Đánh giá hiện trạng đê bằng tổ hợp các phương pháp địa vật lý: điện đa cực và radar xuyên đất

Tài liệu Đánh giá hiện trạng đê bằng tổ hợp các phương pháp địa vật lý: điện đa cực và radar xuyên đất: ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 43 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG ĐÊ BẰNG TỔ HỢP CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ: ĐIỆN ĐA CỰC VÀ RADAR XUYÊN ĐẤT ĐỖ ANH CHUNG*, NGUYỄN VĂN LỢI*, PHẠM LÊ HOÀNG LINH*, DƯƠNG VĂN SÁU*, VŨ HOÀNG HIỆP*, TRẦN THẾ VIỆT** Assessing the dyke conditions by a combination of geophysical methods: Multi-electrode Resistivity Imaging and Ground Penetrating Radar Abstract: This paper presents a study on the application of a combination of geophysical methods: Multi-electrode Resistivity Imaging and Ground Penetrating Radar on assessing the levee conditions. Doing that, a series of field tests were conducted along sections from K30+000 to K30+400 in Huu Cau levee, Yen Phong, Bac Ninh. The result reveals that the application of the above combination can expose the possible hidden risks within the levee body as well as under the foundation such as voids, heterogeneous blocks, leakage, cracks, and so on. This result provides a reliable data source for levee manag...

pdf8 trang | Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 339 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đánh giá hiện trạng đê bằng tổ hợp các phương pháp địa vật lý: điện đa cực và radar xuyên đất, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 43 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG ĐÊ BẰNG TỔ HỢP CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ: ĐIỆN ĐA CỰC VÀ RADAR XUYÊN ĐẤT ĐỖ ANH CHUNG*, NGUYỄN VĂN LỢI*, PHẠM LÊ HOÀNG LINH*, DƯƠNG VĂN SÁU*, VŨ HOÀNG HIỆP*, TRẦN THẾ VIỆT** Assessing the dyke conditions by a combination of geophysical methods: Multi-electrode Resistivity Imaging and Ground Penetrating Radar Abstract: This paper presents a study on the application of a combination of geophysical methods: Multi-electrode Resistivity Imaging and Ground Penetrating Radar on assessing the levee conditions. Doing that, a series of field tests were conducted along sections from K30+000 to K30+400 in Huu Cau levee, Yen Phong, Bac Ninh. The result reveals that the application of the above combination can expose the possible hidden risks within the levee body as well as under the foundation such as voids, heterogeneous blocks, leakage, cracks, and so on. This result provides a reliable data source for levee management and maintenance. Keywords: geophysical methods, Multi-electrode Resistivity Imaging, Ground Penetrating Radar, levee conditions, Huu Cau levee. 1. MỞ ĐẦU * Bài báo này trình bày nghiên cứu về sử dụng tổ hợp các phương pháp địa vật lý: điện đa cực và Radar đất trong đánh giá hiện trạng đê thông qua khảo sát hiện trường tại đê Hữu Cầu từ K30+000 đến K30+400, huyện Yên Phong, tỉnh Bắc Ninh. