zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Bài giảng Địa chất công trình - Chương 4: Những đặc trưng kỹ thuật của đất và đá

Chia sẻ: Ganuongmuoixa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Báo xấu

49
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Địa chất công trình - Chương 4: Những đặc trưng kỹ thuật của đất và đá cung cấp cho người học những kiến thức như: Phân loại đất đá trong xây dựng công trình; Nguồn gốc hình thành đất; Các tính chất cơ lý của đất; Một số tính chất đặc thù của đất; Các loại đất đặc biệt và vấn đề cần lưu ý khi khảo sát, thiết; Tính chất cơ lý của mẫu đá và của khối đá; Các hệ thống kẽ nứt ở trong đá và ảnh hưởng của chúng; Các vấn đề cần lưu ý khi khảo sát, đánh giá nền đá.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Địa chất công trình - Chương 4: Những đặc trưng kỹ thuật của đất và đá

9/15/2015 Nội dung: 4.1. Phân loại đất đá trong xây dựng công trình Chương 4 4.2. Nguồn gốc hình thành đất 4.3. Các tính chất cơ lý của đất NHỮNG ĐẶC TRƯNG KỸ THUẬT 4.4. Một số tính chất đặc thù của đất CỦA ĐẤT VÀ ĐÁ 4.5. Các loại đất đặc biệt và vấn đề cần lưu ý khi khảo sát, thiết kế 4.6. Tính chất cơ lý của mẫu đá và của khối đá 4.7. Các hệ thống kẽ nứt ở trong đá và ảnh hưởng của chúng 4.8. Các vấn đề cần lưu ý khi khảo sát, đánh giá nền đá 1. Mục đích phân loại: • Để phân chia toàn bộ đất đá trong vỏ Quả đất thành từng nhóm theo các dấu ¤ 4.1. PHÂN LOẠI ĐẤT ĐÁ TRONG hiệu về nguồn gốc, thạch học và tính XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH chất, từ đó có thể lập các bản đồ, mặt cắt địa chất công trình và đánh giá được đất đá về mặt địa chất công trình. • Để xác định thành phần, khối lượng, phương pháp và phương hướng nghiên cứu đất đá về mặt địa chất công trình. • Để lựa chọn phương pháp cải tạo tính chất đất đá. 2. Cơ sở phân loại 3. Các cách phân loại  Dựa vào thành phần đất đá a. Phân loại tổng quát - Dựa vào tổ hợp nhiều thông tin • Thành phần hạt - Sử dụng được cho nhiều lĩnh vực • Thành phần khoáng vật - Phân loại kém chi tiết  Dựa vào các tính chất vật lý – cơ học b. Phân loại chuyên môn  Dựa vào các tính chất đối với nước - Dựa vào chỉ một hoặc một số ít chỉ tiêu của đất đá - Chỉ dùng cho một mục đích chuyên môn hẹp 1
9/15/2015 4. Phân loại tổng quát của Xavarenxki 5. Các phân loại chuyên môn Đá: Loại vật liệu cấu tạo nên vỏ quả đất trong đó 1. Phân loại đất theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD: các hạt khoáng vật được liên kết với nhau bởi 45-78 (TCVN 9362-2012) liên kết cứng (ion, hoá trị, xi măng) - Đất hạt thô: cuội, sỏi, cát theo kích thước nhóm hạt chiếm ưu thế - Đá cứng - Đất hạt mịn: sét, sét pha, cát pha theo chỉ số dẻo - Đá nửa cứng 2. Phân loại đất theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD Đất: loại vật liệu rời hoặc giữa các hạt chỉ có 5747:1993 liên kết keo nước 3. Các phân loại không thành tiêu chuẩn riêng - Đất mềm dính - Theo sự ổn định của đất đá ở mái dốc - Đất rời xốp - Theo khả năng chịu tải Đất đá có thành phần, tính chất đặc biệt - Theo khả năng khai thác - Theo độ kiên cố, chống lại lực phá hoại - Đất yếu (bùn, than bùn, đất chảy...) - Theo mức độ ngấm nước - Đá có tính hoà tan Phân loại đất nền theo tiêu chuẩn xây dựng 