Câu hỏi ôn thi địa chất công trình

Chia sẻ: Nguyen Van Thinh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

669
lượt xem 201
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

a. Định nghĩa khoáng vật Khoáng vật là những nguyên tố tự nhiên, hoặc hợp chất hóa học được hình thành trong tự nhiên; do các quá trình hóa lý khác nhau xảy ra trong vỏ quả đất hoặc trên bề mặt đất. Khoáng vật ở thể khí (khí cacbonic, sunphua, hydro), thể lỏng (thủy ngân, dầu mỏ, nước), thể rắn (thạch anh, mica, canxit). Khoáng vật tham gia chủ yếu vào thành phần của đất đá gọi là các khoáng vật t...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Câu hỏi ôn thi địa chất công trình

CÂU HỎI ÔN THI ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Câu 1: Nêu khái niệm về khoáng vật, các tính chất vật lý của khoáng vật và ý nghĩa việc nghiên cứu khoáng vật trong xây dựng. a. Định nghĩa khoáng vật Khoáng vật là những nguyên tố tự nhiên, hoặc hợp chất hóa học được hình thành trong tự nhiên; do các quá trình hóa lý khác nhau xảy ra trong vỏ quả đất hoặc trên b ề mặt đất. Khoáng vật ở thể khí (khí cacbonic, sunphua, hydro), thể lỏng (thủy ngân, dầu mỏ, nước), thể rắn (thạch anh, mica, canxit). Khoáng vật tham gia chủ yếu vào thành phần của đất đá gọi là các khoáng vật tạo đá. b. Tính chất vật lý 1. Trạng thái: rắn, lỏng, khí. 2. Dạng tinh thể khoáng vật • Dạng phát triển theo một phương: hình cột, hình que…(thạch anh,…) Dạng phát triển theo 2 phương: hình tấm vẩy, lá… • Dạng phát triển theo 3 phương: tinh thể có dạng hình hạt, tròn, vuông,… • 3. Màu sắc và màu vết vạch của khoáng Màu sắc là đặc tính vật lý quan trọng nhất để xác định khoáng vật. Nhiều khoáng vật lấy tên các màu sắc để đặt. Màu sắc của khoáng vật có thể do 2 nguyên nhân: + Do các nguyên tố mang màu trong thành phần của k như Ti, V, Cr, Mn, Fe,… + Trong k có lẫn các chất vô cơ hoặc hữu cơ khác. Màu vết vạch la màu của bột k khi ta vạch một k trên một miếng sứ trắng. Nó là dấu hiệu để nhận biết một khoáng vật. 4. Độ trong suốt và ánh của khoáng vật Độ trong suốt của khoáng vật là tính chất để ánh sáng xuyên qua.
Độ trong suốt của khoáng vật là tỷ số l/lo l: cường độ ánh sáng từ k đi ra l0: cường độ ánh sáng chiếu vào Phân loại khoáng theo mức độ trong suốt: + Trong suốt: Thạch anh thủy tinh (SiO2), muối ăn (NaCl)… + Nửa trong suốt: Thạch cao (CaSO4.2H2O),… + Không trong suốt: Pyrit (FeS2), graphit (cacbon), manhetit (Fe3O4),…. Ánh của khoáng vật là độ phản chiếu tia sáng trên các mặt khoáng vật (một phần h ấp thụ, một phần phản xạ). Ánh của khoáng vật không phụ thuộc vào màu mà phụ thuộc vào chiết suất và đặc trưng bề mặt của nó. Các khoáng vật tạo đá có các loại ánh sau: Ánh thủy tinh: Thạch anh, canxit, anhyrit,… • Ánh tơ: tiêu biểu cho các k có kiến trúc sợi. • Ánh mờ: đặc trưng cho khối khoáng có nhiều lỗ hổng, như đất Kaolin. • Ánh xà cừ: thạch cao dạng tấm và các k có kiến trúc phân lớp. • Ánh kim loại: Pyric và các khoáng khác. • 5. Tính cắt khai và vết vỡ Tính cắt khai là mức độ mà các k khó hoặc dễ bị bể, bị tách ra theo các mặt phẳng nhất định. Tính cắt khai là 1 đặc điểm rất quan trọng để xác định khoáng vật. Tính cắt khai thể hiện đặc điểm kiến trúc của k. Các mức độ cắt khai: Cắt khai rất hoàn toàn: tinh thể dể dàng tách thành những lát rất mỏng, vd: mica. • Cắt khai hoàn toàn: khi dùng búa đập, khoáng dể bể theo các mặt rất phẳng, vd: • canxit,Tan,… • Cắt khai trung bình: khi dùng búa đập, khoáng dể bể trong đó có các mặt r ất phẳng nhưng cũng có những mặt không phẳng, vd: Octocla…
