Bài giảng Địa chất công trình (86 tr)

Chia sẻ: Sơn Nam | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:86

Thêm vào BST

Báo xấu

221
lượt xem 65
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Địa chất công trình" cung cấp cho người học các kiến thức: Giới thiệu môn học, khoáng vật và khoáng vật tạo đá, nước dưới đất, các hiện tượng địa chất liên quan đến xây dựng, khảo sát địa chất công trình,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Địa chất công trình (86 tr)

CHƯƠNG I GiỚI THIỆU MÔN HỌC LOÀI NGƯỜI SỐNG VÀ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH Ở ĐÂU ?
TRÁI ĐẤT- HÀNH TINH DUY NHẤT TRONG HỆ MẶT TRỜI CÓ TỒN TẠI SỰ SỐNG  Hệ mặt trời gồm có 9 hành tinh (sao) và nhiều tiểu hành tinh quay quanh mặt trời: sao Thuỷ, sao Kim, Trái Đất, sao Hoả, sao Mộc, sao Thổ, sao Thiên Vương, sao hải Vương và sao Diêm Vương.  Chỉ có trái đất có sự sống và con người là sinh vật cao cấp nhất trên Trái Đất.  Con người đã, đang và sẽ xây dựng nhiều công trình nhằm phục vụ cho đời sống ngày càng phát triển của mình.  Các công trình xây dựng nằm trên mặt đất và trong lớp vỏ Trái đất nên chịu nhiều tác động do biến vị của chúng.
ĐẶC ĐiỂM CÁC HÀNH TINH TRONG HỆ MẶT TRỜI TT Tên hành tinh Đường kính so Chu kỳ quay Chu kỳ quay Số vệ tinh với Trái đất quanh mặt trời quanh bản thân 1 Sao Thuỷ 0,38 88 ngày 59 ngày 0 2 Sao Kim ~1,0 255 ngày 243 ngày 0 3 Trái đất 1,0 365 ngày 24 giờ 1 4 Sao Hoả 0,52 678 ngày 25 giờ 2 5 Sao Mộc 11,27 12 năm 10 giờ 16 6 Sao Thổ 9,44 29 năm 10 giờ 18 7 Sao thiên Vương 4,1 84 năm 16 giờ 15 8 Sao Hải Vương 3,88 165 năm 18 giờ 8 9 Sao Diêm Vương 0,12-0,3 248 năm 6,4 ngày 1
TRÁI ĐẤT CÓ CẤU TẠO NHƯ THẾ NÀO ? Khí quyển Khí quyể Vỏ Trá Trái đất (5-70km) Vỏ trê trên ( Sima) (70-900km) Vỏ dư dưới( manti ) (900-2900km) Nhâ lỏng (2900-5100km) Nhân lỏ Nhâ Nhân trong (5100-6371km)
MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM VẬT LÝ CỦA TRÁI ĐẤT  Khối lượng thể tích của các lớp đất đá tăng theo chiều sâu  Áp lực bên trong lòng đất tăng theo chiều sâu  Nhiệt độ trong lòng đất tăng theo chiều sâu. Nhiệt trong lòng đất sinh ra do 2 nguồn :  Do bức xạ từ Mặt trời- Thay đổi theo không gian và thời gian. Chỉ ảnh hưởng trong một chiều sâu nhất định, dưới chiều sâu này không ảnh hưởng , gọi là lớp thường ôn (15-40m; VN là 30m)  Do các phản ứng hoá học và nhiệt hạch trong lòng đất. Đặc trưng quá trình tăng nhiệt này bằng 2 khái niệm : địa nhiệt cấp: số mét xuống sâu để tăng 1 độ và Gradien địa nhiệt : số độ oC tăng lên khi xuống sâu 100m  Trọng trường và từ trường :  Lực hút vào tâm trái đất, giá trị thay đổi do mật độ phân bố vật chất khác nhau  Từ lực giữa 2 cực. Từ tính thể hiện cao nơi có chứa nhiều quặng sắt
VÌ SAO PHẢI NGHIÊN CỨU VỀ TRÁI ĐẤT ?  Các công trình được xây dựng trên hoặc trong lớp vỏ trái đất  Lòng đất, mặt đất luôn có nhiều biến đổi, làm ảnh hưởng tới bền vững của công trình, những tác động từ trái đất có thể là :  Sụp lở (Ground collapse)  Địa chấn (Earthquake)  Núi lửa phun (Volcano)  Sóng thần (tsunami)
