intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Bài giảng Địa kỹ thuật: Chương 1

Chia sẻ: Manh Manh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:31

143
lượt xem
10
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trình bày về khoáng vật và đất đá, bài giảng Địa kỹ thuật - Chương 1 sẽ giúp người học nắm được những khái niệm về khoáng vật và khoáng vật đá, khoáng vật đá, đá gagma, đá trầm tích, đá biến chất. Tham khảo bài giảng để nắm kiến thức cụ thể.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Địa kỹ thuật: Chương 1

  1. ĐỊA KỸ THUẬT Chương 1 Giáo trình và tài liệu tham khảo: - Cơ sở Địa chất công trình và môi trường, Bản dịch, KHOÁNG VẬT VÀ ĐẤT ĐÁ ĐHTL 2009 Chương 1 Đất đá Nội dung nghiên cứu: 1. KHÁI NIỆM VỀ KHOÁNG VẬT VÀ Khái niệm về khoáng vật và khoáng vật tạo đá KHOÁNG VẬT TẠO ĐÁ Khái niệm về đất đá Đá magma Đá trầm tích Đá biến chất
  2. I. Khái niệm về khoáng vật và ý nghĩa của I. Khái niệm về khoáng vật và ý nghĩa của việc nghiên cứu khoáng vật việc nghiên cứu khoáng vật Định nghĩa khoáng vật: Ý nghĩa của việc nghiên cứu khoáng Khoáng vật là những đơn chất hoặc hợp chất vật hoá học tồn tại trong tự nhiên, được thành Khoáng vật là những thành phần cấu tạo tạo do các quá trình hoá học và vật lý nhất nên đá, quyết định tính chất xây dựng của định trong vỏ trái đất hoặc trên mặt đất, có đá. Do vậy nghiên cứu khoáng vật ta hiểu thành phần và tính chất vật lý xác định. biết được nguồn gốc và điều kiện hình thành của đá. Khoáng vật tạo đá: Nghiên cứu khoáng vật giúp ta nhận xét là những khoáng vật tham gia chủ yếu vào khả năng sử dụng của đất đá trong xây thành phần của đá dựng công trình. II. Các trạng thái và dạng tồn tại của khoáng vật D¹ng kÕt tinh Trạng thái của khoáng vật: H×nh thµnh do sù kÕt tinh c¸c nguyªn tè Rắn, ho¸ häc thµnh nh÷ng tinh thÓ g¾n kÕt l¹i Lỏng, víi nhau. Khí §Æc ®iÓm: Đất đá được cấu tạo chủ yếu bởi khoáng vật ở trạng thái rắn cã nhiÖt ®é nãng ch¶y nhÊt ®Þnh, tíi nhiÖt ®é Dạng tồn tại của khoáng vật ®ã vËt chÊt chuyÓn sang d¹ng láng vµ thu Dạng kết tinh nhiÖt. Dạng vô định hình Dạng keo