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc áp dụng tổ hợp các phương pháp nói trên đã đánh giá được hiện trạng của đoạn đê khảo sát bằng cách thăm dò các ẩn họa có thể xảy ra tại công trình đê như: hang rỗng, khối bất đồng nhất, vùng thấm, khe nứtvv. Kết quả này cung cấp nguồn dữ liệu đáng tin cậy phục vụ công tác quản lý, duy tu đê điều. 2. GIỚI THIỆU CHUNG Ở Việt Nam, có hơn 13.000 km đê sông, đê biển, trong quá trình vận hành và sử dụng đã xảy ra nhiều sự cố làm mất an toàn đê, đặc biệt vào mùa mưa lũ. Hơn nữa, trong thân đê còn có nhiều loại ẩn hoạ tiềm tàng chưa thể phát hiện * Phòng Nghiên cứu Ứng dụng Địa vật lý - Viện Sinh thái và Bảo vệ công trình ** Bộ môn Địa kỹ thuật - Đại học Thủy lợi kịp thời bằng các phương pháp quan trắc, theo dõi thông thường. Từ trước đến nay việc phát hiện và xử lý ẩn họa trong đê ở Việt Nam vẫn chủ yếu dựa vào những ẩn họa đã lộ. Các phương pháp này khó có thể phát hiện sớm triệt để các ẩn họa, đồng thời hiệu quả xử lý cũng không cao hoặc khi đã quá muộn. Do vậy, thực tế đặt ra cần nghiên cứu thêm các phương pháp khảo sát đánh giá hiện trạng và phát hiện các ẩn họa mà không làm ảnh hưởng đến kết cấu của công trình (công nghệ không phá hủy), góp phần quản lý tốt hơn hệ thống đê ở Việt Nam. Các ẩn họa trong đê có tính chất vật lý đặc trưng và biểu hiện khác biệt với môi trường xung quanh. Do vậy, có thể được phát hiện bằng phương pháp địa vật lý. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, các thiết bị địa vật lý cũng phát triển không ngừng và ngày càng hiện đại. Những tiến bộ trong khoa học địa vật lý giúp khảo sát được khá toàn diện các ẩn họa trong đê đặc biệt là các ẩn họa không biểu lộ ra bên ngoài mà không can thiệp vào cấu trúc. Mỗi phương pháp địa vật lý đều có những ưu nhược điểm nhất định. Bên cạnh đó, các loại ẩn ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 44 họa khác nhau chỉ được phát hiện hiệu quả bằng các phương pháp địa vật lý phù hợp. Trong sự xem xét các đặc điểm của hệ thống đê Việt Nam và những dạng ẩn họa thường thấy tại đây, phương pháp điện đa cực và Radar đất là hai phương pháp được áp dụng hiệu quả nhất. Để đánh giá hiện trạng đê một cách toàn diện, bài báo nghiên cứu sử dụng tổ hợp các phương pháp địa vật lý nhằm phát hiện các dạng ẩn họa trong đê như: hang rỗng, khối bất đồng nhất, vùng thấm, khe nứt. Đoạn đê Hữu Cầu từ K30+000 đến K30+400, huyện Yên Phong, tỉnh Bắc Ninh được chọn để khảo sát. 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Phương pháp Radar đất Phương pháp Radar đất là phương pháp địa vật lý thăm dò không phá hủy, có tốc độ nhanh, độ phân giải cao, có thể đo ghi và biểu diễn kết quả liên tục theo thời gian thực. Phương pháp trên sử dụng sóng điện từ có tần số từ 10MHz đến 2,6GHz để điều tra các đặc điểm bên dưới bề mặt [7-9]. Sóng điện từ lan truyền trong môi trường đất với vận tốc được biểu diễn theo công thức: V = c/ εr 1/2 (1) Trong đó: εr là hằng số điện môi của đất; c = 0,3 m/ns là vận tốc truyền sóng điện từ trong không khí; v (m/ns) là vận tốc truyền sóng điện từ trong đất. [4, 6-9] Khi gặp các ranh giới mà vận tốc truyền sóng điện từ thay đổi qua ranh giới đó hay nói cách khác là các ranh giới của 2 môi trường có giá trị hằng số điện môi khác nhau, sóng điện từ bị phản xạ một phần, với hệ số phản xạ được tính theo công thức: (2) trong đó: - là hằng số điện môi tương đối của môi trường thứ nhất. - là hằng số điện môi tương đối của môi trường thứ hai. [4]. Giá trị