Giáo trình Địa chất công trình và Địa chất thủy văn (ngành công nghệ kỹ thuật tài nguyên nước cao Đẳng)

ĐCCT nghiên cću các tính chÃt cąa đÃt, đá, n°ãc để lāa chọn giÁi pháp nÃn móng, cÁi t¿o đÃt, lāa chọn bián pháp thi công thích hāp III, Nhißm vā môn hác Xác đánh điÃu kián đáa tÅng và t

B Þ XÂY DþNG TR¯âNG CAO ĐÀNG XÂY DþNG SÞ 1

của Hiệu trưởng trường CĐXD số 1)

Hà Nßi, nm 2021

TUYÊN BÞ BÀN QUYÀN

Tài liáu này thuác lo¿i sách giáo trình nên các nguãn thông tin có thể đ°āc phép dùng nguyên bÁn hoặc trích dùng cho các măc đích và đào t¿o và tham khÁo

Mọi măc đích khác mang tính lách l¿c hoặc sử dăng vãi măc đích kinh doanh thiÁu lành m¿nh s¿ bá nghiêm cÃm

LâI NÓI ĐÄU

Giáo trình ĐÞA CHÂT CÔNG TRÌNH & ĐÞA CHÂT THĂY VN là

giáo trình nái bá đ°āc biên so¿n nhằm phăc vă cho giÁng d¿y và học tÁp cho há Cao đẳng á tr°ßng Cao đẳng Xây dāng sá 1, thuác ngành Công nghá kỹ thuÁt Tài nguyên n°ãc ĐÞA CHÂT CÔNG TRÌNH & ĐÞA CHÂT THĂY VN là

môn học chuyên ngành nhằm cung cÃp các kiÁn thćc đáa chÃt công trình và đáa chÃt thąy văn để phăc vă cho măc đích xây dāng, cÃp thoát n°ãc và bÁo vá môi tr°ßng

Giáo trình ĐÞA CHÂT CÔNG TRÌNH & ĐÞA CHÂT THĂY VN do

các thÅy cô TrÅn Xuân D°¢ng (Chą biên), Vũ Thá HiÃn, Nguyßn Giang Nam,

Vũ Minh H¿nh đã và đang giÁng d¿y trāc tiÁp trong bá môn Trắc đáa cùng tham gia biên so¿n Giáo trình này đ°āc viÁt theo đà c°¢ng môn học Đáa chÃt công trình & Đáa chÃt thąy văn, tuân thą theo các quy tắc tháng nhÃt cąa Tiêu chuẩn Viát Nam (TCVN) Ngoài ra giáo trình còn bổ sung thêm mát sá kiÁn thćc mà trong các giáo trình tr°ãc ch°a đà cÁp tãi

Nái dung gãm 4 phÅn sau:

PhÅn 1 ĐÃt đá xây dÿng

PhÅn 2: N°ác d°ái đÃt

PhÅn 3: Đßa chÃt đßng lÿc công trình

PhÅn 4: KhÁo sát đßa chÃt công trình

Trong quá trình biên so¿n, nhóm giÁng viên Bá môn Trắc đáa cąa Tr°ßng Cao đẳng Xây dāng Sá 1 - Bá Xây dāng, đã đ°āc sā đáng viên quan tâm và góp ý cąa các đãng chí lãnh đ¿o, các đãng nghiáp trong và ngoài tr°ßng

Mặc dù có nhiÃu cá gắng, nh°ng trong quá trình biên so¿n, biên tÁp và

in Ãn khó tránh khßi nhÿng thiÁu sót Chúng tôi xin đ°āc l°āng thć và tiÁp thu nhÿng ý kiÁn đóng góp

Trân trọng cÁm ¢n!

