Đề cương chi tiết bài giảng - Học phần: Địa chất công trình - Viện Kỹ thuật công trình đặc biệt

Chia sẻ: Phạm Văn Hoàng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:45

Thêm vào BST

Báo xấu

184
lượt xem 43
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề cương chi tiết bài giảng - Học phần: Địa chất công trình sẽ cung cấp cho các bạn những kiến thức quan trọng của môn học như các nội dung chủ yếu được giảng dạy trong môn học, thời gian giảng dạy,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đề cương chi tiết bài giảng - Học phần: Địa chất công trình - Viện Kỹ thuật công trình đặc biệt

BỘ MÔN DUYỆT Thay mặt nhóm ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT BÀI GIẢNG Chủ nhiệm Bộ môn môn học (Dùng cho 3 tiết giảng) Học phần: ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Nhóm môn học: ĐỊA KỸ THUẬT Bộ môn: Cơ sở Kỹ thuật CT Viện: Kỹ thuật CTĐB Lê Anh Tuấn Thái Doãn Hoa Thông tin về nhóm môn học TT Họ tên giáo viên Học hàm Học vị Đơn vị công tác 1 Nguyễn Tương Lai GVC TS BM Cơ sở KTCT 2 Trần Thế Kỳ GCV ThS BM Cơ sở KTCT 3 Thái Doãn Hoa GVC TS BM Cơ sở KTCT 4 Nguyễn Quý Đạt GV ThS BM Cơ sở KTCT 5 Nguyễn Huy Hiệp TrG TS BM Cơ sở KTCT 6 Mai Đăng Nhân TrG KS BM Cơ sở KTCT 7 Cao Văn Hòa TrG KS BM Cơ sở KTCT Thời gian, địa điểm làm việc: Hàng ngày tại phòng S1-1407 Địa chỉ liên hệ: Bộ môn Cơ sở KTCT, Viện Kỹ thuật Công trình Đặc biệt. Điện thoại, email: 069.515.405, k4_ktcsct@mta.edu.vn *** Bài giảng1: Giới thiệu môn học. Cấu tạo vỏ quả đất. Khái niệm về khoáng vật Chương 1 Mục 1.1 + 1.2 Tiết thứ: 1 - 2 Tuần thứ: 1 - Mục đích, yêu cầu: + Nắm sơ lược về học phần, các yêu cầu của giáo viên + Giới thiệu môn học. + Yêu cầu hiểu được mục đích, nội dung nghiên cứu của môn học. Hiểu về cấu tạo vỏ quả đất và đặc điểm của nó. Giới thiệu chung về khoáng vật. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 2t; Tự học, tự nghiên cứu: 2t - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công. - Nội dung chính:
*Giới thiệu môn học  Đối tượng, mục đích nghiên cứu. + Khái niệm về địa chất công trình (ĐCCT): Theo V.D. Lomtade: “ĐCCT như khoa học về điều kiện địa chất của việc xây dựng công trình, sử dụng hợp lý môi trường địa chất và bảo vệ nó gắn liền với sự phát triển của các quá trình và hiện tượng địa chất”. Nói một cách khác, đây là một môn khoa học nghiên cứu và sử dụng các tri thức về địa chất vào việc xây dựng các công trình. + Đối tượng nghiên cứu: Môi trường địa chất (lớp đất đá phần trên, luôn biến đổi, phát sinh các hiện tượng địa chất). + Mục đích: Đánh giá khả năng xây dựng của khu vực theo quan điểm ĐCCT và sử dụng hợp lý các điều kiện địa chất tự nhiên vào xây dựng nhằm bảo vệ công trình ổn định, bảo vệ lãnh thổ.  