  3. D¹ng v« ®Þnh h×nh D¹ng keo C¸c ph©n tö vËt chÊt t¹o thµnh kho¸ng vËt Khoáng vật tồn tại trong các dung dịch kh«ng s¾p xÕp theo mét trËt tù cã tÝnh quy luËt keo, các hạt keo có tính chất đặc biệt, tuÇn hoµn trong kh«ng gian (hay kh«ng t¹o phức tạp: thµnh m¹ng tinh thÓ). Ví dụ: Dung dịch phù sa, bentonit… §Æc ®iÓm: cã tÝnh ®¼ng h−íng, khi nung nãng th× thay ®æi tr¹ng th¸i tõ tõ, mÒm dÇn råi chuyÓn sang láng. III. Phân loại khoáng vật Theo nguồn gốc hình thành: 1. Theo nguån gèc Khoáng vật nguyên sinh Khoáng vật thứ sinh • Kho¸ng vËt nguyªn sinh: Lµ kho¸ng vËt h×nh thµnh tõ c¸c phÇn tö c¬ b¶n trong c¸c qu¸ tr×nh Theo điều kiện hình thành macma, trÇm tÝch ho¸ häc vµ biÕn chÊt Khoáng vật nội sinh Khoáng vật ngoại sinh • Kho¸ng vËt thø sinh: Lµ kho¸ng vËt h×nh thµnh tõ qu¸ tr×nh biÕn ®æi c¸c kho¸ng vËt kh¸c. Th−êng Theo vai trò tạo đá h×nh thµnh tõ qu¸ tr×nh trÇm tÝch, qu¸ tr×nh biÕn Khoáng vật chính chÊt Khoáng vật phụ Khoáng vật hiếm
  4. 2. Theo ®iÒu kiÖn thµnh t¹o 3. Theo vai trß t¹o ®¸ • Kho¸ng vËt néi sinh: do c¸c d¹ng n¨ng l−îng Kho¸ng vËt chÝnh: > 5% khèi l−îng trong mét ®¸ nhiÖt vµ ¸p suÊt bªn trong tr¸i ®Êt ph¸t sinh • Kho¸ng vËt ngo¹i sinh: do c¸c qu¸ tr×nh ®Þa Kho¸ng vËt phô: < 5% khèi l−îng trong mét lo¹i ®¸ chÊt ngo¹i ®éng lùc nh− qu¸ tr×nh phong ho¸, qu¸ tr×nh trÇm tÝch`` (C¸c lo¹i ®¸ kh¸c nhau, kh¸i niÖm chÝnh vµ phô chØ lµ t−¬ng ®èi) III. Phân loại khoáng vật (tiếp) III. Phân loại khoáng vật (tiếp) Theo thành phần hóa học: chia thµnh 9 líp Mục đích của phân loại khoáng vật: Lớp 1: các nguyên tố tự nhiên. VD: vàng (Au), kim Mô tả khoáng vật một cách có hệ thống cương (C) Lớp 2: sulfua. VD: Pirit (FeS2), galenit (PpS) Làm rõ mối quan hệ giữa các khoáng vật trong Lớp 3: halogenua. VD: Halit (NaCl) đá Lớp 4: cabonat. VD: Canxit (CaCO3), dolomit đánh giá sơ bộ tính chất của khoáng vật (CaMg(CO3)2) Lớp 5: Sulfate. VD: Thạch cao (CaSO4.2H2O) và tính chất xây dựng của đất đá Lớp 6: Phosphate. VD: Apatite Lớp 7: ô xit. VD: Thạch anh (SiO2), Coridon(Al2O3) Lớp 8: Silicat. VD: Felpat KAlSi3O8 Lớp 9: Các chất của hữu cơ
  5. Líp nguyªn tè tù nhiªn: Líp nguyªn tè tù nhiªn: Lớp nguyên tố tự nhiên: §ång, Cu §ång, Cu Vàng, Au Lớp sulfua: Lớp nguyên tố tự nhiên: Pyrite, FeS2 Kim cương, C Graphit Cabon, C
  6. Lớp sulfua: Lớp sulfua: Pyrite, FeS2 Galena, PbS Lớp sulfua: Galena – pyrite, PbS – FeS2 Lớp sulfua: Thần sa (cinabar), HgS
  7. Lớp Sulfua: Lớp sulfua: Sphalerite, ZnS Chalcopyrite, CuFeS2 Lớp Halogenua: Lớp Halogenua: Halite, NaCl Flourite, CaF2
  8. Lớp cacbonate: Lớp cacbonate: Malachite, Cu2(OH)2CO3 Lớp Sulfate: Barite, BaSO4 Lớp Sulfate: Thạch cao, CaSO4.2H2O