Cắt khai không hoàn toàn: k dể bể nhưng các mặt bể đều không phẳng, vd: thạch • anh, manhetit,… 6. Độ cứng của khoáng vật Độ cứng là khả năng chống lại tác dụng cơ học như khắc rạch hay mài mòn lên bề mặt khoáng vật. Độ cứng phụ thuộc vào sự liên kết của các phần tử trong khoáng vật. Để đánh giá độ cứng tương đối của khoáng vật người ta dùng thang độ cứng Mohs. THANG ĐỘ CỨNG MOHS Khoáng vật Đồ vật thông thường 1. Tan (hạt khoáng) 2. Thạch cao Móng tay (2,5) Đồng xu (3) 3. Canxit 4. Fluorit 5. Apatit (lân khoáng)-Photphat Kính (5,5) Giũa (6), lưỡi dao (6) 6. Octocla 7. Thạch anh Đĩa xứ không tráng men (7) 8. Topaz 9. Coridon (cương khoáng) Saphia, Rubi 10. Kim cương 7. Tỷ trọng Tỷ trọng là tỷ số giữa trọng lượng khoáng vật và trọng lượng thể tích nước tương đương. Khoáng vật tạo đá có tỷ trọng từ 2,5-3,5. Dựa vào tỷ trọng, khoáng vật chia ra làm 3 nhóm: Nhẹ :4 g/cm3 • Tỷ trọng phụ thuộc vào thành phần hóa học và cấu trúc tinh thể. c. Ý nghĩa việc nghiên cứu khoáng vật trong xây dựng. Khoáng vật là những thành phần cấu tạo nên đất đá, quyết định tính chất xây dựng của đất đá, vì vậy nghiên cứu thành phần khoáng vật của đất đá sẽ giúp ta hiểu bi ết đ ược
nguồn gốc và điều kiện hình thành của đất đá, nhận xét và đánh giá đ ược khả năng s ử dụng của chúng trong xây dựng công trình. Câu 2: Nêu khái quát các loại đá macma, trầm tích và biến chất về: điều kiện thành tạo và tính năng xây dựng. 1. Đá macma 1.1. Điều kiện thành tạo Đá macma được thành tạo do kết quả nguội lạnh của chất macma nóng chảy dưới lòng đất. Tùy theo điều kiện thành tạo đá macma được chia làm 2 loại: Đá macma xâm nhập - Thành tạo trong điều kiện áp suất lớn, khối macma nguội dần và động lại một cách từ từ, đều đặn. Đá macma xâm nhập thường là các loại đá dạng khối đặc xít, có kết tinh đầy đủ như: granit, xienit, gabro, ddiorrit,… - Đá macma phun trào Thành tạo do macma theo kẻ nứt tràn lên mặt đất, nguội đi trong điều kiện áp suất, nhiệt độ nhỏ, macma sẽ nguội đi một cách nhanh chóng, như: liparit, andedit, diabad bazan. Đá macma phun trào thường không định hình, có lỗ rỗng như: đá bọt, đá bazan. 1.2. Tính năng xây dựng Khả năng phù hợp của đá macma trong xây dựng tùy thuộc nhiều vào loại công trình xây dựng: công trình dân dụng và công nghiệp, đê đập, đường hầm, hồ chúa nước,… Các đá macma xâm nhập thường rất thích hợp với hầu hêt các loại công trình xây dựng. Hệ các tinh thể khoáng vật cài móc nhau làm cho đá có độ bền l ớn và nước hầu nh ư không thể di chuyển qua nó. Thích hợp làm nền chống đỡ móng công trình dân dụng và công nghiệp hay đê đập, các hồ chứa, đảm bảm ổn định cho các hố vách sâu và ít phải chống đỡ khi xây dựng đường hầm xuyên qua nó. Các đá macma phun trào có tính xây dựng kém hơn. Các loại đá phun trào có chứa vật liệu vụn núi lửa và trầm tích dòng bùn nên yếu hơn dòng dung nham giữa các l ớp. Các đá này dể nhạy cảm với sự phá hoại mái dốc ở hố móng, sức chống đỡ nền móng cũng yếu hơn, khả năng chứa nước thấp hơn, không thích hợp xây dựng các hồ chứa nước hay đường hầm ở vùng này.
