TCVN9644:2013

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9644:2013 về An toàn hạt nhân - Khảo sát, đánh giá độ nguy hiểm động đất đối với nhà máy điện hạt nhân TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9644:2013 AN TOÀN HẠT NHÂN - KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ ĐỘ NGUY HIỂM ĐỘNG ĐẤT ĐỐI VỚI NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN Nuclear sa f ety - Seismic hazards in site investigation and evaluation for nuclear power plants L ời nó i đầu TCVN 9644:2013 do Cục An toàn bức xạ và hạt nhân biên soạn, T ổ ng cục T iê u chu ẩ n Đo lường Chất lượng th ẩ m định, Bộ Khoa học và Công nghệ công b ố . AN TOÀN HẠT NHÂN - KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ ĐỘ NGUY HIỂM ĐỘNG ĐẤT ĐỐI VỚI NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN Nuclear Safety - Seismic hazards in site investigation and evaluation for nuclear power plants 1 Phạm vi áp dụng Ti ê u chuẩn này đưa ra các hướng d ẫ n trong việc đánh giá độ nguy hiểm động đất tại đ ị a đi ể m xây dựng nhà máy điện hạt nhân (NMĐHN), đặc biệt là hướng d ẫ n xác định các nội dung sau đây: - Độ nguy hiểm do rung động nền đất nhằm xác định tham số rung động nền đất v à các tham số khác làm cơ sở thiết kế NMĐHN mới và đánh giá lại mức độ an toàn đối với NMĐHN đã xây d ựn g; - Khả năng xảy ra dịch chuyển do đứt gãy gây ra (sau đây gọi l à dịch chuyển đứt gãy) và vận tốc dịch chuyển đứt gãy ảnh hưởng tới mức độ an toàn của NMĐHN. Tiêu chuẩn này cũng cung c ấ p các hướng dẫn về khảo sát dịch chuy ể n đứt gãy do tác động trực tiếp hoặc gián tiếp của động đất gây ra, không hướng đ ến đối với đứt gãy liên quan đến quá tr ì nh trượt - l ở . 2 Thuật ngữ và định nghĩa Ti ê u chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau: 2.1 Thiết b ị ghi g i a tốc (accelerogram) Thiết b ị ghi gia tốc rung động nền, thường ghi theo ba thành phần (phương) vuông góc với nhau, trong đó hai phương nằm ngang và một phương th ẳ ng đứng. 2.2 Chấn t â m (epicentre) Điểm chiếu vuông góc của ch ấ n tiêu động đất lên bề mặt Trái đất. 2.3 Ch ấ n ti ê u (hypocentre) Đi ể m khởi phát động đất trong l ò ng Trái đất. 2.4 Độ không đ ả m bảo khách quan (aleatory uncertainty) Độ kh ô ng đ ả m b ả o nộ i tạ i của h iệ n tượng và được x é t đến b ằ ng cách biểu diễn hiện tượng dưới dạng một mô hình phân bổ xác suất 2.5 Độ không đảm bảo chủ quan (ep i stemic uncertainty) Độ không đảm bảo do sự hiểu biết không đầy đủ v ề hiện tượng d ẫ n đến độ không đảm bảo khi xây dựng m ô hình của hiện tượng đó. Độ không đảm bảo chủ quan bao gồm độ không đảm bảo của mô hình áp dụng, độ không đảm bảo do đánh giá của chuyên gia và độ không đ ả m b ả o của số liệu thống kê. 2.6 Đứt gãy địa chất (fault geological) Sau đây gọi là đứt g ã y, là phân mảnh b ề mặt hoặc một vùng của Trái đất do có dịch chuyển tương đố i gây ra. 2.7 Rung động nền đất trường tự do ( f ree fleld ground motion) Rung động do động đất gây ra tại một điểm của nền đất, không xét đến ảnh hưởng của cấu trúc và các công trình. 2.8 Tần suất vượt quá ( f requency of exceedance) Tần suất xảy ra động đất c ó mức độ nguy hiểm v ượ t quá giá tr ị cho trước tại một địa điểm, một vùng và trong một khoảng thời gian xác định. Trong đánh giá mức độ nguy hiểm động đất b ằ ng phương pháp xác suất (PSHA), khoảng thời gian đánh giá tần suất thường l à một năm (tần suất hàng n ă m). Khi t ầ n suất quá nh ỏ , không vượt quá một lần trong khoảng thời gian xác định trước, th ì giá tr ị t ầ n suất này được l ấ y xấp x ỉ với xác suất của hiện tượng được mô tả b ằ ng quá trình khách quan theo luật Poát -xông. 2.9 Độ lớn động đất (magn i tude of an earthquake) Đại l ượ ng đo mức độ của một trận động đất c ă n c ứ vào n ă ng lượng mà nó giải phóng ra dưới dạng các sóng địa chấn. Đ ộ lớn động đất là giá trị bằng s ố tr ê n một (hoặc nhiều) thang đo chuẩn, chẳng hạn như thang đo mô-men, sóng mặt, sóng khối, độ lớn cục bộ hoặc độ lớn theo thời gian xảy ra động đất. 2.10 Độ lớn động đất cực đại dự báo (max i mum potential magnitude) Giá trị tham chiếu sử dụng trong đánh g i á độ nguy h iể m động đất, đặc trưng cho khả năng phát sinh động đất của một nguồn động đất . Phương pháp t í nh giá tr ị này phụ thuộc loại nguồn động đất và ph ươ ng pháp tiếp cận trong phân tích độ nguy hiểm động đất 2.11 C ổ động đất (palaeose i sm i c i ty) Những bằng chứng v ề động đất đ ã xảy trong thời tiền sử hoặc lịch sử, được biểu hiện qua các dịch chuyển đứt gãy hoặc các tác động thứ c ấ p như biến dạng nền, hóa l ỏ ng nền, sóng thần, lở đất. 2.12 G i a tốc rung động n ề n đất cực đạ i (peak ground acce l erat i on) Giá t rị tuyệt đ ố i lớn nh ấ t của gia tốc nền được gh i nhận tr ê n thiết b ị gh i gia tốc; l à gia tốc nền lớn nh ấ t do động đ ấ t gây ra tại một địa điểm. 2.13 Phổ ph ả n ứn g (response spectrum) Đường cong được tính toán từ kết quả ghi nhận tr ê n thiết b ị gh i gia tốc , th ể hiện phản ứng c ự c đại của nền thông qua các giá trị gia t ố c, vận tốc, d ị ch chuyển của nền trong h ệ dao động tắt dần một bậc tự do tuyến tính (với h ệ số tắt d ầ n cho trước); ph ổ phản ứng là một hàm của t ầ n s ố hoặc chu kỳ dao động riêng. 2.14 Cấu trúc s inh ch ấ n ( se i smogen i c structure) Cấu trúc th ể hiện hoạt động của động đất hoặc dập vỡ bề m ặ t trong lịch sử, hay có liên quan đến cổ động đất, c ó khả năng phát sinh động đất trong khoảng thời gian được quan tâm. 2.15 Mô hình địa chấn ki ế n tạo (seismotectonic model) Mô hình biểu diễn đặc điểm của các nguồn động đất trong vùng xung quanh địa điểm dự kiến, có tính đến độ không đảm bảo khách quan và độ không đảm bảo chủ quan của việc xác định các nguồn động đất . 2.16 Phản ứng của nền đất tại địa điểm (s ite response) Phản ứng của nền đá gốc hoặc t ậ p h ợ p các tầng đá, đất b ở rời tại địa điểm dư ớ i tác động của tải trọng rung động nền đất ch o trước. 2.17 Đứt gãy b ề mặt (sur f ace f aulting) Hiện tượng phá hủy cấu trúc trên bề mặt Trái đất đo đứt gãy gây ra kh i có động đất. 2.18 Phổ phản ứng cùng mức độ nguy hiểm (un i form hazard response spectrum) Ph ổ phản ứng có cùng xác suất vượt quá đối với cùng một tọa độ trên đ ồ thị phổ. 2.19 Mức rung động n ề n đất (se i sm i c leve l ) Mức rung động nền đất c ấ p 1 (SL-1) và mức rung động n ề n đất c ấ p 2 (SL-2) là những m ứ c rung động nền đất th ể hiện khả năng ả nh hưởng của động đất và được xem x é t trong thiết kế cơ sở đố i với nhà máy điện hạt nhân. SL-1 tương ứng động đất í t nghiêm trọng hơn, khả năng xảy ra l ớ n hơn SL-2. Thông thư ờ ng, SL-1 tương ứng với mức rung động nền đất c ó xác suất 10 -2 /năm và SL-2 tương ứ ng có xác suất 10 -4 / năm. 2.20 Đ ị a điểm NMĐHN (site area) Khu vực c ó nhà lò, nhà tua-b i n, các hệ thống quan trọng đ ố i với an toàn của NMĐHN và một số công trình phụ trợ khác, thông thường có diện tích khoảng từ 1 đến 2 km 2 , c ó h à ng r à o bảo vệ bao quanh. 2.21 Lân c ậ n NMĐHN (site v i c i n i ty) Khu vực xung quanh địa đ iể m NMĐHN, thông thường là khu vực hình tròn có bán kính 8 km t í nh từ nhà lò phản ứ ng hạt nhân; trong trường hợp cần thi ế t có thể mở rộng lân cận NMĐHN để bao quát được h ế t các hiện tượng, quá trình c ầ n khảo sát, nghiên cứu phục vụ cho việc đánh giá an toàn địa điểm. 2.22 T iể u vùng (near reg i on). Khu vực xung quanh lân cận NMĐHN, thông thường là khu vực hình tr ò n có bán k í nh 40 km t í nh từ nh à l ò phản ứng hạt nhân; trong trường hợp c ầ n thi ế t có thể mở rộng kích thước tiểu vùng, hoặc lựa chọn t iể u vùng có hình dạng kh ô ng đ ố i xứng để bao qu á t được h ế t các hiện tượng, quá trình cần khảo sát, nghiên cứu phục vụ cho việ c đánh giá an to à n địa điểm. 2.23 L iê n vùng (region) Khu vực xung quanh tiểu vùng, thông thường là khu vực hình tròn có bán kính 320 km tính từ nhà lò phản ứng hạt nhân; k í ch thước liên v ù ng khảo sát có thể thay đổi phụ thuộc vào đặc điểm đ ị a chất và ki ế n t ạ o; hình dạng liên vùng có thể không đối xứng để bao quát h ế t các ngu ồ n động đất cần xem xét. 3 Quy định chung 3.1 Quy mô khu vực khảo sát Trong trường hợp cần thi ế t, kh u vực khảo sát có thể mở rộng ra ngo à i biên giới quốc gia và bao gồm cả các vùng biển và vùng đất liền k ề th í ch hợp. Cơ sở dữ liệu được thu thập phải có t í nh đồng nh ấ t cho toàn bộ khu vực