MĀC LĀC

MĂC LĂC 3

Mà ĐÄU 5

I, Khái niám Đáa chÃt công trình (ĐCCT) và đái t°āng nghiên cću 5

II, Măc đích và ý nghĩa môn học 5

III, Nhiám vă môn học 5

IV, Ph°¢ng pháp nghiên cću 5

CH¯¡NG I: ĐÂT ĐÁ XÂY DĀNG 6

Bài 1: KHOÁNG VÀT 6

I, Khái niám chung 6

III, Phân lo¿i khoáng vÁt 6

Bài 2: KHÁI NIàM CHUNG VÂ ĐÂT ĐÁ 8

I, Khái niám và đÃt đá 8

II, Khái niám và cÃu trúc cąa đÃt đá 8

III, ThÁ nằm cąa đÃt đá 8

Bài 3: ĐÁ MAGMA 9

I, Khái niám chung 9

II, Phân lo¿i đá magma 9

III, Tính chÃt cąa đá magma 9

IV, Tính năng xây dāng cąa đá magma 10

Bài 4: ĐÂT ĐÁ TRÄM TÍCH 11

I, Khái niám chung 11

II, Phân lo¿i đÃt đá trÅm tích 11

III, Tính chÃt cąa đÃt đá trÅm tích 12

IV, Tính năng xây dāng 12

Bài 5: ĐÁ BIÀN CHÂT 14

I, Khái niám chung 14

II, Phân lo¿i đá biÁn chÃt 14

III, Tính chÃt cąa đá biÁn chÃt 14

IV, Tính năng xây dāng 15

Bài 6: TÍNH CHÂT CĄA ĐÂT ĐÁ 16

I, Tính chÃt vÁt lý cąa đÃt đá 16

II, Tính chÃt đái vãi n°ãc – thąy tính 17

III, Tính nén lún cąa đÃt 18

IV, Tính cháng cắt cąa đÃt 20

Bài 7: PHÂN LO¾I ĐÂT ĐÁ XÂY DĀNG 22

I, Khái niám đÃt đá xây dāng 22

II, Măc đích , ý nghĩa công tác phân lo¿i đÃt đá 22

III, Phân lo¿i 22

CH¯¡NG II: N¯âC D¯âI ĐÂT 25

Bài 1: NGUâN GàC, PHÂN Bà N¯âC D¯âI ĐÂT 25

I, Nguãn gác n°ãc d°ãi đÃt 25

II, Phân bá n°ãc d°ãi đÃt 26

Bài 2 : ĐàNG LĀC N¯âC D¯âI ĐÂT 28

I, C¢ sá đáng lāc n°ãc d°ãi đÃt 28

II, Bài toán Đáa chÃt thąy văn c¢ bÁn 28

CH¯¡NG III: ĐàA CHÂT ĐàNG LĀC CÔNG TRÌNH 31

Bài 1: CÁC HIàN T¯ĀNG ĐàA CHÂT NGO¾I ĐàNG LĀC 31

I Hián t°āng phong hóa 31

II, Hián t°āng tr°āt 33

Bài 2: CÁC HIàN T¯ĀNG ĐàA CHÂT LIÊN QUAN ĐÀN HO¾T ĐàNG CĄA N¯âC D¯âI ĐÂT 35

I, Hián t°āng Karst 35

II, Hián t°āng Xói ngÅm 35

III Hián t°āng đÃt chÁy (cát chÁy) 36

CH¯¡NG IV: KHÀO SÁT ĐàA CHÂT CÔNG TRÌNH 38

I, Nguyên lý công tác khÁo sát đáa chÃt công trình 38

II, Măc đích công tác khÁo sát đáa chÃt công trình 38

III, Nhiám vă công tác khÁo sát đáa chÃt công trình 38

II Nái dung công tác khÁo sát đáa chÃt công trình 39

MÞ ĐÄU

I, Khái nißm Đßa chÃt công trình (ĐCCT) và đßi t°ÿng nghiên cứu

ĐCCT là môn khoa học thuác ngành Đáa chÃt học nghiên cću và đái t°āng: đÃt, đá, n°ãc để phăc vă cho măc đích xây dāng, cÃp thoát n°ãc và bÁo

vá môi tr°ßng

II, Māc đích và ý nghĩa môn hác

ĐCCT nghiên cću đÃt, đá, n°ãc để phăc vă cho công tác xây dāng: làm nÃn công trình, vÁt liáu xây dāng, môi tr°ßng xây dāng

ĐCCT nghiên cću các tính chÃt cąa đÃt, đá, n°ãc để lāa chọn giÁi pháp nÃn móng, cÁi t¿o đÃt, lāa chọn bián pháp thi công thích hāp