Khi chọn đá macma làm nền cho công trình hay đánh giá tính thấm nước, chứa nước, ngoài tài liệu về thành phần, kiến trúc, cấu tạo của đá chúng ta cần phải có tài liệu về trạng thái và các đặc điểm của chúng trong tự nhiên. 2. Đá trầm tích (SGK/14-30) 3. Đá biến chất (SGK/18-30) Câu 3: Thủy tính của đất đá. Bao gồm các tính chất: Tính ổn định đối với nước. - Tính chứa ẩm - Tính thải nước - Tính mao dẫn - Tính thấm nước - a. Tính ổn định đối với nước Tính ổn định của đất đối với nước là đặc trưng về tốc độ và tính chất tan rã của đất đá trong môi trường nước. Chủ yếu với đất loại sét. Làm mất tính dính, biến đổi độ sệt, tan rã và phân hủy thành các cục hoặc khối. b. Tính chứa ẩm Tính chứa ẩm là khả năng thu vào và giữ lại một lượng nước xác định. Đặc tính chứa ẩm của các loại đất: : chứa ẩm. o Sét, sét pha cát o Cát pha sét, cát nhỏ, cát mịn và bụi : chứa ẩm vừa. o Cát vừa, cát to, sỏi, dăm,… : không chứa ẩm. c. Tính thải nước (tính cho nước) Tính cho nước là tính chất của đất bão hòa nước phóng thích nước bằng cách th ắm t ự do dưới tác dụng của trọng lực. Chủ yếu đối với đất loại cát.
d. Tính mao dẫn Tính mao dẫn là tính chất gây ra do các lỗ, khe mao dẫn có trong đất đá khi đất đá tiếp xúc với nước. Dưới tác dụng của lực mao dẫn, nước có thể dâng lên trong đ ất đá theo các khe lỗ mao dẫn đến những độ cao mao dẫn nhất định, tạo nên bên trên tầng chứa nước một đới ẩm ướt hoặc bão hòa khá cao. e. Tính thấm nước Tính thấm nước là khả năng để nước thấm qua đất đá do các lỗ rỗng, các khe nứt có trong chúng. Đặc trưng cho tính thấm nước là hệ số thấm K. Tính thấm nước phụ thuộc: o Kích thước lỗ rỗng. o Chiều cao (áp lực) cột nước. Câu 3: Động đất là gì ? Ảnh hưởng của động đất đến xây dựng công trình.  Hiện tượng động đất Động đất là hiện tượng chấn động của vỏ quả đất nên thường gọi là địa chấn. Hiện tượng địa chấn biểu hiện dưới hình thức dao động đàn hồi của vỏ trái đất và khi cường độ đủ mạnh thì kèm theo sự phá hoại đất đá cũng như các biến dạng tàn dư khác. Động đất chỉ xuất hiện đột nhiên và dữ dội trong khoảng vài giây đến vài phút. Gây thiệt hại lớn về người và của, đặc biệt đối với các công trình xây dựng. Có 3 loại động đất: Động đất do sập lún: do sập hang hốc ngầm tạo nên. Động đất này thường xảy - ra ở gần mặt đất, nơi có các loại đá hòa tan (thạch cao, đá vôi…) và có cường độ tương đối nhỏ, mang tính cục bộ khu vực. Động đất do núi lửa: do nén ép khí núi lửa tạo nên. Động đất có thể xảy ra trước - khi dung nham trào lên hoặc khi đang phun trào, phạn vi ảnh hưởng không lớn và động đất loại này không nhiều. Động đất do hoạt động kiến tạo: đây là loại động đất rất phổ biến, có cường độ - mạnh và phạm vi ảnh hưởng lớn nhất. Các trận động đất lớn trên TG thường thuộc dạng này.  Ảnh hưởng của động đất đến xây dựng công trình