khảo sát, hoặc í t nh ấ t phải có đầy đủ các đặc tính cần thiết về đ ị a chấn kiến tạo. 3.2 Các cơ sở dữ liệu c ầ n th u thập Quy mô khu vực khảo sát, loại thông tin cần thu thập, phạm vi và mức độ chi tiết của công tác khảo sát phải được xác định phù hợp với bản chất và độ phức tạp của quá trì nh hình th à nh địa ch ấ n kiến tạo. Trong mọi trường hợp, phạm vi và mức độ chi t iế t của thông tin c ầ n thu th ập và công tác khảo sát được tiến hành phải đủ đ ể xác định được rung động n ề n đất và độ nguy hiểm của dịch c h uyển đứt gãy. Trường hợp địa điểm nằm gần các cấu trúc kiến tạo lớn như ranh giới mảng, đ ớ i si ế t é p hoặc đới hút chìm, bao gồm cả cấu trúc ở khu vực ngoài khơi, th ì ngoài việc phải xem xét khả năng sinh chấn của các cấu trúc này, còn ph ả i xem x é t khả n ă ng ảnh hưởng của chúng đối với quá trình truyền sóng đ ị a chấn và phản ứng của nền đất tại địa điểm. 3.3 Dự á n đánh giá độ nguy hiểm đ ộng đất Việc đánh gi á độ nguy hiểm động đất phải được thực hiện thông qua việc triển kh a i một dự án riêng có mục tiêu cụ th ể và k ế hoạch phù hợp. Dự án đánh giá độ nguy hi ể m động đất phải c ó sự tham gia thực hiện của các chuyên gia v ề địa chất, đ ị a chấn, địa vật lý, các kỹ thuật viên và chuyên gia trong các lĩn h vực khác (ví dụ như các nhà sử học). Những người tham gia thực hiện dự án đ á nh giá độ nguy hiểm động đất phải có trình độ c huyên m ôn và kinh nghiệm phù hợp với trách nhiệm c ủ a họ trong dự án. Khi đánh giá độ nguy hiểm động đất, phương pháp ti ế p cận chung là nh ằ m gi ả m độ kh ô ng đảm bảo trong các gia i đoạn khác nhau của quá trình đánh giá đ ể thu được kết quả tin cậy. Việc này có thể đạt được bằng cách t h u thập đầy đủ dữ liệu t i n cậy có liên quan. 3.4 Độ không đảm bảo Khi khảo sát chi tiết địa điểm đ ể đánh giá độ nguy hiểm động đất, độ không đảm bảo phải được xem xét, bao gồm cả độ khôn g đảm bảo khách quan và độ không đảm bảo chủ quan. Trong mỗi công đoạn, từ việ c xác định vị trí , phân tích và xác định đặc điểm của nguồn động đất đến việc ước lượng độ nguy hiểm rung động nền đất đều có thể có những d iễ n giải chủ quan của các chuyên gia. Các diễn giải chủ quan này cần được t ổ ng hợp sao cho kết quả đánh giá chung đại di ệ n cho những ki ế n thức đương đạ i v ề động đất và mô hình r u ng động n ề n đất k hông sử dụng ý kiến chuyên gia trong trường hợp có thể thu thập th ê m dữ liệu m ớ i. Phải đánh giá t ấ t cả các giả thi ế t và m ô hình có thể c ó với các dữ liệu thu thập được, xây dựng phương pháp đánh giá tổng hợp kết hợp cả kiến thức và độ không đảm bảo cho phép. Đ ố i với trường hợp có kết luận v ề mức độ nguy hiểm động đất th ấ p tại khu vực địa điểm xem xét, c ầ n g i ả định một giá trị làm cận dưới (ng ưỡn g đánh giá mức độ nguy h iể m) cho dự án đánh giá độ nguy hiểm động đất Cận dưới gi ả định này được xem là tương đương với trường h ợp có gia tốc rung động nền đất cực đại là 0,15 g (g là gia tốc trọng trường). Giá trị 0,15 g này ch ỉ áp dụng trong trường hợp các dữ liệu địa chất và địa chấn thu thập được như quy định tại khoản 4. 3.5 Cách tiếp c ậ n trong phân t í ch độ nguy hiểm động đất Đ ể bảo đảm tính đầy đủ trong luận giải kết quả đánh giá độ nguy hiểm động đất, c ầ n thành lập nhóm chuyên gia cho mỗi v ấ n đề li ê n quan. Nếu việc này là không k hả thi, th ì có thể chọn một cách tiếp cận khác cho việc phân tích độ nguy hiểm động đất . Nhưng phải bảo đảm rằng, độ không đảm bảo của dữ liệu đ ầ u vào là tương đương với độ không đảm bảo của phương pháp tiếp cận theo nh ó m chuyên gia. Phương ph á p thay th ế c ó thể là phân tích dữ liệu l iê n quan, tiến hành nghi ê n cứu khoa học, sử dụng các giả thuyết khoa học, kết hợp với kết quả phân t í ch độ không đ ả m bảo và phân tích độ nhạy của dữ liệu. Tiến h à nh phân tích độ nhạy của dữ liệu một cách h ệ thống đ ể xác định mức độ quan trọng của dữ liệu đ ầ u vào đố i với mô hình. 4 Thông tin cần thiết và công tác khảo sát 4.1 Khái quát 4.1.1 Phạm vi khảo s át Cần tiến hành khảo sát tại liên vùng, ti ể u vùng, lân cận và đ ị a điểm NMĐHN với mức độ chi tiết t ă ng d ầ n. Khảo sát liên vùng, ti ểu vùng, lân c ậ n NMĐHN nhằm cung c ấ p thông tin về đị a chất và địa vật lý. Khảo sát tại địa điểm nhằm xây dựng cơ sở dữ liệu v ề địa kỹ thuật . 4.1.2 X â y dựng cơ sở dữ liệu Cần có một cơ sở dữ liệu tích hợp và toàn diện, trong đ ó các thông tin địa chất, địa vật lý, địa kỹ thuật và địa chấn được thu thập và kết h ợ p ở định dạng thích hợp cho việc đánh gi á và luận giải các v ấ n đề liên quan t ới nguy hại do động đất gây ra. Cần bảo đảm rằng, mỗi thành ph ầ n được nghiên cứu một cách đầy đủ t rướ c khi tích hợp chúng v à o cơ sở dữ liệu. Cơ sở d ữ liệu tích hợp c ầ n bao gồm tất cả dữ liệu v ề địa chất , địa vật lý, địa kỹ thuật, địa chấn và những thông tin khác liên quan tới việc đánh giá rung động nền đất, đứt gãy và tai biến địa chất tạ i địa điểm. Dữ liệu phải được quản l ý dưới dạng hệ thống th ô ng tin địa l ý (GlS) k è m theo các thông tin đ ầ y đủ v ề si ê u dữ liệu. Các dữ liệu phải được lưu giữ dưới dạng tham chi ế u đồng nh ấ t đ ể thuận l ợ i trong việc so sánh và tổng hợp. Việc tập hợp dữ liệu địa ch ấ n thường ít ph ụ thuộc vào việc khảo sát tại các phạm vi vùng, tiểu vùng và lân cận NMĐHN h ơn so với các dữ liệu khác. Tuy nhi ê n, các c ấ u t rú c sinh chấn tại t iể u vùng và lân cận NMĐHN thường quan trọng hơn đối với việc đánh giá độ nguy hiểm động đất, phụ thuộc vào mức độ hoạt động, độ lớn cực đạ i có thể của động đất và h ệ thức t ắ t d ầ n rung động nền đất . Đặc biệt đối với một số cấu trúc kiến tạo nội mảng, c ầ n lưu ý tập h ợ p dữ liệu đ ị a chấn đối với nguồn động đất ở b ê n ngoài phạm v i thông t hường của vùng kh ả o sát . Đối với các vùng ở ngoài khơi, cần khả o sát một cách hợp l ý đ ể phân tích đ ầ y đủ đặc điểm kiến tạo của vùng khảo sát và bổ sung dữ liệu địa chấn còn thiếu. Khi tiến hành phân tích độ ngu y hiểm động đất trong thời gian hoạt động của NMĐHN (v í d ụ , tiến hành đánh giá an toàn định kỳ hay đánh giá an toàn kháng chấn theo phương pháp xác suất), c ơ s ở dữ liệu tích hợp phải được cập nhật liê n tục theo thời gian và những phát ki ế n mới v ề khoa học. 4.2 Khảo sát địa chất, địa vật lý và địa Kỹ thuật 4.2.1 Khảo s át trong phạm vi liên vùng Thu thập dữ liệu trong phạm vi liên vùng đ ể tìm h iể u về cấu trúc địa động lực và hoạt động kiến tạo hiện đại, xác định các đặc điểm đ ị a chất có thể ảnh hưởng hoặc li ên quan tới nguy hiểm động đấ t tại địa điểm; lưu ý tới k hả năng c ó các đứt g ã y hoạt động. Dữ liệu địa chất và địa vật lý đã hoặc chưa công bố ( ví dụ như dữ liệu đã được tập hợp, dữ liệu thu được t ừ lộ v ỉ a mặt c ắ t đường giao thông, khảo sát địa vật lý và khảo sát lỗ khoan) phải được th ể hiện tr ê n bản đ ồ với các mặt cắt thích hợp. Khi dữ liệu hiện có chưa đủ để xác định vi trí, phạm vi và mức độ gây bi ế n dạng của các cấu trúc sinh chấn, thì phải xem x é t thu thập t hê m dữ liệu mới về địa chất và địa vật lý thông qua khảo sát, nghiên cứu chi tiết trong phạm vi tiểu vùng và lân cận NMĐHN. Trong trường hợp cần thiết, cần xem xét thêm các biểu hiện địa chất - địa mạo trên b ề mặt của các trận động đất trong tiền sử v à lịch sử. Dữ liệu thường được th ể hi ệ n trên bản đồ tỷ l ệ 1:500.000 hoặc l ớ n hơn vớ i các mặt cắt phù hợp. 4.2.2 Khảo sát trong ph ạm v i tiểu vùng Khảo sát trong phạm v i ti ể u vùng nhằm các mục đích sau đây: - Xác định đặc điểm địa chấn kiến tạo tại tiểu vùng tr ê n c ơ sở các dữ liệu được khảo sát nghiên cứu chi tiết h ơn so với khảo sát trong phạm vi liên vùng; - Xác định các chuy ể n đ ộn g m ớ i của đứt gãy; Xác đ ị nh độ l ớ n và bản chất của dịch chuyển, vậ n t ố c và dấu v ế t dịch chuy ể n li ê n quan đến các phân đoạn đứt g ã y. Xác định đặc điểm địa t ầ ng, cấu trúc địa chất v à lịch sử k iế n tạo của tiểu vùng; nghi ê n c ứ u chi tiế t lịch sử kiế n tạo nhằm xác định ch ế độ kiến tạo hiện đại. Khoảng thời gian lịch sử kiến tạo phải nghiên cứu phụ thuộc v à o mức độ hoạt động kiến tạo. Khi cần thiết, cần tiến hành nghiên cứu bổ sung về địa chất và địa vật lý trong lân cận NMĐHN nh ằ m xác định r õ hơn cấu trúc, đặc đi ể m của tiểu vùng. Khảo sát, nghiên cứu cần chi tiết đ ể m ô hình ti ế n hóa địa chất hiện đại của tiểu vùng bao gồm