III, Nhißm vā môn hác

Xác đánh điÃu kián đáa tÅng và tính chÃt c¢ lý cąa đÃt đá: lo¿i đÃt, chiÃu dày, tính chÃt c¢ lý mßi tÅng đÃt đá, điÃu kián phân bá thāc tÁ,…

Xác đánh điÃu kián n°ãc d°ãi đÃt: lo¿i n°ãc, sā phân bá n°ãc d°ãi đÃt,

IV, Ph°¢ng pháp nghiên cứu

Ph°¢ng pháp thāc đáa (ĐC học): dùng các công trình thăm dò thāc tÁ, thí nghiám hián tr°ßng để nghiên cću

Ph°¢ng pháp lý thuyÁt: chą yÁu dùng công tác trong phòng để xác đánh các tính chÃt c¢ lý cąa đÃt đá

Ph°¢ng pháp khác: mô hình hóa, t°¢ng tā đáa chÃt,…

CH¯¡NG I: ĐÂT ĐÁ XÂY DþNG

Bài 1: KHOÁNG VÀT

I, Khái nißm chung

Khoáng vật là các đơn chất hoặc hợp chất hóa học tự nhiên được hình thành sau các quá trình địa chất

Khoáng vÁt là thành phÅn cÃu t¿o nên đÃt đá; nÁu chúng chiÁm đa sá trong đÃt đá thì đ°āc gọi là khoáng vÁt chính và s¿ quyÁt đánh tính chÃt cąa đÃt đá, còn chiÁm thiểu sá đ°āc gọi là khoáng vÁt phă

Trong thāc tÁ có trên 2500 khoáng vÁt và khoÁng 4000 biÁn thể cąa chúng nh°ng chß có 50 khoáng vÁt chą yÁu t¿o đÃt đá nh°: th¿ch anh, fenspat, canxit,…

II, Tính chÃt cąa khoáng vÁt

Khoáng vÁt đ°āc hình thành chą yÁu bái 3 lo¿i hình nguãn gác: nái sinh (magma), ngo¿i sinh (trÅm tích) và biÁn chÃt

Trong thāc tÁ khoáng vÁt th°ßng tãn t¿i á cÁ 3 thể: rắn, lßng, khí nh°ng phổ biÁn h¢n cÁ là thể rắn Chúng có thể á d¿ng kÁt tinh (đ°āc gọi là tinh thể khoáng vÁt) t¿o nên hình dáng xác đánh nh° 1 ph°¢ng, 2 ph°¢ng, 3 ph°¢ng hoặc không kÁt tinh (đ°āc gọi là vô đánh hình khoáng vÁt)

Mßi khoáng vÁt đ°āc đặc tr°ng bái 1 thành phÅn hóa học nhÃt đánh nh° th¿ch anh: SiO2, canxit: CaCO3,…

Mßi khoáng vÁt th°ßng có tính chÃt c¢ lý xác đánh nh° và màu sắc, đá trong suát, ánh, đá cćng, tỷ trọng,…

Nghiên cću các tính chÃt cąa khoáng vÁt có thể nhÁn biÁt và sử dăng chúng hāp lý trong xây dāng

III, Phân lo¿i khoáng v¿t

Có nhiÃu cách phân lo¿i khoáng vÁt, trong đó căn cć vào thành phÅn hóa học có thể chia khoáng vÁt ra làm 10 nhóm nh° sau:

- Nhóm khoáng vÁt silicat: có khoÁng 800 khoáng vÁt nh° fenspat, mica, olivine, pyroxen,… là thành phÅn t¿o đá chą yÁu

- Nhóm khoáng vÁt cacbonat: có khoÁng 80 khoáng vÁt nh° caxit, đolomit,…

- Nhóm khoáng vÁt oxit và hydroxit: có khoÁng 200 khoáng vÁt nh° th¿ch anh, limonit,…