Động đất ảnh hưởng đến điều kiện ổn định của công trình bằng 2 cách: nó có - thể là nguyên nhân trực tiếp gây phá hoại kết cấu, làm thay đổi trạng thái của nền không đồng đều dẫn đến phá hoại gián tiếp công trình. Ở những vùng có cấp động đất 3m). Tránh xây dựng công trình ở vùng có địa hình phân cắt mạnh như bờ sông, khe hẻm; vùng gần đứt gãy kiến tạo, vùng đất đá dễ trượt lở. Móng công trình nên đặt sâu và trên đá gốc. Vật liệu xây dựng: nhẹ, đàn hồi, có tần số dao động riêng khác với tần số dao động của động đất. Kết cấu công trình: chắc chắn, đối xứng và có trọng tâm công trình thấp. Công trình khung gỗ, nhỏ thường là an toàn khi được neo chặt vào móng. Nhà nhiều tầng bê tông cốt thép hoặc khung thép thì ít nguy hiểm hơn. Yếu kém nhất là những ngôi nhà xây bằng gạch không có cốt gia cố. Câu 5: Phong hóa đá là gì ? Phân loại, các giải pháp phòng chống phong hóa trong xây dựng.  Hiện tượng phong hóa (SGK/14-41)  Phân loại  Các biện pháp phòng chống phong hóa (SGK/17-41). Tùy thuộc vào chiều dày tầng phong hóa, tác nhân phong hóa và công trình, có thể chọn các phương pháp sau:
Bóc bỏ toàn bộ hay một phần đất đá bị phong hóa. Biện pháp này chỉ dung cho - công trình nhỏ, bề dày tầng phong hóa không lớn. Ngăn cản các yếu tố phong hóa bằng cách: phủ cát, sét,…trên tầng đá có khả - năng phong hóa mạnh. Trung hòa nhân tố gây nên phong hóa. - Cải tạo đất đá đã bị phong hóa bằng phun vữa xi măng, vôi, đầm nện…Các dung - dịch vữa dưới tác dụng của áp lực nén sẽ chui vào, lấp đầy các khe nứt, làm giảm khả năng thấm, tăng cường độ của đá. Biện pháp này được dung cả khi xử lý các tầng phong hóa sâu, mặt cắt phong hóa phức tạp và khi xây dựng các công trình ngầm. 6. Sạt lở bờ sông, nguyên nhân và cách thức phòng chống. Sạt lở bờ sông bao gồm xói mòn đáy và xói lở bờ sông. Tác dụng xâm thực phụ thuộc vào độ dốc lòng sông. Độ dốc càng lớn thì xâm thực dáy càng lớn, độ dốc nhỏ thì xâm thực bờ lớn hơn. Càng về cửa sông, xâm thực bờ càng lớn. Ở đây lòng sông mở rộng, quang co, uốn khúc (do xâm thực bờ không đều bên lở, bên bồi). 7. Nêu nguyên tắc, cách tiến hành biểu thị thành phần hoá học của nước dưới đất theo phương pháp Kurlov (Cuốc lốp); (chỉ nêu tóm tắt cách viết công thức tổng quát và gọi tên nước, cho 1 ví dụ); Để biểu diễn thành phần hoá học một cách ngắn gọn người ta dùng công thức Kurlov, trong đó hàm lượng các nguyên tố biểu diễn theo phần trăm đương lượng. Các anion chủ yếu xếp trên gạch ngang theo thự tự % của những anion đương lượng giảm dần của những anion P10% đương lượng. Các cation xếp dưới gạch ngang cũng theo thứ tự phần trăm đương lượng giảm dần đến 10%.