2. Nhóm đất dính TCXD: 45-78 1. Nhóm đất rời Hàm lượng Tên đất Chỉ số dẻo Tên đất Tiêu chuẩn phân loại hạt sét, % Dăm, cuội Trọng lượng các hạt có d>10mm trên 50% Đất sét A > 17 >30 Sỏi, sạn Trọng lượng các hạt có d>2mm trên 50% Cát sỏi Trọng lượng các hạt có d>2mm trên 25% Đất sét pha 17 ≥ A > 7 30 ÷ 10 Cát thô Trọng lượng các hạt có d>0,5mm trên 50% Đất cát pha 7≥A>1 10 ÷ 3 Cát vừa Trọng lượng các hạt có d>0,25mm trên 50% Cát nhỏ Trọng lượng các hạt có d>0,1mm trên 75% Cát bụi Trọng lượng các hạt có d>0,1mm dưới 75% Khi không có sự tương thích giữa chỉ số dẻo và hàm lượng hạt sét thì tên đất xác định theo chỉ số dẻo Để xác định tên đất cần cộng dồn số phần trăm lượng chứa của các hạt Phân loại đất nền theo tiêu chuẩn xây Nhóm 2- Đất cát: hơn 50% lượng hạt thô có kích thước 6 Cát cấp phối Định nghĩa Điều kiện Ký hiệu Tên đất SW Trọng lượng 1
9/15/2015 Phân loại đất dính theo biểu đồ dẻo Yêu cầu cần đạt được - Mục đích và cơ sở phân loại đất đá Biểu đồ dẻo Ip=0,73(Wch-20) trong lĩnh vực xây dựng công trình 60 50 - Phân loại đất đá tổng quát của Xavarenxki Chỉ số dẻo p 40 Đất sét 30 20 Đất bụi - Phân loại đất nền theo tiêu chuẩn xây 10 dựng TCXD 45-78 CL-ML 0 0 20 40 60 80 100 Giới hạn chảy Wch Nội dung: 1. Đất tàn tích ¤ 4.2. NGUỒN GỐC 2. Đất trầm tích 3. Đất sườn tích, sườn tàn tích HÌNH THÀNH ĐẤT 1. Đất tàn tích Phong hoá hoá học đá magma cho sản phẩm đồng nhất  Được hình thành do quá trình phong hoá đá,  Silicate vì vậy phụ thuộc chặt chẽ vào loại và thành minerals phần đá gốc ban đầu weather by hydrolysis - Đất phong hoá từ đá magma thành phần và to form CLAY. tính chất khá thuần nhất  Feldspar - Đất phong hoá từ đá trầm tích vụn keo kết alters to clay xen kẹp thì rất không đồng nhất (kaolinite) plus - Đất phong hoá từ đá biến chất thì có thể dissolved materials đồng nhất hoặc không, phụ thuộc thành (ions) phần của đá gốc 3
9/15/2015 Phong hoá không đều của các lớp đá trầm tích xen kẹp  Trong đất thường chứa nhiều hạt thô với kích thước và hàm lượng tăng dần theo chiều sâu  Thành phần và tính chất của đất biến đổi mạnh cả theo không gian và theo chiều sâu  Một số loại đất phong hoá thường có tính chất đặc biệt (lún sập, trương nở) Chú ý: 2. Đất trầm tích Khi khảo sát, đánh giá cần hiểu - Được hình thành do trầm đọng vật liệu trong các sông, biển biết bản chất của đất, các đặc - Có tính phân lớp, rõ rệt dần theo hướng điểm và quy luật biến đổi tính chất ngược chiều dòng chảy của đất, đặc biệt khi khảo sát đất - Trầm đọng theo quy luật tuyển lựa theo đường kính hạt làm vật liệu xây dựng, để bố trí hố - Trong mỗi lớp thành phần, tính chất tương khoan, lấy mẫu hợp lý đối ổn định hơn so với của đất tàn tích - Chiều dày của trầm tích sông mỏng hơn so với đất trầm tích biển 3. Đất sườn tích, sườn tàn tích - Được hình thành do vật liệu phong hoá bị - Đất thường có độ rỗng cao, hệ số dòng chảy tạm thời xô đẩy dịch chuyển thấm tương đối lớn và nén lún mạnh xuống sườn dốc, chân dốc tích luỹ lại - Là loại trung gian giữa đất trầm tích và - Chiều dày của tầng sườn tàn tích biến tàn tích. đổi mạnh - Không có tính phân lớp rõ rệt như đất - Thường chứa nước ngầm, nước ngầm trầm tích thường thoát ra ở chân sườn dốc - Thành phần thường là sét pha chứa nhiều dăm sạn, tính chất biến đổi mạnh như đất tàn tích 4