được các nguyên nhân dẫn đến đặc điểm địa chất và địa mạo có liên quan (trong khoảng th ời gian phù hợp với môi trường kiến tạo địa phương). Dữ liệu được th ể hiện trên b ả n đồ tỷ l ệ 1:50.000 với mặt cắt phù hợp. 4.2.3 Khảo s á t trong lân cận NMĐHN Mục đích khảo sát trong lân cận NMĐHN là xác định c ụ th ể hơn lịch sử tân kiến tạo của đứt gãy, đặc biệt l à khả năng và tốc độ d ị ch chuyển đứt g ã y tại địa đ iể m c ũ ng như các điều kiện có khả năng gây ra sự bất ổn về địa chất tại địa điểm. Lập bản đ ồ địa chất, địa mạo; khảo sát địa vật lý theo điểm, tuy ế n; khảo sát lỗ khoan và khảo sát bằng phương pháp đào hào. Dữ liệu thu được phải phù hợp với môi trường kiến tạo và đặc trưng đ ị a chất quan sát được, cần đạt đ ược các kết quả sau: - Bản đồ địa chất với mặt cắt; - Tu ổ i, loại, biên độ và tốc độ dịch chuyển của các đứt gãy; - Xác định và đánh giá đặc trưng của các vị trí c ó khả n ă ng chịu ả nh hưởng nguy hại của c á c hiện tượng tự nhiên (như lở đất, sụt nền , hang động ở gần b ề mặt hay qu á trình tạo karst) và h oạt động của con người. Dữ liệu được thể hiện trên bản đồ tỷ lệ 1:5.000 với mặt cắt phù hợp. 4.2.4 Khảo sát tại đị a điểm NMĐHN Khảo sát tại địa điểm có các mục đích sau đây: - Ng h iên c ứ u khả năng động đất gây ra d ị ch chuy ể n nền thư ờ ng xuy ê n (v í dụ như khả năng hoạt động của đứt gãy, hóa lỏng nền, lún hoặc sụt nền do các hang động ở gần bề mặt); - Thu thập thông tin về đặc t í nh tĩnh v à động của vật liệu nền: - Phân tích phản ứng của nền tại địa điểm. Xây dựng cơ sở dữ liệu từ các thông tin thu được kh i nghiên cứu chi tiết về địa chất , địa vật l ý và địa k ỹ thuật, bao gồm thí nghiệm tại hiện trường và trong phòng th í nghiệm. Cự th ể như sau: - Đ ố i vớ i khảo sát địa chất và đị a kỹ thuật đ ể xác định địa t ầ ng và cấu trúc của địa điểm: sử dụng phương pháp lỗ khoan hoặc khai đ à o (bao gồm cả thí nghiệm tại hiện trường); sử dụng kỹ thuật đ ị a vật lý và các phép kiểm tr a trong ph ò ng th í nghiệm đ ể xác định độ dày, độ sâu, độ nghi ê ng, đặc tính tĩnh và động của các lớp khác nhau b ê n dư ớ i b ề mặt cần thiết cho các mô hình tính toán (t ỷ l ệ Po á t-xông, mô-đun Young, mô-đun cắt, tỷ trọng, tỷ trọng tương đối, sức kháng c ắ t, các đặc t í nh l à m rắn chắc, phân bố kích thước hạt); - Đối với khảo sát địa chất thủy v ă n: sử dụng phương pháp lỗ khoan và các kỹ thuật khác đ ể xác định hình học, đặc tính l ý - hóa và bi ể u hiện ở trạng thái ổn định (như độ sâu, vận tốc tái nạp , độ dẫn truy ề n) của các t ầ ng chứa nước nh ằ m xác định độ ổn đ ị nh của các lớp đất và sự tương t ác của chúng đối với nền m ó ng; - Đ ố i với khảo sát các tác động khác đối với địa điểm: sử dụng t ấ t c ả th ô ng tin thu nhận được v ề động đất, tr on g đ ó có thông tin ghi được bằng thiết b ị đ ể đánh giá b iể u hiện động của địa điểm. Trong quá trì nh khảo sát và nghi ê n cứu, ph ả i thu thập t ấ t cả các số liệu c ầ n thiết đ ể đánh giá sự tương tác động lực học giữa nền đất và các công trình. Dữ liệu được th ể hiện trên bản đồ tỷ lệ 1:500 với mặt cắt phù hợp. 4.3 Khảo sát động đất 4.3.1 Danh mục động đất tạ i địa điểm Xây dựng danh mục động đất tại địa điểm. 4.3.2 Động đất tiề n sử và lịch sử Thông tin về động đất bao gồm thông tin từ t ấ t cả các nguồn v ề các trận động đất tiền sử, lịch sử (nghĩa là các trận động đ ấ t không đượ c ghi đo lại bằng thiết bị). Phải xem xét cả thông tin khảo cổ liên quan đ ế n các trận động đất thời tiền sử và lịch sử. Trong trường hợp có thể, c ầ n thu thập thông t i n về mỗi tr ậ n động đất bao gồm: - Ngày, thời điểm bắt đầu và thời gian kéo dài; - Vị trí chấn tâm; - Độ sâu chấn tiêu; - Độ lớn, loại độ lớn (v í dụ độ lớn xác định theo thang mô-men, độ lớn xác định theo s ó ng mặt, độ lớn xác định theo s ó ng kh ố i, độ lớn xác định theo thang động đất địa phương hoặc độ lớ n xác định th eo ch iề u d à i xung chấn trên băng ghi địa ch ấ n) và các tư liệu v ề phương pháp đã sử dụng để xác định độ l ớn động đất từ cường độ động đất đ iề u tra; - Cường độ chấn động cực đại, c ư ờng độ chấn động điều tra tại chấn tâm, điều kiện tại chỗ và thiệt hại quan sát được; - Đường đ ẳ ng chấn; - Cường độ chấn động tại địa điểm và thông tin chi tiết về tác động đối với nền đất và địa hình; - Ư ớ c tính về độ không đảm b ả o của các thông số trên; - Đánh giá chất lượng và s ố lượng dữ liệu đ ã được sử dụng đ ể x á c định các thông số trên; - Thông t i n về các tiền chấn và dư chấn nhận biết đư ợc; - Thông tin về đứt gãy gây ra động đất . Xác định thang đo cường độ sử dụng vì c ấ p độ có thể khác nhau tùy theo thang đo. Kh i xác định độ lớn và độ sâu của m ỗ i tr ậ n động đất, phải dựa trên m ố i quan h ệ thực nghiệm giữa dữ liệu gh i đo được và thông t i n điều tra động đất được xây dựng trực tiế p từ cơ sở dữ liệu v ề cường độ hoặc bằng cách sử dụng bản đ ồ đẳng chấn. 4.3.3 Động đất ghi đo đ ược Thu thập c á c dữ liệu ghi đo hiện c ó về động đất. Thu thập thông t i n hiện c ó về mô hình các lớp v ỏ Trái đất để xác đị nh vị trí của các trận động đất . Đối với m ỗi trận động đất, cần thu thập các thông tin sau: - Ngày, thời điểm bắt đầu và th ời gian k é o dài; - Tọa độ chấn tâm; - Độ sâu chấn ti ê u; - Độ lớn theo tất cả các cách xác định, bao gồm cả độ lớn xác định theo các thang đo khác nhau và mọi thông tin về mô-men địa chấn; - Thông tin quan sát được của ti ề n chấn và dư chấn, k ể c ả các thông t in v ề độ lớn và h ì nh học nếu có; - Các th ô ng tin khác có thể c ó í ch cho việc t ì m hiểu ch ế độ địa chấn kiến tạo, như cơ cấu chấn tiêu, mô-men địa chấn, suy giảm ứng suất và các thông số khác về nguồn động đất; - Thông tin điều tra động đất; - Vi tr í và phạm vi vùng bị ảnh hư ởn g; - Đánh giá v ề độ không đ ả m bảo cho m ỗi thông số; - Thông tin về đứt gãy gây ra động đất, hướng phát triển và khoảng thời gian xảy ra quá trình ph á hủy; - Dữ liệu ghi đo được từ cả địa chấn k ế dải rộng và gia t ố c k ý biên độ lớn. Khi xây dựng danh mục dữ liệu các trận động đất ti ề n sử , động đất lịch sử về các trận động đất ghi đo được, phải đánh giá mức độ đ ầ y đủ và độ không đảm bảo của các thông tin g hi nhận được, đặc biệt về cườn g độ, độ lớn, th ời gian và vị trí của động đất, độ sâu của chấn ti ê u. Đối với động đất nhỏ, th ông tin thường không đ ầ y đủ d o hạn ch ế về độ nhạy của thiết bị ghi đo. Đối với động đất lớn, thông tin thường không đầy đủ do chu k ỳ l ặ p lại của động đất quá d à i (m à thông tin thu được ch ỉ trong một khoảng thời gian tương đối ngắn). Các hạn ch ế này cần được tính đ ế n bằng các phương pháp thích hợp. Thu thập và sử dụng dữ liệu ghi đo sẵn có v ề rung động mạnh của nền đất ở phạm vi địa phương và khu vực để thi ế t lập hoặc lựa chọn các h ệ thức t ắ t d ầ n rung động nền đất thích hợp và xây dựng phổ phản ứng theo quy định tạ i khoản 10. 4.3.4 Dự án ghi đo động đất Đ ể có thông tin cụ thể hơn v ề nguồn có khả n ă ng gây động đất, c ầ n lắp đặt và vận hành một mạng lưới máy địa chấn có khả năng ghi được các trận động đất nh ỏ . Chu kỳ quan trắc tố i thi ể u đ ể thu được th ô ng tin c ầ n thiết cho việc luận giải địa chấn kiến tạo là nhiều n ă m đối với khu vực có độ hoạt động động đất cao và lâu h ơ n r ấ t nhiều đối với khu vực c ó độ hoạt động động đất th ấ p. Kết hợp các hoạt động ghi đo, xử lý và luận giải dữ liệu thu được từ mạng lưới quan trắc động đất địa phương, các mạng lưới quan tr ắ c địa chấn khu vực và quốc gia. Kết hợp thiết bị gh i đo gia tốc n ề n mạnh với thiết b ị ghi đo có độ nh ạ y cao. Phân tích các trận động đất ghi đo được trong mối quan hệ với hoạt động địa chấn kiến tạo trong phạm vi tiểu vùng. L ắ p đặt lâu dài thiết bị phù hợp tại địa điểm đ ể ghi đo các trận động đất lớn và nhỏ tr ong suốt tuổi đời của dự án. Các thiết bị ghi này phải có khả năng cung c ấ p th ô ng tin v ề c ấ u t rú c ngầm và phản ứng của nền đất; thu thập th ô ng tin v ề địa t ầ ng với các đặc tính động lực học của nền đất. Các thiết bị ghi đo cần được nâng c ấ p và hiệu ch ỉ nh định kỳ đ ể c ó th ể ghi đo đầy đủ các thông tin phù hợp với thực t ế tiên tiến đang được áp dụng trên th ế giới. Xây dựng chương trình bảo trì, bao gồm cả việc truy ề n dữ liệu, đ ể kh ô ng xảy ra nhầm lẫn. 5 Xây dựng mô hình địa chấn kiến tạo 5.1 Khái quát 5.1.1 D ữ liệu cho mô hình địa