hằng số điện môi của một số vật liệu được trình bày trong Bảng 1. [7] Hệ thiết bị Radar đất cơ bản bao gồm một khối điều khiển (GPR controller) được kết nối với ăng ten phát và ăng ten thu thông qua cáp truyền tín hiệu, bên cạnh đó còn có một số phụ kiện đi kèm như GPS, bánh xe khảo sát (Hình 1). Xung sóng điện từ qua ăng ten phát được lan truyền vào môi trường. Khi sóng điện từ đi trong môi trường, một phần năng lượng được phản hồi khi gặp các ranh giới thay đổi về hằng số điện môi, một phần khác tiếp tục đi xuyên sâu hơn. Phần năng lượng phản hồi từ môi trường mang theo thông tin về đối tượng quan tâm được ăng ten thu ghi lại. Các tín hiệu phản hồi sau đó được khối điều khiển tập hợp lại dưới dạng mặt cắt Radar (Radar image). Điều này giúp người sử dụng theo dõi chất lượng tín hiệu thu thập được ở thời gian thực. Xử lý, phân tích tín hiệu sóng điện từ phản hồi này cung cấp cho chúng ta thông tin về đặc điểm của các đối tượng quan tâm bên dưới bề mặt. Bảng 1. Giá trị hằng số điện môi của một số vật liệu STT Tên vật chất Giá trị hằng số điện môi r 1 Không khí 1 2 Đất khô 5 3 Đất ướt 25 4 Nước ngọt 81 5 Đất bồi 5-30 6 Đất sét 5-40 7 Đá phiến sét 5-15 8 Đá granit 4-6 9 Đá vôi 4-8 10 Cát khô 3-5 11 Cát ướt 20-30 12 Nước biển 80 Hình 1. Hệ thiết bị Radar đất bao gồm khối điều khiển và ăng ten 400MHz ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 45 Các đại lượng vật lý đặc trưng của sóng điện từ được dùng trong phương pháp Radar đất như: vận tốc truyền sóng (v), bước sóng (λ), hệ số suy giảm (α), hằng số điện môi tương đối hay độ điện thẩm tương đối (r), độ từ thẩm (μ), độ dẫn điện (σ) Độ sâu khảo sát của phương pháp phụ thuộc vào tần số của ăng ten phát thu và tính chất vật lý của môi trường địa chất trong đó giá trị hằng số điện môi tương đối ) và độ dẫn điện (σ) là chủ yếu. Tần số càng cao, độ dẫn điện và hằng số điện môi càng lớn thì chiều sâu khảo sát càng nhỏ. [3] Độ phân giải dọc của phương pháp Radar đất là khoảng cách giữa các phản xạ phân biệt trên một đường ghi tín hiệu [7]. Nói cách khác là khoảng cách cần thiết để phân biệt được hai đối tượng nằm sát nhau (khoảng cách này được ký hiệu là X). Theo nguyên lý Niyquist, X trong môi trường lý tưởng nhận giá trị là 0,25λ, trong môi trường thực tế X > 0,5 λ, với λ là bước sóng của tín hiệu điện từ trong môi trường được xác định qua công thức: λ = V/f (V là vận tốc truyền sóng điện từ trong môi trường, f là tần số của ăng ten) [10]. Như vậy, trong một môi trường nhất định, tần số ăng ten càng cao thì độ phân dải càng tốt và ngược lại. Hang rỗng bên trong thân đê gây ra sự tương phản lớn về giá trị hằng số điện môi so với môi trường xung quanh với giá trị hằng số điện môi của không khí trong khoang rỗng là 1 (εkk = 1) và giá trị hằng số điện môi của môi trường đất xung quanh thay đổi từ 9 đến 40 (ε = 9 ÷ 40) phụ thuộc vào độ dẫn, hàm lượng sét, độ ẩm của đất. Chính vì sự tương phản này mà radar đất có thể dễ dàng phát hiện được các hang rỗng. Trên mặt cắt Radar đất, hang rỗng được biểu thị như một “điểm sáng” tạo nên bởi các xung sóng phản xạ có biên độ lớn [11-12]. 