Bài giảng Cơ học đất cung cấp cho người học những kiến thức như: Phân loại theo nguồn gốc và sự hình thành, các thành phần của đất, cấu trúc và kết cấu của đất, các chỉ tiêu vật lý của đất, trạng thái & chỉ tiêu trạng thái của đất. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung Text: Bài giảng Cơ học đất - Phan Hồng Quân
CHƯƠNG 1:
BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT
PHAN HỒNG QUÂN
Bộ môn Cơ học đất – Nền móng
Trường Đại học Xây dựng
$1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH
Khái niệm đất xây dựng: Tập hợp các hạt khoáng vật ở vỏ
ngoài trái đất – trong đó/trên đó các công trình xây dựng
được thực hiện.
Hạt khoáng vật đất:
Các hạt có kích thước hạn chế, được tạo ra trong quá trình
phá hủy đá gốc – quá trình phong hóa
Tập hợp các hạt:
Giữa các hạt không có liên kết nhau (rời rạc)/có liên kết yếu
có tuyển lựa kích thước/không tuyển lựa
Quá trình tập hợp: quá trình trầm tích/tàn tích/sườn tích
Đặc điểm chung nổi bật: Tồn tại lỗ rỗng giữa các hạt – lấp đầy
bằng nước/khí/ cả hai
Phan Hồng Quân ĐHXD
$1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH
Giản lược về cấu tạo quả đất
Lớp áo ngoài
Lớp vỏ ngoài:
Đất + Đá
Lớp áo trong
Lõi ngoài
Bán kính
Lõi trong
Phan Hồng Quân ĐHXD
$1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH
Phan Hồng Quân ĐHXD
$1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH
Phan Hồng Quân ĐHXD
$1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH
Phong hóa: Phá vỡ đá nhờ hoạt động kiến tạo, tác
động vật lý/hóa học…
Hoạt động kiến tạo – phá vỡ sự liên tục của đá gốc
Tác động vật lý (va chạm/thay đổi nhiệt độ…) –
phong hóa vật lý các hạt đất có bề mặt gồ
ghề/thành phần khoáng không thay đổi/kích
thước bất kì/hình dạng bất kì vì phụ thuộc vào vị
trí mặt giảm yếu – hạt đặc trưng: đất rời/hạt thô
Tác động hóa học (nước/khí từ môi trường qua
tiếp xúc) – phong hóa hóa học bề mặt hạt nhẵn
nhụi/thay đổi thành phần/kích thước nhỏ - hạt
đặc trưng: hạt mịn/đất dính
Phan Hồng Quân ĐHXD
$1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH
- Phong hóa vật lý là tiền đề của phong hóa hóa học
- Phong hóa hóa học thúc đẩy phong hóa vật lý
- Phong hóa vật lý phụ thuộc vào liên kết bên trong – bản chất
khoáng
- Phong hóa hóa học phụ thuộc diện tích tiếp xúc bề mặt – kích
thước
Hạt kích thước đơn vị, 8 hạt kích thước ½ dv
thể tích đơn vị.
Dt xq As = 23 x [6 x (1/2)2] = 6 x 2 =
Diện tích xung quanh: 12 (d.v.d.t)/d.v.t.t
As = 6 (d.v.d.t)/d.v.t.t
Phan Hồng Quân ĐHXD
$1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH
Hạt đơn vị
hạt kích thước ½ dv
As = 6 (d.v.d.t)/d.v.t.t As = 12 (d.v.d.t)/d.v.t.t
As = (2)3n x (1/2n)2 x 6 = 6 x 2n
Hạt có d = 1cm (hạt sỏi): As = 6cm2(/1cm3)
Hạt có d = 10-7cm (hạt sét): As = 6000 m2/(1cm3)
Mười triệu lần !
Phan Hồng Quân ĐHXD
$1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH
Tập hợp các hạt: các hạt được vận chuyển đi/dịch chuyển và tích tụ lại
Tác nhân gây dịch chuyển:
- Tự dịch chuyển do trọng lượng bản thân, tích tụ tại chỗ/sườn dốc –
đất tàn tích/sườn tích
- Dòng nước mang đi: tùy vận tốc dòng chảy, kích thước hạt, hạt đất
chìm lắng và tích tụ lại ở: đáy sông, đồng bằng, hồ, ven biển, biển –
trầm tích sông/hồ/cửa sông/tam giác châu/biển
- Gió mang đi: chủ yếu là các hạt mịn – phong tích
- Do băng/tuyết mang đi …
Đất là kết quả của hai quá trình nói trên, có thể xảy ra lần lượt/đồng
thời – đất xây dựng là sản phẩm hỗn hợp từ nhiều loại.