9/15/2015 Chú ý: Yêu cầu khi học - Loại đất này thường không thuận lợi khi - Các kiểu hình thành đất, đặc điểm địa chất sử dụng làm nền, làm vật liệu xây dựng công trình (thành phần, tính chất, chiều dày, mức độ đồng nhất...) của mỗi loại đất. - Khi khảo sát, đánh giá đất cho làm nền - Giải thích được mối liên quan giữa các đặc xây dựng công trình cần chú ý đến tính điểm đó với các kiểu hình thành đất, ví dụ, nén lún, mất ổn định trượt và tính thấm vì sao đất phong hoá từ đá magma thì đồng nhất nhưng từ đá trầm tích keo kết thì thành lớn. Khi sử dụng làm vật liệu xây dựng phần không đồng nhất, hiểu được thành cần chú ý đến tính không đồng nhất về phần đất tàn tích thì phụ thuộc đá gốc còn thành phần và tính chất thành phần đất trầm tích thì phụ thuộc quá trình tuyển lựa Nội dung: 1. Thành phần hạt của đất ¤ 4.3. CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ 2. Tính chất vật lý của đất CỦA ĐẤT 3. Tính chất cơ học của đất  Phương pháp rây: dùng bộ rây tiêu chuẩn, áp dụng 1. Thành phần hạt của đất: cho những loại đất gồm các hạt có đường kính lớn  Thành phần hạt – là hàm lượng các d>0.1mm nhóm hạt trong đất. Người ta chia làm các nhóm: Nhóm hạt Đường kính, mm Nhóm hạt Đường kính, mm đá tảng >200 cát thô 2÷0,5 dăm, cuội 200÷20 cát vừa 0,5÷0,25 sạn, sỏi 20÷2 cát nhỏ 0,25÷0,05 Cu: hệ số đều hạt d60/d10 hạt bụi to 0,05÷0,01 hạt sét 0,005÷0,002 hạt bụi nhỏ 0,01÷0,005 hạt keo
9/15/2015  Phương pháp tỷ trọng kế: dựa trên nguyên lý lắng chìm của Stoke, áp dụng cho đất có các hạt Kết quả thí nghiệm xác định thành phần hạt được cỡ nhỏ d
9/15/2015  Khối lượng thể tích khô c(dung trọng khô)  Độ ẩm tự nhiên , W - Là khối lượng của một đơn vị thể tích khô - Là tỷ số giữa khối lượng nước chứa (kể cả lỗ rỗng) có kết cấu tự nhiên, t/m3, trong lỗ rỗng của đất và khối lượng g/cm3 Gh w hạt đất, biểu thị bằng phần trăm c  c  1 0.01W G V   n 100(%) W: độ ẩm của đất Gh - Là đại lượng phụ thuộc thành phần - Đối với đất thông thường trong tự khoáng vật và độ rỗng của đất nhiên độ ẩm thường trong khoảng 13÷30%. Đối với bùn và đất hữu cơ có thể 70 đến trên 100%  Độ rỗng n, hệ số rỗng  • Các chỉ tiêu về trạng thái của đất - Độ rỗng là tỷ số giữa thể tích lỗ rỗng và a. Đối với đất dính: tổng thể tích mẫu đất, biểu thị bằng phần Trạng thái trăm vr n 100(%) của đất dính v phụ thuộc - Hệ số rỗng là tỷ số giữa thể tích lỗ rỗng vào độ ẩm và thể tích phần hạt rắn của mẫu đất của đất, được thể vr hiện trên  biểu đồ sau: vh Giới hạn Atterberg d, ch và chỉ số dẻo A Chỉ số dẻo A của đất là một thuộc tính của - Giới hạn dẻo d là độ ẩm giới hạn mà khi đất, phụ thuộc vào thành phần khoáng vật độ ẩm vượt quá giá trị đó thì đất chuyển của đất, còn độ ẩm  là yếu tố bên ngoài, sang trạng thái dẻo khi tham gia vào trong thành phần của đất cùng với A sẽ làm biến đổi trạng thái của - Giới hạn chảy ch là độ ẩm giới hạn mà đất. khi độ ẩm vượt quá giá trị đó thì đất chuyển sang trạng thái chảy Độ sệt B là chỉ tiêu về trạng thái của đất - Chỉ số dẻo A là chỉ số biểu hiện tính dẻo   d   d của đất: B  A  ch  d ch  d A 7