chấn kiến tạo Xây dựng mô hình địa chấn kiến tạo cho liên vùng, tích hợp dữ liệu về địa chất, địa vật lý, đị a kỹ thuật, địa chấn và các tính toán về đ ộ nguy hiểm động đất . Các dữ liệ u tích hợp này được tổ chức th à nh cơ sở dữ liệu. Các tài liệu hiện có liên quan về đị a chấn kiến tạo c ầ n được xem xét, bổ sung thêm các dữ liệu mới, bảo đảm t í nh đ ầ y đủ của cơ sở dữ liệu đ ể luậ n giải cho tính đúng đắn của mô h ì nh. C á c dữ liệu từ các t à i li ệu hiện có và đ ư ợc b ổ sung m ới phải đủ ch í nh xác và t i n cậy. Sử dụng quy trình chuẩn đ ể tích hợp các thành ph ầ n của cơ sở dữ liệ u địa chấn, địa vật l ý và địa chất nh ằ m xây dựng m ô hình địa chấn kiến tạo kết hợp và các mô hình thay thế khác, bao g ồm một tập hợp số các cấu trúc sinh chấn. Lưu ý các cấu trúc sinh chấn sâu dưới l ò ng đất và lựa chọn chu kỳ quan sát phù hợp đ ể phát hiện mối qu an hệ giữa chúng với các hoạt động động đất đã bi ế t. Khi xây dựng mô hình địa chấn kiến tạo, c ầ n xác định loại ngu ồ n động đất, bao gồm các cấu trúc sinh chấn được xác định bằng cơ sở dữ liệu sẵn có, hoặc địa chấn lan truyền không th ể quy cho các cấu trúc cụ thể đ ã được xác định b ằ ng cơ sở dữ liệu s ẵ n c ó . Lưu ý độ không đảm bảo đánh giá đặc điểm của nguồn động đất, đặc bi ệ t vớ i trường hợp địa chấn lan truyền do t í nh phức tạp của việc x á c định đứt gãy gây ra động đất. Các dữ liệu sử dụng cho việc xây dựng mô hình địa chấn kiến tạo ph ả i được giải thích kh á ch quan, khoa học. Khi có các mô hình thay thế đ ể gi ả i thích các dữ li ệ u địa chấn , địa vật lý, địa chất và kh i phải ch ấ p nhận sự khác biệt giữa các mô hình này mà kh ô ng thể tiến hành khảo sát, nghiên cứu b ổ sung, th ì phải sử dụng t ấ t cả các mô hình với trọng số phù hợp cho mỗi mô hình khi tiến hành đánh giá độ nguy hiểm động đất. Đánh giá độ không đảm bảo của m ô hình đ ể thu được t ấ t cả các g i ả thuyết v ề đặc t í nh của nguồn động đất và t ầ n suất động đất. 5.1.2 Danh mục động đất Đánh giá và xử lý danh mục động đất, bao g ồ m: - Lựa chọn thang đo độ l ớn phù hợp trong phân tích nguy hiểm động đất; - Th ố ng nh ấ t độ lớn của các sự kiện trong d anh mục theo thang đo độ lớn đã lựa chọn; - Xác định các động đất chính (nghĩa là loại trừ các d ư chấn); - Đánh giá t í nh đầy đủ của danh mục động đất theo độ lớn, v ị tr í và khoảng thời gian k é o d à i của động đất; Đánh giá chất lượng dữ liệu th ứ c ấ p cùng với độ không đảm bảo xử lý dữ liệu. Sử dụng thang đo độ l ớn phù hợp với thang đo độ lớn trong hệ thức tắt d ầ n rung động nền đất kh i t í nh toán độ nguy hi ể m động đất và trong các hệ thức dùng đ ể xác định độ lớn động đất theo cường độ động đất. Khi xây dựng hệ thức độ l ớ n - tần suất, thang đo độ lớn được lựa chọn phải thay đổi tuyến t í nh gần với thang đo độ lớn theo mô-men (M w ) tr ong d ả i độ lớ n quan tâm để tránh hiệu ứng bão hòa độ lớn. Hệ thức độ lớn - tần suất phải được xây dự ng cho mỗi nguồn động đ ấ t. M ỗi hệ thức này phải bao g ồ m cả giá trị độ lớn động đất cực đạ i dự báo ( m max ) theo đó hệ thức này được áp dụng. Độ kh ô ng đảm bảo của các tham s ố trong hệ thức độ lớn - tần suất phải được xác định b ằ ng các phân bố xác suất c ó xem x é t đến các m ố i tương quan giữa các tham số. Độ lớn động đất dự báo cực đại đối với mỗi nguồn động đất phải được xác định và độ không đảm bảo phải được th ể hiện bằng phân bố xác suất ( liê n tục hoặc rời rạc). Đối với mỗi nguồn động đất, giá trị m m a x được sử d ụ ng l àm cận trên của tích phân trong tính toán độ nguy hi ể m động đất bằng phương pháp xác suất và làm độ lớn trong kịch bản đánh giá độ nguy hiểm động đất bằng phương pháp t ấ t định. Đối với địa điểm thuộc nội mảng, động đất lớn nh ấ t quan sát được có thể không đưa ra được giá trị m max ph ù hợp. Xác định và áp dụng một cách phù hợp t í nh tương đồng địa chấn kiến tạo giữa khu vực được nghiên cứu với các khu vực kh á c. Đánh giá ảnh hư ở ng của lựa chọn phân b ố m max đối với k ế t quả xác định độ nguy hiểm động đất. 5.1.3 C ổ động đất Xây dựng bản đồ cường đ ộ động đất đ ể xem xét tác động của động đất đối với khu vực nghiên cứu kèm theo d iễ n giải các bi ể u hiện quan sát được cho th ấ y hoạt động động đất trong qu á khứ (ví dụ đứt gãy, h ó a l ỏng n ề n, s ự nâng l ê n của đường bờ biển). Lưu ý dấu t í ch địa chất của các sự kiện động đất tiền s ử và lịch sử, đặc b iệ t l à kh i thiếu các tư liệu lưu trữ. Nghiên cứu cổ động đất nhằm các mục đích sau đây: - Nhận dạng cấu trúc sinh chấn tr ê n cơ sở xác đị nh ảnh hưởng của động đất trong quá khứ tại khu vực khảo sát; - Cập nhật vào danh m ụ c đ ộng đất các trận động đất lớn tr ê n cơ sở nhận dạng và xác định tuổi của các hóa thạch động đất . Có th ể đào hào dọc theo đứt gãy hoạt động đ ã biết để đánh giá mức độ và tần suất của các dịch chuyển. Việc này c ó thể thực hiện được thông qua khảo sát ch iề u dày của các nê m bồi kết, tuổi của các mẫu trầm tích và các yếu tố khác. Nghiên cứu hóa lỏng thời tiền sử đ ể xác định bằng chứng v ề cường độ và sự lặp lại của các trận động đất; - Đánh giá độ lớn động đất dự báo cực đạ i của một cấu trúc sinh ch ấ n tr ê n cơ sở chi ề u d à i cực đại của cấu trúc và mức độ dịch chuyển sau mỗi tr ận động đất và hiệu ứng tích lũy; - Sử dụng chu kỳ lặp lại của các tr ậ n động đất mạnh đ ể kiểm tra kết quả đ á nh giá độ nguy hiểm động đất bằng phương pháp xác suất 5.2 Cấu trúc sinh chấn 5.2.1 Xác định cấu trúc s inh chấn Xem xét các cấu trúc sinh chấn gây ra rung động nền đất và dịch chuyển đứt gãy ở mức độ nguy hiểm tại địa điểm, cụ thể như sau: - Xem xét khả năng rung động nền đất trong mối quan hệ giữa vị trí của các cấu trúc sinh chấn và khả năng phát sinh động đất; - Xem x é t khả năng dịch chuyển đứt gã y trên hoặc gần mặt đ ấ t do cấu trúc sinh chấn g ầ n địa đi ể m gây ra (đứt gãy hoạt động). Xác định các c ấ u trúc s inh chấn thông qua một s ố các đặc t rư ng địa chất có trong c ơ s ở dữ li ệu địa chất, địa vật lý, địa kỹ thuật và địa chấn; đó là các đặc tr ư ng địa chất minh ch ứ ng t rự c tiếp hoặc gián tiếp v ề v iệ c các cấu trúc sinh chấn này đ ã từng là nguồn động đất trong ch ế độ kiến tạo hiện đại. Xem xét mối tương quan giữa các thông tin v ề động đất trong lịch sử và th ô ng tin ghi đo được b ằ ng thiết bị với các đặc trưng địa chất và địa vật lý để nhận bi ế t cấu trúc sinh chấn. Nếu việc khảo sát cho thấy một chấn tâm hoặc một nh ó m c á c chấn tâm có mối quan h ệ với một đặc trưng địa chất, th ì c ầ n nghi ê n cứu sâu hơn mối quan hệ này thông qua việc đánh giá r õ h ơn đặc trưng địa chất và các yếu t ố sau đây : - Hình học và phạm vi địa lý; - M ối quan hệ cấu trúc của đặc trưng đ ó đối với ch ế độ kiến tạo liê n vùng; - Các thông tin địa chấn bao g ồ m: độ không đảm bảo dữ liệu về chấn tâm và cơ cấu chấn ti ê u động đất, trường ứng suất, phân bố tiền chấn, dư chấn và các thông tin khác. Trong trường hợp thi ế u dữ liệu về một đặc trưng địa chất nào đó, th ì cần so sánh đặc trưng này với các đặc tr ư ng địa chất tương tự khác trong liên vùng ( tương tự về niên đại, hư ớ ng và lịch sử dịch chuyển) đ ể có thể xác định xem đặc t rưn g này c ó l à nguồn sinh chấn hay không. 