- Nhóm khoáng vÁt sunfat: có khoÁng 260 khoáng vÁt nh° th¿ch cao, anhidrit,…

- Nhóm khoáng vÁt sunfua: có khoÁng 200 khoáng vÁt, tiêu biểu là pyrit

- Nhóm khoáng vÁt halogen: có khoÁng 100 khoáng vÁt nh° halit

- Các nhóm khoáng vÁt tā sinh, phátphat, vonfram ít gặp h¢n trong tā nhiên

Bài 2: KHÁI NIàM CHUNG VÂ ĐÂT ĐÁ

2, CÃu t¿o cąa đÃt đá

Cấu tạo của đất đá là tập hợp các yếu tố về sự sắp xếp của các khoáng vật, đó chính là phân bá không gian và sắp xÁp qua l¿i giÿa chúng, VD: cÃu t¿o

khái, cÃu t¿o phân lãp,…

Tổng hāp các yÁu tá và kiÁn trúc và cÃu t¿o đ°āc gọi là cÃu trúc cąa đÃt

Bài 3: ĐÁ MAGMA

I, Khái nißm chung

Trái ĐÃt đ°āc biÁt đÁn vãi hình dáng là mát quÁ hình cÅu (còn có thể quan niám là hình elip coid) vãi kÁt cÃu gãm ba phÅn riêng biát: vß, lãp malti và nhân Trong đó vß Trái ĐÃt là lãp đÃt đá á tr¿ng thái rắn, bên d°ãi vß là lãp malti á tr¿ng thái nóng chÁy vãi thành phÅn chą yÁu là silicat có chća các lo¿i khí (chÃt bác) đ°āc gọi là dung nham magma, d°ãi cùng là nhân Trái ĐÃt tãn t¿i

á tr¿ng thái =flasma=

Trong điÃu kián thuÁn lāi dung nham magma có thể di chuyển từ d°ãi lên

theo các =đ°ßng d¿n= Đá magma được hình thành do quá trình nguội lạnh và

đông cứng của dung nham magma được đưa lên từ phần sâu của vỏ Trái Đất

II, Phân lo¿i đá magma

1, Phân lo¿i theo điÃu kián hình thành

nhiát đá và áp suÃt bình th°ßng, thßi gian nguái lanh nhanh nên th°ßng t¿o ra đá

có đá rßng cao h¢n, kÁt tinh ch°a đÅy đą

hóa lý tát nh°: áp suÃt lãn, nhiát đá cao, thßi gian nguái l¿nh kéo dài nên th°ßng t¿o ra các lo¿i đá d¿ng khái, kÁt tinh đÅy đą; ví dă nh° đá granit, gabro Tùy theo đá sâu hình thành mà có thể đ°āc chia làm 2 nhóm nhß h¢n: magma xâm nhÁp nông (0 - 3 km) và magma xâm nhÁp sâu (>3km)

2, Phân lo¿i theo thành phÅn SiO2

III, Tính chÃt căa đá magma

1, KiÁn trúc

giãi các h¿t phân biát

kích th°ãc lãn nổi trên nÃn các h¿t nhß

nhß hoặc không kÁt tinh

2, CÃu t¿o

chÃt vÁt lý, c¢ học cąa đá

cao t¿o ra tính dá h°ãng và các tính chÃt vÁt lý, c¢ học cąa đá

IV, Tính nng xây dÿng căa đá magma

à Viát Nam đá magma có thể gặp á sông ChÁy ( Hà Giang), S¢n D°¢ng ( Tuyên Quang), Tĩnh Túc (Cao Bằng), NÁm Rám (Đián Biên), sông Đà (Hòa Bình), Tam ĐÁo (Vĩnh Phúc), Thanh Hóa, Nghá An, Kỳ Anh (Hà Tĩnh), Đà Nẵng, Quy Nh¢n (Bình Đánh), Tây Nguyên,

Đa phÅn đá magma là lo¿i có c°ßng đá cao, bÃn vÿng và mặt hóa học, mát sá lo¿i đá có màu sắc đẹp đa d¿ng (granit, dunit ) nh°ng l¿i ít xuÃt lá nên chúng thường được khai thác sử dụng làm đá ốp lát, trang trí có giá trá kinh tÁ

cao

Ngoài ra chúng còn đ°āc khai thác làm đá cát liáu và nÃn rÃt tát cho các công trình xây dāng cũng nh° công trình ngÅm

Trong điÃu kián thāc tÁ đá magma có thể bá nćt nẻ, phong hóa làm giÁm

đá bÃn cąa đá cho nên khi chọn đá magma làm nÃn hay vÁt liáu xây dāng cÅn có đÅy đą tài liáu và thành phÅn, kiÁn trúc, cÃu t¿o, thÁ nằm cũng nh° tr¿ng thái cąa chúng trong điÃu kián tā nhiên