9/15/2015 b. Đối với đất rời Theo độ chặt tương đối D trạng thái độ Trạng thái độ chặt của đất rời được đánh giá thông chặt đất cát được chia ra: qua hệ số rỗng  và độ chặt D hoặc chỉ số búa N30: max D maxmin Trạng thái đất Độ chặt D Theo hệ số rỗng độ chặt đất cát được chia ra: cát chặt D>0,67 Loại đất Chặt Chặt vừa xốp cát chặt vừa 0,67≥D≥0,33 cát sỏi, cát to, cát vừa  < 0,55 0,55
9/15/2015  Tính kháng cắt (tính bền) của đất Biểu đồ thí nghiệm cắt Là khả năng của đất chống lại sự phá hoại do ngoại lực. Đất có khả năng đó là do: - Lực ma sát giữa các hạt (ma sát trong)   tg  C - Lực dính giữa các hạt - Lực cài móc giữa các hạt Tính kháng cắt được đặc trưng bởi cường độ kháng cắt, xác định theo kết quả thí nghiệm cắt đất. Yêu cầu khi học - Định nghĩa, công thức tính của các chỉ tiêu tính chất vật lý của đất - Các chỉ tiêu cơ học của đất, các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ kháng cắt, kháng nén ¤ 4.4 CÁC TÍNH CHẤT ĐẶC BIỆT của đất CỦA ĐẤT - Biểu đồ cấp phối của đất (tỷ lệ % tích luỹ của các nhóm hạt, xác định được d60, d30, d10 để từ đó có thể xác định được tên đất) Nội dung 1. Tính trương nở Là khả năng của đất tăng thể tích khi ngậm 1.Tính trương nở của đất nước. Tính trương nở của đất phụ thuộc vào 2.Tính co ngót của đất thành phần khoáng vật sét, theo thứ tự giảm dần như sau: 3.Tính tan rã của đất montmorilonite > hydromica > kaolinite 4.Tính lún ướt (lún sập) của đất Sét montmorilonite có thể tăng thể tích lên 25 ÷ 30%, áp lực trương nở có thể đến 10-11 kG/cm2 Khi đất trương nở có thể tạo áp lực trương nở lớn tác động lên các kết cấu của công trình làm nứt, vỡ hư hỏng công trình. 9
9/15/2015 Để đánh giá tính chất trương nở người ta 2. Tính co ngót dùng hai đại lượng là độ trương nở tương đối n và áp lực trương nở Ptn Là tính chất ngược với trương nở, khi mất nước đất sẽ co thể tích làm cho đất hs  ht bị nứt nẽ, gây ra các hiện tương bong n   100% ht tróc trong các đường hầm, sụt trượt ở Ptn  F các mái dốc S Sét có tính trương nở cao thì khi khô ht, hs tương ứng là chiều cao mẫu đất càng co ngót mạnh. trước và sau khi trương nở Đất bị phá huỷ kết cấu/bị khô-ướt nhiều F, S – tương ứng là lực trương nở và diện lần thì trương nở/co ngót mạnh hơn đất tích tiết diện mẫu có kết cấu tự nhiên. 3. Tính tan rã 4. Tính lún ướt (lún sập) Một số loại đất bị tan rã khi tiếp xúc  Đất loại sét khi chịu tải trọng thì bị biến dạng. Hiện tượng biến dạng phụ thêm khi bị thấm ướt gọi là tính với nước. Đất bị tan rã thành từng lún ướt (xem biểu đồ nén lún) cục, hòn không có hình dạng rõ rệt.  Tính lún ướt được đặc trưng bởi: Tính tan rã được đánh giá thông qua hệ số rỗng đại em: e e e ' m   hai đại lượng: thời gian tan rã và đặc hệ số lún ướt tương đối am: am  a  a0 ' 0 điểm tan rã, được xác định bằng thí  Tính lún ướt chỉ đặc trưng cho một số loại đất nhất nghiệm trong phòng định.  Không sử dụng đất có tính lún ướt làm vật liệu đắp Đất có tính tan rã không dùng làm đập vật liệu đắp các công trình thuỷ lợi Biểu đồ nén lún ướt Yêu cầu khi học 1 Các tính chất đặc biệt của đất 0.8 Vai trò ảnh hưởng của các tính chất đặc biệt đó đến ứng xử của đất khi Hệ số rỗng 0.6 0.4 xây dựng công trình 0.2 0 0 1 2 3 4 5 Áp lực thẳng đứng, kG/cm2 10