Ao Công tức tổng quát: K .M . .T . pH C Trong đó: K: là ký hiệu chất khí trong nước (g/l). - M: tổng số khoáng hoá của nước (g/l). - - A: Anion và nồng độ của nó (%đl). - C: Cation và nồng độ của nó (%đl) . - T: Nhiệt độ của nước (0C). - pH: Nồng độ pH của nước. Khi gọi tên nước ta gọi anion trước rồi tới Cation và gọi các anion và các cation có nồng độ lớn (trung hoà về điện). VD: Công thức Kurlov của một mẫu nước khoáng như sau: 4 3 SO29 HCO16 0 2 CO0.02 M 1.05 T32 pH 7 Ca72 Mg17 Tên gọi là: Nước trung tính cacbonic, sunfat bicacbonat canxi magie, ở nhiệt độ o 32 C 8. Hiện tượng Karst là gì? Xây dựng công trình trong vùng có Karst. a.Khái niệm: Karst là hiện tượng nước mặt và nước dưới đất hoà tan và cuốn trôi đ ất đá dễ hoà tan như: đá vôi, đá phấn, thạch cao, muối mỏ… tạo thành các khe rãnh, hang hốc trong tầng đất đá. Karst làm địa hình bị chia cắt mạnh, các khe rãnh và hang hốc làm mất tính liên khối, gây mất ổn định, tăng khả năng mất nước hồ chứa, gây sự cố nguy hiểm cho đập ngăn nước, gây khó khăn tốn kém khi xây dựng công trình trên nền dất Karst. Tuy nhiên Karst mang lại lợi ích cho quốc phòng và du lịch: hệ thống kho tàng và danh lam thắng cảnh (Vịnh Hạ Long, động Phong Nha, Hà Tiên…).
b.Điều kiện phát sinh và phát triển Karst hình thành và phát triển trong các điều kiện sau: đất dá phải dễ hoà tan và có tính thấm mạnh, nước dưới đất luôn vận động và có khả năng hoà tan tốt.  Đất đá phải dễ hoà tan Theo khả năng hoà tan, đất đá được chia làm ba nhóm: Đất đá dễ hoà tan: muối mỏ. - Đất đá hoà tan trung bình: đá vôi, thạch cao,… - Đất đá khó hoà tan: hầu hết các loại đất đá. -  Nước phải có tính hoà tan mạnh: nước chứa CO2 và các axit CaCO3 (đá vôi) + CO2 + H2O  Ca2+ + HCO3-  Nước phải luôn lưu thông Đây là điều kiện rất cơ bản để phatrs triển Karst. Việc lưu thông Karst càng lớn thì điề kiện phát triển Karst càng thuận lợi. Điều kiện chuyển động và mức độ lưu thông nước dưới đất giảm dần theo chiều sâu. Tuỳ theo mức độ chuyển động mà chia ra 4 đới Karst: Đới 1 – Đới không khí: ở đới này, nước chủ yếu chuyển động thẳng đứng. - Do vậy, ở đới này chủ yếu tạo nên các mương Karst ngắn, rãnh, phễu… Đới 2 – Đới có mực nước dao dộng theo mùa: Karst ở đới này phát triển theo - cả chiều ngang lẫn chiều thẳng đứng. Mừa mưa nước chuyển động nằm ngang, tạo các hang động theo chiều ngang; mùa khô nước chuyển động theo chiều thẳng đứng tạo các hang động theo chiều thẳng đứng. Đới 3 – Đới bão hoà nước: nằm trong phạm vi ảnh hưởng chung của hệ - thống sông hồ. Nước dưới đất ở đây chảy về thung lũng sông. Ở dưới đáy sông là vùng đổ về của nước dưới đất. Sự chuyển động đó của nước dưới đất tạo điệu kiện phát triển Karst ở đáy sông và xác định qui mô vùng hoạt động mạnh Karst dọc theo 2 bờ sông. Việc phát triển Karst ở gần sông có ý nghĩa đối với các công trình thuỷ công và cầu cống. Đới 4 – Đới ngưng trệ: ở đới này quá trình hoà tan xảy ra chậm. - c.Các sản phẩm của Karst Do tính không đồng nhất của đất đá và sự biễn động theo không gian, thời gian mà Karst tạo ra các sản phẩm địa chất đa dạng, được chia ra làm 4 loại sau: • Đá tai mèo và rừng đá: là dạng đặc trưng cho Karst mặt. Đất đá không đồng nhất dưới tác dụng hoà tan hình thành nên các tảng đá sót ở các dạng cây đá, cột đá xen kẽ các khe rãnh hẹp dọc ngang.