3.2 Phương pháp điện đa cực Phương pháp điện đa cực (địa điện) là một trong các phương pháp địa vật lý [1-2]. Mục đích của phương pháp là xác định sự phân bố điện trở suất của môi trường dưới mặt đất qua các phép đo tiến hành trên mặt đất. Từ số liệu thu thập được, có thể xác định được điện trở suất thực của môi trường cần nghiên cứu. Điện trở suất của môi trường có liên quan đến các thông số địa chất như hàm lượng khoáng vật và chất lưu, độ rỗng và độ bão hoà nước trong đất đá. Do đó, phương pháp thăm dò điện đã và đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như địa chất thuỷ văn, thăm dò khoáng sản, địa kỹ thuật và gần đây là địa chất môi trường và khảo cổ. Từ trước những năm 1980, các phương pháp đo sâu (nghiên cứu sự thay đổi điện trở suất theo phương thẳng đứng) và mặt cắt điện (nghiên cứu sự thay đổi điện trở suất theo phương nằm ngang) với 4 cực thường được sử dụng rộng rãi để giải quyết các bài toán địa chất một hướng (1D). Nhưng sau đó, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các hệ thống đa cực ngày càng hoàn thiện cả về phần cứng lẫn phần mềm đã làm cho phương pháp ảnh điện đa cực hai hướng (2D) (Multi-electrode Resistivity Imaging - MRI) trở thành một phương pháp rất được ưa chuộng và được sử dụng nhiều trong các khảo sát cần độ phân giải cao. Về bản chất, MRI kết hợp cả phương pháp đo sâu và phương pháp mặt cắt điện truyền thống và do đó nó nghiên cứu được sự thay đổi điện trở suất của môi trường theo cả hai hướng thẳng đứng và nằm ngang, cho phép giải quyết các bài toán địa chất hai hướng và ba hướng (3D) phức tạp. Thiết bị của phương pháp MRI thường có nhiều điện cực được bố trí cách đều nhau trên tuyến. Chúng được nối với cuộn cáp nhiều lõi và khối chuyển mạch. Khối chuyển mạch được sử dụng để lựa chọn ra 4 cực nào đó cho từng phép đo theo file điều khiển do người sử dụng lựa chọn và nạp vào bộ nhớ khối điều khiển. Khối điều khiển dùng để điều khiển các thông số khảo sát, lưu trữ số liệu và giao tiếp với máy tính để nạp file điều khiển và lấy số liệu đo đạc được để xử lý. Thực tế thăm dò điện, hệ 4 điện cực thường được sử dụng (hình 2): phát dòng I qua hai điện cực (C1, C2) và đo hiệu điện thế  giữa hai cực (P1, P2) nên điện trở suất thu được sẽ là: (3) ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 46 trong đó: (4) Với rc1p1, rc2p1, rc1p2 và rc2p2 là khoảng cách giữa các điện cực (hình 2). Hệ số K(m) phụ thuộc vào cách bố trí các điện cực nên được gọi là hệ số hình học hay hệ số thiết bị. Từ các phép đo  và I trên mặt đất và biết được hệ số K chúng ta xác định được điện trở suất của môi trường nửa không gian đồng nhất theo công thức trên. Hình 2: Cấu hình 4 điện cực Nguyên tắc chung của phương pháp thăm dò điện là sử dụng bốn điện cực: phát dòng qua hai điện cực dòng C1 và C2 (dương và âm) và đo hiệu điện thế qua hai cực thu P1 và P2. Có rất nhiều cách bố trí 4 điện cực để tạo ra các hệ cực khác nhau và theo thống kê, có đến 92 loại hệ cực như vậy. Tuy nhiên với thiết bị điện đa cực, các điện cực được bố trí đều nhau trên tuyến nên người ta thường sử dụng 5 loại hệ cực phổ biến đó là: Pole - Pole (PP), Pole - Dipole (PD), Dipole - Dipole (DD), Wenner (WN) và Schlumberger (SC). Hình 3 biểu diễn 5 loại hệ cực thường được sử dụng trong phương pháp MRI cùng hệ số thiết bị của chúng. Gọi a là khoảng cách