Báo cáo Xác định chu kỳ dao động chủ yếu của đất nền TP. Hồ Chí Minh & Hà Nội từ kết quả thí nghiệm microtremor (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Xác định chu kỳ dao động chủ yếu của đất nền TP. Hồ Chí Minh & Hà Nội từ kết quả thí nghiệm microtremor (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG XÁC ĐỊNH CHU KỲ DAO ĐỘNG CHỦ YẾU CỦA ĐẤT NỀN TP. HỒ CHÍ MINH & HÀ NỘI TỪ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MICROTREMOR MÃ SỐ: T2015-16TĐ S K C0 0 5 3 2 9 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 02/2016
2. BỘ GIÁO D ỤC VÀ ĐÀO T ẠO TR ƯỜNG ĐẠ I H ỌC S Ư PH ẠM K Ỹ THU ẬT THÀNH PH Ố H Ồ CHÍ MINH BÁO CÁO TÓM T ẮT ĐỀ TÀI KH&CN C ẤP TR ƯỜNG TR ỌNG ĐIỂM XÁC ĐỊNH CHU K Ỳ DAO ĐỘ NG CH Ủ Y ẾU C ỦA ĐẤT N ỀN TP. H Ồ CHÍ MINH & HÀ N ỘI T Ừ KẾT QU Ả THÍ NGHI ỆM MICROTREMOR Mã s ố: T2015-16T Đ Ch ủ nhi ệm đề tài: Ts. Ngô Vi ệt D ũng TP. HCM, 02/2016
3. MC L C MC L C. 1 DANH M C HÌNH V , BI U . 3 DANH M C B NG BI U. 3 DANH M C CÁC CH VI T T T 4 M U. 5 1. Tng quan v Vi t Nam. 5 2. Ho t ng a ch n Vi t Nam. 6 CH ƯƠ NG 1. T V N 7 1.1. Tính c p thi t c a tài. 7 1.2. Mc tiêu tài. 8 1.3. i t ng, ph m vi, ph ơ ng pháp nghiên c u. 8 1.3.1. i t ng nghiên c u. 8 1.3.2. Ph m vi nghiên c u. 8 1.3.3. Cách ti p c n, ph ơ ng pháp nghiên c u. 9 1.3.3.1. Cách ti p c n. 9 1.3.3.2. Ph ơ ng pháp nghiên c u. 9 CH ƯƠ NG 2. TNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U THU C L NH V C TÀI TRONG VÀ NGOÀI N ƯC 10 2.1. Tình hình nghiên c u ngoài n c. 10 2.1.1. ng t chu k dài trong các tr n ng t l ch s. 10 2.1.2. Các nghiên c u v ng t chu k dài. 11 2.1.2.1. Các i t gãy l n. 11 2.1.2.2. Các l p t trên b m t. 11 1
4. 2.1.2.3. Các nhà cao t ng. 11 2.2. Tình hình nghiên c u trong n c. 11 CH ƯƠ NG 3. CƠ S LÝ THUY T 12 3.1. Thí nghi m vi dao ng và ph ơ ng pháp Nakamura. 12 3.1.1. a im thí nghi m. 12 3.1.2. Phân tích x lý d li u. 12 3.2. X lý d li u h khoan. 14 CH ƯƠ NG 4. THÍ NGHI M MICROTREMOR VÀ X LÝ D LI U. 15 4.1. Thí nghi m Microtremor và x lý d li u. 15 4.2. Quan tr c vi dao ng. 16 4.2.1. a im quan tr c. 16 4.2.2. Mô t quan tr c. 18 4.2.3. Kt qu phân tích d li u. 19 4.2.3.1. Phân tích d li u. 19 4.2.3.2. Kt qu nh n c. 20 CH ƯƠ NG 5. THU TH P D LI U H KHOAN BOREHOLE DATA VÀ X LÝ D LI U. 22 5.1. Ph ơ ng pháp d li u h khoan. 22 5.2. D li u h khoan t i Thành ph H Chí Minh. 24 5.3. D li u h khoan t i Thành ph Hà N i 27 5.4. So sánh k t qu thí nghi m Microtremor v i Borehole Dât ki m ch ng mc tin c y c a thí nghi m vi dao ng 28 KT LU N VÀ KI N NGH . 30 I. Kt lu n. 30 II. Ki n ngh . 30 2