Nội dung và các phương pháp nghiên cứu. + Điều kiện ĐCCT: (1) - Yếu tố địa hình, địa mạo (2) - Yếu tố địa tầng và tính chất cơ lý của các loại đất đá (3) - Yếu tố cấu trúc địa chất (4) - Địa chất thuỷ văn (5) - Yếu tố về các quá trình và hiện tượng địa chất động lực công trình (6) - Yếu tố về vật liệu xây dựng khoáng tự nhiên + Các phương pháp khảo sát: - Phương pháp quan sát miêu tả: đây là phương pháp khảo sát địa chất công trình tổng hợp nhất. Người ta có thể tiến hành đo vẽ bản đồ bằng đi bộ, ô tô, hay máy bay sẽ giúp ta nghiên cứu tổng quan tình hình địa chất một vùng rộng lớn. Hiện nay, nhiều nước đã sử dụng vệ tinh nhân tạo trong khảo sát địa chất và địa chất công trình; - Phương pháp khoan, đào thăm dò; - Phương pháp thăm dò địa vật lý; - Phương pháp thí nghiệm địa chất công trình và địa chất thuỷ văn; - Công tác chỉnh lý tài liệu và nội dung báo cáo kết quả khảo sát. + Các phương pháp nghiên cứu ĐCCT: Phương pháp địa chất, phương pháp tương tự, mô hình, phương pháp toán học. - Lịch sử phát triển và các môn học có liên quan: Đọc giáo trình. *Chương 1. Nhưng khái niệm cơ bản về khoáng vật và đất đá. 1.1. Vỏ quả đất và các hiện tượng địa chất diễn ra trong nó. - Vỏ quả đất: Cấu tạo, thành phần vật chất. +Vỏ lục địa
+ Vỏ đại dương - Các hiện tượng địa chất diễn ra trong vỏ quả đất. + Vận động tạo lục địa. + Vận động tạo núi. 1.2. Khái niệm chung về khoáng vật  Khoáng vật. - Định nghĩa: Khoáng vật là những đơn chất hay hợp chất hoá học mà chúng là sản phẩm của các quá trình hoá lý và các hoạt động địa chất xảy ra trong vỏ Trái đất và trên mặt đất; có thành phần hoá học, cấu trúc mạng tinh thể và tính chất hoá lý đặc trưng. - Ý nghĩa nghiên cứu: nghiên cứu thành phần khoáng vật của đá sẽ giúp cho việc tìm hiểu nguồn gốc, điều kiện hình thành đá, đánh giá khả năng sử dụng chúng trong xây dựng. - Tính chất vật lý. + Hình dạng tinh thể khoáng vật. + Màu khoáng vật. + Độ trong suốt và ánh của khoáng vật + Tính cát khai. + Độ cứng của khoáng vật + Tỷ trọng  Phân loại khoáng vật: Lớp 1: Các nguyên tố tự nhiên, như đồng, bạc… Lớp 2: Sunfua, như pyrit (FeS2)… Lớp 3: Halogenua, như halit (NaCl)… Lớp 4: Cacbonat, như canxit (CaCO3)…
Lớp 5: Sunfat, như thạch cao (CaSO4.2H2O)… Lớp 6: Fotfat, như fotfat (CaP2O5)… Lớp 7: Oxit, như thạch anh (SiO2)… Lớp 8: Silicat, như octocla K[AlSi3O8]… Lớp 9: Hợp chất hữu cơ, như CH4… - Yêu cầu SV chuẩn bị: tự đọc trước khi lên lớp - Ghi chú: tài liệu tham khảo (1). Địa chất công trình. Nguyễn Uyên và nnk 2002 (2). Thực tập ĐCCT. Thái Doãn Hoa 2005 (3). Địa chất công trình-Địa chất động lực công trình. V.Đ. Lomtadze 1982 (dịch) (4). Nước dưới đất. Phan Văn Cừ, Tôn Sĩ Kinh 1981 (5). Xử lý các thông tin về điều kiện ĐCCT 1986. Thái Doãn Hoa (6). Địa chất thủy văn đại cương. Vũ Ngọc Kỷ và nnk.