5.2.2 Xác định đặc tr ư ng của cấu trúc sinh chấn Đối vớ i cấu trúc sinh chấn cần xác định các đặc điểm sau đây: - Kích thước của cấu trúc (chiều dài, độ tr ượt sâu, chiều rộng); - Hướng quay (va đ ậ p, dịch trượt); - Mức độ và hướng dịch chuyển; - Vận tốc bi ế n dạng; - Cường độ và độ lớ n động đất cực đại trong lịch sử; - Các s ố liệu c ổ động đất; - Tính phức tạp địa chất (sự phân đoạn, phân nhánh, các m ố i quan hệ cấu trúc); - Các dữ liệu động đất và c á c đặc điểm khác liê n quan. So sánh các đặc điểm trên với các đặc điểm của cấu trúc tương tự có dữ liệu lịch sử được ghi lại. Đánh giá dự báo độ lớn cực đại trên cơ sở sử dụng các y ế u t ố : thông tin về lịch sử địa chấn, địa chất của chuyển động đứt gãy hoặc của cấu trúc, các hệ thức thực nghiệm, dữ liệu về d òng nh iệ t bề dày và tỷ lệ bi ế n dạng của v ỏ Trái đất và các dữ liệu li ê n quan khác. Thông tin về lịch sử địa chấn, địa chất nêu trên phải đủ đ ể đánh giá k í ch thước đập vỡ lớn nh ấ t hoặc các d ị ch chuyển d o động đất trong tương la i . Khi không có các s ố l iệu chi tiết phù hợp, độ lớn động đất cực đại dự báo của cấu trúc sinh chấn c ó th ể được tính toán từ kích thước của các cấu trúc. Đối với m ỗ i nguồn sinh chấn, độ lớn cực đại c ó th ể được xác định th ô ng qua chiều dài, độ sâu và cơ chế ứng suất tác động l ê n đứt g ã y. Ở các vị trí c ó đới đứt g ã y gồm n hiều phân đoạn, mỗi phân đoạn phải được xem xét độc lập. Phân tích khả năng dập v ỡ đồng thời t h eo các phân đoạn đứt gãy khi xảy ra động đất . Xây dựng các kịch b ả n v ề chi ề u d à i dập v ỡ của đứt gãy để ước tính giá trị m max đố i với đứt gãy đó. Sử dụng các phương pháp khác nhau để đánh giá độ lớn động đất cực đại dự báo t rên cơ sở phân tích thống k ê các hệ thức độ lớn - t ầ n suất đối với các trận động đất liên quan đến một cấu trúc cụ thể, kết hợp giữa thông tin v ề cấu trúc và số liệu động đất; phân tích sự phù hợp giữa kết quả đánh giá và s ố liệu động đất x ác định độ không đảm bảo trong việc đánh gi á độ lớn động đất cực đại dự báo và sự phù hợp của độ kh ô ng đảm bảo đó với dữ l iệ u về địa chất và địa mạo. Hiệu chỉnh hệ thức độ lớn - t ầ n suất đối với mỗi cấu trúc sinh chấn trong m ô hình địa chấn kiến tạo nh ằ m xác định các y ế u t ố sau đây: - Mức độ hoạt động của động đất; - Dạng phù h ợ p cho hệ thức độ lớn - t ầ n suất; - Độ không đảm bảo của hệ thức v à của các tham số trong hệ thức. 5.3 Vùng địa chấn lan truyền 5.3.1 Xác định vùng địa chấn lan truyền Xác định c á c khu vực đồng dạng v ề địa chấn, l à các khu vực tương đư ơ ng về khả n ă ng xảy ra động đất . Xác định vùng địa chấn lan truyền tr ê n cơ sở các khu vực đồng dạng v ề địa chấn nêu trên. Sử dụng dữ liệu thu thập được để luận c ứ cho phân b ố các khu vực không đ ồ ng d ạ ng v ề hoạt động địa chấn. Ước lượng độ sâu cực đạ i của động đất với giả thi ế t là động đất thư ờ ng ph á t sinh b ê n trong hoặc ph í a trên vùng chuyển tiếp từ giòn (d ễ dập vỡ) sang dẻo (d ễ uốn) của lớp vỏ Tr á i đấ t. Sử d ụ ng thông tin về phân bố của địa chấn lan truyền theo độ sâu khi đánh giá độ nguy hiểm động đ ấ t . Xác định ranh giới của các khu vực địa chấn kiến tạo (đồng dạng và không đồng dạng) nêu tr ê n. Ranh giới này có thể được xác định thôn g qua điều kiện kiến tạo khác nhau nhờ việc đánh giá sự khác nhau đáng kể giữa các khu vực về: t ầ n suất x ả y ra động đất , độ sâu của chấn tâm , cơ ch ế chấn tâm, trạng thái ứng suất, các đặc điểm kiến tạo và giá trị có liên quan trong công thức Gutenberg-Richter. 5.3.2 Xác định đặc trưng v ùn g địa chấn lan truyền Trường hợp độ lớn động đất cực đạ i dự báo không li ê n quan đến các cấu trúc sinh chấn đã được xác định, th ì chúng được đánh giá tr ê n cơ sở các dữ liệu lịch sử và các đặc điểm địa chấn kiến tạo của khu vực. So sánh khu vực được kh ả o sát, nghiên cứu với khu vực tương đương có số liệu lịch sử đầy đủ; nhưng phải luận chứng các so sánh, đánh giá đ ó . Đánh giá độ không đ ả m bảo của giá trị độ lớn động đất cực đại dự báo sử dụng trong mô hình địa chất kiến tạo; độ k hô ng đảm bảo này phát sinh do dữ liệu lịch sử thu thập được chỉ cho giai đoạn tương đ ố i ng ắ n so với quá trình bi ế n dạng liê n tục. Đối với ngu ồ n động đất ít hoạt động, xác định giá trị có liên quan trong c ô ng thức Gutenberg-Richter bằng cách ch ấ p nhận gi á trị đạ i diện cho môi trường kiến tạo liên vùng của các ngu ồ n động đất . Đánh giá độ không đảm bảo của các tham số và tính tới các độ k hông đảm bảo đó trong phân tí ch độ nguy hiểm động đất . 6 Đánh giá độ nguy hiểm do rung động nền đất 6.1 Khái quát 6.1.1 Ph ươ ng pháp đ á nh giá Độ nguy hiểm rung động nền đất phải được đánh giá b ằ ng cả ha i phương pháp xác suất và t ấ t định. Kết quả đánh giá tất định được sử dụng đ ể kiểm tra t í nh hợp lý của kết quả đánh giá xác suất, đặc biệt là với giá trị t ầ n suất vượt quá hàng n ă m nhỏ. Kết quả của phương pháp xác suất cho ph é p đánh giá các giá trị t ấ t định trong phạm vi của phương pháp xác suất, v ì vậy sẽ biết được t ầ n suất vượt quá hàng năm tại mỗi tọa độ ph ổ đáp ứng t ấ t định. 6.1.2 Chương trình tính toán đánh g i á độ nguy hiểm do rung động n ề n đất Chương trình tính toán đánh giá độ nguy hiểm do rung động nền đất phải có t í nh năng hiệu c h ỉ nh phù hợp với c á c thay đổi của mô hình rung động nền đất tắt dầ n, mô hình nguồn động đất và có khả năng xử lý độ không đảm bảo một cách t híc h hợp. 6.2 Đặc điểm của rung động nền đất 6.2.1 Lựa chọn th ô ng s ố v à thành ph ầ n rung động nền đất Lựa chọn th ô ng số và các th à nh phần rung động nền đất đáp ứ ng t ố t nh ấ t mục t iê u phân tích độ nguy hiểm động đất. Các thông số thư ờ ng được lựa chọn đ ể mô tả đặc điểm của rung động nền đất bao gồm: - G i a t ố c ph ổ phản ứng; - Vận tốc hoặc độ dịch chu y ển tại mỗi mức tắt d ầ n; - Khoảng thời gian và t ầ n suất rung động nền đất. Các thông số có thể đ ược lựa chọn khác bao gồm: - G i a tốc nền cực đạ i; - Vận tốc nề n cực đạ i; - Độ dịch chuyển nền cực đại ; - G i á tr ị trung b ì nh của phổ phản ứng qua một dả i t ầ n số rung xác định; - Ph ổ biên độ Four i er, - Mật độ ph ổ năng lượng. Các thành phần rung động nền đất thường được sử dụng bao gồm: - Thành ph ầ n nằm ngang lớ n nh ấ t; - Trung b ì nh về hình học c ủ a h ai th à nh ph ầ n nằm ngang; - Thành ph ầ n nằm ngang ngẫu nhi ê n; - V é c-tơ t ổ ng của hai thành ph ầ n nằm ngang; - Th à nh ph ầ n thẳng đứng. 6.2.2 Hệ thức t ắ t d ầ n rung động nền đất Hệ thức tắt dần rung động n ền đất là một hàm của các thông số thực nghiệm và lý thuyết được thể hiện theo Công thức (1): GM = g(m,r,c i ) + ε gm + ε c (1) trong đ ó : GM là giá trị trung v ị của các thông số và thành ph ầ n rung động n ề n đất quy định tại 6.2.1 (thường được th ể hiện dưới dạng hàm lôgarít); g là hàm toán học; m là độ lớn động đất; r là khoảng cách từ ngu ồ n động đất đến địa điểm; c i l à các thông số l iê n quan khác (ví dụ kiểu đứt gãy, hiệu ứng t ườ ng treo và các điều ki ệ n tại địa điểm); ε gm là độ không đảm bảo khách quan; ε c là thành ph ầ n nằm ngang b iế n đ ổ i (l à thành ph ầ n nằm ngang được lựa chọn khách quan giữa hai thành ph ầ n nằm ngan g của rung động nền đất được sử dụng để phân tích độ nguy hi ể m động đất). Hệ thức tắt d ầ n rung động nền đất được lựa chọn phải phù hợp với đi ề u kiện của địa điểm tham chiếu. Trường hợp c á c điều kiện không gi ố ng nhau, th ì phải đ iề u chỉ nh hệ thức bằng cách sử dụng các y ế u t ố phản ứng của địa đi ể m thu được bằng thực nghi ệ m hoặc lý thuy ế t và độ không đảm bảo tư ơn g ứng của chúng. Hệ thức tắt dần run g động nền đất được lựa ch ọ n ph ải đáp ứng các tiêu ch í sau đây: - Được cập nhật và thừa nhận phổ biến tạ i thời điểm nghi ê n cứu: - Phù h ợ p với loại động đất và đặc điểm tắt dần của khu vực nghiên cứu; - Phù hợp với môi trường kiến tạo của khu vực nghi ê n cứu; - Phù hợp với dữ liệu rung động nền đất tạ i đ ị a phương (n ế u có). Xem x é t độ không đảm bảo chủ quan thông qua sử dụng nhiều hệ thức tắt dần rung động nền đất phù hợp đối với từng môi trường kiến tạo được th ể hiện trong phân tích. Lựa chọn các hệ thức bao hàm được đầy đủ các giải thích t i n cậy về đặc điểm của mô hình liên quan. Sử dụng dữ liệu cường độ động đất để đánh giá hệ thức tắt dần rung động nền đất tại khu vực mà ở đ ó thiếu các dữ liệu ghi đo b ằ ng thiết bị đố i với rung động lớn trong thời gian đủ dà i . 