• Phễu Karst và hang động hút nước: là các lỗ hút nước mặt ở trong đá. Loại này thường thấy dạng phễu, dạng hang động…với kích thước vài mét đén vài chục mét. • Động Karst và sông ngầm: là sự phát triển cao dạng Karst ngầm. Kích thước Karst dạng này có khi lên đến hàng trăm mét. Các động Karst thường được nối liền nhau bằng các đường hầm Karstơ, qua đó nước chuyển động thàng sông ngầm. • Vùng trũng và thung lũng Karst: là thành quả cuối cùng của Karst ngầm. Khi Karst ngầm phát triển mạnh, các hang động mở rộng có thể gây sụt vòm và tạo nên các vùng trũng Karst. Khi vũng trũng có kích thước lớn hay nhiều vùng trũng ăn thông với nhau gọi là thung lũng Karst. d. Xây dựng công trình trên vùng có Karst Karst tạo nên những khoan rỗng dưới nền móng của công trình, làm giảm khả năng chịu tải của nền gây lún sụp công trình. Vì thế khi xây dựng công trình trong vùng có Karst, việc áp dụng các biện pháp xử lý nền móng phụ thuộc vào: • Mức độ phát triển của vùng Karst. • Quy mô và mức độ quan trọng của công trình (tải trọng, thời gian sử dụng công trình,…) Các biện pháp thông thường sau: • Đáh sập hang động. • Phụt dung dịch vữa xi măng làm tăng khả nang chịu tải của nền đá. • Dùng cọc chống (khoan nhồi hoặc ép) xuyên qua hang động Karst hoá không dày. • Thiết kế hệ thống giếng khoan quanh khu vực xây dựng nhằm bơm thoát nước ngầm trong khu vực bị Karst hoá để tránh sựi phát triển Karst. • Trong trường hợp dặc biệt phải phối hợp nhiều giải pháp. Tuy nhiên, trường hợp chi phí cho giải pháp quá tốn kém và điệu kiện quá phúc tạp thì nên chuyển địa điểm xây dựng. 9. Hiện tượng trượt lở là gì? các biện pháp phòng và chống trượt. a. Khái niệm Hiện tượng trượt là sự chuyển dời đất đá ở sườn dốc từ trên xuống phía dưới do tác động của trọng lực bản thân khối trượt, tải trọng ngoài, nước dưới đất. Trượt thường xảy ra ở các sườn dốc vùng đồi núi, thung lũng sông, mương xói, bờ biển, các hố móng…
Nguyên nhân gây trượt Có rất nhiều nguyên nhân gây trượt nhưng có thể gộp lại thành các nhóm nguyên nhân sau: Nhóm nguyên nhân làm thay đổi hình dạng, kích thước sườn dốc:Cắt xén - sườn dốc, xói lở chân dốc. - Nhóm nguyên nhân làm thay đổi tính chất đất đá sườn dốc: do phong hoá nứt nẻ,… - Nhóm nguyên nhân gây tải trọng phụ lên sườn dốc: Nổ mìn, xây công trình, áp lực thuỷ động, chuyển động tàu hoả,… Các dạng trượt đặc trưng: Trượt phân lớp. - Trượt cắt lớp. - Trượt khối. - Trượt vỏ phong hoá. - b. Các yếu tố trượt Hình dạng mặt trượt: rất khác nhau phụ thuộc vào địa chất sườn dốc và tình chất đất đá tạo nên nó. Trong đất đồng nhất thường có mặt trượt cong đều. Sườn dốc cấu tạo từ nhiều loại đất đá thì mặt trượt có thể l ượn sóng, gãy khúc ho ặc thẳng,… Chân trượt: là giao tuyến giữa mặt trượt và mặt sườn dốc. Chân trượt có thể trùng hoặ không trùng với chân dốc. Trên cũng một sườn dốc có thể có nhiều lần trượt. Kiểm tra ổn định trượt Hiện nay có nhiều phương pháp tính toán ổn định trượt. Trong đó, phương pháp kiểm tra tìm ra mặt trượt có hệ số ổn định thấp nhất là phương pháp phổ biến. Hệ số ổn định được xác định theo công thức sau: Trong đó: η - hệ số ổn định. S S – l ực ch ống tr ượt η= (ma sát, lực dính của đất đá,…). T T – lực gây trượt (trọng lực, lực ngoài và áp lực nước,…)