  9. Lớp phosphate: Apatite, Ca2F(PO4)3 Lớp OXIT Thạch anh, SiO2 Lớp OXIT Corundum (hồng ngọc), Al2O3 Lớp OXIT Corundum (hồng ngọc), Al2O3
  10. Lớp OXIT Lớp Silicate Corundum (sapphire), Al2O3 Talc, Mg[Si4O10](OH)2 Lớp Silicate Kaolinite, Al4[Si4O10](OH)8 Lớp Silicate Muscovite (Mica), KAl2[Si3O10](OH)2
  11. Líp oxit: SiO2 Líp Sunfat CaSO4.2H2O Líp Halogenua NaCl Líp silicat: muèi cña axit silicit IV. Các tính chất vật lý của khoáng vật 1. H×nh d¹ng tinh thÓ kho¸ng vËt Halit 1. Hình dạng tinh thể khoáng vật D¹ng ®¼ng th−íc: 2. Màu của khoáng vật d¹ng h¹t 3. Độ trong suốt và ánh của khoáng vật D¹ng kÐo dµi 1 ph−¬ng: 4. Tính cát khai của khoáng vật d¹ng h×nh cét, h×nh que, 5. Vết vỡ của khoáng vật h×nh sîi tãc 6. Độ cứng Th¹ch anh D¹ng kÐo dµi 2 ph−¬ng: 7. Tỷ trọng d¹ng tÊm, vÈy, l¸.. Mica
  12. III. C¸c tÝnh chÊt vËt lý cña kho¸ng vËt (tiÕp) 2. Mµu cña kho¸ng vËt 2. Mµu cña kho¸ng vËt Th¹ch anh Do thµnh phÇn ho¸ häc cña kho¸ng vËt quyÕt ®Þnh. Chñ yÕu do chøa c¸c nguyªn tè ho¸ häc mang mµu. NhiÒu kho¸ng vËt chØ cã mét mµu cè ®Þnh. Khi lÉn t¹p chÊt kho¸ng vËt mang nhiÒu mµu kh¸c nhau Mµu cña kho¸ng vËt quan s¸t ®−îc phô thuéc ®iÒu kiÖn ¸nh s¸ng, tr¹ng th¸i mÆt ngoµi cña kho¸ng vËt Mµu kho¸ng vËt quyÕt ®Þnh mµu ®¸ ---> ¶nh h−ëng tíi kh¶ n¨ng hÊp thô nhiÖt cña ®¸ Mµu cña vÕt v¹ch trªn kho¸ng vËt cã thÓ kh¸c mµu kho¸ng vËt 2. Mµu cña kho¸ng vËt (tiÕp) 3. §é trong suèt vµ ¸nh kho¸ng vËt Limonit Berin (hång ngäc) §é trong suèt: Kh¶ n¨ng cho ¸nh s¸ng ®i qua cña kho¸ng vËt Trong suèt: Nöa trong suèt: Kh«ng trong suèt: th¹ch anh, thuû tinh, spat Th¹ch cao, sfalerit pirit, manhªtit, grafit Spat Th¹ch cao Grafit
  13. 3. §é trong suèt vµ ¸nh kho¸ng vËt (tiÕp) 4. TÝnh c¸t khai cña kho¸ng vËt ¸nh cña kho¸ng vËt: ®−îc t¹o thµnh do phÇn ¸nh TÝnh c¸t khai: kh¶ n¨ng cña nh÷ng tinh thÓ s¸ng ph¶n x¹ cã tÇn sè dao ®éng kh«ng ®æi khi ta kho¸ng vËt hoÆc h¹t tinh thÓ kho¸ng vËt cã thÓ chiÕu ¸nh s¸ng vµo kho¸ng vËt bÞ t¸ch vì thµnh tÊm hoÆc khèi theo nh÷ng mÆt ph¼ng song song ¸nh thuû tinh: th¹ch anh, canxit C¸t khai rÊt hoµn toµn: Mica, clorit ¸nh t¬: atbet (kho¸ng vËt d¹ng s¬) C¸t khai hoµn toµn: Canxit, Halit ¸nh ®Êt: caolinit C¸t khai trung b×nh: Piroxen, amphib«n ¸nh xµ cõ: mica C¸t khai kh«ng hoµn toµn: Th¹ch anh ¸nh kim: pyrit 4. TÝnh c¸t khai cña kho¸ng vËt 5. VÕt vì cña kho¸ng vËt VÕt vì lµ mÆt vì kh«ng theo quy t¾c cña kho¸ng vËt khi bÞ ®Ëp vì Kaolinit Canxit Pyrit Anbet VÕt vì ph¼ng: vì theo c¸c mÆt dÔ t¸ch VÕt vì vá sß: Th¹ch anh VÕt vì d¹ng ®Êt: vÕt vì tùa nh− ®Êt bé, vd: caolinit VÕt vì d¹ng sÇn sïi: Th¹ch anh