5. TÀI LI U THAM KH O 31 DANH M C HÌNH V , BI U Hình 3.4. Analysis flowchart. 14 Hình 4.1. a im thí nghi m Thành ph H Chí Minh. 17 Hình 4.2. a im thí nghi m Thành ph Hà N i. 18 Hình 4.3. Ví d d li u o c. 19 Hình 4.4. T s ph ph n ng Thành ph H Chí Minh. 21 Hình 4.5. T s ph ph n ng Thành ph Hà N i. 22 Hình 5.1. Ví d v d li u h khoan 23 Hình 5.2. V trí h khoan (hình vuông vàng) và a im o vi dao ng (vòng tròn xanh) t i Thành ph H Chí Minh 26 Hình 5.3. V trí h khoan (hình vuông vàng) và a im o vi dao ng (vòng tròn xanh) t i Thành ph Hà N i 28 DANH M C B NG BI U Bng 4.1. Các tr n ng t trong l ch s Vi t Nam. 16 Bng 4.2. a im thí nghim Thành ph H Chí Minh 16 Bng 4.3. a im thí nghi m Thành ph Hà N i 17 Bng 4.4. Chu k n n ch y u Thành ph H Chí Minh 20 Bng 4.5. Chu k n n ch y u Thành ph Hà N i 20 Bng 5.1. C n h chung c Ph c Bình (D án 1). 24 Bng 5.2. C n h chung c Phú Hoàng Anh (D án 2). 24 Bng 5.3. C n h chung c 18 tng (D án 3) 25 Bng 5.4. Chung c cao t ng cho thuê (D án 4). 25 Bng 5.5. C n h Hoàng Anh Gia Lai (D án 5) 25 Bng 5.6. Trung tâm Sài Gòn PullMan (D án 6). 26 Bng 5.7. Khách s n Continental m r ng (D án 7). 26 3
6. Bng 5.8. Tháp ôi Savico (D án 8) 26 Bng 5.9. Mandarin Garden Residential (D án 1) 27 Bng 5.10. Golden Palace (D án 2) 27 Bng 5.11. VinhTuy Complex (D án 3) 28 Bng 5.12. Crystal Tower (D án 4) 28 DANH M C CÁC CH VI T T T LVT Công viên Lê V n Tám (LVT) T Công viên Tao àn (T ) KH Khu du l ch K Hòa (KH) LTR Công viên Lê Th Riêng (LTR) HVT Công viên Hoàng V n Th (HVT) HXD i h c Xây d ng ( HXD) CVTT Công viên Tu i tr (CVTT) LPGM Long Period Ground Motion PGA Peak Ground Acceleration PGV Peak Ground Velocity PGD Peak Ground Displacement SA Spectral Acceleration SV Spectral Velocity SD Spectral Displacement H/V S Spectral Ratio 4
7. M U 1. Tng quan v Vi t Nam Trong ph n này, gi i thi u t ng quan tóm t t v Vi t Nam bao gm vi trí a lý, dân s , kinh t , a hình và các ho t ng a ch n s c gi i thi u. Bên c nh ó, các m c tiêu, ph ơ ng pháp nghiên c u, và s n c a tài nghiên c u c ng c trình bày. Ngoài ra, tình hình ng t và thi t k kháng ch n qu c gia này c ng c th hi n. Cu i cùng là gi i thi u vè các nghiên c u c a ng t chu k dài. Vi t Nam, tên chính th c C ng hòa Xã h i ch ngh a Vi t nam là m t qu c gia nm phía ông, gi a Lào và Campuchia, thu c bán o ông D ơ ng, thu c khu vc ông Nam Á thu c châu Á. Vi dân s kho ng 87.8 triu ng i vào n m 2011, ây là qu c gia ông dân th 13 th gi i, và ông dân th 8 Châu Á. Tên Vi t Nam c d ch t "Nam Vi t", và c ch p nh n chính th c t nm 1945. Qu c gia này có biên gi i v i Trung Qu c phía b c, ti p giáp Lào phía Tây b c, Campuchia phía Tây nam, và Bi n ông phía ông. Th ô là Thành ph Hà N i k t khi gi i phóng mi n Nam, th ng nh t t nc n m 1975. V a lý, Vi t Nam n m trên ph n ông c a bán o ông D ơ ng gi a v 8° n 24°N Bc, và kinh 102° n 110°E ông. Vi t Nam có di n tích 331.698 km², bao g m kho ng 327.480 km² t li n và h ơn 4.500 km² bi n ni th y, vi h ơn 2.800 hòn o, bãi á ng m ln nh , g n và xa b , bao g m c Tr ng Sa và Hoàng Sa mà Vi t Nam tuyên b ch quy n, có vùng n i th y, lãnh h i, vùng c quy n kinh t và th m l c a c Chính ph Vi t Nam xác nh g n g p ba ln di n tích t li n kho ng trên 1 tri u km². V tài nguyên t, Vi t Nam có rng t nhiên và nhi u m khoáng s n trên t li n v i ph t phát, than á, chôrômát,vàng V tài nguyên bi n thì có cá, tôm, du m, khí t nhiên.V i h th ng sông, h nhi u, ây là ti m n ng cho th y in phát tri n. 5
8. Ngày nay, Vi t Nam là m t n c ang phát tri n v i GDP danh ngh a t 135.411 t $ trong n m 2012, v i GDP danh ngh a bình quân u ng i $ 1,498 theo Qu Ti n t Qu c t (IMF). (4) Nh m t k t qu ca các n n kinh t ang phát tri n, các thành ph ln nh Hà N i và TP H Chí Minh ã óng vai trò quan tr ng trong vi c t p trung các ngu n v n, ngu n nhân l c, khoa h c và công ngh vv. Nhi u tòa nhà cao t ng ã c xây d ng nh ng thành ph áp ng các yêu cu không ng t c a ngôi nhà và v n phòng. Do ó, vi c xây d ng c ơ s h tng Vi t Nam ã khá phát tri n và có nhi u v n ph i gi i quy t. Trong s nh ng v n áng chú ý là thi t k a ch n c a các tòa nhà cao t ng t i các thành ph ln. 2. Ho t ng a ch n Vi t Nam Theo các quan im a ch n, Vi t Nam n m trong m ng Âu Á g n v i ranh gi i mng Andaman-Sumatra-Myanmar. M t s li ã c tìm th y mi n B c Vi t Nam. Các i t gãy nhi u nh t v i t i a c ng 8-9 (thang o MSK) là Lai Châu-in Biên-Songma-Sơn La, n m phía Tây B c c a Vi t Nam (5). N m 1983, mt s lng các tr n ng t v a ph i vi cng 5-6,8 t n công các t nh vùng Tây B c c a Hà N i. Nh ng tr n ng t gây ra thi t h i c u trúc nh n m t s tòa nhà. Ng i dân Hà N i c m th y tr n ng t rung chuy n r t m nh m . Nó có th c gi i thích r ng c ng cao là do s khu ch i c a chuy n ng ng t thông qua t sét m m t i Hà N i (lên n sâu 50m). Gn ây, nhi u tr n ng t l n x y ra kh p n ơi trên th gi i và Vi t Nam g n ó có th nh h ng n s chuy n ng m t t trong l u v c Vi t Nam. Tuy nhiên, r t ít ng nghiên c u trong l nh v c thi t k ng t Vi t Nam ã c ti n hành. Do ó, nghiên c u này là m t n lc xem xét các tác ng c a tr n ng t trong t ơ ng lai và chuy n ng m t t l n t n c này. 6
9. CH ƯƠ NG 1. T V N 1.1. Tính c p thi t c a tài Ưc tính các c tr ng ng l c c a t n n nh chu k dao ng ch yu (ground predominant period), h s khu ch i (amplification factor), v n t c sóng ngang (shear wave velocity) vv, óng vai trò quan tr ng trong nh ng nghiên c u các nh h ng c a ng t chu k dài (chu k 1 giây) n các nhà cao t ng xa ngu n ng t. Trong tài nghiên c u này, bài toán tính chu k dao ng ch yu ca t n n (ground predominant period) t i 2 thành ph ln c a Vi t Nam là TP. H Chí Minh và Hà N i c t p trung gi i quy t d a trên k t qu thí nghi m vi dao ng (Microtremor). Vi c tính toán chu k dao ng ch yu c a n n t có th c th c hi n b ng các ph ơ ng pháp truy n th ng, nh