Bài giảng 2: Khái niệm về đất đá. Mô tả các loại đất đá. Phân loại đất đá theo quan điểm xây dựng Chương 1 Mục 1.3 + 1.4 Tiết thứ: 3 - 4 Tuần thứ: 2 - Mục đích, yêu cầu: + Giới thiệu về các loại đất đá và đặc điểm của chúng. + Mô tả bảng phân loại đất đá theo quan điểm xây dựng. + Yêu cầu biết được các loại đất đá và những đặc tính liên quan đến xây dựng. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 2t; Tự học, tự nghiên cứu: 2t. - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công - Nội dung chính: 1.3. Khái niệm chung về đất đá - Định nghĩa: Đất đá là tập hợp của các khoáng vật, được sắp xếp theo những quy luật nhất định, có thể có liên kết, có thể không, chiếm một phần không gian đáng kể của vỏ trái đất. - Các phương pháp nghiên cứu  Nghiên cứu đất đá trong phòng thí nghiệm + Nghiên cứu thành phần thạch học của đất đá bằng kính hiển vi phân cực để xác định tên của đất đá (nêu cách tiến hành); + Phân tích thành phần hoá học của đất đá; + Phân tích thành phần hạt của đất đá bằng phương pháp rây để xác định thành phần cấp phối của các nhóm hạt đất; + Nghiên cứu các chỉ tiêu cơ lý của đất đá: dung trọng, tỉ trọng, độ ẩm, hệ số rỗng, hệ số nén, lực dính…
+ Phân tích nước để xác định tính chất vật lý và thành phần hoá học của nước.  Nghiên cứu đất đá ngoài hiện trường: + Cắt, nén trên hiện trường (trong hố đào hoặc trong hố khoan) để xác định các chỉ tiêu biến dạng và độ bền của đất đá; + Thí nghiệm cắt quay: xác định các chỉ tiêu độ bền của đất loại bùn, loại sét; + Các thí nghiệm đặc biệt như: xuyên động, xuyên tĩnh… + Các phương pháp thí nghiệm địa chất thuỷ văn ngoài hiện trường để xác định các đặc trưng cơ bản của nước dưới đất, gồm: - Thí nghiệm đổ nước vào hố đào; - Thí nghiệm ép nước trong hố khoan; - Hút nước thí nghiệm. - Tuổi của đất đá: Tuổi của đất đá là khoảng thời gian từ khi đất đá được thành tạo đến nay. + ý nghĩa của việc xác định tuổi đất đá: tuổi của đất đá liên quan đến thành phần, cũng như tính chất của đất đá; điều này có một ý nghĩa rất quan trọng đối với công tác tìm kiếm thăm dò cũng như địa chất công trình; Các loại đất đá được thành tạo trong cùng một thời gian thường có thành phần giống nhau và nếu như điều kiện tồn tại như nhau thì chúng có thể: Cùng chứa một loại khoáng sản, quặng nào đó (than đá, dầu mỏ…), điều này rất quan trọng đối với công tác tìm kiếm thăm dò; Cùng có tính chất cơ lý như nhau, điều này có ý nghĩa quan trọng đối với công tác xây dựng. Nếu có tài liệu về tuổi và tính chất xây dựng của đất đá ở khu vực này, ta có thể ngoại suy những tính chất xây dựng của các đất đá có cùng tuổi ở khu vực khác mà không cần phải tiến hành khảo sát thăm dò. + Phương pháp xác định: Đối với khái niệm tuổi tương đối của đất đá: phương pháp địa tầng, phương pháp cố sinh. Xác định tuổi tuyệt đối của đất đá bằng phương pháp phóng xạ. + Thang niên biểu địa chất 1.4. Mô tả các loại đất đá 1.4.1. Đá macma - Nguyên nhân thành tạo: Đá magma là sản phẩm kết tinh của dung nham magma ở bề mặt hay dưới mặt đất. Tuỳ theo thành phần magma và điều kiện nguội lạnh mà hình thành nhiều loại magma khác nhau. Đá magma được chia làm 2 loại: đá xâm nhập (intrusive) khi magma đông cứng ở dưới mặt đất và đá phun trào (extrusive) hay còn gọi là đá núi lửa khi đông cứng ở trên mặt đất.
