Bài giảng Địa kỹ thuật: Chương 2

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

Thêm vào BST

Báo xấu

211
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Địa kỹ thuật: Chương 2 có nội dung trình bày về nguồn gốc và đặc điểm một số loại đất với các khái niệm về phong hóa, các hình thức phong hóa, phong hóa vật lý, phong hóa hóa học, tác dụng địa chất và trầm tích sông,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Địa kỹ thuật: Chương 2

I. Phong hoá và đất tàn tích Nguồn gốc và đặc điểm một số loại đất 1. Phong hóa – Khái niệm 2. Các hình thức phong hóa Phong hóa là quá trình biến đổi đất đá do Phong hóa vật lý (phong hóa cơ học); phá hủy cơ học và biến đổi hoá học và Phong hóa hóa học; các hoạt động của sinh vật. Xảy ra ở phần trên cùng của vỏ trái đất do Phong hóa sinh học. các tác nhân bên ngoài (khí quyển, thủy quyển và sinh quyển) làm đất đá thay đổi thành phần, cấu trúc và trạng thái, suy giảm tính chất xây dựng. Kết quả cuối cùng : đất
Phong hóa vật lý Phong hóa vật lý Phong hóa vật lý: đá bị phá hủy vỡ vụn, không thay đổi thành phần Nguyên nhân: Do dao động nhiệt độ (chủ yếu); Do nước trong các khe nứt đóng băng; Do muối trong đá kết tinh; Do quá trình dỡ tải làm đá bị tróc vỡ. Phong hóa vật lý Phong hóa vật lý Do nước đóng băng
Phong hoá vật lý Phong hóa vật lý Do giảm tải giả Phong hoá cầu Phong hoá cầu
Phong hoá vật lý Phong hóa hóa học Phong hóa học: đá bị thay đổi thành phần Sự tróc mảng - Nước đóng vai trò quan trọng Do giảm tải Các hình thức: Hòa tan Ôxy hóa Thủy phân Thủy hóa Phong hóa hóa học Phong hóa hóa học Tác dụng hòa tan nước có tính xâm thực: CO2, axit... hòa tan (rửa trôi) các khoáng vật dễ tan CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ↔ Ca (HCO 3 ) 2
Phong hóa hóa học Phong hóa hóa học Tác dụng ô xy hóa Phản ứng ô xy hóa làm thay đổi thành phần hóa học của nhiều loại khoáng vật tạo Hoà tan thành các ôxit FeS2 + nO 2 + nH 2 O → H 2SO 4 + FeSO 4 Pyrit FeSO 4 → Fe 2 (SO 4 )3 → Fe 2 O 3 .nH 2 O Limonit 2+ 3Fe SiO 3 + 1 2 O 2 → Fe3O 4 + 3SiO 2 Pyroxen magnetit Thạch anh Kết quả quá trình ô xy hoá trong đá bazan Phong hóa hóa học Tác dụng thủy phân Kết vón ô xít sắt Khoáng vật (lớp silicat, alumosilicat) dưới tác dụng phân giải của nước thành khoáng vật mới K[AlSi3O8 ] + CO 2 + nH 2 O → Al4 (OH )8 [Si 4 O10 ] + SiO 2 nH 2 O + K 2 CO 3 Octocla Kaolinit Opan (feldpar) cường độ thấp hơn, ổn định với phong hóa hơn
Phong hóa hóa học Phong hóa sinh học Tác dụng thủy hóa Phong hóa vật lý Khoáng vật hấp thụ nước khoáng vật mới Do thế giới sinh vật Phong hóa hóa học CaSO 4 + 2H 2 O = CaSO 4 .2H 2 O Thạch cao thạch cao khan Phong hóa sinh học Phong hóa sinh học