Bài 4: ĐÂT ĐÁ TRÄM TÍCH

I, Khái nißm chung

Đá trầm tích được hình thành từ quá trình gồm 4 giai đoạn sau: phá hủy, vận chuyển, tích tụ và gắn kết của các vật liệu trầm tích xảy ra trên bề mặt của

vỏ Trái Đất

Giai đo¿n phá hąy đá gác chą yÁu do hián t°āng phong hóa t¿o nên các vÁt liáu liên kÁt yÁu Các vÁt liáu này bá thay đổi kích th°ãc hoặc cÁ thành phÅn

so vãi đá gác ban đÅu

Giai đo¿n vÁn chuyển chą yÁu do n°ãc hoặc gió; nhÿng h¿t lãn đi quãng đ°ßng gÅn, các h¿t mán đi quãng đ°ßng xa h¢n Trong quá trình di chuyển có thể xÁy ra sā biÁn đổi và tính chÃt cąa vÁt liáu: các h¿t đ°āc mài tròn h¢n, nhß dÅn đi, bá biÁn đổi thành phÅn hóa học và bá lắng đọng 1 phÅn trên đ°ßng di chuyển

Giai đo¿n lắng đọng vÁt liáu th°ßng xÁy ra t¿i điÃu kián đáa hình trũng nh° đ¿i d°¢ng, biển, cửa sông, thung lũng hoặc t¿i n¢i có điÃu kián đáa hình thoÁi, bằng phẳng nh° đãng bằng

Giai đo¿n gắn kÁt để t¿o thành đá: các vÁt liáu trÅm tích trÁi qua quá trình

bá nén ép, gắn kÁt bằng xi măng hoặc vÁt chÃt đ°āc lắng đọng từ dung dách keo, dung dách thÁt t¿o nên các liên kÁt bÃn vÿng Sau khi thành đá chúng còn có thể tiÁp tăc bá biÁn đổi

Quá trình hình thành đất không có giai đo¿n gắn kÁt t¿o liên kÁt bÃn vÿng

mà chß gồm 3 giai đoạn: phá hủy, vận chuyển, lắng đọng vật liệu trầm tích

Trong các giai đo¿n hình thành đÃt đá trÅm tích có thể không trÁi qua giai đo¿n vÁn chuyển vÁt liáu

II, Phân lo¿i đÃt đá trÅm tích

1, Phân lo¿i theo điÃu kián hình thành

a, Theo điÃu kián hình thành đá trÅm tích đ°āc chia làm các lo¿i sau:

- Đá trÅm tích c¢ học: đ°āc hình thành từ quá trình tái gắn kÁt các vÁt liáu rßi r¿c do phong hóa vÁt lý đá gác bái c¢ chÁ gắn kÁt chą yÁu là xi măng VD: cát kÁt, đá vôi,

- Đá trÅm tích hóa học: đ°āc hình thành từ quá trình lắng đọng, gắn kÁt vÁt chÃt từ dung dách keo, dung dách thÁt hoặc từ các phÁn ćng hóa học Đa phÅn lo¿i đá này đ°āc hình thành trong điÃu kián ngÁp n°ãc nh° vũng vánh, biển, đ¿i

d°¢ng và cÁ trên lăc đáa Thành phÅn cąa lo¿i đá trÅm tích này chą yÁu là cacbonat, sunphat, clorua, VD: đá vôi, th¿ch cao,

- Đá trÅm tích sinh học (hÿu c¢): đ°āc hình thành do quá trình tích tă và biÁn đổi các tàn tích cąa đáng thāc vÁt VD: than đá, đá vôi,

- Đá trÅm tích hßn hāp: lo¿i này đ°āc hình thành từ sā kÁt hāp cąa nhiÃu quá trình phćc t¿p: c¢ học, hóa học, sinh học VD: đá macn¢, đá vôi,

b, Theo điÃu kián hình thành đÃt đ°āc chia làm các lo¿i sau:

- ĐÃt tàn tích, t¿i tích (eluvi): đ°āc hình thành từ quá trình gãm 2 giai đo¿n: phá hąy đá gác và lắng đọng t¿i chß cąa vÁt liáu trÅm tích