Phan Hồng Quân ĐHXD
$1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH
Tóm tắt chu trình lịch sử thành tạo đất – đá
Nguội lạnh
Magma phun trào Đá magma
Phong hóa Biến chất
Chuyển dời Phong hóa
Đất Hạt đất Đá biến chất
Tích tụ
Hóa thạch Phong hóa
Biến chất
Đá trầm tích
Phan Hồng Quân ĐHXD
Phan Hồng Quân ĐHXD
Phan Hồng Quân ĐHXD
Phan Hồng Quân ĐHXD
$1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH
Phan Hồng Quân ĐHXD
$1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH
Tổng kết phân loại đất theo nguồn gốc
- Theo tác nhân phong hóa: đất hạt thô/đất hạt mịn.
Đặc điểm cơ bản: đất hạt thô không có liên kết giữa các hạt – đất
rời; đất hạt mịn có liên kết giữa các hạt – đất dính.
Đất có hàm lượng hạt thô chiếm ưu thế - đất hạt thô;
Đất có hàm lượng hạt mịn chiếm ưu thế - đất hạt mịn.
Phan Hồng Quân ĐHXD
$1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH
Một số tính chất xây dựng của các loại đất
Đất hạt thô/đất rời: Cường độ cao, dựa chủ yếu vào ma sát giữa
các hạt; biến dạng thường nhỏ - lún của công trình nhỏ; tính
thấm cao – không giữ được nước. Nói chung thích hợp cho làm
nền công trình.
Đất hạt mịn/đất dính: Cường độ thấp hơn, thậm chí rất thấp, dựa
một phần vào ma sát, một phần vào liên kết (dính) giữa các hạt;
biến dạng lớn – công trình bị lún nhiều; tính thấm thấp. Có thể
làm nền cho công trình hoặc cần phải xử lý (cho “tốt” lên). Có
thể làm vật liệu xây dựng tốt.
Phan Hồng Quân ĐHXD
$1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH
- Theo tác nhân tích tụ: đất tàn tích/sườn tích/ trầm tích các loại.
Đất tàn tích/sườn tích: tích tụ từ các hạt có kích thước hỗn tạp,
không phân lớp; chiều dày tầng đất thay đổi nhiều; đáy nghiêng
theo mặt đá gốc – tính chất không ổn định, khó đánh giá, dễ
trượt theo mặt đá gốc. Nói chung không thuận lợi cho công
trình, cần quan tâm trước hết là vấn đề ổn định
Đất trầm tích: kích thước hạt có tuyển lựa (do hạt nặng sẽ chìm
lắng trước/hạt nhẹ sau); phân làm nhiều lớp, gồm cả lớp nằm
ngang/lớp nghiêng/thấu kính; mỗi lớp có tính chất khác nhau;
cường độ từ thấp đến trung bình; biến dạng lớn – lún nhiều, lún
lệch
Phan Hồng Quân ĐHXD
$2. CÁC THÀNH PHẦN CỦA ĐẤT
Đất = Tập hợp các hạt rời →
Đất = {hạt đất; khoảng trống/lỗ rỗng giữa các hạt} →
Đất = {Hạt đất; Nước; Khí}/{Hạt đất; Nước}/{Hạt đất; Khí}
Đất ={Đất chưa bão hòa; Đất bão hòa; Đất khô}
Thành phần của đất = {Hạt đất; Nước; Khí}
Phan Hồng Quân ĐHXD
$2. CÁC THÀNH PHẦN CỦA ĐẤT
A. HẠT ĐẤT
Hạt đất = {Kích thước; Hình dáng; Thành phần khoáng vật}
Kích thước hạt đất = Đường kính hạt tròn tương
đương/Đường kính qui ước
Hạt tròn, đg kính Hạt đất bất kì, tỉ
d, tỉ trọng D trọng D
v1 v2
Chất lỏng (nước)
Nếu v1 = v2 ta nói hạt đất có đường kính (qui ước) là d
Phan Hồng Quân ĐHXD
$2. CÁC THÀNH PHẦN CỦA ĐẤT
Nói chung người ta không xác định kích thước một hạt đất mà
khoảng kích thước của một nhóm hạt đất.
Nhóm hạt:
+ Các hạt có kích thước trong một khoảng nào đó: nhóm các
hạt có kích thước trong khoảng từ d1 đến d2 - nhóm (d1 < d ≤
d2);
Ví dụ: nhóm (0.5 < d ≤ 2.0)
+ Các hạt có kích thước nhỏ hơn hoặc bằng một giá trị nào đó:
nhóm các hạt có kích thước nhỏ hơn hoặc bằng d1 – nhóm (d
≤ d1).
Ví dụ: nhóm (d ≤ 0.25)
Phan Hồng Quân ĐHXD
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