d a trên k t qu ca các l khoan a ch t (borehole data) ho c m i quan h gi a chu k (period) và v n t c sóng ngang (shear wave velocity) trong t n n. Tuy nhiên các ph ơ ng pháp này òi h i chi phí l n v máy móc, thi t b khoan, h ào, nh h ng n môi tr ng, và ph i khoan n n n á g c thì m i t yêu c u, trong khi Vi t Nam, các d li u a ch t th ng thi u thông s vn t c sóng ngang vì các h khoan ch khoan n t ng cu i s i. M t khác, thí nghi m microtremor ã c s dng nhi u n ơi trên th gi i nh Nh t B n, Iran, và ã c nhi u nghiên c u ch ng minh là có quy trình ơ n gi n, tin c y cao. Do ó tài nghiên c u này l a ch n lo i thí nghi m này làm công c gi i quy t bài toán ã t ra. Vi t Nam n m khu v c ông Nam Á và g n v i nhi u qu c gia có kh nng xy ra nhi u tr n ng t l n nh Trung Qu c, Indonesia, Philippine, Thailand vv. Hi n nay do nhu c u l n v nhà và v n phòng, ngày càng nhi u nhà cao t ng ang c xây d ng t i các khu trung tâm c a các thành ph ln nh TP. H Chí Minh và Hà N i. Nh ng nhà cao t ng này c x p vào lo i các công trình có chu k dao ng riêng l n (chu k 1.0 giây) và c ánh giá là có nguy cơ cao c ng h ng v i ng t chu k dài và gây th m h a l n n u nh có s nh 7
10. hng c a lo i ng t này. M t khác, t tr c t i nay, do s lng ít i các tr n ng t m nh x y ra trên lãnh th Vi t Nam, qu c gia này c x p lo i là có ho t ng a ch n y u và vi c nghiên c u nh h ng c a ng t chu k dài ch a c quan tâm úng m c, c ng ch a có nghiên c u nào tr c ây liên quan n vn này. Do v y, vi c nghiên c u nh h ng c a ng t chu k dài t các ngu n ng t xa n nhà cao t ng c a Vi t Nam là h t s c c p bách và c n thi t. tài nghiên c u khoa h c này là b c kh i u cho chu i nghiên c u liên quan n v n ã nêu. 1.2. M c tiêu tài Thí nghi m vi dao ng (microtremor) cho k t qu vi dao ng d i d ng tín hi u s ca gia t c theo 3 tr c. T quá trình x lý s li u b ng ngôn ng lp trình FORTRAN và ph n m m GPL-CPL xu t ra tín hi u i kèm thi t b microtremor, ph gia t c c a vi dao ng theo 3 tr c s c xác nh. D a trên vi c tính toán và quan sát các im c c tr ca th ph gia t c, chu k dao ng ch yu c a t nn s c c tính. Bài toán có th ph c t p do trong quá trình o, nhi u lo n t các ngu n dao ng ho c ti ng n g n im o nh h ng khá l n n k t qu o. Vi c l a ch n v trí im o, cách l c d li u (filter) và x lý ra k t qu hp lý có tin c y cao so v i k t qu ca ph ơ ng pháp truy n th ng (s c trích d n và so sánh) là mc tiêu chính c a tài nghiên c u này. 1.3. i tng, ph m vi, ph ơ ng pháp nghiên c u 1.3.1. i t ng nghiên c u - Nn t t i khu v c trung tâm các thành ph H Chí Minh và Hà N i. 1.3.2. Ph m vi nghiên c u 8
