Luận án: Nghiên cứu rủi ro tai biến trượt đất đá trên các tuyến đường miền núi tỉnh Quảng Nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN KHẮC HOÀNG GIANG NGHIÊN CỨU RỦI RO TAI BIẾN TRƯỢT ĐẤT ĐÁ Ở KHU VỰC CÁC TUYẾN ĐƯỜNG MIỀN NÚI TỈNH QUẢNG NAM LUẬN ÁN TIẾN SỸ ĐỊA CHẤT Hà Nội - 2025 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Khắc Hoàng Giang NGHIÊN CỨU RỦI RO TAI BIẾN TRƯỢT ĐẤT ĐÁ Ở KHU VỰC CÁC TUYẾN ĐƯỜNG MIỀN NÚI TỈNH QUẢNG NAM Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 9440201.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Người hướng dẫn khoa học: 1) GS. Đỗ Minh Đức 2) PGS. Phí Trường Thành Hà Nội - 2025 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng tôi. Các số liệu sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, được trích dẫn theo đúng quy định.

Các kết quả nghiên cứu trong luận án do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với thực tiễn của khu vực nghiên cứu. Các kết quả này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác. Nghiên cứu sinh Nguyễn Khắc Hoàng Giang ii LỜI CẢM ƠN Luận án được hoàn thành tại Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội với sự hướng dẫn khoa học của GS. Đỗ Minh Đức và PGS.

Phí Trường Thành. NCS xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến các thầy đã tận tình hướng dẫn, động viên và tạo điều kiện tốt nhất cho NCS hoàn thành luận án của mình. Trong quá trình làm luận án, NCS luôn nhận được sự động viên, giúp đỡ và góp ý tận tình về chuyên môn của Ban lãnh đạo, các đồng nghiệp trong Khoa Địa chất Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội cũng như các thầy cô và bạn bè đồng nghiệp tại Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Tác giả xin chân thành cảm ơn những sự giúp đỡ quí báu đó.

Trong quá trình làm luận án, NCS cũng nhận được các góp ý rất giá trị từ các nhà khoa học: TS. Lê Cảnh Tuân, TS. Phạm Văn Chung, TS. Đào Minh Đức, TS.

Phạm Văn Tiền, TS. Nguyễn Quốc Phi, TS. Phí Hồng Thịnh, ThS. Đỗ Minh Ngọc, ThS.

Đinh Thị Quỳnh, ThS. Đặng Thị Thùy,… và các bạn đồng nghiệp khác. Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quí báu của các nhà khoa học trên. NCS xin gửi lời cảm ơn tới đề tài: “Nghiên cứu xác định cơ chế hình thành, quy luật phân bố và cảnh báo sớm tai biến trượt đất quy mô lớn ở Việt Nam bằng tích hợp công nghệ viễn thám, trí tuệ nhân tạo và lý thuyết cơ học đất không bão hoà, mã số: ĐTĐL.CN-37/23” đã hỗ trợ tài liệu, số liệu đối sánh sử dụng trong luận án.

Trong quá trình làm luận án, NCS cũng nhận được sự quan tâm, giúp đỡ tận tâm của Phòng sau Đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. Đặc biệt là sự giúp đỡ nhiệt tình của chuyên viên chính TS. Lương Chi Lan đã chỉ dẫn, góp ý NCS trong các quá trình hoàn thiện hồ sơ bảo vệ luận án các cấp. Bên cạnh đó, để hoàn thiện luận án của mình, NCS đã nhận được sự động viên và hỗ trợ vô cùng to lớn của gia đình và người thân đã chia sẻ khó khăn trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu này.

iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC VIẾT TẮT .vi DANH MỤC HÌNH. viii DANH MỤC BẢNG. xi MỞ ĐẦU. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU RỦI RO TAI BIẾN TRƯỢT ĐẤT ĐÁ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM.

Tình hình nghiên cứu trên Thế giới. Nghiên cứu phân vùng nguy cơ trượt đất đá. Cảnh báo sớm nguy cơ trượt đất đá. Đánh giá rủi ro tai biến trượt đất đá.

Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam. Tổng quan các nghiên cứu ở Quảng Nam. Khu vực nghiên cứu. Nghiên cứu ở Quảng Nam.

Các vấn đề nghiên cứu. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Tiếp cận hệ thống dựa trên dữ liệu lớn. Tiếp cận liên ngành.

Tiếp cận mô hình. Tiếp cận khoa học công nghệ hiện đại. Các phương pháp nghiên cứu. Phương pháp phân loại trượt đất đá.

Phương pháp khảo sát thực địa. Phương pháp Markland. Phương pháp ứng dụng các thuật toán học máy. Phương pháp phân đoạn nguy cơ trượt đất đá.

Phương pháp xác định ngưỡng lượng mưa. Phương pháp phân tích rủi ro trượt đất đá. 45 iv CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM HIỆN TƯỢNG TRƯỢT ĐẤT ĐÁ Ở KHU VỰC CÁC TUYẾN ĐƯỜNG MIỀN NÚI TỈNH QUẢNG NAM.

Đặc điểm hiện trạng trượt đất đá tỉnh Quảng Nam. Hiện trạng trượt đất đá Quốc lộ 40B. Hiện trạng trượt đất đá Quốc lộ 24C. Hiện trạng trượt đất đá Quốc lộ 14E.

Hiện trạng trượt đất đá đường Hồ Chí Minh. Hiện trạng trượt đất đá Quốc lộ 14D. Hiện trạng trượt đất đá Quốc lộ 14B. Hiện trạng trượt đất đá Quốc lộ 14G.

Hiện trạng trượt đất đá tại các tuyến tỉnh lộ. Các yếu tố ảnh hưởng trượt đất đá. Ảnh hưởng của địa hình. Ảnh hưởng của thạch học.

Ảnh hưởng của các đứt gãy hoạt động. Ảnh hưởng của vỏ phong hóa và tính chất cơ lý đất đá. Ảnh hưởng của thảm phủ. Đặc điểm ổn định mái dốc.

Kết quả tính toán ổn định một số mái dốc đất và hỗn hợp đất đá. Kết quả tính toán ổn định của một số mái dốc đá. ĐÁNH GIÁ RỦI RO TAI BIẾN TRƯỢT ĐẤT ĐÁ Ở KHU VỰC CÁC TUYẾN ĐƯỜNG MIỀN NÚI TỈNH QUẢNG NAM. Phân đoạn nguy cơ trượt đất đá.

Kết quả phân tích hồi quy nhị phân logistic. Kết quả phân tích bằng mạng neural nhân tạo. Kiểm tra kết quả đánh giá bằng các công cụ thống kê. Đặc điểm ngưỡng lượng mưa kích hoạt trượt đất đá.

Phân phối lượng mưa trong khu vực. Kết quả phân tích ngưỡng lượng mưa kích hoạt trượt đất đá. Ngưỡng mưa kích hoạt trượt đất đá theo các phân đoạn đường. Ước tính nguy cơ trượt đất đá theo thời gian.

Ước tính xác suất xuất hiện thể tích của các khối trượt tại các đoạn đường. Ước tính khoảng cách ảnh hưởng của khối trượt. Rủi ro tai biến trượt đất đá tại khu vực nghiên cứu. Rủi ro tai biến trượt đất đá đối với cơ sở hạ tầng giao thông.