9/15/2015 Nội dung 1. Bùn 2. Than bùn và đất than bùn hóa ¤ 4.5. CÁC LOẠI ĐẤT ĐẶC BIỆT VÀ 3. Đất nhiễm muối CÁC VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý KHI 4. Đất đắp – đất nhân sinh KHẢO SÁT, THIẾT KẾ 1/ Bùn Theo sự phân loại khái quát đất đá Bùn là các trầm tích hiện đại, được thành trong Địa chất công trình, các đất đá có tạo chủ yếu do kết quả tích tụ các vật liệu thành phần và tính chất đặc biệt thuộc phân tán mịn và nhỏ theo phương thức cơ nhóm thứ 5. trong nhóm này có: bùn, học hoặc hóa học ở đáy biển, vũng vịnh, than bùn, đất than bùn hóa, muối và đất hồ, đầm lầy… nhiễm muối, đất đóng băng… Bùn là đất sét, sét pha, cát pha chứa hữu cơ dưới 10%, ở trạng thái chảy có độ sệt B > 1 và hệ số rỗng như trong bảng sau: Loại bùn Hệ số rỗng  bùn cát pha ≥ 0,9 o Bùn là những thành tạo yếu, việc bùn sét pha ≥ 1 xây dựng trên chúng chỉ có thể thực bùn sét ≥ 1,5 hiện được với điều kiện là phải áp dụng các biện pháp chuyên môn, o Độ ẩm của bùn thường đạt tới 70 – 80% nhằm cải tạo các tính chất của bùn và lớn hơn nữa, hệ số rỗng tới mấy đơn vị, hệ số rỗng tới mấy đơn vị, khối lượng (nén chặt, gia cố, thoát nước bằng thể tích khô nhiều khi bằng 0.8 – giếng cát…) 0.9g/cm3. 11
9/15/2015 2. Than bùn và đất than bùn 3. Đất nhiễm muối  Đất than bùn là bùn chứa hữu cơ với hàm  Đất cát và đất loại sét, nếu lượng muối quá 0.3% khối lượng tương đối q trong khoảng: lượng đất khô, thì đất đó được coi là có nhiễm muối 0,1 < q  0,6  Khi có sự rửa lũa các muối thì ngoài sự biến đổi các  Than bùn là bùn chứa trên 60% hàm tính chất của đất, thành phần và các tính chất của nước lượng hữu cơ thẩm thấu cũng thay đổi. Nước trở thành có tính ăn mòn đối với xi măng và kim loại  Khi nhận xét đánh giá than bùn về mặt xây dựng, cần phải xét đến mức độ phân  Khi có muối kết tinh lấp đầy các lỗ rỗng của đất thì giải của các di tích thực vật tạo nên than có sự tăng biểu kiến độ chặt của đất, nhưng khi ẩm bùn, bởi vì độ ẩm, độ sệt, tính thấm nước, ướt, thì các muối lại bị hòa tan, thể tích của các hạt khoáng trong một đơn vị thể tích đất, trở nên nhỏ hơn độ bền, tính biến dạng…của than bùn đều so với đất không bị nhiễm muối, do đó phát sinh hiện biến đổi theo mức độ phân giải tượng lún ướt (lún sập) 4. Đất đắp – đất nhân sinh Khi thiết kế và xây dựng công trình ở  Lãnh thổ của những thành phố, những diện tích xây những vùng đất bị nhiễm muối, cần dựng lớn…thường được phủ lên một lớp đất đắp nhân tạo. phải biết:  Tính chất của chúng không những phụ thuộc thành - Mức độ nhiễm muối của đất phần và cấu trúc của các loại đất đắp, mà còn vào thành phần trạng thái và tính chất của các lớp đất nằm - Thành phần của các muối dễ hòa dưới tan và hòa tan trung bình  Độ chặt kết cấu và độ ổn định của những loại đất đá - Chế độ ẩm và chế độ muối, điều này khác nhau, phụ thuộc vào thành phần cũng như thời gian tồn tại của chúng kiện nhiễm muối của chúng  Cần phải đánh giá sự ổn định, cũng như thiết kế các biện pháp công trình để đề phòng biến dạng trượt,.. Yêu cầu khi học  Các loại đất đặc biệt  Các tính chất đặc biệt của các loại đất này  Kết quả thí nghiệm của 5 mẫu đất cho trong bảng sau, ¤ 4.6 TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA MẪU ĐÁ VÀ KHỐI ĐÁ Mẫu Độ ẩm tự Giới hạn Giới hạn Hệ số Lượng nhiên chảy dẻo rỗng hữu cơ 1 44,2% 38,9% 21,6% 1,56 5% 2 78,6% 60,3% 30,2% 1,82 20% 3 32,1% 30,8% 18,5% 1,24 18% 4 64,4% 45,7% 30,1% 1,02 8% 5 80,4% 60,5% 31,2% 2,01 65% Hãy xác định tên của các mẫu đất đó 12