  14. 6. §é cøng 7. Tû träng C¸c kho¸ng vËt cã tû träng rÊt kh¸c nhau vµ dao ®éng trong Lµ n¨ng chèng l¹i lùc c¬ häc bªn ngoµi (kh¾c, v¹ch) cña kho¸ng vËt. kho¶ng ph¹m vi kh¸ lín. Phô thuéc vµo thµnh phÇn ho¸ häc vµ cÊu tróc tinh thÓ. Kho¸ng vËt cã b¸n kÝnh ®iÖn tö cµng nhá th× ®é cøng cµng lín. NhÑ: Tû träng < 2,5 Theo tû träng, Ph©n ra ®é cøng tuyÖt ®èi vµ ®é cøng t−¬ng ®èi Trung b×nh: Tû träng = 2,5 ÷ 4,0 chia thµnh 3 nhãm kho¸ng vËt: NÆng: Tû träng > 4,0 §é cøng theo thang Morh (th−êng dïng) - 10 bËc: Tû träng mét sè kho¸ng vËt t¹o ®¸ chÝnh Kho¸ng vËt Tû träng Kho¸ng vËt Tû träng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Th¹ch anh 2,65 ÷ 2,66 Plagiocla 2,60 ÷ 2,78 CanxÝt 2,71 ÷ 2,72 Muscovit 2,50 ÷ 3,10 Tan Th¹ch Canxit Flourit Apatit Fenspat Th¹ch Topa Corindon Kim §«l«mit 2,80 ÷ 2,99 Biotit 2,69 ÷ 3,40 cao anh c−¬ng Anhidrit 2,50 ÷ 2,70 Piroxen 3,20 ÷ 3,60 Th¹ch cao 2,30 ÷ 2,40 Amfibon 2,99 ÷ 3,47 Octocla 2,50 ÷ 2,62 Olivin 3,18 ÷ 3,45 I. Định nghĩa về đất đá Đất đá là tập hợp cơ học của một hoặc nhiều khoáng vật 2. KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT ĐÁ
  15. II. Các đặc trưng cơ bản của đất đá III. Phân loại đất đá theo nguồn gốc TP kho¸ng vËt: lµ kh¸i niÖm chØ sù cã mÆt cña c¸c Theo nguồn gốc – quan điểm địa chất: kho¸ng vËt trong ®¸ vµ tû lÖ hµm l−îng cña chóng. Đá magma KiÕn tróc: lµ kh¸i niÖm chØ c¸c yÕu tè h×nh d¹ng, kÝch Đất đá trầm tích th−íc h¹t, møc ®é ®ång ®Òu vµ mèi liªn kÕt gi÷a c¸c h¹t. ThÓ hiÖn ®Æc ®iÓm cña c¸c h¹t hîp phÇn. Đá biến chất CÊu t¹o: lµ kh¸i niÖm chØ sù s¾p xÕp, ®Þnh h−íng cña c¸c h¹t vµ møc ®é chÆt sÝt cña chóng. ThÓ hiÖn møc ®é ®ång nhÊt cña khèi ®¸. ThÕ n»m: lµ kh¸i niÖm chØ h×nh d¹ng, kÝch th−íc vµ mèi quan hÖ tiÕp xóc cña khèi ®¸ víi c¸c ®¸ v©y quanh. ThÓ hiÖn t− thÕ cña khèi ®¸. I. Sự hình thành và phân loại đá magma 1. Sự hình thành đá magma Đá macma (mắc ma) được hình 4. ĐÁ MAGMA thành do sự nguội lạnh, đông cứng của dung nham magma khi chúng xâm nhập vào hoặc trào lên trên vỏ quả đất
