ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Chuong 1 khoang vat va dat da

CHƯƠNG KHOÁNG VẬT VÀ ĐẤT ĐÁ Đất đá tạo nhiều khoáng vật Theo nguồn gốc, đất đá chia làm loại chính:  Macma (có nguồn gốc nội sinh)  Trầm tích (có nguồn gốc ngoại sinh)  Biến chất (có nguồn gốc biến chất) Cấu tạo vịng bên Trái đất: • Vỏ • Manti • Nhân 1.1 CẤU TẠO TRÁI ĐẤT VÀ VỎ TRÁI ĐẤT Khoáng vật hợp chất hóa học (CaCo3, FeS2…) hay nguyên tố tự sinh (Cu, Au…) – thành phần tạo nên đất đá  Để biết đất đá trước tiên cần phân biệt thành phần khống Vì đất đá tạo thành từ khoáng vật  Khống vật tồn tại: rắn, lỏng, khí  Để nhận biết khống vật cần phân biệt đặc điểm như:nặng - nhẹ, trắng – đen – vàng - tím, trịn – khơng trịn,cứng – mềm…Tính chất vật lý lý 1.2 KHỐNG VẬT  Hình dạng tinh thể khống vật • Màu khống vật Khống vật chứa nhiều Fe, Mg có màu sẫm, cịn khống vật chứa nhiều Al, Si màu nhạt •Độ suốt ánh khống vật •Tính dễ tách (cát khai) khoáng vật khả tinh thể hạt kết tinh (mảnh tinh thể) dễ bị tách theo mặt phẳng song song (như tre khơ) Vết vỡ khống vật Độ cứng khống vật 1.2.1 Một số đặc tính khống vật Thang độ cứng Talc Gypsum (Thạch cao) Calcite Fluorite Apatite Feldspar Quartz (Thạch anh) Topaz Corundumn (coriđôn) 10 Diamond (Kim cương)  Theo nguồn gốc thành tạo: khoáng vật nguyên sinh (khoáng vật đá macma, đá trầm tích hóa học); khống vật thứ sinh (trong đá trầm tích đá biến chất) Phân loại khống vật theo kiểu liên kết hóa học  Nhóm 1: gồm khống vật có liên kết cộng hóa trị yếu tố kiến trúc Độ bền cao (silicat)  Nhóm 2: gồm khống vật có liên kết ion yếu tố kiến trúc bản.Cường độ giảm tan (NaCl…)  Nhóm 3: khống vật liên kết hỗn hợp: liên kết cộng hóa trị đồng thời có liên kết ion, phân tử liên kết keo nước  1.1.2 Phân loại khống vật mơ tả số khống vật tạo đá (khoảng 50 loại) Trong thực tế thường phân loại khoáng vật theo thành phần hóa học (vì liệt kê đầy đủ loại khống vật dự đốn tính chất khống vât) Theo thành phần hóa học có lớp: Các nguyên tố tự nhiên như: Cu, Au, Ag Sunfua (hợp chất lưu huỳnh) như: pirit (FeS2) Halogenua (muối axit halogenhydrit) như: halit (NaCl)… Carbonat (muối axit cacbonit) như: calcite (CaCO3) Sunfat (muối axit sunfurit) như: thạch cao (CaSO4.2H2O) Fotfat (muối axit photphorit): phốtphát (CaP2O5) Oxit như: thạch anh (SiO2) Silicat (muối axit silicic) như: Orthoclase (K[AlSi3O8]) Hợp chất hữu như: CH4         a) Lớp silicat Lớp silicat chiếm 75% trọng lượng vỏ Trái đất Chúng thường có màu sặc sỡ, sáng có độ cứng lớn 1-Nhóm feldspar loại khống có màu trắng đục, chiếm đa số loại đá phổ biến Feldspar allumosilicat Na, K Ca Na [AlSi3O8]; Ca [Al2Si2O8]; K [AlSi3O8] Feldspar natri-canxi gọi plagioclase Chúng gồm khống vật hỗn hợp đồng hình liên tục anbit (Ab) Na[AlSi3O8] anoctit (An) Ca[Al2Si2O8] Plagioclase thường có dạng lăng trụ tấm; màu trắng xám trắng, đơi có sắc lục phớt xanh, phớt