9/15/2015 Chương CÁC HIỆN TƯỢNG ĐỊA CHẤT NGOẠI SINH ¤2.1 PHONG HĨA Nội dung: Khái niệm phong hóa Các hình thức phong hố đá Tầng tàn tích đặc trưng địa chất cơng trình Các vấn đề cần điều tra biện pháp xử lý tầng phong hóa xây dựng Phong hóa – Khái niệm Phong hóa q trình biến đổi đất đá phá hủy học, biến đổi hoá học hoạt động sinh vật Xảy phần vỏ trái đất tác nhân bên ngồi (khí quyển, thủy sinh quyển) làm đất đá thay đổi thành phần, cấu trúc trạng thái, suy giảm tính chất xây dựng Các hình thức phong hố đá hình thức phong hoá: a Phong hoá vật lý b.Phong hoá hoá học c Phong hoá sinh học 9/15/2015 a Phong hóa vật lý Làm vỡ vụn đá mà khơng thay đổi thành phần Nguyên nhân: Do ứng suất nhiệt (dao động nhiệt độ) Do đóng băng nước kẽ nứt, lực kết tinh muối Do dỡ tải làm đá bị tróc vỡ Do tác dụng thuỷ lực sóng vỗ Photo: Marli Miller, University of Oregion Earth Science World Image Bank, photo hhrhuz, http://www.earthscienceworld.org/ Nứt vỡ nhiệt Do giảm tải Do nước đóng băng kẽ nứt Do dỡ tải 9/15/2015 b Phong hóa hố học • Làm biến đổi thành phần đá • Tác nhân: Nước chất hồ tan • Các q trình hố học biến đổi đá: – – – – Hồ tan Oxy hố Thuỷ phân Thuỷ hố Phong hố hồ tan Tác dụng hịa tan Nước có tính xâm thực: CO2, axit hịa tan (rửa trơi) khống vật dễ tan CaCO H O CO Ca (HCO3 ) Tác dụng xy hóa Phản ứng xy hóa làm thay đổi thành phần hóa học nhiều loại khống vật tạo thành ơxit FeS2 nO nH O H 2SO FeSO Pyrit FeSO Fe SO 3 Fe O nH O Limonit 2 3Fe SiO3 O2 Fe3O4 3SiO2 Pyroxen Kết q trình ơxy hố đá bazan Kết vón xít sắt magnetit Thạch anh Tác dụng thủy phân Khoáng vật (lớp silicat, alumosilicat) tác dụng phân giải nước thành khoáng vật KAlSi3O8 CO nH O Al4 OH 8 Si O10 SiO nH O K 2CO Octocla (feldpar) Kaolinit Opan cường độ thấp hơn, ổn định với phong hóa 9/15/2015 Do tác dụng thuỷ phân Tác dụng thủy hóa Khống vật hấp thụ nước khống vật Silicate minerals weather by hydrolysis to form CLAY CaSO 2H O CaSO 2H O Anhydrit (thạch cao khan) c Phong hoá sinh vật thạch cao Địa y gây phá huỷ hố học • Do động, thực vật gây phá huỷ đá – Rễ gây phá huỷ học – Thực vật sống (địa y) xác động, thực vật gây phá huỷ hố học đá Phong hóa vật lý Do sinh vật Phong hóa hóa học Rễ phá huỷ học Phong hóa sinh học 9/15/2015 .thúc đẩy phong hố hố học Phong hóa vật lý làm vỡ vụn đá, tăng diện tiếp xúc đá với tác nhân mơi trường Tầng tàn tích đặc trưng địa chất cơng trình • Tầng tàn tích sản phẩm q trình phong hóa nằm chỗ mặt đá gốc • Đặc điểm: mức độ phong hóa giảm theo chiều sâu, phân thành đới có tính chất khác Càng xuống sâu thành phần, tính chất gần với đá gốc Các đới mặt cắt phong hoá đầy đủ Đá magma Đá trầm tích Đới thổ nhưỡng Đới vỡ mịn Đới vỡ nhỡ Đới dạng khối Đới nguyên thể Tham khảo 9/15/2015 Tham khảo Tầng tàn tích cát kết Soil Soil Soil Iron-rich basalt Phong hố hố học hồ tan Các vấn đề cần điều tra biện pháp xử lý tầng phong hóa xây dựng Những vấn đề cần điều tra • Mức độ phong hóa (bề dày, tính chất xây dựng đới) • Tốc độ phong hóa • Hình thức phong hóa, tác nhân gây phong hóa u cầu học • Phong hố, hình thức phong hố chất q trình phong hố • Tầng tàn tích, phân biệt với tầng trầm tích sườn tích • Các vấn đề cần điều tra nghiên cứu phong hoá hiểu rõ biện pháp xử lý tầng đá phong