NỘI DUNG VÀ NHIỆM VỤ MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH  Nghiên cứu sự hình thành và biến đổi của các loại đất, đá trên vỏ trái đất, từ đó xét tới các ảnh hưởng do sự biến động của chúng tới sự ổn định các công trình xây dựng .  Nghiên cứu đặc tính và khả năng ứng dụng của các loại đất, đá vào việc sản xuất vật liệu xây dựng và xây dựng công trình.  Nghiên cứu về sự hình thành, tồn tại và di chuyển của nước dưới đất, các ảnh hưởng của chúng tới công trình xây dựng cũng như khả năng khai thác nước ngầm như một tài nguyên thiên nhiên.  Nghiên cứu các phương pháp khảo sát địa chất nhằm làm rõ các đặc điểm của chúng từ đó ứng dụng vào thiết kế và xây dựng công trình ổn định, bền vững.  Phần các tính chất cơ học của đá được nghiên cứu trong môn “Cơ học đá” và phần nghiên cứu về các tính chất cơ học của đất được nghiên cứu trong môn “Cơ học đất”
CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 1. Phương pháp thực nghiệm hiện trường- phương pháp địa chất học: đào hố, khảo sát vết lộ, khoan thăm dò, lấy mẫu phân tích thực nghiệm. 2. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết : căn cứ các đặc tính của đất đá, tính toán ra những yếu tố chưa biết như tính lún, tính ổn định của công trình, tính lượng nước chảy vào hố móng… 3. Phương pháp nghiên cứu mô hình và tương tự địa chất: dựa vào sự tương tự giữa các trường vật lý khác nhau mà có thể thay thế môi trường địa chất của khu vực xây dựng bằng môi trường vật lý có điều kiện tương tự nhưng đơn giản hay có kích thước nhỏ hơn, như tải trọng lên công trình, áp lực nước lên kết cấu… 4. Nghiên cứu địa chất phân ra địa chất công trình, địa chất khoáng sản và địa chất dầu khí
CHƯƠNG II ĐẤT ĐÁ HÌNH THÀNH NHƯ THẾ NÀO ?
MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA KHOÁNG VẬT  Khoáng vật là hợp chất các nguyên tố hoá học tự nhiên hay các nguyên tố tự sinh, được hình thành do các quá trình lý, hoá khác nhau trong vỏ Trái Đất hay trên mặt đất.  Khoáng vật có thể ở thể khí, thể lỏng,hay thể rắn. Đa số các khoáng vật ở thể rắn và kết tinh. Người ta đã biết trong tư nhiên có khoảng hơn 3000 khoáng vật, nhưng trong đó chỉ có khoảng 50 khoáng vật tham gia vào thành phần chính của đá, gọi là khoáng vật tạo đá.  Các khoáng vật tạo đá mácma chủ yếu:thạch anh, fenspat, mica…và khoáng vật màu: amphibol, pyroxen, olivin…  Tính dễ tách (cát khai): có thể rất hoàn toàn (mica), hoàn toàn(dùng búa đập nhẹ khoáng vật vỡ theo các mặt phẳng), trung bình, không dễ tách và rất khó tách.  Độ cứng: khả năng chống lại tác dụng cơ học bên ngoài lên bề mặt của khoáng vật ( 10 cấp độ từ Talc -> Kim cương)  Tỷ trọng: Nhẹ < 2,5 (thạch cao), trung bình 2,5-4 (thạch anh, Calcit), nặng > 4 (pyrit, magnetit). Trung bình khoáng vật có tỷ trọng 2,5-3,5.
HÌNH ẢNH VỀ MỘT SỐ KHOÁNG VẬT Thạch anh Muscovit Flourit
Hình ảnh về tính cát khai của khoáng vật Hoàn toàn Không hoàn toàn Khó tách Rất khó tách (mica) (Halit) (Octocla) (Manhetit)
