trên thế giới để giảm thiểu thiệt hại do trượt đất gây ra.

Với những kết quả nghiên cứu đã đạt được, trên cơ sở đề cương nhiệm vụ đã được Bộ Giao thông vận tải phê duyệt, Hội đồng đánh giá cấp cơ sở thống nhất ý kiến chấp thuận kết quả nghiên cứu của đề tài. Theo yêu cầu của Hội đồng, chủ nhiệm đề tài  tiếp thu, chỉnh sửa và bổ sung theo các ý kiến đóng góp của thành viên Hội đồng để hoàn thiện thủ tục trình Bộ theo quy định. 

Hình ảnh cuộc họp

Thiết bị cắt vòng không thoát nước ở áp lực cao mới (ICL-2)