11. - Áp d ng cho k t c u n n t có nhi u lo n và rung ng th p, t các khu công viên, th m c khô ráo, không bão hòa n c. - Thí nghi m hi n tr ng s dng thi t b o vi dao ng gia t c (Microtremor). 1.3.3. Cách ti p c n, ph ơ ng pháp nghiên c u 1.3.3.1. Cách ti ếp c ận Da trên m c tiêu nghiên c u trên, tác gi a ra m t s cách ti p c n sau: - Thí nghi m vi dao ng c th c hi n b i thi t b microtremor GPL-6A3P do công ty Mitsutoyo s n xu t, ây là thi t b xách tay r t thu n ti n cho vi c di chuy n n nhi u a di m quan tr c. - Thu th p d li u h khoan t các d án công trình xây d ng trên a bàn 2 thành ph Hà n i và H Chí Minh. 1.3.3.2. Ph ươ ng pháp nghiên c ứu Da trên các ti p c n và m c tiêu nghiên c u c a tài, tác gi xu t các ph ơ ng pháp nghiên c u sau: - Tóm t t t ng quan v tình hình nghiên cu ng d ng c a thí nghi m vi dao ng (microtremor) trong và ngoài n c. - Th c nghi m k t h p v i lý thuy t c a bài toán bi n i chu i Fourier. - Mt s ph ơ ng pháp và thu t toán thông d ng. 9
12. CH ƯƠ NG 2. TNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U THU C L NH V C TÀI TRONG VÀ NGOÀI N ƯC 2.1. Tình hình nghiên c u ngoài n c Công c c tính các c tr ng ng l c c a t n n nh chu k dao ng ch yu (ground predominant period), h s khu ch i (amplification factor), v n t c sóng ngang (shear wave velocity) ã c xây d ng t i nhi u qu c gia trên th gi i trong ó có Nh t B n, Iran vv. Trên th gi i ã có nhi u ph ơ ng pháp xác nh các thông s này nh : Borehole data, Shear wave velocity relationship, Microtremor M i ph ơ ng pháp u có u im khác nhau. tài này là nghiên c u kh i u trong chu i nghiên c u v nh h ng c a ng t chu k dài t các ngu n xa n nhà cao t ng Vi t Nam. 2.1.1. ng t chu k dài trong các tr n ng t l ch s ng t chu k dài là các dao ng n n sinh ra trong quá trình x y ra ng t, nh ng dao ng này có chu k ln h ơn 1s. ng t chu k dài c lan truy n n các vùng xa h ơn b ng quy lu t gi m y u do các hi u ng ng d n và hi u ng vùng, các dao ng này có th c c ng h ng và sinh ra các ng t các n n vùng xa và gây thi t h i trên di n r ng. [7] Ngày nay, v i s gia tawg không ng ng v s lng c a các k t c u l n có chu k dao ng riêng c ơ b n là dài nh nhà cao t ng, tank ch a d u, c u treo, dàn khoan d u khí ngoài kh ơi, và nh ng công trình có s dng áy gi m ch n, d ng t chu k dài (1 n 10s ho c dài h ơn) càng c quan tâm nghiên c u (nh Kanamori 1979 [8] ; Fukuwa 2008 [9] ). Ví d phá ho i tàn khôc nh t b i ng t chu k dài x y ra thành ph Mexico, 400 km t ng t 1985 Michoacan Earthquake (M w=8.0; e.g., Beck and Hall 1986 [10] ). Mt ví d khác là ông t n m 2003 Tokachi-oki [11] earthquake (M w=8.3) xy ra Hokkaido, Nh t B n (e.g., Koketsu et al. 2005) . 10