9/15/2015 1. Các tính chất cơ lý của mẫu đá Nội dung Các tính chất vật lý: Đối với đá chỉ quan tâm đến các chỉ tiêu vật lý sau: 1. Các chỉ tiêu cơ lý của mẫu đá Độ ẩm 2. Các chỉ tiêu cơ lý của khối đá Khối lượng thể tích tự nhiên Khối lượng thể tích bão hoà Khối lượng riêng Định nghĩa về các tính chất này cũng giống như đối với đất Các tính chất cơ học Cường độ kháng nén Các chỉ tiêu về cường độ:  Cường độ kháng nén là tỷ số giữa tải trọng giới hạn Cường độ kháng nén Rn gây phá huỷ mẫu và diện tích ban đầu của mẫu: Cường độ kháng kéo Rk 25 Pgh Cường độ kháng cắt Rc Rn  ( Mpa; kG / cm2 ) Pgh F 20 Các chỉ tiêu này được xác định ở 2 trạng thái:  Giá trị Pgh xem trên biểu đồ Áp lực nén P Trạng thái tự nhiên thí nghiệm 15 Trạng thái bão hoà 10 Các chỉ tiêu về biến dạng 5 Mô đun nén mọi phía m.ph 0 Mô đun trượt G 0 5 10 Biến dạng mẫu l 15 20 Cường độ kháng kéo Cường độ kháng cắt  Là đại lượng đặc trưng cho khả năng tiếp nhận ứng  Cường độ kháng cắt của đá là khả năng chống lại lực suất kéo đứt của một đơn vị diện tích tiết diện chịu cắt, về giá trị chính bằng ứng suất tiếp tại thời điểm đá kéo, Mpa hoặc kG/cm2 bị phá hoại. Đơn vị đo là kG/cm2, Mpa  Thí nghiệm xác định cường độ kháng kéo rất phức  Cường độ kháng cắt được đặc trưng bởi hai đại lượng tạp phụ thuộc vào việc gia công mẫu và thiết bị kéo là lực dính c và góc ma sát trong  liên hệ với nhau và vì vậy, công thức tính cũng rất khác nhau. Công theo biểu thức:   tg  c thức cơ bản là: P  Sơ đồ thí nghiệm cắt phẳng Rk  k F xem trong hình vẽ trong đó, P là tải trọng lớn nhất gây phá huỷ mẫu, F P1 Pmax P2 Pmax là diện tích mặt phá huỷ, k là hệ số phụ thuộc vào   sin    cos  F F F F phương pháp thí nghiệm 13
9/15/2015 Các chỉ tiêu về biến dạng  Các chỉ tiêu biến dạng gồm có: Mô đun biến dạng đàn hồi E Biến dạng của đá là sự biến đổi vị trí tương hỗ Mô đun tổng biến dạng E0 Hệ số biến dạng ngang (hệ số Poisson)  của các yếu tố cấu tạo đá dưới tác dụng của Mô dun nén thể tích (còn gọi là mô đun nén mọi phía) Km.ph ngoại lực dẫn đến thay đổi hình dạng kết cấu Mô đun trượt G và đôi khi cả thể tích đá Các chỉ tiêu trên được tính như sau:  ' x  m. ph  K m. ph V Về bản chất có 2 loại biến dạng: E E0   z'  z z V Biến dạng thuận nghịch (đàn hồi, đàn hồi- E E K m. ph  G nhớt) 31  2   21    Biến dạng không thuận nghịch (dẻo dư, trong đó , ’, m.ph lần lựot là ứng suất gây biến dạng đàn hồi, biến dạng tổng và biến dạng thể tích; z,’z - biến dạng tương nhớt dẻo) đối tương ứng;  Tính chất cơ lý của khối đá có thể được xác định 2. Các chỉ tiêu cơ lý của khối đá bằng cách: Khối đá khác với mẫu đá kích thước nhỏ do Thí nghiệm địa cơ học hiện trường: các nguyên nhân: Thí nghiệm cắt khối đá Thí nghiệm cắt tiếp xúc bê tông-nền đá Không đồng nhất về thành phần khoáng  Chuyển đổi từ kết quả thí nghiệm mẫu đá theo vật, thạch học công thức kinh nghiệm Có những hệ thống kẽ nứt khác nhau Xác định theo Hoek-Brown (chương trình Có tính phân lớp, phân phiến Rocklab) Cần có các thông số đầu vào: Có trường ứng suất nguyên sinh khác - Cường độ kháng nén một trục của mẫu đá nhau - Chỉ số bền địa chất GSI = RMR 89 –5 Vì vậy, để thiết kế xây dựng cần sử dụng tính - Hằng số mi đặc trưng cho từng loại đá chất của khối đá chứ không phải của mẫu đá - Hệ số phá huỷ do nổ mìn D. Yêu cầu khi học Các tính chất vật lý, cơ học của mẫu đá, hiểu được bản chất của từng tính chất, công thức tính, đơn vị đo ¤ 4.7 CÁC HỆ THỐNG KẼ NỨT TRONG Nguyên nhân gây ra sự khác nhau giữa ĐÁ VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG tính chất của mẫu đá và khối đá Các cách xác định tính chất cơ học của khối đá 14