- ĐÃt bãi tích, trÅm tích (deluvi): đ°āc hình thành từ quá trình gãm 3 giai đo¿n: phá hąy, vÁn chuyển và lắng đọng cąa vÁt liáu trÅm tích

Sā khác biát chą yÁu giÿa đÃt aluvi và eluvi là đÃt aluvi các vÁt liáu có đá mài tròn tát h¢n

- Ngoài ra còn có mát sá lo¿i khác nh°: s°ßn tích, lũ tích, phong tích,

2, Phân lo¿i theo thành phÅn h¿t (kích th°ãc cát liáu): TCVN 5747

III, Tính chÃt căa đÃt đá trÅm tích

Do đÃt đá trÅm tích đ°āc hình thành trên bà mặt vß Trái ĐÃt nên chúng th°ßng có hàm l°āng hÿu c¢ nhÃt đánh, đặc biát là nhóm trÅm tích sinh hóa Đá rßng xáp cũng rÃt đặc tr°ng trừ mát sá lo¿i trÅm tích hóa học

Thành phÅn cąa đÃt đá trÅm tích cũng đa d¿ng và phćc t¿p h¢n, gãm cÁ các khoáng vÁt tha sinh (từ đá có tr°ãc) và khoáng vÁt tā sinh (hình thành trong quá trình trÅm tích)

ĐÃt đá trÅm tích th°ßng có d¿ng phân lãp do các lãp này đ°āc hình thành trong các chu kỳ trÅm tích khác nhau, đá dày mßi lãp có thể nhß hoặc lãn Ban đÅu các lãp th°ßng nằm ngang nh°ng do vÁn đáng kiÁn t¿o cąa vß Trái ĐÃt có thể t¿o nên các d¿ng uán nÁp, vò nhàu,đćt gãy t¿o nên các thÁ nằm đa d¿ng

Các đặc điểm trên làm cho tính chÃt cąa đá trÅm tích phćc t¿p

IV, Tính nng xây dÿng

ĐÃt đá trÅm tích đ°āc hình thành ngay trên bà mặt vß Trái ĐÃt nên trong xây dāng t¿i Viát Nam đ°āc sử dăng rÃt phổ biÁn TÃt cÁ các tßnh thành cąa n°ãc ta đÃu có và đÃu sử dăng đÃt đá trÅm tích vào công tác xây dāng

Đa phÅn đÃt đá trÅm tích đ°āc sử dăng làm nÃn công trình, từ nÃn tā nhiên đÁn vÁt liáu san nÃn, VD nh° các lo¿i cát, sét, đá vôi,

ĐÃt đá trÅm tích cũng đ°āc sử dăng rÃt phổ biÁn làm vÁt liáu xây dāng nh°: cát, đá làm cát liáu; đá vôi, đÃt sét làm nguyên liáu sÁn xuÃt xi măng, g¿ch ngói hoặc sử dăng làm vÁt liáu áp lát nh° đá vôi, sét bát kÁt, Trÿ l°āng và điÃu kián khai thác th°ßng thuÁn lāi nên giá thành rẻ

Công trình ngÅm t¿i Viát Nam cũng chą yÁu phân bá trong đÃt đá trÅm tích, chą yÁu là cáng, tÅng hÅm, đ°ßng hÅm,

Trong điÃu kián thāc tÁ đÃt đá trÅm tích th°ßng có tính chÃt phćc t¿p, mćc đá biÁn đổi cao, hay bá phong hóa nćt nẻ nên khi sử dăng cÅn phÁi nghiên cću đÅy đą các tính chÃt kỹ thuÁt để chọn lāa, cÁi t¿o hāp lý phù hāp vãi măc đích sử dăng

Bài 5: ĐÁ BIÀN CHÂT

I, Khái nißm chung

Trong điÃu kián tā nhiên các lo¿i đá có tr°ãc: magma, trÅm tích, biÁn chÃt nÁu gặp điÃu kián nhiát đá cao, áp suÃt lãn hoặc các ho¿t chÃt hóa học có thể gây biÁn đổi và thành phÅn, cÃu trúc d¿n đÁn tính chÃt bá thay đổi so vãi đá ban đÅu Quá trình biÁn đổi đá t¿o lo¿i đá mãi mà không phá hąy liên kÁt bÃn vÿng trong đá đ°āc gọi là quá trình biÁn chÃt Đá có thể bá biÁn đổi mát phÅn hoặc biÁn đổi hoàn toàn