- Các đặc điểm cơ bản của đá macma: + Đặc điểm về thế nằm: Đá xâm nhập: Dạng nền, Dạng nấm, Dạng lớp, Dạng mạch Đá phun trào: Dạng lớp phủ, Dạng dòng chảy + Đặc điểm về kiến trúc: Kiến trúc toàn tinh, Kiến trúc pocfia (ban tinh), Kiến trúc ẩn tinh, Kiến trúc thuỷ tinh + Đặc điểm về thành phần hoá học Thành phần Đá xâm Đá phun trào Hoá học Khoáng vật nhập Cổ Mới Fenspat kali, thạch anh, plagioclaz, Đá loại axít Pocfia khoáng vật thẫm màu (biotit, hocblen, Granit Liparit (SiO2 > 65%) thạch anh augit) Fenspat, plagioclaz axit, một số ít Đá loại Pocfia khoáng vật thẫm màu (amphibol, Sienit Trachit trung tính Octoclaz mica) (SiO2 = 55 ÷ Plagioclaz trung tính, khoáng vật thẫm 65%) Điorit Pocfirit Andezit màu (amphibol) Đá loại bazơ Điaba, Plagioclaz bazơ, khoáng vật thẫm màu (SiO2 = 44 ÷ Gabro pocfirit, Bazan (đôi khi là olivin) 55%) augit Đá loại siêu Augit, olivin, quặng Peridotit - - bazơ Olivin, quặng Đunit - - (SiO2 < 45%) - Phân loại và mô tả một số loại đá macma: + Macma xâm nhập (Granit, syenit, điorit, gabro…) + Macma phun trào (Ryolit, trachit, anđezit, bazan…) - Tính chất xây dựng của đá macma - Yêu cầu SV chuẩn bị: tự đọc trước khi lên lớp
Bài giảng 3: Khái niệm về đất đá. Mô tả các loại đất đá. Phân loại đất đá theo quan điểm xây dựng (tiếp) + thực hành Chương 1 Mục 1.4 Tiết thứ: 5 - 6 Tuần thứ: 3 - Mục đích, yêu cầu: + Mô tả bảng phân loại đất đá theo quan điểm xây dựng. + Yêu cầu nhận biết được các loại đất đá - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 2t; Thực hành: 2 tiết; - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công - Nội dung chính: 1.4.2. Đất đá trầm tích - Định nghĩa, nguyên nhân thành tạo: Đá trầm tích là loại đá được hình thành trên bề mặt đất, do quá trình trầm đọng và tích tụ các loại vật liệu phá huỷ của các đá có trước hoặc do tích đọng xác sinh vật. Vỏ trái đất chịu tác dụng của ngoại lực phá huỷ, kết quả đá bị phá huỷ; một bộ phận hoà tan tạo thành dung dịch, bộ phân khác tạo thành những mảnh vụn có kích thước khác nhau. Các vật liệu này trải qua quá trình gắn kết tạo đá mà thành: + Giai đoạn 1: phá huỷ đá có trước, tạo vật liệu trầm tích + Giai đoạn 2: giai đoạn vận chuyển + Giai đoạn 3: trầm đọng (theo quy luật tuyển lựa) + Giai đoạn 4: hoá đá của trầm tích - Các đặc điểm cơ bản + Tính phân lớp: Đại bộ phận đá trầm tích trong quá trình lắng đọng tạo đá đều hình thành những lớp riêng rẽ có độ dày, mỏng khác nhau. Các lớp này liên tiếp bị ép lại làm cho đá tạo thành một khối nhưng vẫn có thể phân biệt từng lớp được
+ Chứa độ rỗng: Đa số các đá trầm tích (trừ đất đá trầm tích hoá học) đều có đặc tính là có thể tích lỗ hổng khá lớn. Lỗ hổng xuất hiện là do sự tiếp xúc giữa các yếu tố kiến trúc của các hạt đất đá mà sinh ra. + Chứa hoá thạch: Xác các động thực vật sau khi chết bị các vật liệu trầm tích vùi lấp xuống và nén chặt lại, rồi trải qua các quá trình biến hoá xác các động thực vật trở thành đá nhưng còn in lại các dấu vết, hình thù trong đá gọi là hoá thạch. - Phân loại và miêu tả (4 loại) + Trầm tích cơ học + Trầm tích hữu cơ + Trầm tích hoá học + Trầm tích hỗn hợp - Tính chất xây dựng 1.4.3. Đá biến chất - Định nghĩa: Các loại đá có trước dưới tác dụng của nhiệt độ cao, áp lực lớn hay do các phản ứng hoá học với magma, bị biến đổi mãnh liệt về thành phần, tính chất mà thành. Quá trình này xảy ra ở dưới lòng đất. - Phân loại và đặc điểm: Biến chất tiếp xúc xảy ra ở khu vực tiếp giáp giữa khối magma nóng chảy với đá vây quanh; Nhiệt độ, khí, thành phần dung nham…làm biến đổi cơ bản thành phần và tính chất của đá kề nó. Nếu sự biến đổi đó chỉ do nhiệt độ cao của magma thì gọi là biến chất tiếp xúc nhiệt, nhưng thường là quá trình biến chất tiếp xúc trao đổi. Biến chất động lực xảy ra do tác dụng của áp lực cao sinh ra trong quá trình kiến tạo (tại các đứt gãy kiến tạo). Biến chất khu vực là loại biến chất xảy ra ở dưới sâu dưới tác dụng đồng thời của áp lực lớn và nhiệt độ cao. Xảy ra ở các vùng tạo núi, các vùng mà đá trầm tích bị vùi sâu.