3. Tầng tàn tích và các đặc trưng ĐCCT Tầng tàn tích: sản phẩm của quá trình phong hóa, nằm tại chỗ trên mặt đá gốc. Đặc điểm: mức độ phong hóa giảm theo chiều sâu sâu, phân thành các đới có tính chất khác nhau, bề mặt không đều 3. Tầng tàn tích và các đặc trưng ĐCCT về Đá mác ma Đá trầm tích n h trì ới 1. Đới thổ nhưỡng 2. Đới vỡ mịn áo đ gi n g c ừ 3. Đới vỡ nhỡ đọ a t tự ủ n mc 4. Đới dạngnh viê iể khối c đ Si đặ 5. Đới nguyên thể
Tham khảo Tham khảo
4. Các biện pháp điều tra và xử lý tầng Tầng tàn tích phong hóa trong xây dựng cát kết Những vấn đề cần nghiên cứu Loại đất đá bị phong hóa, sản phẩm phong hóa Soil Soil Mức độ phong hóa: bề dày, mặt cắt Soil phong hóa, tính chất xây dựng của đới phong hóa Tốc độ phong hóa Phong hoá hoá học Iron-rich basalt Phong hoá hoá học Do thuỷ hoá Tác nhân gây phong hóa, hình thức do ô xy hoá phong hóa Phong hoá hoá học Đá granite do hoà tan Đá vôi giàu felpar 4. Các biện pháp điều tra và xử lý tầng phong hóa trong xây dựng II. Đất laterit và đá ong Các biện pháp xử lý tầng phong hóa Chọn địa điểm xây dựng Đất sét chứa sắt và nhôm (dưới dạng oxit và Bóc bỏ toàn bộ hoặc một phần tầng phong hydroxit), thường là sản phẩm của quá trình phong hóa hóa. Bảo vệ đất đá khỏi các tác nhân phong hóa Đất có mầu đỏ, nâu và vàng. Cải tạo tầng phong hóa bằng các biện pháp: phun xi măng, phun dung dịch sét… Có thể là các hạt mịn hay gồm các hạt cuội sỏi hoặc Trung hòa các nhân tố gây phong hóa các hạt sỏi kết (do tích tụ oxit) Sử dụng biện pháp công trình hợp lý Sự tích tụ của các oxit làm tăng khả năng tạo đá ong
Đất laterit vùng nhiệt đới II. Đất laterit và đá ong Đất laterit và đá ong III. XÓI MÒN VÀ ĐẤT SƯỜN TÍCH Dòng chảy tạm thời và xói mòn • Dòng nước tạm thời là dòng phát sinh và chảy không liên tục theo thời gian • Hai loại hình thức • Chảy tràn • Chảy theo dòng • Các tác dụng: • Xói mòn đất và tạo mương xói • Hoạt động tích tụ, hình thành tầng sườn tích
III. XÓI MÒN VÀ ĐẤT SƯỜN TÍCH Tác dụng xói mòn Nước chảy tràn: trên địa hình dốc thoải, nước chảy không tập trung, gây bào mòn mặt đất Nước chảy theo dòng: khi điều kiện địa hình thuân lợi, nước chảy tập trung thành dòng, năng lượng dòng chảy tương đối lớn, đào phá bề mặt theo dòng, tạo rãnh xói, mương xói Rãnh xói Rãnh xói III. XÓI MÒN VÀ ĐẤT SƯỜN TÍCH Sườn tích Sông, suối
III. XÓI MÒN VÀ ĐẤT SƯỜN TÍCH Hoạt động tích tụ tạo tầng sườn tích Dòng chảy làm xói mòn, lôi cuốn các vật liệu đất đá trên sườn dốc (kéo lê, xô lăn) xuống chân dốc tích tụ tạo thành tầng sườn tích Quá trình tích tụ sườn tích tiếp diễn nhiều lần theo mùa mưa lũ Đặc điểm thành phần tầng sườn tích tùy thuộc địa hình, dòng chảy, thường có dạng nón hình quạt bao quanh chân núi. III. XÓI MÒN VÀ ĐẤT SƯỜN TÍCH Đặc điểm của đất sườn tích: Thành phần phức tạp, không tuyển lựa: sét, sét pha, cát pha, thường lẫn mảnh dăm, hòn đá. Càng gần chân núi thì hạt càng thô. Hạt vật liệu không được mài tròn Không có sự phân lớp Các chỉ tiêu cơ lý thường thấp: độ rỗng lớn, xốp, tính ép co lớn, lực dính kết thấp, tan rã nhanh
IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SÔNG TRẦM TÍCH SÔNG 1. Hoạt động xâm thực Khái niệm dòng thường xuyên • Dòng nước tập trung tạo thành dòng chảy a. Xâm thực đứng: thường xuyên, quanh năm (Sông) Đào phá theo phương thẳng đứng, có xu • Nguồn cung cấp thế làm bằng địa hình đáy sông, đào sâu từ hạ nguồn về thượng nguồn • Nước mưa • Nước dưới đất Thường xảy ra ở vùng địa hình cao, độ dốc đáy sông lớn • Các tác dụng: Hậu quả: tạo ra thác, ghềnh, hiện tượng • Phá hủy đất đá (xâm thực) cướp dòng • Vận chuyển vật liệu • Lắng đọng vật liệu IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SÔNG TRẦM TÍCH SÔNG b. Xâm thực ngang: Đào phá theo phương ngang, mở rộng lòng sông Thường xảy ra ở vùng địa hình thấp, phần hạ lưu sông Hậu quả: lòng sông mở rộng, sông uốn khúc quanh co, tạo hồ ách trâu, gây sạt lở bờ sông
IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SÔNG 2. Hoạt động vận chuyển Vật liệu phá hủy được dòng sông mang đi dưới các dạng: Hòa tan Lơ lửng Kéo lê Khả năng vận chuyển phụ thuộc Địa hình lòng sông Động năng dòng chảy Kích thước, khối lượng hạt vật liệu IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SÔNG 2. Hoạt động vận chuyển 3. Hoạt động tích tụ Vật liệu phá hủy tích tụ, hình thành bồi tích sông Đặc điểm: Tuân theo quy luật tuyển lựa Có tính phân lớp Quy luật trầm đọng phức tạp
3. Hoạt động tích tụ 3. Hoạt động tích tụ IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SÔNG TRẦM TÍCH SÔNG Các loại trầm tích sông 2. Trầm tích bãi bồi: Các vật liệu sông mang đến, lắng 1. Trầm tích lòng sông: Các loại vật liệu trầm đọng đọng ở hai bên sông bị ngập nước về mùa lũ. trong lòng sông Thường có 2 phần: Ở miền núi: vật liệu hạt lớn (đá hộc, đá tảng, Phần dưới: vật liệu khá thô (cuội, sỏi, cát) – gần cuội, sỏi, cát). Đặc điểm: Ít biến dạng, cường độ giống trầm tích lòng sông. tương đối cao, tính thấm lớn. Phần trên: vật liệu mịn hơn (cát hạt mịn, sét pha, Ở vùng trung du và đồng bằng: Chủ yếu là cát, sét). sét và bùn xen kẽ, có thể có cuội, sỏi hạt nhỏ. Đặc điểm: thường gặp nước có áp, dễ gặp các vấn đề Đặc điểm: Quy luật tuyển lựa thể hiện rõ. cát chảy, xói ngầm, lún không đều. Thường có dạng phân lớp hoặc thấu kính. Các vấn đề: sự phân bố, cát chảy, xói ngầm, lún không đều
IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SÔNG TRẦM TÍCH SÔNG 3. Trầm tích hồ ách trâu: Các vật liệu lắng đọng ở 4. Trầm tích cửa sông: Các vật liệu được sông mang những chỗ sông cong (sông chết). đến lắng đọng tại cửa sông Thường có 2 tầng: Thường có 3 tầng: Tầng dưới: vật liệu tương đối thô (trầm tích sông). Tầng dưới: vật liệu mịn như bùn sét. Tầng trên: thường là bùn yếu gồm cát hạt mịn, Tầng giữa: vật liệu hạt vừa (cát pha, sét pha) bùn hữu cơ hoặc than bùn. Tầng trên: vật liệu thô (cát