Rủi ro trực tiếp về người và các phương tiện tham gia giao thông. 126 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 134 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ LIÊN QUAN .130 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 149 vi DANH MỤC VIẾT TẮT Ký hiệu viết tắt Chữ viết đầy đủ ANN Mạng neural nhân tạo AUC Diện tích dưới đường cong đặc trưng máy thu BMA Phương pháp trung bình hóa mô hình theo Bayes CSDL Cơ sở dữ liệu GTVT Giao thông vận tải ĐCCT Địa chất công trình DEM Mô hình số độ cao DTM Mô hình số bề mặt GIS Hệ thống thông tin địa lý LSI Chỉ số nhạy cảm trượt đất đá Hiệp hội Quốc tế về Trượt đất đá (The International ICL Consortium on Landslides) NCS Nghiên cứu sinh nnk Những người khác ROC Đường cong đặc trưng máy thu SVM Máy vector hỗ trợ UAV Thiết bị bay không người lái UBND Ủy ban nhân dân VPH Vỏ phong hóa QL Đường quốc lộ TL Đường tỉnh lộ c’ Lực dính có hiệu �’ Góc ma sát trong có hiệu của đất ru Hệ số áp lực nước lỗ rỗng  Sức kháng cắt của đất r Sức kháng cắt dư của đất vii �� Giá trị áp suất không khí trong lỗ rỗng �� Giá trị áp lực nước lỗ rỗng L Chiều dài khối trượt W Chiều rộng khối trượt H Chiều cao khối trượt V Thể tích khối trượt D Chiều sâu mặt trượt của khối trượt 275 77 Phương vị hướng dốc/Góc dốc viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.

Phân vùng nguy cơ tai biến trượt đất đá ở Việt Nam (Nguyễn Trọng Yêm, 2009). Bản đồ hành chính tỉnh Quảng Nam. Sơ đồ tiếp cận hệ thống dựa trên dữ liệu lớn. Sơ đồ quy trình khảo sát thực địa.

Không gian gây trượt trên mái dốc (phần đậm màu). Sơ đồ phân tích nguy cơ trượt đất đá mái dốc dọc các tuyến giao thông miền núi tỉnh Quảng Nam. Sơ đồ ước tính rủi ro trượt đất đá ở khu vực các tuyến giao thông miền núi tỉnh Quảng Nam. Thống kê trượt đất đá tại Quảng Nam theo phân vùng khí hậu.

Bản đồ hiện trạng trượt đất đá (theo thể tích)dọc theo các tuyến giao thông trọng điểm miền núi tỉnh Quảng Nam .53 (in thu nhỏ từ bản đồ tỷ lệ 1:50. Thống kê các loại hình trượt có thể tích lớn (V4). Thống kê các loại hình trượt có thể tích rất lớn (V5). Thống kê các loại hình trượt có thể tích cực lớn (V6).

Trượt đất đá tại QL40B Km 72+700. Mặt cắt tại Km 72 + 700. Trượt đất đá tại Km 130+700 đường QL40B. Mặt cắt tại Km 130 + 700 QL40B.

San đường thông tuyến tạm tại Km 134 +550 đường QL40B. Mặt cắt tại Km 134 +550 đường QL40B. Trượt đất đá tại Km 138 + 500 đường QL40B. Mặt cắt tại Km 138 + 500 đường QL40B.

Trượt đất đá tại Km 89 + 050. Trượt đất đá tại Km 84 +500 đường quốc lộ 14E. Mặt cắt tại Km 84 +500 đường quốc lộ 14E. Trượt đất đá tại Km 420+700 Đường Hồ Chí Minh.

Mặt cắt tại Km 420+700 Đường Hồ Chí Minh. Trượt tại Km 1401 + 400 Đường Hồ Chí Minh. Mặt cắt tại Km 1401 + 400 Đường Hồ Chí Minh. Trượt đất đá tại Km 68 + 370 Đường 14D.

Mặt cắt tại Km 68 + 370 Đường 14D. Trượt đất đá tại Km 31 + 100 Đường 14G. Trượt đất đá tại Km 55 + 850 Đường 14G. Trượt đất đá tại Km 8+600 đường TL606.

Mặt cắt tại Km 8+600 đường TL606. Trượt đất đá tại Km 31 + 600 Đường DT610. Trượt đất đá tại Km 31+800 Đường DT610 .29 Trượt đá tại Km 32 + 150 Đường DT610. Trượt đất đá tại Km 35+600 Đường DT610.

Trượt đá tại Km 32 + 150 Đường DT616. Trượt đất đá tại Km 35+600 Đường DT616. Trượt đất đá tại Km 32 + 150 Đường DT616. Trượt đất đá tại Km 35+600 Đường DT616.

Sơ đồ phân bố các đứt gãy theo (Lê Huy Minh, 2016) có bổ sung .