hoá xây dựng để ứng dụng sau • Liên hệ với đá biến chất magma để phân biệt hai q trình phong hố đá biến chất đá Đá vơi Phong hố hố học xy hố Phong hố hố học Do thuỷ hoá Đá granite giàu felpar Các biện pháp xử lý tầng phong hóa • Chọn địa điểm xây dựng hợp lý • Bóc bỏ tồn phần tầng phong hóa • Làm hệ thống nước hạn chế xâm nhập nước vào đá • Che phủ bảo vệ đá khỏi tác nhân phong hóa • Cải tạo tầng phong hóa biện pháp phun xi măng, phun dung dịch sét… • Chọn giải pháp cơng trình hợp lý Nhìn ảnh cho biết theo điều kiện hình thành loại đá gì? Thế nằm nói chung loại đá cụ thể ảnh dạng số dng ú? (http://www.geocaching.com/seek/cache_details.aspx?guid=81b5daee-9f46-4f87-94503c7a0507dc11) 9/15/2015 Ô2.2 TRT MI DC Ni dung: Định nghĩa khái niệm Các nguyên nhân gây trượt lở Các yếu tố ảnh hưởng trượt lở Phân loại trượt lở mái dốc Các giải pháp phòng chống Trượt đất McClure Pass, Nam Aspen, Colorado Trượt hồ chứa Vaijont Italia Trượt đất Mameyes 1985, Puerto Rico Định nghĩa khái niệm Trượt đất đá dịch chuyển bề mặt hay gần bề mặt khối đất đá ảnh hưởng trọng lực (từ cao xuống thấp), áp lực thuỷ động, lực địa chấn số lực khác, quy mô khác nhau: quy mơ nhỏ khối trượt lở vài m3 quy mô lớn khối trượt đến hàng nghìn m3 đất đá Các khái niệm: Khối đất trượt; trượt Mặt trượt, vách trượt Khe nứt đổ rời Đỉnh trượt, chân trượt Sống đất trượt 9/15/2015 Trượt lở xảy mái dốc tự nhiên nhân tạo Trượt lở xảy tất loại đất đá, chí đá cứng hội đủ điều kiện Quy mơ khối trượt từ nhỏ đến cực lớn Tốc độ dịch chuyển từ từ đạt đến 300 m/s (Madison Canyon) Các nguyên nhân gây trượt lở • Do cắt xén chân dốc: – Nước chảy xói chân dốc – Con người đào cắt chân dốc • Do chất tải mái dốc: – Xây dựng, đổ thải mái dốc • Do chấn động: – Động đất, nổ mìn • Do thay đổi tính chất đất đá: – Phong hoá, tẩm ướt – Áp lực thuỷ tĩnh thuỷ động Do đào cắt xén chân dốc Bài tốn phân tích ổn định mái dốc; Các phần mềm Geoslope, Plaxis FS f N cL D Nguyên nhân gây trượt 9/15/2015 Do xói mịn chân dốc Do xói mịn chân dốc Nguyên nhân gây trượt Mái dốc đào cắt Mái dốc tự nhiên Mưa lớn Bờ dốc đắp Ảnh hưởng nước đất bên mái dốc Động đất 9/15/2015 Do cấu trúc địa chất bất lợi Do nằm đất đá bất lợi Núi lửa Động đất 58 Các yếu tố ảnh hưởng trượt lở Vai trị dốc địa hình • Địa hình địa mạo (cổ, trẻ) • Cấu trúc địa chất (thế nằm đá) • Khí hậu (cường độ mưa, thời gian mưa liên tục) • Thực vật -Dốc nghiêng lớn ảnh hưởng độ lớn lực trượt mặt dốc -Q trình tăng góc mặt trượt dẫn đến động lực tăng Devil's Slide dốc lớn dọc theo đường bờ biển San Mateo Country 10 ... (http://www.geocaching.com/seek/cache_details.aspx?guid=81b5daee-9f46-4f87-94503c7a0507dc11) 9/15 /20 15 ? ?2. 2 TRT MI DỐC Nội dung: Định nghĩa khái niệm Các nguyên nhân gây trượt lở Các yếu tố ảnh hưởng trượt lở Phân loại trượt lở mái dốc Các giải pháp phòng chống Trượt... bất lợi Do nằm đất đá bất lợi Núi lửa Động đất 58 Các yếu tố ảnh hưởng trượt lở Vai trị dốc địa hình • Địa hình địa mạo (cổ, trẻ) • Cấu trúc địa chất (thế nằm đá) • Khí hậu (cường độ mưa, thời... tàn tích đặc trưng địa chất cơng trình • Tầng tàn tích sản phẩm q trình phong hóa nằm chỗ mặt đá gốc • Đặc điểm: mức độ phong hóa giảm theo chiều sâu, phân thành đới có tính chất khác Càng xuống