- Mô tả một số loại đá biến chất: gơnai, philit và đá phiến, Quaczit, Đá hoa 1.4.4. Phân loại đất đá theo quan điểm xây dựng - Theo cách phân loại của Xavarenxki được Lômtadze bổ sung năm 1968, dựa trên các cơ sở sau: 1. Mối liên kết giữa các hạt đất (liên kết nội bộ) ảnh hưởng chủ yếu đến độ chặt của đất: 2. Mối quan hệ giữa đất đá và nước, thể hiện qua các tính chất sau 3. Tính chất cơ học của đất đá, thể hiện ở các tính chất sau - Phân loại (5 loại): Đá cứng: hoàn hảo nhất về mặt xây dựng công trình, đá có độ bền và độ ổn định cao, độ biến dạng bé, mức độ ngấm nước yếu. Đá nửa cứng: Đá bị nứt nẻ nhiều; đá trầm tích có cường độ gắn kết thấp, đối với các đá bị hoà tan thì thường có hang hốc. Đá nửa cứng thường phân biệt bởi tính không đồng nhất, tính dị hướng rõ rệt. Đất rời xốp: cát, cuội, sỏi…là các hạt cứng chắc và có cường độ cao . Tuy nhiên, mối liên kết giữa các hạt hầu như không có, độ rỗng lớn và dễ bị thay đổi do tác dụng cơ học bên ngoài (đặc biệt là tải trọng động). Ngậm nước ít và thấm nước mạnh. Đất mềm dinh: đất sét, sét pha, cát pha. Đa số có cường độ thấp, thấm nước kém hoặc không thấm nước, ép co mạnh. Đất có thành phần trạng thái và tính chất đặc biệt: đất muối hoá, đất than bùn…thông thường thì chúng là các loại đất yếu, cường độ chịu lực rất thấp; - Thực hành nhận biết khoáng vật và đất đá. - Yêu cầu SV chuẩn bị: Tự đọc trước khi lên lớp Làm tiểu luận chương 1
Bài giảng 4: Tính chất vật lý của đất đá Chương 2 Mục 2.1 Tiết thứ: 7- 8 Tuần thứ: 4 - Mục đích, yêu cầu: + Giới thiệu về thành phần, tính chất vật lý của đất đá. + Yêu cầu hiểu được thành phần cấu tạo và tính chất vật lý của đất đá. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 2t; Tự học, tự nghiên cứu: 5t. - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công - Nội dung chính: 2.1.1. Thành phần cấu tạo của đất: - Thành phần hạt rắn của đất: các hạt rắn là hệ những hạt khoáng chất lớn từ vài cm đến những hạt nhỏ nhất vài phần trăm, phần nghìn mm. Tính chất của đất phụ thuộc vào hình dáng, kích thước các hạt, cũng như thành phần khoáng vật của chúng. - Thành phần nước trong đất: Sự có mặt của nước trong đất đã gây nên những tác động cơ học, vật lý và hoá học lên thành phần khoáng vật của đất, do đó có ảnh hưởng rất lớn đến tính chất cơ lý của đất. Nước là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ bền vững của nền đất và qua đó gây nên những tác hại nghiêm trọng đối với các công trình xây dựng của con người - Thành phần khí trong đất 2.1.2. Tính chất vật lý của đất - Các chỉ tiêu vật lý cơ bản được xác định bằng thí nghiệm