6.2.3 M ô phỏng nguồn động đất Đ ối với các khu vực có địa chấn tích cực mà ở đ ó có đủ dữ liệu chi tiết về rung động nền đất gây ra bởi các đứt gãy đã xác định th ì việc m ô phỏng các đứt gãy dập v ỡ c ũn g như đường lan truyền sóng đ ị a chấn được th ự c hiện theo quy trình mô t ả trong mục n à y, đặc bi ệ t tà trong trường hợp các đứt gãy gần địa điểm có kh ả năng ảnh h ưởn g đáng k ể tới độ nguy hiểm động đất. Khi mô ph ỏ ng ngu ồ n động đất, c ầ n xác định các th ô ng số cần thiết sau đ â y: - Các thông số hình h ọ c của đứt gãy (vị trí, ch iề u dài, chiều rộng, độ sâu, độ nghiêng, độ va đập); - Các thông số vi mô ( mô-men địa chấn, độ dịch chuyển tr u ng b ì nh, tốc độ dập v ỡ , độ suy giảm ứng suất trung bình); - C á c thông số vi mô (thời gian kh ởi phát, độ dịch chuyển, các thông số ứng suất đối với các thành ph ầ n đứt gãy hữu hạn); - Các thông số cấu trúc v ỏ Trái đất , như vận tốc sóng c ắ t, mật độ và độ tắt dần sóng. Đối với môi trường địa chấn k iế n tạo phức tạp nh ư ranh giới m ả ng, đới siết ép và đới hút chìm, đặc biệt là đối với các khu vực ngoài khơi, quá trình hình thành địa chấn ki ế n tạo cụ thể của Trái đất có ảnh hưởng đến các thông số của nguồn động đất nêu ở tr ê n phải được xem xét đ ể đánh giá đặc đ iể m rung động nền đất . Xác định giới hạn dưới c ủ a độ lớn động đất (ngư ỡ ng độ lớn động đất) phù hợp với d ải độ lớn động đất có trong cơ sở dữ liệu sử d ụn g đ ể xây dựng hệ thức tắt dần rung động nền đất . Xem xét ngưỡng độ l ớn động đất k ế t hợp với quan điểm công nghệ giả định rằng, c ấ u tr ú c, hệ thống và các thành phần liên quan đến an toàn của NMĐHN không bị ảnh hưởng bởi rung động nền đất gây ra do động đất có độ lớn dưới ng ưỡ ng nêu trên. Có thể thay thế việc xác định giới hạn độ lớn động đất bằng việc xác đị nh giá trị ngưỡng của thông số gây hư hại m à dưới ngưỡng đó không xảy ra hư hại hoặc rủi ro đáng kể n à o; ví dụ như xác đ ị nh giá trị ngư ỡ ng của vận tốc tích lũy tuyệt đ ố i. 7 Phân tích độ nguy hiểm động đất bằng phương pháp xác suất 7.1 Khái quát 7.1.1 Sử dụng m ô h ì nh tr ong phân tích độ nguy hiểm động đất Sử dụng m ô hình địa chấn kiến tạo với các th à nh ph ầ n và thông số của m ô hình bao g ồ m cả độ không đ ả m bảo đ ã xác đị nh trong phân tích độ nguy hiểm động đất bằng phương pháp xác suất Trong trường h ợ p việc phân tích nguy hiểm động đất bằng phương pháp xác suất được thực hiện bằng m ô hình thay t h ế khác th ì mô hình đ ó c ầ n được sử dụng trong t ấ t cả các t í nh toán. 7.1.2 Xác định t ầ n suất v ượ t quá h à ng năm nhỏ nh ấ t Trong k ế hoạch của dự án đánh giá nguy h iể m động đất cần xác định t ầ n suất vượt quá hàng năm nh ỏ nhất cho m ụ c đích thiết kế hay làm dữ li ệu đ ầ u v à o trong đánh giá an toàn xác suất. Giá trị tần suất vượt quá h à ng năm có thể r ấ t nhỏ (v í dụ 10 - 8 ) trong trường hợp NMĐHN c ó tần suất hư hại v ù ng hoạt r ấ t th ấ p do sử dụng lò phản ứng t iê n tiến tại địa điểm ổ n định đ ị a chấn. Khi đó, cần đánh giá sự phù hợp và chất lượng của cơ sở dữ liệu, mô h ì nh địa chấn kiến tạo và ý kiến chuyên gia, để giảm thi ể u ảnh hưởng độ không đảm bảo của các yếu tố n à y đ ối vớ i k ế t quả phân tích độ nguy hiểm động đất. 7.1.3 Các bước phân tích đ ộ nguy hiểm động đất T i ến hành phân tích độ nguy hiểm động đất b ằ ng phương pháp xác suất theo các bước sau đây: - Đánh giá mô hình địa chấn kiến tạo c ủ a khu vực đ ịa điểm, xác định nguồn động đất, ranh g iới giữa các nguồn động đất, k í ch thước của m ỗ i nguồn và các độ kh ô ng đảm bảo có l i ên quan; - Đánh giá độ lớn động đất cực đạ i dự báo cho mỗ i nguồn động đất, tần suất x ả y ra động đất, dạng hệ thức độ lớn - tần số và độ không đảm bảo k è m theo; - Lựa chọn hệ thức tắt d ầ n rung động nền đất đối vớ i khu vực địa điểm, đ á nh giá độ không đảm bảo cho cả rung động nền đất trung b ì nh và hàm rung động nền đất phụ thuộc vào độ lớn động đất và khoảng cách nguồn động đất tới địa điểm; - Thực hiện t í nh toán độ nguy hi ể m động đất; - Đánh giá ph ả n ứng của nền đất tại địa điểm. 7.1.4 Phân tích k ế t quả tính toán độ nguy hiểm động đất Bi ể u th ị kết quả đánh giá độ nguy hiểm động đất bằng phương pháp xác suất dưới dạng giá trị trung b ì nh hay trung vị của tần s uấ t vư ợ t quá hằng năm của rung động nền đất theo phương nằm ngang và phương thẳng đứng đ ã th ể hiện chu kỳ quan trọng đố i với cấu trúc, hệ th ố ng và thành ph ầ n. Phát tri ể n cây logic để đánh giá độ không đảm bảo chủ quan trong phân tích độ nguy h iể m động đất b ằ ng phương pháp xác suất thông qua việc hoàn thiện các nhánh của cây lo gic hoặc mô phỏng Monte Carlo. Sử dụng các đường cong nguy hiểm đ ể thể hiện độ kh ô ng đảm bảo ch ủ quan của mỗi phép đo rung động nền đất, xây dựng phổ phản ứn g cùng m ứ c độ nguy hi ể m cho mỗi mức nguy hiểm m ụ c tiêu và mức độ tin cậy đ ã được lựa chọn. Trường hợp sử dụng phân tích độ nguy hiểm động đất b ằ ng phương pháp xác suất để xác định cơ sở thi ế t k ế , thì c ầ n xem xét đến tần suất vượt quá h à ng năm cùng với việc đ á nh giá t r ung b ì nh hoặc trung v ị t ươ ng ứng. Sử dụng quá trình phân tách để đánh giá ả nh hưởng ri ê ng biệt của mỗi nguồn động đất trong độ nguy hiểm động đất tổng cộng, đ ể xác định r õ hơn đặc điểm rung động nền đất tại đị a điểm. Việc phân tách như vậy có thể áp dụng đối với tần suất vượt quá hàng n ă m khi tần suất đó được lựa chọn đ ể xác đị nh rung động nền đất làm cơ sở thi ế t k ế . Việc phân tách có thể thực hiện đố i v ới ít nhất hai giá trị tần suất rung động nền đất, thông thường là giá tr ị th ấ p nhất và cao nhất của phổ. Hai giá trị tần suất nà y có thể được sử dụng đ ể xác định cặp giá t rị độ lớn - khoảng cách c ó ảnh hư ở ng l ớ n nhất đến tần suất vượt quá hàng n ă m. 7.2 Tích hợp độ nguy hiểm động đất Đánh giá tần suất vượt quá hàng n ă m của mức rung động nền đất x á c định cụ thể tạ i địa điểm do một hoặc nhi ề u ngu ồ n động đất gây ra có t í nh đ ế n các yếu t ố liên quan. Th ô ng s ố cần thiết đ ể đ á nh giá bao gồm: - Số lượng nguồn động đất; - Độ lớn động đất cực đại và cực tiểu dự báo của mỗ i nguồn động đất; - K í ch t hướ c dập v ỡ cực ti ể u hoặc cực đạ i do mỗi nguồn động đất gây ra; - Khoảng cách nhỏ nhất và lớn nhất từ mỗi nguồn động đất đ ế n địa điểm; - Tần suất dự đoán tính cho một khoảng thời gian và cho một khu vực rung chấn nhất định liên quan t ớ i động đất có độ lớn bằng hoặc lớn hơn giá trị m min của m ỗi nguồn động đất. 8 Phân tích độ nguy hiểm động đất bằng phương pháp tất định 8.1 Các bước phân tích độ nguy hiểm động đất Ti ế n hành phân tích độ nguy hi ể m động đất bằng phương pháp tất định theo các bước sau đây: - Đánh giá m ô hình địa ch ấn kiến tạo của khu vực địa điểm, xác định nguồn động đất trên cơ sở các đặc đi ể m kiến tạo, tần suất xảy ra động đất và dạng hệ thức độ l ớn - tần suất; - Đánh giá độ lớn động đất cực đạ i dự báo đối với mỗi nguồn động đất; - Lựa chọn hệ thức tắt dần rung động nền đất đối với khu v ự c địa điểm, đánh giá rung động nền đất trung b ì nh, h à m rung động n ề n đất phụ thuộc vào độ lớn động đất và khoảng cách ng uồ n động đất tới đ ị a điểm; - Thực hiện tính toán độ nguy hiểm động đất và mức độ không đảm bảo liên q u an; - Đánh giá phản ứng của nền đất tại đ ị a điể m. 8.2 Tính toán độ nguy hiểm động đất Thực hiện t í nh toán độ nguy h iể m động đất theo các bước sau đây: - Đối với mỗ i cấu trúc sinh chấn, g i ả thiết độ lớn động đất cực đạ i dự báo có khả năng xảy ra tại vị trí gần địa điểm NMĐHN nhất, có t í nh đến kích thước của nguồn động đất. Trường hợp địa điểm nằm trên ranh giới của cấu trúc sinh chấn thì giả t hiế t độ lớn động đất dự báo cực đại có khả năng x ả y ra tại địa điểm. Trong trường hợp này, c ầ n chứng minh rằng, cấu trúc sinh chấn đ ó kh ô ng hoạt động; - Xác định khoảng cách từ đ ị a điểm tới v ị trí xảy ra động đất v ớ i độ lớn tương đương độ lớn động đất cực đại dự báo trong vùng địa chấn lan truyền (bao gồm cả địa điểm NMĐHN) the o phương nằm ngang. Kho ả ng cách này đ ượ c x á c định tr ê n cơ sở các nghi ê n cứu chi tiế t về địa chấn, địa chất và địa vật lý (cả ngo à i khơi và gần bờ) đ ể ch ỉ ra c ó hay không t ồ n tại đứt g ã y t ạ i hoặc gần địa điểm. Trường hợp c ó đứt gãy, c ầ n mô tả h ướ ng, độ lớn, lịch sử, động đất d ịch chuyển của các đứt g ã y và thời gian xảy ra dịch chuyển g ầ n đây nhất . Trường hợp không có đứt g ã y , c ó th ể giả thiết rằng xác suất xảy ra động đất ở khu vực này là r ấ t th ấ p. Các nghi ê n cứu ch i tiết nêu trên được thực hiện trong lân cận NMĐHN. Khoảng cách sử dụng trong hệ thức tắt dần r u ng động n ề n đất phụ thuộc vào độ sâu chấn ti ê u và kích thước của các mảng v ỡ do động đất g â y ra trong vùng địa chấn kiến tạo; - Giả thiết động đất có độ lớn dự báo cực đạ i g ầ n với vùng động đất lan truyền xảy ra tại điểm thuộc ranh g iới của vùng địa chấn kiến tạo liền kề gần địa điểm nhất; - Sử dụng các phương trình dự đoán rung động nền đất phù hợp đ ể xác định rung động nền đất do động đất gây ra tại địa điểm, có t í nh đến tính đa dạng của hệ thức, cách mô phỏng m ô hình nguồn động đất và điều kiện địa phương t ạ i địa điểm; - Xác định đặc đi ể m rung động nền đất. 9 Khả năng dịch chuyển đứt gãy tại địa điểm 9.1 Đứt gãy hoạt động 9 .1.1 Đặc điểm đứt gãy hoạt động Tr ê n cơ sở d ữ liệu địa chất, địa