RQD và chất lượng khối đá - có liên quan hay không?

 

Trong một bài mà Wasabi đã đăng từ 2014 về chỉ số chất lượng khối đá RQD (Rock quality designation) có trình bày về cách phân loại chất lượng khối đá theo Deer (1963).  Nay (năm 2024), sau 10 năm, lại thấy bản dự thảo tiêu chuẩn TCVN 5746:2024 đưa cách phân loại đó vào.

 

Cụ thể tại Bảng D.14 của bản tiêu chuẩn dự thảo TCVN 5746:2024, chỉ số RQD được dùng để phân loại cả chất lượng khối đá và mức độ nứt nẻ của khối đá. 

 

Cơ mà theo Wasabi là không nên như vậy.

 

Theo bản dự thảo tiêu chuẩn thì bên cạnh việc dùng RQD để đánh giá mức độ nứt nẻ như các kỹ sư địa chất vẫn làm, TCVN đang cố gắng tận dụng thông số RQD để phân loại khối đá như theo đề xuất ông Deer - tác giả của RQD, chia ra 5 cấp chất lượng của khối đá khác nhau (từ rất xấu đến rất tốt). 

 

Việc phân chia chất lượng này xem ra khá thô thiển và cần thận trọng khi sử dụng. 

 

Chất lượng khối đá (rock mass quality) phụ thuộc và rất nhiều yếu tố mà trong đó RQD chỉ là một thông số. Chất lượng khối đá do tính chất của vật liệu đá nguyên vẹn và đặc điểm hệ thống nứt nẻ (bao gồm đặc điểm các khe nứt, mật độ và dạng phân bố các khe nứt...) quyết định, trong khi RQD chỉ là một chỉ số đánh giá sơ bộ mức độ nứt nẻ của khối đá. Bản thân ông Deer ngay từ khi đề xuất phương pháp phân loại khối đá theo RQD cũng đã công nhận điều này. Và sau mấy chục năm sử dụng ông ấy khuyên rằng thì là mà chỉ nên sử dụng RQD là một tham số, và kiến nghị dùng Q hay RMR để đánh giá. Theo Deer, chỉ tận dụng RQD để: xác định các đới đá nứt nẻ mạnh cần xem xét xử lý và tận dụng các kinh nghiệm về RQD để định hướng phục vụ thiết kế sơ bộ.

 

Vậy nên, tốt nhất bỏ cái phân loại khối đá theo RQD ra khỏi tiêu chuẩn trước khi nó có hiệu lực.

Hồi ký Lũng Cú

 Nhớ gì viết đấy, chưa quá già nên vẫn nhớ chút ký ức vụn để viết

Lần đầu đến Lũng Cú là tầm cuối năm 1999, khi vừa mới tốt nghiệp Đại học và đi làm với vai kỹ sư địa chất. Đây cũng là lần đầu Wasabi đứng tên chủ trì khảo sát địa chất công trình của dự án sông biên giới*. Nhiệm vụ cấp thiết phải đi ngay và luôn, sếp phân công xong còn động viên bảo công việc giai đoạn này đơn giản, chủ yếu công tác đo vẽ, cuối năm là tiền về, nhưng thòng câu đây là nhiệm vụ chính trị nên tiền không không nhiều, hehe. Mới ra trường, lý thuyết còn đang lơ mơ, còn kinh nghiệm coi như chưa có gì kể ra cũng hơi lo lắng. Nhưng rén hơn là đoạn nghe kể đi làm phải uống rượu, mà người H’Mông uống rượu bằng bát, không uống thì không vào việc. Gì chứ rượu Wasabi uống có đôi chén hạt mít đã thành tiên, uống bát thì có mà thành ma luôn đâm ra rén vô cùng.

 

Lũng Cú khi đó rất vắng vẻ, khu vực chân cột cờ Lũng Cú chỉ có 8 nóc nhà, dân chủ yếu tập trung ở thôn Séo Lủng, nơi mà Việt Nam Trung quốc bắn nhau đì đòm mãi mới kết thúc tuy biên giới đã phân định từ 1989. Nghe kể năm 1992 tàu còn sang đốt cháy 18 ngôi nhà ở bản Séo Lủng, ngay năm trước đó (1998) đồng bào làm nương ở khu vực giáp ranh còn bị Trung Quốc bắt giữ… nói chung khi đó tình hình phức tạp, cán bộ Wasabi đi làm phải có một chiến sĩ biên phòng đi kèm, vừa dẫn đường vừa bảo vệ kiêm luôn phiên dịch tiếng H’Mông nếu cần. Chiến sĩ biên phòng dẫn Wasabi đi là lính nghĩa vụ, trẻ măng, cũng người dân tộc nhưng nói tiếng Kinh, tất nhiên.