điện cực đơn vị (hai điện cực liên tiếp), n là hệ số mở rộng cự ly lưỡng cực, m là hệ số mở rộng độ dài lưỡng cực. Ký hiệu “c” là điện cực dòng, “p” là điện cực thế, “.” là khoảng cách giữa hai điện cực liên tiếp a; “:” là độ dài lưỡng cực m.a; “-” là cự ly lưỡng cực n.a. Với thiết bị điện đa cực do các điện cực thường được bố trí đều nhau trên tuyến nên các thông số hệ cực là số nguyên. Hình 3: Các hệ cực thường được sử dụng trong phương pháp MRI cùng hệ số thiết bị của chúng Hình 3(d) là sơ đồ các điểm số liệu đo được bằng hệ cực Wenner, khoảng cách giữa hai điện cực liền kề nhau là “a”. Kết quả đo đạc được biểu diễn dưới dạng giả mặt cắt điện trở suất 2D: trục nằm ngang là khoảng cách các điện cực trên tuyến; trục thẳng đứng là độ sâu khảo sát tương ứng với khoảng cách “a” và loại hệ cực được sử dụng. Hình 4: Sơ đồ bố trí các điện cực trong khảo sát ảnh điện 2D và vị trí các điểm ghi số liệu trong giả mặt cắt điện trở suất. Số liệu sau khi đã thu thập (giả mặt cắt điện trở suất) cùng với thông tin về bề mặt địa hình sẽ được đưa vào phần mềm nghịch đảo 2D chuyên dụng để tính toán ra sự phân bố điện trở suất thực của môi trường khu vực nghiên cứu. ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 47 Các ẩn họa trong đê như: vùng thấm, bất đồng nhất, khe nứt có điện trở suất khác biệt so với môi trường xung quanh. Vì vậy, phương pháp điện đa cực có thể được áp dụng hiệu quả để dò tìm những loại ẩn họa này. 4. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG ĐÊ BẰNG TỔ HỢP PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ: ĐIỆN ĐA CỰC VÀ RADAR ĐẤT TỪ ĐOẠN K30+000 ĐẾN K30+400 ĐÊ HỮU CẦU, YÊN PHONG, BẮC NINH 4.1 Khảo sát, phát hiện hang rỗng bằng phương pháp Radar đất Để thực hiện công tác khảo sát, xác định hang rỗng trong thân đê, nghiên cứu sử dụng phương pháp sóng phản xạ. Khi ăng ten kéo theo một tuyến trên bề mặt đê thì ta thu được một mặt cắt theo chiều thẳng đứng. Trong quá trình thực hiện phép đo, ăng ten sẽ luôn phát và luôn thu, quá trình này dừng lại khi ta dừng tuyến đo. Do đối tượng cần khảo sát là các hang rỗng, bất đồng nhất tiềm ẩn trong thân đê ở độ sâu, kích thước khác nhau. Do đó 01 tuyến đo dọc trên mặt đê được bố trí. Vị trí tuyến đo bằng Rada đất được thể hiện trên hình 5. 4.2 Khảo sát, phát hiện vùng thấm, khe nứt bằng phương pháp điện đa cực Nghiên cứu sử dụng phương pháp điện đa cực hệ cực Wenner để khảo sát, phát hiện vùng thấm trong nền đê với 03 tuyến đo: 02 tuyến khảo sát ở rìa mép đê phía sông và phía đồng; 01 tuyến ở mái đê phía đồng. Để khảo sát, phát hiện khe nứt, hệ cực Dipole-Dipole được áp dụng với 02 tuyến khảo sát ở rìa mép đê phía sông và phía đồng. Sơ đồ bố trí các tuyến đo điện đa cực được thể hiện ở hình 5. Hình 5: Sơ đồ tuyến khảo sát đoạn K30+000 đến K30+400 đê Hữu Cầu, Yên Phong, tỉnh Bắc Ninh. trong đó: Tuyến đo điện : 3 tuyến đo wenner và 2 tuyến đo Dipole-Dipole rìa đê Tuyến đo Rada đất : 1 tuyến đo 4.3 Kết quả khảo sát 4.3.1 Kết quả khảo sát bằng phương pháp Radar đất Đoạn đê khảo sát từ K30 + 000 ÷ K30 + 400 đê Hữu Cầu, huyện Yên Phong, tỉnh Bắc Ninh có tổng chiều dài tuyến khảo sát là 400m. Kết quả khảo sát bằng Rada đất xác định được 01 phân lớp khá đều nhau và ổn định