Nh° vÁy, đá biến chất được hình thành từ quá trình biến đổi các loại đá

có trước bởi các tác nhân biến chất là nhiệt độ, áp suất và dung dịch biến chất

II, Phân lo¿i đá bi¿n chÃt

Căn cć vào tác nhân gây biÁn chÃt đá biÁn chÃt có thể đ°āc phân làm các lo¿i sau:

- Đá biÁn chÃt tiÁp xúc: đ°āc hình thành á ranh giãi tiÁp xúc khi khái xâm nhÁp nóng chÁy xuyên cắt vào các tÅng đá có tr°ãc, th°ßng là trÅm tích có tr°ãc à ranh giãi tiÁp xúc này xuÃt hián mát đãi đá biÁn đổi, càng gÅn ranh giãi này mćc đá biÁn đổi càng m¿nh Tác nhân gây biÁn chÃt á đây chą yÁu là do nhiát đá cao cąa khái magma xâm nhÁp VD đá hoa, đá sừng, quăczit,

- Đá biÁn chÃt đáng lāc: đ°āc hình thành khi các lo¿i đá có tr°ãc cháu tác dăng cąa áp suÃt lãn từ các vÁn đáng kiÁn t¿o Tác nhân gây biÁn chÃt chą yÁu

á đây là áp suÃt lãn KÁt quÁ là các khoáng vÁt t¿o đá đ°āc đánh h°ãng l¿i trong môi tr°ßng áp suÃt mãi hoặc bá cà nát t¿i ranh giãi phá hąy kiÁn t¿o rãi tái gắn kÁt t¿o đá mãi VD đá phiÁn, đá dăm kÁt kiÁn t¿o,

- Đá biÁn chÃt khu vāc: đ°āc hình thành do sā kÁt hāp tác dăng cąa các yÁu tá: nhiát đá, áp suÃt, ho¿t chÃt hóa học trên mát vùng ráng lãn đái vãi các lo¿i đá d°ãi sâu VD đá phiÁn cháy, đá g¢nai,

III, Tính chÃt căa đá bi¿n chÃt

1, KiÁn trúc cąa đá biÁn chÃt

- KiÁn trúc toàn tinh: các h¿t đÃu kÁt tinh, ranh giãi các h¿t rõ ràng, th°ßng gặp trong đá biÁn chÃt tiÁp xúc VD: đá hoa c°¢ng

- KiÁn trúc d¿ng vÁy, d¿ng sāi: khoáng vÁt kÁt tinh theo 1 ph°¢ng, 2 ph°¢ng, th°ßng gặp trong đá biÁn chÃt đáng lāc VD: đá phiÁn

2, CÃu t¿o cąa đá biÁn chÃt

Đa phÅn đá biÁn chÃt có cÃu t¿o gÅn vãi đá có tr°ãc bá biÁn đổi

- CÃu t¿o khái VD: đá hoa c°¢ng

- CÃu t¿o d¿ng phân phiÁn, d¿ng dÁi VD: đá phiÁn mica

Ngoài ra mát sá lo¿i có c°ßng đá cao, bÃn vÿng và mặt hóa học đ°āc sử dăng làm vÁt liáu cháu nhiát cháu lāc hoặc đá cát liáu, nÃn công trình đÃu rÃt tát

Trong điÃu kián thāc tÁ đá biÁn chÃt có thể bá phong hóa nćt nẻ hoặc có tính dá h°ãng VD đá phiÁn sét làm tính chÃt xây dāng phćc t¿p h¢n Do đó khi chọn đá biÁn chÃt làm nÃn hay vÁt liáu xây dāng cÅn có đÅy đą tài liáu và thành phÅn, kiÁn trúc, cÃu t¿o, thÁ nằm cũng nh° tr¿ng thái cąa chúng trong điÃu kián