 

Trước khi xuống sông Nho Quế, ghé thăm căn nhà người H’Mông, đây là căn nhà duy nhất và ở điểm cao nhất về phía Trung Quốc, nằm trên sườn núi nhìn xuống sông Nho Quế. Từ vị trí nhà nhìn xuống dòng Nho Quế đẹp thôi rồi, Nho Quế như dải lụa xanh lơ uốn lượn dưới vực sâu. Tả vậy thôi chứ lúc đó chả có tâm hồn ngắm cảnh, chỉ lo vào nhà người H’Mông xong đứng dậy kiểu gì. Cậu lính biên phòng bảo cứ vào chơi tý nghỉ chân luôn, con gái nhà này xinh lắm, da trắng má hồng, đang học lớp 8 biết nói tiếng kinh, lính biên phòng bọn em ai cũng thích, em cũng đang cưa mà chưa được. Nghe đến đây thì chốt hạ vào thôi, say thì ngủ lại nghĩ ngợi gì nữa, hehe. Có mấy gói lương khô mang theo bỏ ra làm quà, bác chủ nhà phấn khởi lắm, đem mèn mén với rượu ra mời. Cũng định bụng không uống rượu rồi, nhưng mèn mén chắc để lâu ngày, vừa khô vừa chua, phải uống rượu vào mới trôi được. Thế là cũng làm cỡ 1/4 bát rượu mới đứng lên, may chiến sĩ biên phòng giải thích rằng phải xuống sông còn về kẻo không kịp. Thoát bữa rượu nhưng không gặp được con gái bác chủ nhà vì đang đi học nội trú ngoài huyện, kể ra cũng hơi tiếc

Việc ở sông Nho Quế thuộc về chuyên môn khỏi kể, chỉ cần biết xuống chùn chân lên mỏi gối, vậy thôi.

Xong việc ở bờ sông Nho quế về đến Uỷ Ban xã Lũng Cú cũng đã chiều muộn. Bạn lính biên phòng cũng từ biệt để lên chốt làm nhiệm vụ, dặn quay ra đồn biên phòng mà ngủ nhờ. Uỷ ban xã khi đó là một căn nhà xây gạch đơn sơ, bên trong tuềnh toàng chả có gì. Trong lúc chờ gặp lãnh đạo xã lấy xác nhận, gặp một bác nhà văn bên quân đội, cũng lặn lội từ Hà Nội lên. Bác ấy bảo lên đến đây chỉ có bộ đội biên phòng, nhà văn như tao và dân địa chất như mày. Bác nhà văn bảo cũng đã từng đến đây rồi, đi và ở lại để trải nghiệm để về còn viết truyện. Chủ tịch xã bằng tuổi mình, tên Páo hình như họ Lùng, nói tiếng Kinh tốt và biết ký xác nhận chứ không phải điểm chỉ. Gặp cán bộ xã xong thì trời cũng đã nhá nhem tối, quyết định quay ra vì không thể ở lại vì chả biết nghỉ ở đâu. Hành trình từ trung tâm xã Lũng Cú ra đồn Biên phòng Lũng Cú cũng đáng nhớ, bởi lúc đi vào là trời sáng, lại đi bằng xe U oát nên không vấn đề gì. Khi đi ra phương tiện là hai cẳng vì trong bản làm gì có xe ôm. Khi đi được một đoạn thì trời tối om, dọc đường ra không có nhà dân, chỉ khi nào nghe tiếng chó sủa văng vẳng thì biết là quanh đó có nhà nhưng cũng chả nhìn thấy nhà chỗ nào. Dò dẫm hơn chục cây số trời tối đường miền núi hẳn là kỷ niệm đáng nhớ. Đi mãi đi mãi mà chả thấy đồn biên phòng đâu, vừa mệt mỏi vừa sốt ruột. Mãi tầm hơn 9h đêm mới tới doanh trại đồn biên phòng, vào trình giấy tờ xin ngủ lại. Dù muộn nhưng anh trưởng đồn vẫn bảo lính sửa soạn cơm cho ăn, cơm bộ đội đầy đủ rau thịt, bộ đội nấu lại rất ngon nên giờ vẫn nhớ bữa cơm ấy. Anh đồn trưởng hình như cấp Uý, nghe anh kể quê tận Nam Định, một năm anh chỉ về quê nhà 2 lần, vợ con ở quê, thật đáng kính phục. Điều kiện cuộc sống vật chất ở đồn khá ổn, lợn gà rau cỏ đều do lính tự tăng gia không phải đi mua.