9/15/2015 Nội dung  Các hệ thống kẽ nứt gồm có: 1. Kẽ nứt kiến tạo Kẽ nứt kiến tạo 2. Kẽ nứt co rút Kẽ nứt co rút 3. Kẽ nứt phân lớp Kẽ nứt phân lớp Kẽ nứt phong hoá 4. Kẽ nứt phong hoá Kẽ nứt giảm tải 5. Kẽ nứt giảm tải Kẽ nứt sụt, trượt 6. Kẽ nứt sụt, trượt Kẽ nứt nhân tạo 7. Kẽ nứt nhân tạo  Mỗi loại có những đặc tính riêng 1. Kẽ nứt kiến tạo 2.Kẽ nứt co rút Do kiến tạo gây nên, thường phát triển theo Do magma sau khi thành đá tiếp tục nguội hệ thống kẽ nứt song song dài và sâu. lạnh về nhiệt độ môi trường, co thể tích gây Các hệ kẽ nứt có thể hở hoặc kín, mặt kẽ nứt nứt có thể nhẵn và có dấu hiệu miết Đối với đá bazan tạo thành khối lục lăng rất Tại một địa điểm có thể có nhiều hệ kẽ nứt đặc trưng, đối với các đá magma khác không tạo thành hệ kẽ nứt rõ rệt. cắt nhau. Các kẽ nứt thường hở và không lớn, mặt kẽ Có sự phối hợp có quy luật giữa các hệ nứt không nhẵn thống kẽ nứt với các yếu tố kiến tạo như đứt gãy, nếp uốn Quy mô kẽ nứt thường không lớn. Đối với đá phun trào kẽ nứt co rút lớn hơn trong đá xâm Phát triển trong tất cả các loại đá nhập Đoạn lấn biển mang tên Giant ở Ireland được cấu tạo từ 40.000 viên đá bazan. Phần lớn chúng có 6 cạnh, nhưng nhiều viên có 7 và 8 cạnh. Những viên đá này được 3. Kẽ nứt phân lớp hình thành sau những đợt phun trào của núi lửa cách đây 50-60 triệu năm. Khi nham thạch bazan nóng chảy nguội dần, chúng tạo thành những viên đá có hình đa giác đều. UNESCO đã công nhận địa danh này là di sản thế giới vào năm 1986. Tồn tại trong đá trầm tích, được hình thành do sự gián đoạn vật liệu trầm đọng trong quá trình trầm tích Là hệ thống kẽ nứt song song nằm ngang hoặc nghiêng, phát triển trên diện rộng, trong toàn bộ diện phân bố của tầng đá, vì vậy, nó là hệ kẽ nứt liên thông Hệ kẽ nứt này tạo nên thế nằm của tầng đá trầm tích 15
9/15/2015 Kẽ nứt phân lớp trong đá trầm tích 4. Kẽ nứt phong hoá Hình thành do phong hoá vật lý tạo nên, đặc trưng cho các vùng khí hậu lục địa, sa mạc Kẽ nứt không liên tục, không tạo thành hệ thống rõ ràng Mở rộng phần ở gần mặt đất và càng xuống sâu thì càng khép lại 5. Kẽ nứt giảm tải Pressure release could have caused the exfoliated granite sheets shown in the picture. Được hình thành trong đá do các quá trình giảm tải (giảm áp lực đè lên) khác nhau như do xói mòn bề mặt, do đào bới bốc xúc Kẽ nứt phát triển theo bề mặt giảm tải Thường phát triển trên bề mặt do giảm tải bề mặt hoặc trong hầm lò do đào 6. Kẽ nứt sụt trượt 7. Kẽ nứt nhân sinh Được hình thành trước hoặc trong quá Do con người nổ mìn trong đá tạo trình sụt trượt nên Phát triển theo hướng của mặt trượt Đặc điểm thường là dạng chân chim, Quy mô không lớn và không tạo thành quy mô không lớn hệ thống kẽ nứt 16