  16. 1. Sự hình thành đá magma (tiếp) 1. Sự hình thành Dung dịch magma là những dung dịch silicat nóng chảy được hình thành trong lòng đất (30-150km), từ những lò magma, có chứa hầu hết tất cả các nguyên tố, kể cả các chất dễ bay hơi, hơi nước. Dung dịch magma được phát sinh do nhiệt độ tăng lên đột ngột (do các phản ứng phân rã hạt nhân hoặc do va chạm các lục địa) Khi magma đâm thủng quả đất, chảy trên mặt đất thì được gọi là dung nham. 1. Sự hình thành 2. Phân loại đá magma a. Theo điều kiện hình thành Đá magma xâm nhập Xâm nhập sâu Xâm nhập nông Nông hay sâu phản ánh qua mức độ kết tinh Đá magma phun trào Phun trào cổ Phun trào trẻ Cổ hay trẻ phản ánh qua cấu tạo
  17. 2. Phân loại đá magma (tiếp) b. Theo thành phần hóa học (dựa vào hàm lượng SiO2) Đá magma axit: SiO2>65% Đá magma trung tính: SiO2=55% ÷ 65% Đá magma bazơ: SiO2=45% ÷ 55% Đá magma siêu bazơ: SiO2
  18. II. Thành phần khoáng vật của đá II. Thành phần khoáng vật của đá magma magma (tiếp) Các khoáng vật nội sinh, nguyên sinh, chủ Tổng hàm lượng chung trong vỏ quả yếu là khoáng vật lớp silicate đất: Các khoáng vật sinh sau do kết tủa từ dung Felpar: 60% dịch lưu thông trong kẽ nứt, lỗ hổng của đá Thạch anh: 12% magma – hàm lượng không đáng kể. Amphibol và piroxence 17% Đặc điểm: Hầu hết có mối liên kết hóa trị bền vững Mica: 4% Được hình thành ở nhiệt độ cao, áp suất lớn Các khoáng vật phụ, khoáng vật hiếm Dễ bị biến đổi trong điều kiện môi trường III. Kiến trúc của đá magma III. Kiến trúc của đá magma Theo mức độ kết tinh Theo kích thước hạt Kiến trúc toàn tinh: Các khoáng vật đều kết tinh, có Hạt lớn (>5mm) mặt phân tách rõ rệt, có thể thấy bằng mắt thường Hạt vừa (5-2mm) Kiến trúc ban tinh (poocfia): một số khoáng vật lớn Hạt nhỏ (2-0.2mm) nổi lên trên nền các tinh thể hạt nhỏ hoặc không kết tinh Hạt mịn (
  19. KiÕn tróc ban tinh KiÕn (poocfia) tróc toµn tinh Kho¸ng vËt nÒn Kho¸ng vËt kÕt tinh KiÕn tróc Èn tinh KiÕn tróc thñy tinh
  20. Theo kÝch th−íc h¹t kho¸ng vËt IV. Cấu tạo của đá magma Theo quy luật sắp xếp Cấu tạo khối Cấu tạo dòng Theo mức độ chặt sít Cấu tạo chặt sít Cấu tạo lỗ rỗng Cấu tạo xốp Cấu tạo hạnh nhân III. CÊu t¹o ®¸ macma V. Thế nằm của đá magma Thế nằm của đá xâm nhập Dạng nền: kích thước rất lớn, đá vây quanh không bị biến đổi thế nằm, ranh giới dưới không xác định được Dạng nấm: hình nấm, kích thước nhỏ hơn dạng nền, đá vây quanh phía trên bị uốn cong Dạng mạch: do magma xâm nhập vào các khe nứt, cắt ngang tầng đá vây quanh, kéo dài Dạng lớp: do magma xâm nhập vào khe nứt mặt lớp đá có trước, đông cứng như một lớp
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2