 

Sáng hôm sau từ biệt anh trưởng đồn và các chiến sĩ, may quá có xe ôm đi từ đồn ra thị trấn Đồng Văn. Thị trấn Đồng Văn khi đó cũng còn vắng vẻ, cả ngày mới có chuyến xe khách đi về Hà Giang mà đi vào sáng sớm. Đợi đến trưa, may gặp được xe tải chở hàng đi thẳng về Hà Nội, thế là về. Khi đó Wasabi thực sự chỉ muốn mau chóng xong việc để về, không hứng thú khám phá gì nên chả có kỷ niệm gì ở Đồng Văn ngoài hình ảnh cao nguyên đá khô khốc, người đồng bào đi chợ bằng ngựa, có ông vào chợ uống say còn nằm luôn giữa đường, vợ và ngựa cứ ở cạnh chờ. 

 

*Dự án kè sông biên giới khi đó bắt đầu khởi động, Bộ Nông Phát giao cho Viện đảm nhiệm, mục đích là để phục vụ lập dự án xây dựng kè bảo vệ bờ sông những khu vực xung yếu cho toàn bộ các bờ sông biên giới phía Bắc. Phòng Địa kỹ thuật khi đó neo người, các kỹ sư nam đều phải đảm nhiệm chủ trì, mỗi người một đến một vài nơi. Wasabi mới ra trường, được phân nhiệm vụ làm ở 2 tỉnh, Lào Cai và Hà Giang. Ở Lào cai thì làm đoạn nhánh sông Nậm Thi, ở Hà Giang làm sông Nho Quế ở huyện Đồng Văn và một đoạn suối là ranh giới Việt – Trung ở cửa khẩu Thanh Thuỷ, Vị Xuyên Hà Giang. Đoạn suối cửa khẩu này có vài trăm mét nhưng ở khu vực đầy mìn, đi khảo sát cũng chỉ được đi dọc suối và cách một đoạn, có 1 chiến sĩ biên phòng dẫn đi theo lối mòn rộng chừng nửa nửa mét, hai bên là cỏ rậm rạp. Chiến sĩ dặn dò cẩn thận rằng em bước đâu anh theo đấy, không đi chệch ra ngoài dẫm phải mìn là tèo đấy.

ĐỘ MẠNH ĐỘNG ĐẤT THEO THANG MOMENT

 

Mỗi khi động đất xảy ra, truyền thông hay đưa tin động đất bao gồm vị trí tâm chấn và độ mạnh với đơn vị là độ Richter, ví dụ Động đất ở Moroco có độ mạnh 6,8 độ Richter. Thực tế, đây là cách nói của báo chí không có chuyên môn về khoa học. Bởi "độ rích te" là cách nói về độ mạnh của động đất theo cách tính của ông Richter (đề xuất từ 1935). Tuy nhiên, phần nhiều độ mạng động đất ngày nay được tính theo thang độ lớn mô men vì thang Richter đã cũ và không thích hợp để đánh giá các trận động đất có độ mạnh lớn hoặc các trận động đất nằm xa trạm đo số liệu địa chấn.

Trong khi độ mạnh của động đất theo Richter chỉ xét tới biên độ dao động lớn nhất của sóng động đất và khoảng cách tới tâm động đất, độ mạnh mô men xét đầy đủ hơn các thuộc tính vật lý của động đất, trong đó có độ cứng của đá móng dọc đứt gẫy, diện tích và biên độ dịch chuyển của đứt gẫy (các thông số này thu được từ phân tích các sóng động đất thu được khi rung chấn xảy ra.

Mw = 2/3 log10(M0) - 9.1

Trong đó, M0 = độ cứng x diện tích x biên độ dịch chuyển

Cách tính độ mạnh mô men này được Thomas C. Hanks và Hiroo Kanamori đề xuất năm 1979.

Về lý thuyết, cách xác định độ mạnh động đất Moment phức tạp hơn song xét được đầy đủ hơn về bản chất của trận động đất. 

 

Nứt tự nhiên và nứt vỡ do khoan

Khi đo xác định RQD, để xác định chính xác chỉ số RQD của đá, cần phân biệt giữa các khe nứt tự nhiên và các khe nứt do quá trình khoan, vận chuyển tạo ra. Bởi RQD chỉ xét các khe nứt tự nhiên, nếu chất lượng công tác khoan kém, mẫu vỡ mà nếu xét cả các nứt vỡ do khoan sẽ dẫn tới giá trị RQD nhỏ hơn thực tế. Sau đây là một số dấu hiện phân biệt giữa 2 loại khe nứt.

Nứt tự nhiên

Có dấu vết xi măng ở mặt nứt nẻ, là các khoáng chất được kết tủa từ chất lỏng di chuyển qua vết nứt.

Các dải biến dạng có vật liệu bị nghiền nát hoặc sét

Có dấu hiệu dịch chuyển tương đối ở 2 bên nứt nẻ, ví dụ như vết nứt cắt qua vết nứt khác và có lệch (offset) của khe nứt cũ ở 2 bên mặt nứt nẻ đang xét.

Mặt khe nứt trơn bóng hoặc có có vết xước do dịch chuyển trượt dọc mặt nứt nẻ.