mịn) Đặc điểm: tính thấm nước nhỏ, thường bão hòa nước, Đặc điểm: bề dày lớn, phân bố rộng, độ rỗng lớn, mềm yếu, biến dạng lớn. các vấn đề: mất ổn định chứa muối, xen kẹp sét. Các tính chất cơ lý thay đổi trượt, lún nhiều, lún lâu dài. theo không gian. các vấn đề: mất ổn định mái hố móng, cát chảy, xói ngầm, lún nhiều, lún lâu dài. V. ĐẤT BỤI VÀ HOÀNG THỔ V. ĐẤT BỤI VÀ HOÀNG THỔ Đặc điểm: Nguồn gốc: trầm tích do gió Các hạt thường tròn cạnh sự sắp xếp của các hạt độ lỗ rỗng, hệ số rỗng, dung trọng tự nhiên, dung trọng khô Bụi và cát hạt mịn trương nở, phụ thuộc điều kiện môi trường (độ ẩm từ 16 đến 35%) Kích thước hạt, độ lỗ rỗng, độ ẩm của đất bụi Tính cố kết của đất bụi (cố kết sơ cấp có thể chiếm tới 75%) Đất hoàng thổ có hàm lượng hạt bụi từ 50%-90% Hệ số rỗng, chỉ số dẻo, liên kết giữa các hạt, độ chặt sức kháng cắt
V. ĐẤT BỤI VÀ HOÀNG THỔ V. Đất trầm tích mềm rời và mềm dính Loại vật liệu Cỡ hạt (mm) Kết cấu xốp của đất hoàng thổ được gắn kết bằng ximăng Cuội > 200 cacbonat Sỏi 60 - 200 Dung trọng: 1.2 – 1.36 kg/cm3, khi ướt có thể lên tới 1.6 kg/cm3 Dăm Hạt thô 20 - 60 Giới hạn chảy khoảng 30%, giới hạn dẻo khoảng 4% - 9%, chỉ số Hạt vừa 6 - 20 dẻo 6% Hạt mịn 2-6 Góc ma sát trong khoang 300 đến 340 Cát Hạt thô 0.6 – 2 Ở trạng thái khô (w=10%) sức chịu tải khá cao, nhưng khi ướt Hạt vừa 0.2 – 0.6 bùn nhão Hạt mịn 0.06 – 0.2 Tính thấm của đất hoàng thổ tốt hơn so với đất bụi (k = 10-5 – Bụi Hạt thô 0.02 – 0.06 10-7 cm/s) Hạt vừa 0.006 – 0.02 Đất bụi và hoàng thổ dễ bị hóa lỏng và khó nén chặt. Hạt mịn 0.002 – 0.006 Có khả năng hình thành các lỗ rỗng dạng ống trong đất hoàng thổ Sét < 0.002 Phân loại đất theo kích thước hạt (Tiêu chuẩn Anh) V. Đất trầm tích mềm rời và mềm dính V. Đất trầm tích mềm rời và mềm dính Trầm tích mềm rời Đặc điểm: Cấu trúc đất hạt rời (cát, sỏi, sạn) phụ thuộc vào sự sắp xếp của các hạt và sự lấp đầy các lỗ rỗng. Hệ số rỗng của đất có mức độ hạt đồng đều cao và hoàn toàn không dính có thể dao động trong khoảng 0.35 đến 1.00 Mức độ mài tròn
Đất than bùn Là sản phẩm của sự tích tụ các di tích thực vật đã được phân tán và phân hủy một phần, nó được hóa thạch trong điều kiện thiếu khí và độ ẩm cao Có thể được chia ra thành ba nhóm cơ bản: dạng hạt vô định hình, dạng sợi thô và dạng sợi mịn Hàm lượng hữu cơ trong đất than bùn dao động từ 50% tới trên 90% Đất than bùn Hệ số rỗng từ 9 đến 25 (có xu hướng giảm theo chiều sâu) Độ ẩm rất lớn, thay đổi tùy thuộc vào loại than bùn, với nhóm vô định hình khoảng 500%, ở nhóm sợi thô đã ghi nhận được độ ẩm vượt quá 3000% Lượng co ngót thể tích thường thay đổi từ 10 đến 75% Khối lượng riêng, dung trọng khô và dung trọng đẩy nổi rất thấp Sức kháng nén không thoát nước rất nhỏ, khoảng 20 đến 30 kPa và môdun đàn hồi khoảng 100 đến 140 kPa Sức kháng nén, kháng cắt phụ thuộc vào loại vật chất hữu cơ