η 1 – mái dốc ổn định η >1 – mái dốc ở trạng thái cân bằng. c. Các biện pháp phòng và chống trượt Hiện tượng trượt gây nên nững tổn thất to lớn cho công trình xây dựng, giao thông vận tải và gây thiệt hại về người… Để phòng và chống trượt người ta sử dụng nhiều biện pháp khác nhau phụ thuộc phần lớn vào nguyên nhân gây trượt. • Phòng trượt Tránh đào cắt dưới chân sườn dốc. - Tránh xây dựng công trình trên sườn dốc mà không tính toán ổn định trượt. - Tránh phá hoại cây, thảm thực vật trên các sườn dốc. - Điều chỉnh dòng nước mặt để trành nước chảy tràn lan trên sườn dốc. - Tránh nổ mìn gần sườn dốc kém ổn định. - • Chống trượt Bạt mái dốc: như làm bậc thang, giảm độ dốc. - Thoát nước dưới đất. - Xây tường chắn sóng, tường hướng dòng chảy để tránh xâm thực chân dốc. - Xây tường chắn, cọc bệ phản áp. - Tăng sức chống trượt của đất đá bằng phương pháp xi măng hoá, sét hoá, - điện hoá,… 10. Hiện tượng cát chảy là gì? Biện pháp phòng chống cát chảy. a. Khái niệm Đất chảy hay cát chảy: là hiện tượng cát hạt nhỏ, hạt mịn, cát chứa bụi ở trạng • thái bão hoà nước, chảy thành dòng thành lớp vào hố móng, hố thăm dò hoặc vào khu vực khai thác mỏ. • Nguyên nhân: Chủ yếu gây nên đất chảy là áp lực thuỷ động dòng thấm nước nưới đất và thành phần thạch học của đất đá. Khi chuyển động, nước dưới đ ất gây ra trạng thái áp suất thuỷ động tác dụng lên các hạt đất. • Đất chảy gây nhiều khó khăn trong quá trình thi công hố móng, công trình ngầm gây mất ổn định mái dốc, khối trượt, làm biến dạng, mất ổn định với công trình lân cận… b. Phân loại
Dựa vào yếu tố gây ra hiện tượng đất chảy mà chúng được chia thành 2 dạng chính: đất chảy giả và đất chảy thật.  Đất chảy giả Đất chảy giả là hiện tượng đất chảy dưới tác dụng của áp lực thuỷ đ ộng dòng thấm nước dưới đất, đất chảy ở trạng thái lơ lửng và chảy thành dòng theo phương dòng thấm. Đất ở đây thường là đất cát, chúng không chứa các hạt phân tán nhỏ, hạt keo và vật chất hữu cơ. Đất chảy giả còn gọi là đất chảy do dòng thấm. Khi độ dốc thuỷ lực (Gradien thuỷ lực) của dòng thấm đạt đến giá trị nhất đ ịnh sẽ gây ra hiện tượng đất chảy giả. Đó là Gradien thuỷ lực giới hạn I gh, được xác định từ phương trình cân bằng giữa áp lực thuỷ động và trọng lượng đơn vị đẩy nổi của đất: ∆ −1 I gh = (∆ − 1)(1 − n) = 1+ e Trong đó: Igh – gradien thuỷ lực giới hạn ∆ - Tỉ trọng của đất. n - Độ rỗng của đất. e - hệ số rỗng của đất. Do vậy, nếu dòng thấm có II gh (nghĩa là áp lực thấm lớn hơn trọng lượng đơn vị đẩy nổi của đất) hạt đất bị nước kéo đi – Đất sẽ chảy. Đặc tính đất chảy giả là dễ phóng kich thước. khi mất nước, chúng thường bở rời hay dình kết yếu. Nước trong chúng thường không đục hay chỉ mờ đục.