đỏ; ánh thủy tinh Feldspar kali phổ biến có orthoclase microclin Màu hồng nhạt, vàng nâu, trắng đỏ; ánh thủy tinh Giới Thiệu Một Số Khoáng Vật Tạo Đá Chủ Yếu  Các biến thể plagioclase có tên sau: Tên khống  Anbit  Oligioclase  Andezin  Labrador  Bitaonit  Anoctit    Anbit 100 – 90% 90 – 70% 70 – 50% 50 – 30% 30 – 10% 10 – 0% Các đá macma khác chứa biến thể plagioclase khác Fedlspar+nước tác dụng toC  khống vật sét Đá vôi hóa thạch Đá phấn Thạch cao Biên soạn: Bùi Trường Sơn ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TRẦM TÍCH Chert (đá lửa) Peat (than bùn) Than đá Theo phương dịng chảy hạt mịn dần Cát kết Cuội kết Dăm kết Đá trầm tích phổ biến   Phân biệt đất đá trầm tích cần lưu ý: kiến trúc nguồn gốc hình thành Đặc điểm xây dựng phụ thuộc nhiều yếu tố nên cần xét chi tiết trường hợp: đất rời (cuội, sỏi, cát), đất dính (đất sét, sét pha cát)  Trong thực tế, ngồi loại đất đá có nguồn gốc túy đá vơi có nguồn gốc biển hay sinh vật, thực tế nước ta cho thấy phần lớn lớp đất đá chủ yếu có nguồn gốc hỗn hợp sét pha cát vùng miền núi hay cao nguyên có nguồn gốc tàn tích – suờn tích (ed), khu Nam có nguồn gốc trầm tích hỗn hợp như: amb, am hay mab Nguồn gốc thành tạo Đá biến chất đá macma hay đá trầm tích tác dụng nhiệt độ cao, áp lực lớn hay phản ứng hóa học với macma,… bị biến đổi mãnh liệt thành phần tính chất tạo thành Đặc điểm lưu ý khảo sát phân biệt đá biến chất: cấu tạo 1.6 BIẾN CHẤT Quartzit Marble Đá có cấu tạo khối thường gặp đá quaczit đá hoa Cấu tạo khối -Phylit Cấu tạo phiến Gneiss Cấu tạo gneiss Biên soạn: Bùi Trường Sơn 1) Đá cứng: loại đá hồn chỉnh xây dựng Nó bao gồm đại phận đá macma, đá biến chất, đá trầm tích hóa học trầm tích gắn kết rắn Có cường độ độ ổn định cao, biến dạng nhỏ, thấm nước yếu Vùng phân bố đá thuận lợi để xây dựng loại cơng trình thường khơng cần thiết biện pháp phức tạp để đảm bảo ổn định  2) Đá nửa cứng: bao gồm loại đá cứng bị phong hóa nứt nẻ mạnh, đá trầm tích có cường độ gắn kết thấp Loại khác đá cứng cường độ tính ổn định hơn, biến dạng tương đối cao, thấm nước tương đối lớn  1.7 PHÂN LOẠI ĐẤT ĐÁ THEO QUAN ĐIỂM ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 3) Đất rời: cát, sỏi, cuội: mối liên kết hạt khơng có, độ rỗng lớn, dễ bị thay đổi tác dụng học bên (đặc biệt tải trọng động) Ngậm nước thấm nước mạnh  4) Đất dính: bao gồm loại đất sét, đất sét pha: có cường độ thấp, khơng ổn định so với đá Có lực dính Thấm nước khơng thấm nước, ép co mạnh  5) Đất có thành phần trạng thái tính chất đặc biệt: nhìn chung loại đất đá khơng thuận lợi cho việc sử dụng làm cơng trình như: bùn sét, đất nhiễm mặn, nhiễm phèn, đất than bùn, đất có tính lún ướt, trương nở, rác thải,…  1.7 PHÂN LOẠI ĐẤT ĐÁ THEO QUAN ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH PHÂN LOẠI ĐẤT ĐÁ THEO QUAN ĐIỂM ĐCCT Đá cứng Đá nửa cứng Đất rời Đất dính Đất đặc biệt