vật lý, đị a kỹ thuật và địa chấn, đứt gãy được xem là đứt gãy hoạt động khi có những đặc điểm dưới đây: - C ó chứng cứ v ề chuyển dịch t hể hiện trên bề mặt hoặc gần bề mặt, xảy ra í t nhất một l ầ n, hoặc nhiều lần mang tính chu k ỳ , trong khoảng 130.000 năm trở lại đây (Pleistocen muộn - Holocen), tại các khu vực hoạt động kiến tạo mạnh (ranh giới mảng); hay trong khoảng Pl i ocen - Đ ệ tứ, tại các khu vực hoạt động kiến tạo y ế u h ơn (tr ong nội mảng); - C ó quan hệ cấu trúc với một đứt g ã y hoạt động khác đ ã bi ế t và đ ã được ch ứ ng minh r ằ ng, dịch chuyển của đứt gãy này c ó t hể gây ra dịch chuyển th ể hiện trên bề mặt ho ặ c g ầ n bề mặt đố i với đứt gãy k i a; - Có kết luận hợp l ý về khả năng xảy ra chuyển dịch th ể hiện trê n b ề m ặ t hoặc gần bề mặt trong môi trường kiến tạo hiện đại tại địa điểm NMĐHN, tr ê n cơ sở động đất cực đại dự báo liên quan đến cấu trúc sinh chấn là đủ lớn và ở độ sâu phù hợp. 9.1.2 Khảo sát xác định khả năng dịch chuy ể n đứt gãy Thu thập đ ầ y đủ số liệu c ó liên quan về bề mặt và lớp gần bề mặt th ô ng qua việc khảo sát liên vùng, tiểu vùng, lân c ậ n và địa điểm NMĐHN đ ể xác định c ó hay không đứt g ã y. Nếu b iế t hoặc nghi ngờ là có đứt gãy, phải thực hiện khảo sát nghiên cứu trong lân cận NMĐHN với bản đồ địa chất - địa mạo chi tiết, phân tích đo vẽ đị a hình, khảo sát địa vật lý, đào hào, khoan lỗ, xác định tuổi của tr ầ m tích v à của đá thuộc đới đứt g ã y, khảo sát địa chấn và sử dụng các kỹ thuật thích hợp khác đ ể xác định độ lớn và tu ổ i của các dịch chuyển. Trong trường hợp có đứt gãy th ì phải mô tả hư ớ ng, độ lớ n, lịch sử, tốc độ dịch chuyển của các đứt gãy và xác định lại tu ổ i của dịch chuyển xảy ra g ầ n đây nhất. Xem xét khả năng các đứt gãy không có dấu hiệu d ị ch chuyển gần b ề mặt thời gian g ầ n đây, nhưng c ó th ể tích cực tr ở lại do tích nước, bơm nước, hút nước (hoặc chất l ỏ ng) ra khỏi l ò ng đất, hay do c á c nguyên nhân khác. 9.2 Khảo sát đứt gãy hoạt động Việc khảo sát đứt gãy hoạt động cần được thực hiện đối với việc lựa chọn địa điểm cho NMĐHN mới và cả đối với địa điểm có NMĐHN đang t ồ n tại. Khi lựa chọn địa điểm cho NMĐHN mới , nếu có chứng cứ chứng minh sự tồn t ạ i đứt gãy hoạt động ảnh hưởng đến an toàn của nhà máy th ì k ể cả trong trường hợp địa điểm chưa đến mức bị loại trừ theo quy định hiện hành, cũng cần đánh gi á lại tính kh ả thi của thiết kế, xây dựng và vận h ành an toàn của nhà máy tại đ ị a điểm đó; n ế u cần thiết th ì xem xét địa điểm thay thế. Trường hợp c ó thông tin về dịch chuyển đứt gãy có khả năng gây mất an toàn cho NMĐHN đang hoạt động thì c ầ n tiến hành khảo sát mới đối với đị a điểm. T rướ c h ế t, c ầ n thu thập th ê m dữ liệu liên quan tới đứt gãy. N ế u phương pháp t ấ t định không đủ cơ sở để kh ẳ ng đ ị nh đứt gãy đó không hoạt động, th ì s ử dụng phương ph á p xác suấ t phù hợp với phương pháp đ ã được sử dụng để đánh giá mối nguy rung động nền đất nh ằ m xác định được tần suất vượt quá hàng năm đối với các dịch chuyển k hác nhau tạ i hoặc gần bề mặt Trái đất . Xem xét hai loại dịch chuyển đứt gãy sau đây: - Dịch chuyển sơ c ấ p, thường được thể hiện dưới dạng dập vỡ đứt gãy sinh chấn trực tiếp; - Dịch chuyển thứ c ấ p, thư ờ ng liên quan với chuyển động dọc theo các mặt tr ư ợt sinh chấn đ ã từng tồn tạ i và mặt tr ư ợt không sinh chấn. Biểu th ị dịch chuyển trong kh ô ng gian ba chiều theo các th à nh phần trượt dọc theo đứt gãy và góc nghi ê ng của đứt g ã y với độ lớn b ằ ng tổng độ trượt đ ã ướ c t í nh (đố i với tần suất v ượ t quá hàng năm và phân vị độ nguy hiểm cho trước). Thực hiện phân tích nguy hiểm dịch chuyển đứt gãy theo phương pháp xác suất bằng cách sử dụng các quy trình tương tự khi tiến hành phân tí ch độ nguy hi ể m động đất 10 Rung động nền đất, dịch chuyển đứt gãy và các nguy hại khác trong cơ sở thiết kế 10.1 Các mức nguy hiểm rung động nền đất Sử dụng các mức nguy h iể m rung động nền đất SL-1 và SL-2 làm cơ sở thiết kế kháng chấn cho NMĐHN. Ở mức SL-2 c ầ n có các y ê u cầu nghiêm ngặt nh ất về an toàn; SL-1 có yêu cầu v ề an toàn th ấ p hơn, tư ơ ng ứng với c ấ p độ động đất c ó x á c suất xảy ra cao hơn. Khi phân tích độ nguy hiểm động đất bằng phư ơ ng pháp xác suất, sử dụng dữ l i ệu tham chiếu về tần suất vượt quá hàng n ă m hoặc sử dụng phương pháp tiếp cận dựa tr ê n hiệu quả đã được th ể hiện tr ê n thực tế. Ha i mức SL-1 và SL-2 được xác định thông qua biểu diễn phổ và bản ghi theo thời gian (được giải th í ch tại kho ả n 10.3). Rung động nền đất cần được xác định trong đ iều kiện trường tự do, tại bề mặt của nền đất hay tại các độ s â u có phân bố các loại nền đặc t rư ng và phù hợp với yêu c ầ u của việc khảo sát. Rung động nền đất đối với điều kiện của t ầ ng đá gốc tham chi ế u c ầ n được xác định nếu c ó cơ sở dữ liệu địa kỹ thuật phù hợp. T í nh toán rung động nền đất tại độ sâu nền móng và tại bề mặt, có t í nh đ ế n sự tương tác giữa các lớp đất đá. Xem xét sự tương quan giữa rung động nền đất tham chiếu đ ã xác định đ ượ c và phân tích phản ứng của nền đất tạ i địa điểm. 10.2 Phổ phản ứng trong cơ sở thiết kế Liên quan đến phổ phản ứng trong cơ sở thiết kế cần phân tích phản ứng của nền đất tại địa điểm, xác định ph ổ phản ứng c ù ng mức độ nguy hiểm và phổ phản ứng chuẩn hóa. Thực hiện một hoặc cả hai cách t iế p cận dưới đây đ ể phân tích ph ả n ứng của nền đất, có t í nh đến các điều kiện địa chất và địa kỹ thuật tại địa điểm: - Phân t í ch phản ứng của nền đất một cách gián t iế p thông qua s ử dụng hệ thức tắ t dần rung động nền đất (hệ thức t ắ t d ầ n rung động nền đất được xây dựng cho lớp đất dưới bề mặt có đặc điểm đặc trưng cho địa điểm); - Phân tích phản ứng của nền đất một cách trực tiếp , kết hợp với phân tích độ nguy hi ể m động đất bằng phương pháp xác suất. Khi xác định độ không đảm bảo (cho cả ha i phương pháp trên), cần xem xét ảnh h ư ởng c ủa độ kh ô ng đảm bảo dữ liệu đã được sử dụng ch o hệ thức t ắ t d ầ n rung động nền đất khi phân tích nguy hiểm động đất, không lặp lại hai l ầ n cùng một độ không đảm bảo. Xây dựng phổ phản ứng cùng mức độ nguy hi ể m bằng cách lựa chọn giá t rị trên các trục của phổ phản ứng tương ứ ng với tần suất v ượ t quá hàng năm được quan tâm. C ó th ể xây dựng một hoặc nhiều ph ổ phản ứng cùng mức độ nguy hiểm trên c ơ sở kết quả phân tích độ nguy hi ể m động đất bằng phương ph á p xác suất và kết quả phân tích phản ứng của nền đất tại địa điểm trong trường hợp cần thiết . Th ể hiện phổ phản ứng chuẩn hóa bằng đường cong m ị n có kết hợp đầy đủ thông số rung động nền đất đ ầ u vào với tần số cao và tần số th ấ p, phục vụ cho mục đ í ch thiết kế kỹ thuật và tính toán tác động tích lũy của nhiều nguồn động đất. Xác định hình dạng của ph ổ ph ả n ứng chuẩn hóa từ các phổ phản ứng kh á c nhau trên cơ sở các ghi nhận về động đất và các y ế u tố kỹ thuật c ó liên quan. Sử dụng t ỷ lệ phù hợp cho phổ phản ứng chuẩn h ó a đ ể bao hàm các mức rung động nền đất trung b ì nh ở các tần s ố khác nhau. Có thể có các trận động đất gần địa điểm có độ lớn từ th ấ p đến trung b ì nh, tần suất tương đối cao, thời gian xảy ra ngắn, gia t ố c rung động nền cực đạ i cao. Việc sử dụng gia tốc rung động nền đất cực đại của các động đất loại này để xác định t ỷ lệ cho việc biểu diễn phổ ph ả n ứng chuẩn h ó a trên dải rộng có thể làm cho h ì nh dạng phổ phản ứng chuẩn hóa không phù hợp với thực t ế . Kh i đ ó , n ê n sử dụng nhiều phổ phản ứng cho mục đích thiết kế để thể hiện được bản chất của các dạng nguồn động đất khác nhau. 10.3 Bản ghi theo thời gian 10.3.1 Khái quát Bản ghi theo thời gian c ầ n phản ánh đ ư ợc các thông số rung động nền đất được th ể hiện trong phổ phản ứ ng hoặc các phổ biểu diễn khác có bổ sung các th ô ng s ố nh ư khoảng thời gian, pha và các thông số khác, số lượng b ả n ghi theo thời gian c ầ n sử dụng trong phân tích chi tiết và trong quy trình tạo ra các bản ghi phụ thuộc vào loại phân tích được thực hiện. Bản ghi theo th ờ i gian phải đầy đủ đ ể tiến hành các dạng phân tích kỹ thuật c ầ n thiết nhằm bảo đảm thiết kế an toàn NMĐHN. 