13. 2.1.2. Các nghiên c u v ng t chu k dài Nhi u bài báo liên quan n ng t chukyf dài ã c ch n và nghiên c u các ni dung nh là n n t ng c a tài này và c phân lo i thành 3 nhóm và tóm t t nh sau. 2.1.2.1. Các i t gãy l n Ni dung c a các bài báo trong nhóm này có liên quan n các mô ph ng c a ngu n ng t và s phát tri n c a ng t chu k dài. 2.1.2.2. Các l p t trên b mt Ni dung c a các bài báo trong nhóm này có liên quan n các l p mà n m d i các tòa nhà. Các l p sâu r t m m và c khuy ch i các sóng a ch n và ng t t nn t ng b mt l p sau ó LPGM c a l p b mt s tác ng vào các tòa nhà. 2.1.2.3. Các nhà cao t ng Ni dung c a các bài báo trong nhóm này có liên quan n tòa nhà cao t ng c ng hng v i tác ng c a ng t chu k dài. 2.2. Tình hình nghiên c u trong n c Vi c nghiên c u ng d ng k t qu thí nghi m Microtremor xác nh chu k dao ng ch yu c a n n t ã c các n c trên th gi i nghiên c u phát tri n t kho ng nh ng n m 70 c a th k 20. Tuy nhiên v i vi c máy móc thí nghi m hn ch , do v y ây v n là tài m i i v i n c ta. Các tài nghiên c u ng d ng k t qu thí nghi m Microtremor còn có th c m rng xác nh các thông s ng l c khác c a t n n. B n vi a ch n [1] Hà N i ã c 1 nghiên c u thi t l p d a trên k t qu ca thí nghi m Microtremor. 11
14. - [1] Rabin Tuladhar, Nhu Nguyen Hong Cuong, Fumio Yamazaki: Seismic Microzonation of Hanoi, Vietnam Using Microtremor Observations. 13th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, B.C., Canada, Paper No. 2539. August, 2004. CH ƯƠ NG 3. C Ơ S LÝ THUY T 3.1. Thí nghi m vi dao ng và ph ơ ng pháp Nakamura 3.1.1. a im thí nghi m Vi m t cao c a các ho t ng giao thông t i các thành ph ln nh Hà N i và thành ph H Chí Minh, các thí nghi m ti n hành trong nh ng a im có th b nh h ng b i nhi u ngu n ti ng n. Vì v y, gi m hi u ng ti ng n có hi u qu , các a im thí nghi m c l a ch n cho các quan sát vi a ch n là trung tâm c a công viên ho c khu t t nhiên mà có các ho t ng t i thi u c a giao thông. 3.1.2. Phân tích x lý d li u Trong ph n này, m t k thu t c mô t x lý d li u thu c t vi c phân tích các quan sát vi a ch n [12][13] . Do u ra c a d li u quan sát c ghi nh n là m t giá tr s nguyên mà chúng tôi s dng phân tích kh nng t ng t c (gal), giá tr này c n c chuy n i. Vi c chuy n i các giá tr u ra s nguyên tng t c c th c hi n b ng cách th c hi n theo công th c sau (1): Integer (obtained value) ÷ 5242879 ÷ 1.122(mV/gal) ÷ Magnification = = Acceleration value (cm/s 2) (1) Trong ó: 5242879÷1.122(mV/gal) is Analog to Digital Full scale; Magnification is 200 in this case. 12
15. Hình 3.4 cho th y m t s ơ ca phân tích này quan sát vi a ch n tháng ba nm 2011. M i quan sát tháng 3 n m 2011 c ghi nh n trong 3 phút ho c 18000 im kho ng th i gian. Sau khi chuy n i d li u u ra giá tr tng t c, m i quan sát c chia thành 8 ph n n nh là 2048 im run (20,48 giây) và x lý t i 8 file d li u. Ti p theo, nh ng 8 d li u trong mi n th i gian s c x lý b i các Fourier transform gi m ti ng n có c các d li u 8 mi n t n s . Sau ó, công th c sau ây c s dng cho các trung bình có c d li u m n h ơn n a. SSSSSSSS12345678+++++++ Si = 8 (2) Các th tc t ơ ng t c áp d ng cho các quan sát trong tháng Chín n m 2011. Mi quan sát trong tháng 9 n m 2011 c ghi nh n trong 10 phút ho c 60000 im kho ng th i gian. Sau khi chuy n i d li u u ra giá tr tng t c, m i quan sát c chia thành 28 ph n n nh là 2048 im dao ng (20,48 giây) và x lý t i 28 file d li u. Ti p theo, nh ng 28 d li u trong mi n th i gian s c x lý b i các Fourier transform gi m ti ng n có c nh ng d li u 28 mi n t n s . Sau ó, công th c sau ây c s dng cho các trung bình có c d li u m n h ơn na. 1 28 Si = ∑ Si 28 i=1 (3) ây, Si c a NS, EW, và UD là Fourier ph biên trung bình c a B c-Nam, ông-Tây và các thành ph n lên xu ng. trung bình hình h c c a ph biên Fourier c a hai thành ph n ngang ã thu c b ng các ph ơ ng trình sau ây cho các biên ph ngang trung bình (SH). S= S ⋅ S H NS EW (4) ây, S NS , S EW , l n l t là B c-Nam (NS) và các thành ph n phía ông-tây (EW) ca quang ph biên Fourier. Cu i cùng, các vi a ch n H / V t l ph (SH / V) c xác nh b i ph ơ ng trình sau: 13
16. S= S/ S HV/ H V (5) Di ây S V là ph Fourier biên ca thành ph n th ng ng Hình 3.4. Analysis flowchart 3.2. X lý d li u h khoan Trong ph n này, k t qu chu k dao ng ch yu c a n n t c c tính bng ph ơ ng pháp d li u h khoan. Ph ơ ng pháp này s dng d li u h khoan ti hi n tr ng các công trình xây d ng th c t vi lý thuy t truy n sóng ng 14
17. hng xu t b i Bowles, 1979 (5) . Theo ph ơ ng pháp này, chu k dao ng n n c c tính: T = 4 Σ(Hi / βi) (1) Trong ó: Hi là chi u dày l p t th i (m) βi là v n t c sóng c t trong l p t th i (m/s) Tt c các d li u h khoan u có ch s SPT, tuy nhiên 1 s li không thông tin v vn t c sóng c t, mô un c t vv. Do ó, v n t c sóng c t c c tính t ch s SPT cho các l p t theo công th c (6) : = 80 x N 1/3 cho t cát (2) = 100 x N 1/3 cho t sét (3) Sau ó, chu k dao ng n n c a 2 thành ph s c tính toán s dng ph ơ ng trình (1). CH ƯƠ NG 4. THÍ NGHI M MICROTREMOR VÀ X LÝ D LI U 4.1. Thí nghi m Microtremor và x lý d li u ng t ã x y ra nhi u n ơi trên lãnh th Vi t Nam, m t s tr n áng chú ý Tây b c và mi n Trung t 1935 - 2006 v i c ng t 4.9 - 6.8 Richter ( Bng 4.1). G n ây có 3 tr n ng t ã x y ra mi n Nam Vi t Nam, ph n l n chúng u là ng t ngoài kh ơi. Do v y, v i m t s lng ít các tr n ng t x y ra trong quá kh , Vi t Nam c xem là qu c gia có ho t ng a ch n th p [14]. Chính ph Vi t Nam ã quan tâm h ơn n ã quan tâm h ơn n ng t trong xây dng nh ng n m g n ây [15]. Vi t Nam, ã có m t s nghiên c u tri n khai quan tr c vi dao ng các thành ph nh Hà N i [16], in Biên vv, và các a im xây d ng c a các d án quan tr ng. Tuy nhiên, do s thi u thi t b quan tr c, ã có h n ch nh t nh trong vi c xác nh các thông tin ng l c h c c a n n t nh : chu k dao ng ch yu, h s cng h ng, v n t c sóng c t vv. Vi c tính toán các thông s này óng vai 15