+ khối lượng thể tích tự nhiên g   (g/cm3, T/m3 ) V + Tỷ trọng gh  Vh nc + Độ ẩm tự nhiên g nc W 100% gh - Các chỉ tiêu vật lý xác định bằng tính toán + khối lượng thể tích khô gh k  , g/cm3 V + Độ lỗ rỗng và hệ số rỗng Vr V n n 100% ;   r  V Vh m + Độ ẩm toàn phần gb n Wn  100% gh + Độ bão hoà W Vnc G  Wn Vr + khối lượng thể tích bão hoà g h  g 'n g  g 'n  bh   h Vr  Vh V + khối lượng thể tích đất trong nước gbh   ncV  dn   bh   nc  V - Các đặc trưng trạng thái vật lý của đất: + Chỉ tiêu độ chặt của đất cát: độ chặt có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá khả năng xây dựng của nền đất và các công trình xây dựng bằng đất đắp. Phân loại theo ε:
Độ chặt Loại đất Chặt Chặt vừa rời xốp Cát sỏi, thô, vừa 0.55 ≤ ε ≤ 0.70 ε < 0.55 ε > 0.70 Cát nhỏ 0.60 ≤ ε ≤ 0.75 ε < 0.60 ε > 0.75 Cát bột 0.60 ≤ ε ≤ 0.80 ε < 0.60 ε > 0.80 Độ chặt tương đối D:  max   o D , trong đó:  max   min εmax – Cát ở trạng thái xốp nhất εmin – Cát ở trạng thái chặt nhất εo – Cát ở trạng thái tự nhiên. Khi: 0 ≤ D ≤ 0.33 – Cát ở trạng thái rời (Đất xốp → γKmin → εmax) 0.33 < D ≤ 0.66 – Cát ở trạng thái chặt vừa 0.66 < D ≤ 1.00 – Cát ở trạng thái chặt (Đất chặt → γKmax → εmin) + Chỉ tiêu về độ sệt và giới hạn của đất dính: Chỉ số dẻo (Id) là phạm vi biến thiên của độ ẩm, trong đó đất thể hiện tính dẻo. Dùng để phân loại đất. I d  Wnh  Wd Độ sệt B: phân chia trạng thái W - Wd B Id Tên + Trạng thái của đất B Cát pha (1 < Id < 7): Cứng B1 Sét pha (7 < Id < 17): Cứng B 17): Nửa cứng 0.00 ≤ B ≤ 0.25 Dẻo 0.25 < B ≤ 0.50 Dẻo mềm 0.50 < B ≤ 0.75 Dẻo nhão 0.75 < B ≤ 1.00 Nhão B>1 - Yêu cầu SV chuẩn bị: Tự đọc trước khi lên lớp Tham khảo tài liệu: Đất đá xây dựng
Bài giảng 5: Tính chất cơ học của đất đá Chương 2 Mục 2.2 Tiết thứ: 9- 10 Tuần thứ: 5 - Mục đích, yêu cầu: + Giới thiệu về tính chất cơ học của đất đá: Tính biến dạng,cường độ chống cắt. + Yêu cầu hiểu được bản chất của tính biến dạng và cường độ chống cắt. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 2t; Tự học, tự nghiên cứu: 5t; - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công - Nội dung chính: 2.2.1. Tính biến dạng - Thí nghiệm nén một trục không nở hông: - Kết quả thí nghiệm: vẽ đường cong nén lún S-p - Biến dạng của đất đá bao gồm 2 thành phần:
+ Biến dạng đàn hồi + Biến dạng không có khả năng khôi phục + Định luật nén, công thức hệ số nén lún: a = (e1-e2)/(p2–p1) Định luật nén lún (N.A. Txưtovich, 1963): Sự thay đổi tương đối của thể tích lỗ rỗng của đất tỷ lệ thuận với sự thay đổi áp lực. - Các yếu tố ảnh hưởng đến tính biến dạng + Đối với đất rời: thành phần khoáng vật, kích thước hạt, độ ẩm, tải trọng. + Đối với đất dính: thành phần hạt, khoáng vật, cấu trúc môi trường nước lỗ rỗng. 2.2.2. Cường độ chống cắt - Khái niệm: Cường độ chống cắt τ được hiểu là: lực chống trượt lớn nhất trên một đơn vị diện tích tại mặt trượt khi khi khối đất này trượt trên khối đất kia. - Định luật chống cắt