Ngoài ra, trong quá trình nghiên cứu người ta thấy rằng mà sát của các hạt đ ất cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình xảy ra đất chảy. Lực rung động là một trong những yếu tố quan trọng làm giảm trị số góc ma sát trong của đất. Dưới tác động của dung động đất loại cát có thể chuyển sang trạng thái loãng hay chảy chậm ngay cả khi đất khô hoàn toàn (không phụ thuộc trị số gradien thuỷ lực).  Đất chảy thật Đất chảy thật là hiện tượng đất chảy của loại đất xốp rời (cát pha, sét pha, cát mịn,…) không chỉ dưới tác dụng của Gradien thuỷ lực, mà chủ yếu là do sự xuất hiện trong thành phần của nó các kheo khoáng và keo hưu cơ. Đất chảy thật xảy ra không phụ thuộc nhiều vào dòng thấm ngầm mà chủ yếu là do bản chất của đất dưới tác dụng của rung động. Khing chịu tải trọng rung hoặc chấn động, đất chảy thật sẽ chảy loang ra thành lớp. Đất chảy thật còn gọi là đất chảy xúc biến. Vi sinh vật sống trong đất chảy thật cũng có tác dụng rất lớn trong tính linh động của đất chảy thật.. Chúng tạo ra các bóng khí, gây ra áp lực dư trong nước, đây chính là nguyên nhân gây nên tính dễ chảy của đất. Khả năng giữ nước của đất chảy thật rất lớn, tính thấm nhỏ. Do đó, việc tách nước ra khỏ đất chảy thật bằng biện pháp thông thường không thể thực hiện được.  Phân biệt đất chảy giả và đất chảy thật Có thể dễ dàng phân biệt đất chảy giả và đất chảy thật bằng phương pháp đơn giản như sau: Cho nắm đất chảy đặt lên một tấm kính, nếu: Nước chảy ra từ đất không đục và sau khi nước chảy hết, để lại đống đất có - hình dạng chóp nón thì đấy là đất chảy giả. Nước chảy ra từ đất đục và sau khi nước chảy hết, để lại đống đ ất có hình - dạng giống chiếc bánh dày thì đấy là đất chảy thật. c. Biện pháp phòng chống đất chảy Muốn xử lý cát chảy cần thu thập các tài liệu về loại cát chảy, phạm vi phân bố, tính chất các tầng cát liên quan với tâng cát chảy, mực nước dưới đất,…  Đối với đất chảy giả
Tác dụng của lực thấm hay tải trọng rung động là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng đất chảy giả. Do đó, khi tiến hành đào hố đào, hố móng công rình và hố khai thác khoáng sản. cần phải chú ý đến các tác dụng trên, đồng thời phải có các phương pháp làm giảm Gradien áp lực ấm và biên độ - tần số rung động. Giảm Gradien áp lực thấm bằng cách: Bơm hút nước qua ống kim lọc hay hố khoan thấm sẽ cho phép hạ thấp mực - nước áp của dòng ngầm và giảm được Gradien áp lực. Trong trường hợp cụ thể có thế chuyển dòng ngầm chảy sang hướng khác và - tháo khô toàn bộ tầng đất chảy. Không nên tiến hành bơm hút nước trực tiếp từ các hố đào, hố móng…vì như thế sẽ làm tăng hiện tượng đất chảy. Ngăn đất chảy bằng phương pháp cơ học như cừ thép, cừ gỗ, tường hào… -  Đối với đất chảy thật Việc tháo khô đất chảy thật bằng các biện pháp thông thường hầu như không thực hiện được vì áp lực thấm trong chúng thực thế không tồn tại. Vì thế, bi ện phạm xử lý đất chảy thật phức tạp hơn nhiều so với đất chảy giả. Trong trường hợp này nên dùng các biện pháp sau: Gia cố hoá học đất chảy bằng cách bơm phụt liên tục thuỷ tinh lỏng và canxi - clorua và trong đất. Tháo khô điện thẩm thấu và thoát nước bằng điện. - Phương pháp làm đông lạnh đất chảy thật. Phương pháp này rất hiệu quả - nhưng chỉ mang tính tạm thời. Phương pháp cơ học như cừ thép, cừ gỗ, cừ hào,… -