CÁC LOẠI ĐÁ ĐÁ ĐÁ BiẾN CHẤT MACMA ĐÁ TRẦM TÍCH
MAGMA PHÚN XUẤT Tạo thành do sự đông cứng của dòng dung nham nóng chảy phun ra từ lòng đất. Đá phun trào được tạo ra trên mặt đất, do nguội nhanh và áp suất thấp nên không kết tinh, có nhiều lỗ rỗng (bazan, đá bọt) Sự nguội nhanh làm co thể tích và phát sinh nứt, dạng cột, dạng nêm, dạng hình cầu…không phân cách khối đá mà chỉ làm giảm độ bền
MAGMA XÂM NHẬP Khi dung nham nóng chảy không phun trào ra bề mặt, chúng bị nén ép và nguội đi trong lòng đất, gọi là magma xâm nhập. Đá xâm nhập được tạo thành trong điều kiện áp suất cao, đông cứng từ từ nên các khoáng vật có điều kiện kết tinh, tạo nên đá kết tinh hoàn toàn, ở dạng khối, chặt sít và ít khe nứt (granit, gabro…) Thế nằm thường là dạng nền, không xác định được chân, có chiều dài, chiều rộng rất lớn. Các nhánh của thể nền gọi là dạng cán
CÁC ĐẶC TÍNH CỦA ĐÁ MAGMA 1. Thành phần khoáng vật: Khoáng vật chủ yếu gồm felspat, amphibol, pyroxen, thạch anh và mica. Ngoài ra còn chia thành đá sẫm màu (amphibol,pyroxen,olivil…) và đá sáng màu (thạch anh, felspat, granit) 2. Kiến trúc: chia ra theo mức độ kết tinh, theo kích thước hạt và theo mức độ đồng đều của hạt. 3. Cấu tạo: có cấu tạo khối, cấu tạo dải, cấu tạo chặt sít, cấu tạo lỗ rỗng và cấu tạo hạnh nhân(lỗ rỗng lấp đầy bằng khoáng vật thứ sinh) 4. Thế nằm: Dạng nền, dạng cán (nhánh), dạng nấm, dạng lớp phủ và dạng vòm phủ 5. Phân loại một số magma chính :  Magma axit : Granit, Porphyr thạch anh  Magma trung tính : Syenit, Pocphyr orthoclas, Điorit…  Magma bazơ : Gabro, Điabas, Bazan
ĐẶC ĐiỂM CỦA ĐÁ TRẦM TÍCH Các loại đá trên mặt đất bị gió, nước, nhiệt độ, sinh vật, hoá chất làm cho tơi vụn, bào mòn rửa trôi và lắng đọng. Dưới áp lực của nước hay các lớp bên trên nén lại, gắn kết thành đá trầm tích. Đá trầm tích chỉ chiếm 5% khối lượng vỏ Trái Đất nhưng bao phủ 75% diện tích mặt đất, chiều dày mọi chỗ không giống nhau. Thành phần đá trầm tích gồm khoáng vật và chất gắn kết.  Khoáng vật gồm thạch anh,felspat, miaca và một số khoáng vật thứ sinh như cancit, thạch cao…  Chất gắn kết thường là silic, carbonat,sét, hợp chất chứa sắt. Kiến trúc đa dạng: khối (tảng), sỏi, cuội, cát, bụi… Cấu tạo chủ yếu dạng lớp hay dòng và thường có độ xốp lớn nên dễ thấm nước hoặc chứa nước. Trong đá trầm tích thường có hoá thạch, nhờ đó xác định được niên đại của lớp.
THẾ NẰM CỦA ĐÁ TRẦM TÍCH Khi hình thành, do lắng đọng nên các lớp đá trầm tích có thế nằm ngang. Do quá trình vận động của vỏ Trái đất, các lớp này có thể bị trồi lên hay thụt xuống tạo thành các lớp đá nằm nghiêng. Để xác định vị trí và thế nằm của lớp đá, dùng các khái niệm sau :  Đường phương là đường giao giữa mặt lớp đá với mặt phẳng nằm ngang. Góc hợp bởi đường phương với phương Bắc gọi là góc phương vị.  Đường thẳng nằm trong mặt phẳng lớp đá, vuông góc với đường phương gọi là đường hướng dốc, góc hợp với hình chiếu của nó trên mặt phẳng nằm ngang gọi là góc dốc.