với chiều dày khoảng 1,2m kéo dài từ K30 + 000 ÷ K30 + 400; và 01 khối bất đồng nhất với nhiều tín hiệu phản xạ phân lớp nằm ngang. Tại vị trí dị thường, các tuyến đo dọc và ngang được thiết kế bổ sung để xác định phạm vi của dị thường bất đồng nhất. Kết quả của các tuyến đo bổ sung không thấy rõ dị thường liên quan đến khối bất đồng nhất. Trên hình 7 cho thấy đây là khối bất đồng nhất cục bộ phân lớp nằm ngang từ K30 + 010 ÷ K30 + 050 và sâu từ 1,2 m đến 2,5 m; lớp đất này có độ chặt không đồng đều không quá lớn so với môi trường đất xung quanh, vì vậy không ảnh hưởng đến an toàn của đoạn đê. Kết quả khảo sát trên đoạn đề từ K30 + 000 ÷ K30 + 400 đê Hữu Cầu được thể hiện từ hình 7 đến hình 14. Hình 6: Khảo sát xác định hang rỗng trên đê Hữu Cầu, Yên Phong, Bắc Ninh bằng Radar đất ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 48 Hình 7: Kết quả khảo sát Rada đất đoạn từ K30+000 ÷ K30+050 đê Hữu Cầu Hình 8: Kết quả khảo sát Rada đất đoạn từ K30+050 ÷ K30+100 đê Hữu Cầu Hình 9: Kết quả khảo sát Rada đất đoạn từ K30+100 ÷ K30+150 đê Hữu Cầu Hình 10: Kết quả khảo sát Rada đất đoạn từ K30+150 ÷ K30+200 đê Hữu Cầu Hình 11: Kết quả khảo sát Rada đất đoạn từ K30+200 ÷ K30+250 đê Hữu Cầu Hình 12: Kết quả khảo sát Rada đất đoạn từ K30+250 ÷ K30+300 đê Hữu Cầu Hình 13: Kết quả khảo sát Rada đất đoạn từ K30+300 ÷ K30+350 đê Hữu Cầu Hình 14: Kết quả khảo sát Rada đất đoạn từ K30+350 ÷ K30+400 đê Hữu Cầu 4.3.2 Kết quả khảo sát bằng phương pháp điện đa cực 4.3.2.1 Kết quả khảo sát thấm và bất đồng nhất bằng hệ cực Wenner Kết quả khảo sát xác định vùng thấm tại đoạn đê từ K30 đến K30+400 cho thấy cả 03 tuyến đo đều xác định được 03 phân lớp điện trở suất khá rõ ràng, cụ thể như sau: Dị thường bất đồng nhất ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 49 Hình 15: Kết quả khảo sát tuyến rìa phía sông đoạn K 29+950-K30+450 Hình 16: Kết quả khảo sát tuyến rìa phía đồng đoạn K 29+950-K30+450 Hình 17: Kết quả khảo sát tuyến cơ đê phía đồng đoạn K 29+950-K30+450 - Với 02 tuyến khảo sát ở rìa đê phía sông và phía đồng (hình 15 và hình 16), chiều dày lớp thứ nhất dao động từ 4m đến 5m và có điện trở suất trung bình từ 50 đến 60 Ωm. Lớp thứ 2 là lớp đất sét có điện trở suất từ 20 đến 30 Ωm. Lớp này nằm ở độ sâu từ 5m đến 17m. Lớp thứ 3 là lớp cát có điện trở suất từ 50 đến 60 Ωm, nằm ở độ sâu từ 17m đến 23m. - Trên hình 17 là kết quả của tuyến khảo sát tại chân đê cho thấy, lớp thứ nhất có điện trở suất trung bình từ 50 đến 60 Ωm, chiều dày từ 1m đến 3m. Lớp thứ 2 là lớp đất sét có điện trở từ 20 đến 30 Ωm, nằm ở độ sâu từ 3m đến 12m. Lớp thứ 3 là lớp cát có điện trở suất từ 50 đến 80 Ωm, nằm ở độ sâu từ 12m đến 23m. 4.3.2.2 Kết quả khảo sát nứt trên thân đê bằng hệ cực Dipole - Dipole. Trên hình 18 và 19 là kết quả khảo sát, phát hiện khe nứt tại đoạn đê từ K30+000 đến K30+400 ở hai vị trí rìa đê phía sông và phía đồng. Với hai kết quả cho thấy trên đoạn này chúng tôi không phát hiện bất thường nào về điện trở suất liên quan đến khe nứt. Hình 18: Kết quả khảo sát tuyến rìa phía sông đê Hữu Cầu đoạn K30+00-K30+400 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 50 Hình 19: Kết quả khảo sát tuyến rìa phía đồng đê Hữu Cầu đoạn K30+00-K30+400 