10.3.2 Khoảng th ời gian r u ng động n ề n đất Khoảng thời gian rung động nền đất do động đất gây ra được xác định dựa tr ê n nhiều y ế u t ố , bao gồm độ dài và độ rộng của dập v ỡ đứt gãy ( thông thường được thể hiện bằng độ lớn), thông số về lớp v ỏ Trái đất dọc theo đường truyền sóng địa chấn (thông thường được thể hiện bằng khoảng cách), điều kiện b ê n dưới địa điểm và s ự có m ặ t của bể trầm tích. Việc xác định khoảng thời gian này phải nhất quán trong suốt quá trình đánh gi á . Khoảng thời gian rung động nền đất thư ờ ng được xác định bở i các yếu tố sau đây: - Khoảng thời gian từ lúc bắt đ ầ u xảy ra ru ng động nền đất đến thời đ iể m gia tốc rung động nền đất giảm xuống còn 5% gia tốc run g động nền đất cực đ ạ i; - Khoảng thời gian giữa các đường phân v ị thứ 95 và thứ 5 của tích phân b ì nh phương giá trị gia tốc tr u ng bình; - Khoảng thời gian trong đó gia tốc vượt quá 5% gia tốc tr ọ ng trường (5% x g). Khi xác định khoảng thời gian thích hợp đ ối với các bản ghi, c ầ n đặt tr ọng số cho các chứng cứ thực nghiệm trong cơ sở dữ liệu li ê n vùng. Đối với các địa điểm tại đó có rung động biên độ tương đối thấp do các trận động đất lớn , ở xa, c ó khả năng gây ra h óa l ỏ ng nền đất th ì bản ghi theo thời gian được sử dụng cho sự ki ệ n hóa l ỏ ng nền đất c ầ n bao gồm cả bản ghi của biên độ th ấ p tr ong khoảng thời gian th í ch hợp. 10.3.3 Phương pháp x â y dựng bản ghi theo thời gian Khi sử dụng các phương pháp khác nhau đ ể xây dựng các bản ghi theo thời gian, cần bảo đảm sự phù hợp với các đặc điểm của đ ộ ng đất làm cơ sở thiết k ế với hình dạng, biên độ của phổ phản ứng và khoảng thời gian của rung động n ề n đất Phương pháp thường dùng đ ể x â y dự ng bản ghi theo th ời gian l à m cơ sở thiết kế bao gồm: - Bản ghi được lự a chọn và chia tỷ lệ một cách phù h ợ p, với hệ số tỷ lệ trong khoảng từ 0,5 đến 2; - Bản ghi được lựa chọn một cách phù hợp và được đ iề u chỉnh bằng kỹ thuật gh é p phổ có tính đến các đặc đ iể m pha của rung động nền đất; - Bản ghi được mô phỏng dựa tr ê n các phư ơ ng pháp m ô h ì nh số; - Các phương pháp nhận được bản ghi gián tiếp khác. Sử dụng phương pháp số trong mô phỏng đứt gãy, sự lan t ruyề n sóng địa chấn và các hiệu ứng của địa điểm ( ví dụ, bằng việc sử dụng phương ph á p hàm Green thực nghiệm) để đ á nh giá rung động nền đất. Trong trường hợp đó, có thể sử dụng rung động nền đất của các khu vực có s ẵ n thông số phù hợp để b ổ sung cho các phương pháp truyền thống. Các ph ươn g pháp t i ếp cận m ới này phải được áp dụng một c á ch thận trọng, đặc biệt với các lớp đất có phản ứng phi tuy ế n tính. Khi sử dụng ph ổ ph ả n ứn g để xây dựng bản ghi theo thời gian, c ầ n bảo đảm bản ghi bao gồm cả thành phần năng lượng phù hợp thông qua rung động nền đất l à m cơ sở thiết kế, b ằ ng c á ch t í nh các hàm mật độ phổ công suất tương ứng. 10.3.4 Rung động n ề n đất theo phương th ẳ ng đứng Rung động nền đất theo phương thẳng đứng (phổ phản ứng và bản ghi theo thời gian) được xây dựng bằng các phương pháp tương tự như đ ã áp dụng cho rung động nền đất theo phương nằm ngang. Tuy nhiên, trong trường hợp không có sẵn hệ thức t ắ t d ầ n rung động nền đất theo phương th ẳ ng đứng, có thể giả thiết tỷ l ệ cho tr ướ c giữa rung động nền đất theo phương thẳng đứng và phương nằm ngang. Bằng chứng thực nghiệm cho thấ y t ỷ l ệ giữa rung động theo phương thẳng đứng và theo phương nằm ngang thông thường th a y đổi trong khoảng chu kỳ từ 0,5 đế n trên 1 s và lớn nhất đối với động đất mạnh, khoảng cách gần và các t ầ n số cao. 10.3.5 Rung động nền đất đối với các cấu trúc n ề n móng ng ầ m được c ô lập Cần xem xét bổ sung một số y ế u tố cho trường hợp cấu trúc c ó sử dụng hệ th ố ng nền m ó ng cô lập kháng chấn, trong đ ó quan trọng nhất là ảnh hưởng lâu d à i c ó thể g â y ra những d ị ch chuyển dư quá mức của các thành phần trong hệ thống nền m ó ng cô lập. K iể m tr a và đ iề u chỉnh b ả n ghi theo thời gian để t í nh đến các ảnh hưởng lâu dài đ ó . Xây dựng ph ổ phản ứng và bản ghi theo thời gian đố i với các cấu trúc ngầm (v í dụ như hệ thống đường ố ng) phục vụ cho v iệ c thiết kế. Tương tự như vậy, khi xem xét đến tác động của bùn lo ã ng trong ao, hồ th ì c ần xây dựng mô hình run g động nền đất th í ch hợp. Đối với địa điểm đã thực hiện phân tích dịch chuyển đứt gãy, sự dịch chuyển đứt gãy liên quan t ớ i các cấu trúc đang khảo sát từ các đư ờ ng cong nguy hiểm của dịch chuyển đứt g ã y thông qua tần số vượt quá hàng năm c ầ n phù hợp với các y ê u c ầ u an toàn theo quy định. 10.4 Đánh giá các nguy hiểm khác liên quan tới động đất B ê n cạnh việc đánh giá độ ng u y hiểm của rung động nền đất và đứt g ã y bề mặt, kết quả phân tích độ ng u y hiểm động đất phải được sử dụng trong đánh giá và giảm thiểu các nguy hiểm khác liên quan tới động đất, có khả năng ảnh hưởng nghiêm trọng tới an toàn của NMĐHN. Các nguy h iể m này bao gồm sóng thần, h ó a l ỏ ng nền đất, độ b ấ t ổ n định của các sườn dốc, s ụ t lún, các khoang rỗng dưới bề mặt đất, quá trình karst và hư hại c á c công trình chứa nước. Nguyên nhân gây ra nguy hi ể m này là d o rung động nền đất hoặc đứt gãy gần bề mặt . Cần tiến hành đánh giá kỹ lưỡng nhằm xác định ảnh hư ở ng của các nguy hiểm thứ c ấ p tới toàn bộ độ nguy hiểm động đất, đặc biệt khi ti ế n hành đánh giá an toàn địa chấn bằng phương pháp xác suất đối với NMĐHN. THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đánh gi á độ nguy hiểm động đất đối với địa đ iể m cơ sở hạt nh â n, Hướng d ẫ n an toàn SSG-9, IAEA, Vi ê n (2010). [2] Khía cạnh địa kỹ t h uật tr ong đ á nh giá địa điểm và nền móng đối với NMĐHN, Hướng dẫn an toàn NS-G - 3.6, IAEA, V iê n (2004). [3] Nguy cơ ngập lụt đố i với địa điểm NMĐHN tr ên bờ sông và ven biển, Hư ớn g d ẫ n an toàn NS-G-3.5, IAEA, Viê n (2004). [4] Thi ế t k ế v à bảo đảm chất lượng kháng chấ n đố i với NMĐHN, Hướng d ẫn an toàn NS-G-1.6, IAEA, Viên (2003). MỤC LỤC 1 Phạm vi áp dụng 2 Thuật ngữ và định nghĩa 3 Quy định chung 3.1 Quy mô khu vực khảo sát 3.2 Các cơ s ở dữ liệu c ầ n thu thập 3.3 Dự án đánh giá độ nguy hi ể m động đất 3.4 Độ không đảm bảo 3.5 Cách tiếp cận trong phân tích độ nguy hiểm động đất 4 Thông tin cần thiết và công tác khảo sát 4.1 Khái quát 4.1.1 Phạm vi khảo sát 4.1.2 Xây dựng cơ sở dữ liệu 4.2 Khảo sát đị a chất, địa vật lý và địa kỹ thuật 4.2.1 Khảo sát trong phạm vi liên vùng 4.2.2 Kh ả o sát trong phạm vi t iể u vùng 4.2.3 Khảo sát trong lân cận NMĐHN 4.2.4 Khảo sát tại đị a điểm NMĐHN 4.3 Khảo sát động đất 4.3.1 Danh mục động đất tại địa điểm 4.3.2 Động đất tiền sử và lịch sử 4.3.3 Động đất ghi đo được 4.3.4 Dự án ghi đo động đất 5 X â y dựng mô h ì nh địa chấn k iế n tạo 5.1 Khái quát 5.1.1 Dữ l i ệu cho mô h ì nh địa ch ấ n kiến tạo 5.1.2 Danh mục động đất 5.1.3 C ổ động đất 5.2 Cấu trúc sinh ch ấ n 5.2.1 Xác định cấu trúc sinh chấn 5.2.2 Xác định đặc trưng của cấu trúc sinh chấn 5.3 Vùng địa chấn lan truyền 5.3.1 Xác định vùng địa chấn lan truyền 5.3.2 X á c định đặc trưng vùng địa chấn lan truyền 6 Đánh giá độ nguy hi ể m d o rung động n ề n đất 6.1 Khái quát 6.2 Đặc điểm của rung động nền đất 6.2.1 Lựa chọn thông số và thành phần rung động nền đất 6.2.2 Hệ thức tắt d ầ n rung động nền đất 6.2.3 Mô phỏng nguồn động đất 7 Phân tích độ nguy hiểm động đất bằng phương pháp x á c suất 7.1 Khái quát 7.1.1 Sử dụng mô hình trong phân t í ch độ nguy hiểm động đất 7.1.2 Xác định t ầ n suất vượt quá hàng năm nh ỏ nh ấ t 7.1.3 Các bước phân tích độ nguy hiểm động đất 7.1.4 Phân t í ch kết quả tính toán độ nguy hiểm động đất 7.2 T í ch hợp độ nguy hiểm động đất 8 Phân tích độ nguy hiểm động đất b ằ ng phương pháp t ấ t định 8.1 Các bước phân tích độ nguy hiểm động đất 8.2 Tí nh toán độ nguy hiểm động đất 9 Khả năng d ịch chuyển đứt gãy tại địa điểm 9.1 Đứt gãy hoạt động 9.1.1 Đặc điểm đứt gãy hoạt động 9.1.2 Khảo sát xác định khả năng dịch chuyển đứt gãy 9.2 Khảo sát đứt gãy hoạt động 10 Rung động nền đất, dịch chuyển đứt gãy và các nguy hạ i khác trong cơ sở thiết kế 10.1 Các mức nguy hiểm rung động nền đất 10.2 Phổ phản ứng trong cơ sở thiết kế 10.3 Bản gh i theo thời gian 10.3.1 Khái quát 10.3.2 Khoảng thời gian rung động nền đất 10.3.3 Phương pháp xây dựng bản ghi theo thờ i gian 10.3.4 Rung động nền đất theo phương thẳng đứng 10.3.5 Rung động nền đất đối với các cấu trúc nền móng ngầm được c ô lập 10 . 4 Đánh giá các nguy hiểm khác liên quan tới động đất Thư mục tài liệu tham kh ảo