+ Đất rời: τ = σtgφ + Đất dính: τ = σtgφ + c - Các yếu tố ảnh hưởng: + Áp lực pháp tuyến + Thành phần khoáng, hình dạng và cấp phối hạt + Độ chặt ban đầu + Độ ẩm + Quá trình cố kết. - Yêu cầu SV chuẩn bị: Tự đọc trước khi lên lớp Tự đọc trước khi lên lớp Tham khảo tài liệu: Đất đá xây dựng Làm tiểu luận + bài tập chương 2
Bài giảng 6: Khái niệm chung về nước dưới đất Chương 3 Mục 3.1 Tiết thứ: 11- 12 Tuần thứ: 6 - Mục đích, yêu cầu: + Giới thiệu về sự phân bố NDĐ, thành phần hoá học và tính chất vật lý của NDĐ. Động thái nước dưới đất. + Yêu cầu hiểu sự phân bố NDĐ và vai trò của việc nghiên cứu tính chất hoá lýđộng thái của NDĐ trong xây dựng. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 2t; Tự học, tự nghiên cứu: 2t. - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công - Nội dung chính: 3.1.1. Sự phân bố nước dưới đất a. Nguyên nhân thành tạo - Nước sơ sinh (nước nguồn gốc macma) - Nước nguyên sinh (nước nguồn gốc trầm tích) - Nước ngưng tụ (nước nguồn gốc khí quyển) - Nước thẩm thấu b. Sự phân bố nước dưới đất - Đới thông khí: Đất đá trong đới này không được bão hoà nước. Nguồn nước cấp chính ở vùng này là do thẩm thấu nước bề mặt rất mạnh, song phần lớn nước ở đây lại thấm xuống đới dưới và bay hơi nhiều. Chiều dày đới thông khí thay đổi từ 0 đến 100 – 200m phụ thuộc vào thành phần đất đá và thế nằm của chúng.
- Đới mao dẫn: Chiều dày phụ thuộc vào thành phần thạch học của đất đá; trong cát, sỏi hạt to H = 10 – 20cm, trong đất sét, sét pha có thể > 20cm. Khi đường kính của mao dẫn càng nhỏ thì độ cao của mao dẫn dâng lên càng cao. - Đới bão hoà nước: + Tầng nước ngầm: là tầng nước đầu tiên kể từ mặt đất. Nước mưa và nước trên mặt đất thấm xuống đất đá gặp phải lớp không thấm hoặc thấm rất ít (gọi là tầng cách nước) thì nó sẽ dừng lại tạo thành tầng nước ngầm. + Tầng nước áp lực: là tầng nước ở giữa 2 tầng cách nước. Đặc điểm quan trọng của tầng nước này là có áp lực cột nước dư. 3.1.2. Đặc tính về thành phần hoá học và tính chất vật lý của nước dưới đất a. Sự hình thành thành phần hoá học của nước dưới đất - Sự rửa lũa và hoà tan: Sự rửa lũa là quá trình chuyển dời một thành phần nào đó của khoáng vật vào dung dịch mà không làm phá vỡ dạng tinh thể của khoáng vật đó, còn quá trình hoà tan thì ngược lại, nghĩa là chuyển tất cả các thành phần và làm phá vỡ mạng tinh thể. - Quá trình di chuyển H20: Sự di chuyển nước với lượng tổng khoáng và thành phần hoá học khác nhau trong tự nhiên là một hiện tượng phổ biến. b. Tính chất hoá học của nước dưới đất - Nồng độ ion H+: pH = 7 → nước trung tính pH < 7 → nước axit pH > 7 → nước bazơ.