Các vết nứt được giới hạn ở các lớp/lớp hoặc một số thạch học nhất định, tức là địa tầng cơ học.

Là mặt phân cách trong đá mà trong đó có các khoáng vật kết tủa do nhiệt dịch

Mặt phẳng nứt cắt qua hết lõi khoan

Vết nứt có cấu tạo đường khâu (Stylolite) trong đá có chứa vật chất kết tủa.

Vết nứt mà 2 đầu của vết nứt đều nằm trong lõi khoan.

Nứt vỡ do chấn động (do khoan, do vận chuyển) 

Mặt nứt không theo quy tắc hoặc có dạng vỡ vỏ sò

Vết nứt dọc tâm lõi khoan

Vết nứt dạng cánh hoa

 Các vết nứt song song với mặt lớp – thường gặp với đá phiến sét, bị nứt ngay cả khi vận chuyển mẫu

Các vết nứt xoắn ốc do gãy lõi trong quá trình lấy lõi.

Các vết nứt của đá phiến và đá phiến sét hình thành khi lõi đá bị khô, co ngót.

Các nứt nẻ làm lõi khoan vỡ vụn

 

Một số công thức xác định chỉ số GSI dựa vào chỉ số RQD

Chỉ số GSI (Geological strength index) là chỉ được dùng khá phổ biến thông thường được xác định theo biểu đồ dựa trên cấu trúc khối đá và đặc điểm bề mặt các nứt nẻ. GSI có thể xác định theo các công thức kinh nghiệm sử dụng chỉ số RQD:

GSI = 1.5* R4 + 0.5*RQD                               (Hoek et al. 2013)

Với R4 là điểm số cho đặc điểm bề mặt khe nứt trong công thức xác định chỉ số RMR (Bieniawski, 1989)(Bieniawski, 1989)(Bieniawski, 1989)

GSI = 15*log((RQD*Jr)/(Jn*Ja))+50             (Barton,1995)

GSI = 9*ln((RQD*Jr)/(Jn*Ja)) + 44             (Hoek et al, 1995)

GSI = 52*(Jr/Ja)/(1+Jr/Ja) + 0,5*RQD        (Hoek et al, 2013)

Trong đó:

Jn là điểm số về số lượng hệ khe nứt (joint sets), Jr là điểm số về độ nhám bề mặt khe nứt, và Ja là điểm số đặc điểm bề mặt khe nứt) trong công thức tính Q của Barton (1995)

 

Cách sử dụng các cụm từ tiếng Anh trong công bố khoa học

Môt trang web về các cụm từ tiếng Anh trong công bố khoa học

https://www.phrasebank.manchester.ac.uk/

Rừng say

Các dấu hiệu bất thường của cây cối trên sườn dốc có thể là dấu hiệu của mất ổn định sườn/mái dốc:

Trượt từ biến sẽ làm thân cây cong đều.

Trượt nông đột ngột làm cây chết nhưng thân cây vẫn thẳng.

Trượt sâu làm cây các cây lớn bị nghiêng trên sườn dốc mà vẫn sống.

Thân cây nghiêng, phần ngọn thẳng đứng là dấu hiệu trượt trong quá khứ.

Cây nghiêng ngả theo nhiều hướng khác nhau có thể là đặc điểm của trượt lớn vẫn đang tiếp tục hoạt động

Cây cối chia thành nhóm có thể do rễ một nửa trong đất ổn định và một nửa trong đất không ổn định.

Các nhóm cây có tuổi khác nhau mọc trên sườn dốc có thể do loài cây bắt đầu phát triển sau khi trượt, có nước ngầm xuất lộ hoặc có tầng đất không thấm.

Các nhóm cùng tuổi hướng lên cao và dốc xuống có thể do có mặt trượt, có sự xuất lộ của nước ngầm hoặc khe nước chảy.

Cây ưa nước mọc tập trung trên sườn dốc là do có dòng chảy trên bề mặt hoặc có dòng thấm gần bề mặt sườn dốc.

Cây non (chưa trưởng thành) trên sườn dốc có thể do sạt lở xảy ra gần đây hoặc do khai thác gỗ trên sườn dốc

Mặt dốc không có thảm thực vật có thể do xói mòn/sạt lở tái diễn hoặc do đất cằn

Cây già hoặc gốc cây trên sườn dốc chứng tỏ sườn dốc ổn định

Các khúc gỗ, gốc cây và thảm thực vật bị chôn vùi có thể là dấu hiệu của dịch chuyển sườn dốc trong quá khứ hoặc hiện tại

Cây bụi phát triển rậm rạp có thể là dấu hiệu của mặt trượt ẩn, sườn dốc gần đây bị xáo động, nước ngầm thoát ra từ sườn dốc và đất bị bão hoà.