9/15/2015 Ảnh hưởng của kẽ nứt đến tính chất Các chỉ tiêu đánh giá mức độ nứt nẻ của đá của khối đá RQD – Rock Quality Designation  Kẽ nứt là những khuyết tật trong đá, làm ảnh Mô đun nứt nẻ - số lượng kẽ nứt trên một hưởng đến tính chất xây dựng của khối đá: mét dài đo theo phương vuông góc với kẽ Làm giảm cường độ, độ ổn định của nền nứt Làm tăng độ biến dạng, độ lún của công trình Hệ số khe nứt Kkn - tổng diện tích khe nứt Làm tăng tính thấm nước của nền đá trên một đơn vị diện tích nghiên cứu  Trong nhiều trường hợp hệ thống kẽ nứt quyết định tính chất xây dựng của khối đá, vì vậy, khi Chỉ số khối đá thiết kế cần căn cứ vào tính chất của khối đá chứ Mức độ lấp nhét, vật chất lấp nhét không phải tính chất của mẫu đá Yêu cầu khi học 7 hệ thống kẽ nứt trong khối đá, đặc điểm, quy mô của từng loại. Đánh giá ảnh hưởng của nó đến ổn ¤ 4.8 CÁC VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý KHI định của công trình KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ NỀN ĐÁ Đá sử dụng trong xây dựng công trình thuỷ lợi, thuỷ điện gồm: Nội dung  Làm nền xây dựng đập, nhà máy thuỷ điện 1. Vấn đề ổn định mái đá  Làm môi trường xây dựng đường hầm, nhà máy thuỷ điện ngầm 2. Vấn đề ổn định thấm  Làm vật liệu đắp đập 3. Vấn đề chất lượng đá khi sử dụng Các vấn đề cần chú ý khi đánh giá: làm VLXD Ổn định mái hố móng, mái vai đập, mái mỏ đá khi khai thác; ổn định hiện tại và ổn định lâu dài Ổn định thấm qua nền đập, vai đập, bờ hồ Chất lượng đá khi sử dụng làm vật liệu xây dựng 17
9/15/2015 1. Vấn đề ổn định mái đá 2. Vấn đề ổn định thấm Khi phân tích ổn định mái đá cần chú ý không Thấm qua nền đá, qua vai đập xuống hạ chỉ bảo đảm ổn định hiện tại mà ổn định đến hết lưu, qua bờ mỏng sang lũng sông bên cạnh tuổi thọ công trình, nghĩa là khi tính toán ổn định dọc theo: phải tính đến tốc độ phong hoá (tốc độ suy giảm tính chất theo thời gian) Các đứt gãy kiến tạo Phải kiểm tra ổn định theo các mặt và đới yếu, Các kẽ nứt mặt lớp (TSơn), chú ý sự có mặt của các đứt gãy hoặc hệ thống kẽ nứt làm mất ổn định mái, sự phong hoá do nước Các kẽ nứt có ngót (Bkuốp) thấm dọc theo các kẽ nứt, đứt gãy Các lòng sông cổ, các tầng sườn tích Chú ý khả năng phát triển các hệ thống kẽ nứt Các hang động karst phong hoá, dỡ tải, thế nằm của tầng đá đối với công trình. Cần phân biệt mái tạm và vĩnh cữu, Vì vậy cần phải dự đoán được để có giải giải pháp bảo vệ pháp xử lý phòng ngừa ngay từ đầu 3. Vấn đề chất lượng đá khi sử dụng làm VLXD Một số yêu cầu khi học Chất lượng đá phụ thuộc loại đá và mức độ Phải nắm được các vấn đề đánh giá ổn định phong hoá mái đá (hiện tại và lâu dài) các lưu ý về thế Không sử dụng đá có tính hoà tan làm vật liệu nằm, sự có mặt các đứt gãy và kẽ nứt, trường đắp hợp mái tạm và vĩnh cửu khi tính ổn định mái Đá trầm tích thường xen kẹp nên thành phần đá không thuần nhất, cần chú ý khi khai thác. Phải lựa chọn và loại bỏ đá xấu ngay tại mỏ. Khi khảo Biết được các nguyên nhân gây mất nước hồ sát phải kỹ hơn, thí nghiệm mẫu nhiều hơn, chứa để tính toán dự đoán trước và có các giải khoanh vùng mỏ khai thác phải chi tiết hơn. pháp xử lý hợp lý Cần chú ý một số loại đá trầm tích keo kết thấp Hiểu và nhớ được đặc điểm của mỏ đá trầm hoặc đá biến chất có thể hoá mềm khi ngậm nước. tích để lưu ý khi thiết kế khai thác 18

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.