5. KẾT LUẬN Nghiên cứu này áp dụng tổ hợp phương pháp địa vật lý: điện đa cực và Radar đất để dò tìm ẩn họa, đánh giá hiện trạng cho công trình đê. Kết quả phân tích cho thấy, đối với nền đê, các đối tượng nằm sâu hơn, kích thước lớn hơn, phương pháp điện đa cực là lựa chọn tối ưu. Việc kết hợp hai phương pháp này thành một tổ hợp phương pháp địa vật lý cho phép khảo sát, đánh giá công trình đê một cách toàn diện nhất. Kết quả ứng dụng tổ hợp phương pháp này tại K30 + 000 đến K30 + 400 đê Hữu Cầu, huyện Yên Phong, tỉnh Bắc Ninh cho thấy đoạn đê khảo sát khá ổn định. Nền đê xuất hiện lớp cát ở độ sâu 15m, ngoài ra không có dấu hiệu bất thường nào dưới nền đê. Thân đê đoạn K30 + 010 đến K30 + 050 xuất hiện khối bất đồng nhất là khối đất có độ chặt không đồng đều với môi trường xung quanh. Nhìn chung, phương pháp Radar đất với ưu thế độ phân giải cao đã chứng tỏ được hiệu quả trong khảo sát thân đê, tuy nhiên, để phát huy được hết ưu thế của phương pháp địa vật lý, việc kết hợp với các phương pháp khảo sát truyền thống khác là cần thiết. Ngoài ra, có thể dùng các mặt cắt địa chất xác định được theo phương pháp địa vật lý làm thông số đầu vào cho các mô hình số để có đánh giá chi tiết hơn về mức độ an toàn của công trình. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đặng Quốc Tuấn, Phạm Quang Tú, Đỗ Anh Chung, Trịnh Minh Thụ (2017). Nghiên cứu xói ngầm dưới nền đê bằng phương pháp đo sâu điện đa cực. Tạp chí Địa kỹ thuật, Số 03. [2] Đỗ Anh Chung, Vũ Đức Minh (2012). Khảo sát vùng thấm trên đê bằng phương pháp Thăm dò điện đa cực. Tạp chí Địa kỹ thuật. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 28, 11-18. [3] Đỗ Anh Chung, Nguyễn Văn Lợi, Vũ Đức Minh (2013).Áp dụng phương pháp Radar đất để xác định “thoát không” dưới bê tông bản mặt đập Cửa Đạt. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 29, 8-15. [4] A.P.Annan (2003). Ground penetrating radar Principles, Procedures and Applications. Sensors & Software Inc. [5] Advanced Geosciences Inc (2014). SuperStingTM Wi-Fi R1/IP Instruction Manual. [6] Andrea Bebedetto, Lara Pajewshi (2015). Civil engineering application of Ground penetrating radar. Springer. [7] Daniels, D.J. (2004). Ground Penetrating Radar 2nd Edition. IET. The Institution of Electrical Engineers, London. [8] Erica Carrick Utsi (2017). Ground penetrating radar Theory and Applications. Butterworth-Heinemann, Elsevier. [9] Lawrence B.Conyers (2012). Interpreting Ground-penetrating Radar for Archaeology. Left Coast Press, Inc. [10] Monica Di Prinzio, Marco Bittelli, Attilio Castellarin, Paola Rossi Pisa, 2010. Application of GPR to the monitoring of river embankments. Journal of Applied Geophysics 71, 53-61. [11] Yang,X., G.Henderson, L.Mao, A.Evans (2009). “Application of ground penetrating radar in detecting the hazards and risks of termites and ants in soil levees”. Environ. Entomol. 38(4): 1241-1249. [12] Xu, X., J. Wu, và X. Wu (1996). “A study on ground penetrating radar exploration of subterranean termites nests in dykes and dams”. Acta Entomol. Sin. 39: 46-52. Người phản biện: PGS, TS. LÊ TRỌNG THẮNG

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdf18_0222_2159778.pdf
Tài liệu liên quan