- Độ cứng của nước: Độ cứng của nước là tính chất hoà tan của nước đối với các hợp chất Ca, Mg có trong nước. Độ cứng của nước chia làm hai loại: độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cửu, tổng của chúng là tổng độ cứng. - Lượng tổng khoáng và nhiễm bẩn: Lượng tổng khoáng là tổng các chất khoáng lấy được trong nước do kết quả của phân tích hoá học – nghĩa là tổng lượng các chất hoà tan, được biểu thị bằng M, đơn vị g/l. - Sự ăn mòn của nước - Phương trình biểu diễn thành phần hoá học của nước: ví dụ HCO3 60Cl 40 Fe0,015CO2 2M 1 pH 6,9T oC 25, Q150 Na90Ca10 Bicacbonat Clorua Natri. c. Tính chất vật lý của nước dưới đất: Nhiệt độ, Độ trong suốt, Màu, Vị, Độ dẫn điện 3.1.3. Động thái nước dưới đất a) Khái niệm chung: động thái của nước dưới đất là sự biến đổi các đặc trưng cơ bản của nước dưới đất trong không gian và theo thời gian. b) Các yếu tố ảnh hưởng đến động thái của nước dưới đất: Nhóm yếu tố khí tượng - thủy văn, Nhóm yếu tố kỹ thuật (nhân tạo), Nhóm yếu tố bên trong c) Phân loại động thái của nước dưới đất: Động thái tự nhiên: là sự thay đổi các yếu tố tự nhiên tác dụng tới điều kiện chuyển động của nước như: lượng mưa (W), lượng bay hơi H, và dòng chảy tới q… Động thái sinh ra dưới tác dụng của các yếu tố nhânn tạo: như xây dựng các công trình, nhất là các công trình thuỷ công. + Phụ thuộc vào điều kiện địa hình, người ta phân ra: Động thái vùng phân thủy Động thái vùng trước núi Động thái vùng ven bờ + Dựa vào các đặc trưng cơ bản của nước dưới đất, chia ra: Động thái ổn định (Đặc trưng cho tầng nước áp lực) Động thái không ổn định (Đặc trưng cho tầng nước ngầm) + Dựa vào đặc điểm tồn tại của các loại nước dưới đất, chia ra: Động thái tầng nước ngầm Động thái tầng nước áp lực - Yêu cầu SV chuẩn bị: Tự đọc trước khi lên lớp Tham khảo tài liệu: Địa chất thủy văn đại cương
Bài giảng 7: Sự vận động về nước dưới đất Chương 3 Mục 3.2 Tiết thứ: 13- 14 Tuần thứ: 7 - Mục đích, yêu cầu: + Giới thiệu về sự vận động của nước dưới đất. + Yêu cầu hiểu bản chất của sự vận động NDĐ, các yếu tố ảnh hưởng và vai trò của nó trong xây dựng. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 2t; Tự học, tự nghiên cứu: 5t. - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công - Nội dung chính: 3.2.1. Khái niệm về thấm, dòng thấm a. Khái niệm về thấm : Sự vận động của các phân tử nước trong các hệ thống khe nứt và lỗ rỗng như đã nói ở trên gọi là hiện tượng thấm trong đất đá Đặc trưng: là vận tốc chuyển động của nước dưới đất (V). Q V  ; (cm/s, m/ngđ) F Q – Lưu lượng (khối lượng) nước chảy qua tiết diện F; (l/s hoặc 3 m /ngđ). F - Diện tích tiết diện ngang dòng thấm; F = h.B. Trong thực tế sự chuyển động của nước dưới đất chỉ thực hiện qua các khe hở thông nhau mà thôi. Do đó để biết được vận tốc thực Vt của thấm, người ta đưa ra khái niệm độ rỗng hữu hiệu na. Đây là độ rỗng mà qua đó nước có thể thực hiện thấm được. Đối với bất kỳ một tiết diện môi trường rỗng nào na đều xác định bằng công thức sau: F na  r  1 F Trong đó: Fr - Diện tích lỗ rỗng. Xác định Vt như sau: Q Q Vt   Fr na .F V  Vt  na b. Khái niệm dòng thấm, phân loại dòng thấm: Trong quá trình vận động trong hệ thống khe nứt và lỗ rỗng, các phần tử nước thường hợp lại thành tia, tập hợp tất cả các tia nước trên đường thấm gọi là dòng thấm.