18. trò quan tr ng trong các nhiên c u nh h ng c a ng t chu k dài n nhà cao tng các thành ph ln. Do ó, k t qu ca vi c ng d ng ph ơ ng pháp Nakamura [17] trong x lý s li u ca quan tr c vi dao ng t i Hà N i và Thành ph H Chí Minh c gi i thi u ph n u c a bài báo này. B ng cách s dng ph ơ ng pháp này, chu k dao ng ch yu c a t n n t i hi n tr ng có th c tính toán t t s gi a thành ph n ngang và ng c a ph gia t c vi dao ng. Bng 4.1. Các tr n ng t trong l ch s Vi t Nam Stt. Nm a im Vùng mi n ln thang Richter 1 1935 in Biên Tây B c 6.8 2 1983 Tu n Giáo, Lai Châu Tây B c 6.7 3 2001 Nam Uôn, Lào Tây B c 5.3 4 2006 ô L ơ ng, Ngh An Trung 4.9 5 2007 Vng Tàu Nam 5.1 6 2010 Vng Tàu Nam 4.7 7 2011 Myanmar Biên gi i 7.0 4.2. Quan tr c vi dao ng 4.2.1. a im quan tr c Thí nghi m o vi dao ng c th c hi n 2 l n vào tháng 3 và tháng 9 n m 2011 t i Thành ph H Chí Minh v i 5 a im, 1 l n vào tháng 9 n m 2011 t i thành ph Hà N i v i 2 a im. Các công viên ho c khu v c t tr ng tri v i ho t ng giao thông th p c ch n làm a im thí nghi m gi m t i a các hi u ng ti ng n n k t qu (Bng 4.2, 4.3 và Hình 4.1, 4.2). Bng 4.2. a im thí nghi m Thành ph H Chí Minh Stt. a im 1 Công viên Lê V n Tám (LVT) 16
19. 2 Công viên Tao àn (T ) 3 Khu du l ch K Hòa (KH) 4 Công viên Lê Th Riêng (LTR) 5 Công viên Hoàng V n Th (HVT) Bng 4.3. a im thí nghi m Thành ph Hà N i Stt. a im 1 i h c Xây d ng ( HXD) 2 Công viên Tu i tr (CVTT) Hình 4.1. a im thí nghi m Thành ph H Chí Minh 17
20. Hình 4.2. a im thí nghi m Thành ph Hà N i (Ngu n: Map data ©2013 Google) 4.2.2. Mô t quan tr c Thí nghi m vi dao ng c ti n hành b i thi t b o vi dao ng xách tay GPL-6A3P thu c Lab K thu t ng t, i h c Kanazawa, Nh t B n và c công ty Mitsutoyo s n xu t. Vi dao ng c máy o 3 l n cho m i a im v i th i gian m i l n o là 3 phút (cho các l n o vào tháng 3/2011) và 10 phút (cho các l n o vào tháng 9/2011). D li u thu c là gia t c vi dao ng c a n n t theo 3 kênh: ph ơ ng th ng ng (Channel 1: Up-Down), B c-Nam (Channel 2: North- South), Tây- ông (Channel 3: West-East). Hình 4.3 th hi n 1 ví d ca d li u o c t i im 5: Công viên Hoàng V n Th Thành ph H Chí Minh vào tháng 9/2011. 18
21. Hình 4.3. Ví d d li u o ưc 4.2.3. K t qu phân tích d li u 4.2.3.1. Phân tích d li u Trong ph n này, 1 k thu t c mô t phân tích d li u o c a quan tr c vi dao ng. Mi quan tr c c ghi l i trong 3 phút (18,000 im d li u) và 10 phút (60,000 im d li u) t ơ ng ng vào tháng 3 và 9 n m 2011. M i d li u quan tr c c chia thành 8 (ho c 28 cho tr ng h p tháng 9) ph n, m i ph n 2048 im dao ng (dài 20.48 giây) và c x lý thành 8 (ho c 28) t p d li u. Ti p n, 8 (ho c 28) tp d li vi mi n th i gian này s c x lý b ng bi n i Fourier nh n c 8 (ho c 28) t p d li u v i mi n t n s . Sau ó, các t p này c l y trung bình nh n c k t qu mn h ơn. 19