tā nhiên

Bài 6: TÍNH CHÂT CĄA ĐÂT ĐÁ Tính chÃt cąa đÃt đá là cÃc tính chÃt cąa chúng trong điÃu kián tā nhiên hoặc các công trình Đây là các tính chÃt không thể thiÁu khi xác đánh điÃu kián ĐCCT nhằm đ°a ra giÁi pháp chọn lāa, cÁi t¿o, thiÁt kÁ nÃn móng cho phù hāp Các tính chÃt này th°ßng đ°āc xác đánh thông qua công tác ngoài hián tr°ßng hoặc trong phòng thí nghiám, á đây đ°āc xác đánh chą yÁu bằng công tác trong phòng đái vãi mát m¿u đÃt đ¿i dián ĐÃt đá là há phân tán gãm 3 pha: rắn, lßng, khí cho nên có thể nói các chß tiêu này phÁn ánh tỷ lá đánh l°āng cąa từng pha

và giÿa các pha vãi nhau

V

m

 òDung trọng h¿t là chß tiêu thuác bÁn chÃt vÁt lý cąa đÃt mà rÃt khó để thay đổi cÁi t¿o

d, Dung trọng đẩy nổi

) 1 )(

1

dn     ò

Đây là chß tiêu dùng để đánh giá khái l°āng thể tích cąa đÃt khi đÃt nằm trong n°ãc ngÅm, phăc vă công tác xác đánh ćng suÃt do tÁi trọng bÁn thân cąa đÃt

Đá rßng và há sá rßng giúp đánh giá mćc đá rßng xáp cąa đÃt, xác đánh tr¿ng thái cąa đÃt rßi

5, Đá chặt t°¢ng đái

D =

min max

0 max

e e

e e

II, Tính chÃt đßi vái n°ác – thăy tính

0<G=<0.8: ít bão hòa G>0.8: bão hòa hoàn toàn

3, Há sá thÃm

5, Đá sát

Is=B =

d ch

d

W W

W W



0<Rt=<4: Không tr°¢ng ná co ngót 4<Rt=<10: Tr°¢ng ná co ngót ít 10<Rt=<15: Tr°¢ng ná co ngót trung bình Rt>15: Tr°¢ng ná co ngót m¿nh Đây là chß tiêu đánh giá đá ổn đánh cąa đÃt nÃn khi đá ẩm thay đổi, giá trá này càng lãn đÃt nÃn càng kém ổn đánh

III, Tính nén lún căa đÃt

1, Khái niám chung:

Vãi đÃt nÃn chą yÁu cháu nén nên biÁn d¿ng cąa đÃt là giÁm thể tích và chiÃu dÅy khi cháu tác dăng cąa tÁi trọng ngoài và các tác đáng

BÁn chÃt quá trình lún là các h¿t đÃt sắp xÁp l¿i gÅn nhau để giÁm thể tích lß rßng, thể tích cąa các h¿t đÃt hÅu nh° không đổi, đãng thßi vãi viác thoát n°ãc trong lß rßng

Nguyên nhân gây lún là do:

- Mô hình (hình v¿)

- Thí nghiám đ°āc tiÁn hành vãi tÁi trọng tăng dài theo từng cÃp, á nên cÃp tÁi trọng đ°āc duy trì cho đÁn khi kÁt thúc lún, kÁt quÁ thí nghiám đ°āc biểu dißn trên 2 đã thá

3, Đặc điểm biÁn d¿ng cąa đÃt

- BiÁn d¿ng cąa đÃt không xÁy ra tćc thßi mà phă thuác vào thßi gian, thßi gian dài hay ngắn phă thuác vào lo¿i đÃt và điÃu kián thoát n°ãc

- Khi tÁi trọng ch°a lãn đá lún tắt dÅn theo thßi gian và dÅn đ¿t đÁn giá trá

ổn đánh, nÁu nén quá khÁ năng cháu tÁi thì quá trình phá ho¿i s¿ dißn ra (biÁn d¿ng chÁy dẻo)

Quá trình lún cąa đÃt theo thßi gian là quá trình cá kÁt cąa đÃt

S = Sđh + Sd°: BiÁn d¿ng cąa đÃt gãm biÁn d¿ng đàn hãi và biÁn d¿ng d°, th°ßng biÁn d¿ng đàn hãi nhß h¢n nhiÃu so vãi biÁn d¿ng d°

4, Thí nghiám nén đÃt trong phòng (Thí nghiám nén mát chiÃu không ná ngang)

- KÁt quÁ thí nghiám: ei = eo - i (1 0)

o

h e h

2 1

+Mô đun biÁn d¿ng:

E0 =

a

e a

).

1

2 1 (