Bài báo cáo Đcct hiện tượng phong hoá

- Là do cc tc động của chất khí, nước và cc khong chất hoà tan đượctrong nước… Qu trình phong ho đ này xảy ra nhiều nhất ở những khuvực khí hậu xích đạo, gió mùa ẩm và cc dạng đị

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

Viện Xây Dựng  

Sinh viên thực hiện: Trần Tiến Dũng

MSSV: 075205016820

Môn học: Thực tập Địa chất công trình

Giáo viên giảng dạy: Th.S Nguyễn Quốc Trí

PHẦN 1

HIỆN TƯỢNG PHONG HOÁ

1.Phong Hóa là gì?

- Qu trình phong hóa là do tc động của nhiệt độ, khong chất, dòng nước

và sự sống của sinh vật Nhiệt độ làm cho bề mặt tri đất bị giãn nở, co lại vànứt vỡ; khong chất khi hòa tan và dòng nước khiến cho bề mặt tri đất vỡ rathành vụ nhỏ; sinh vật thì khi sinh sống tiết ra những chất khiến cho tri đất

bị phong hóa Qu trình này diễn ra có sự kết hợp cc yếu tố với nhau nên bềmặt tri đất càng bị phong hóa mạnh mẽ hơn

2 Tác dụng của phong hóa

- Tc dụng phong hóa là tc dụng ph hủy đất đ do cc tc nhân trong khí quyển, thủy quyển và sinh vật quyển gây ra

Vì sao quá trình phong hóa lại xảy ra mạnh nhất ở bề mặt trái đất?

- Qu trình phong hóa xảy ra mạnh nhất ở bề mặt tri đất vì: bề mặt triđất là nơi tiếp xúc với bầu khí quyển, thủy quyển và sinh quyển, nơi

diễn ra cc hiện tượng thời tiết khí hậu (mây, mưa, gió, nắng, ), có ccdòng chảy sông ngòi, sóng biển và là nơi sinh sống của sinh vật.

3 Q

uá trình phong hoá hoá học

- Là qu trình làm ph huỷ đ và khong vật, đồng thời làm biến đổi thànhphần và cả tính chất ho học của cc loại đ, khong vật đó

3.1.Vì sao quá trình phong hoá hóa học xảy ra?

- Là do cc tc động của chất khí, nước và cc khong chất hoà tan đượctrong nước… Qu trình phong ho đ này xảy ra nhiều nhất ở những khuvực khí hậu xích đạo, gió mùa ẩm và cc dạng địa hình các-xtơ ở miền đvôi

Các quá trình phong hóa

3.2.Phong hóa hóa học diễn ra mạnh trong vùng khí hậu nào?

- Phong hóa hóa học diễn ra mạnh ở cc vùng có khí hậu nóng, ẩm vì:Những tc nhân chủ yếu của phong hóa hóa học là nước và cc hợp chất hòatan trong nước, khí cacbonic, oxi và axit hữu cơ của sinh vật thông qua ccphản ứng hóa học Nước có tc động hòa tan nhiều loại đ và khong vật,nhiệt độ của nước càng cao thì sức hòa tan của nước càng mạnh Vì vật,phong hóa hóa học diễn ra mạnh ở cc vùng có khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều

4.Quá trình phong hoá lí học

- Là qu trình ph huỷ cc loại đ thành cc khối vụn có kích thước to, nhỏkhc nhau, tuy nhiên nó không làm thay đổi màu sắc, cc thành phần khongho của chúng

4.1.Vì sao quá trình phong hoá lí học xảy ra?

- Là do những sự thay đổi của nhiệt độ hay sự đóng băng của nước hoặccũng có thể do tc động của con người

5.Quá trình phong hoá sinh học

- Dưới tc động của sinh vật như vi khuẩn, nấm hay rễ cây… đ và khongvật bị ph huỷ được gọi là qu trình phong ho sinh học Lúc này, đ bị phhuỷ cả về mặt cơ giới và ho học Nguyên nhân dẫn đến qu trình phong hosinh học là do sự pht triển, tăng trưởng của rễ cây và sự bài tiết cc chất

6.Phong hóa hóa thạch

Sự hình thành: Cc khong vật trong đ vôi phản ứng với CO2 và nước

trong không khí, hình thành cc chất hóa học mới dễ tan Điều này dẫn đến

sự tiêu mòn, tạo ra vết nứt và cc hốc đ

Ví dụ: Dễ thấy nhất là hóa thạch của cc sinh vật được tìm thấy trong đ

Ngoài ra còn có cc hang động, vch đ cột và địa hình đ vôi phức tạp trongkhu vực núi đ vôi

Các loại phong hóa tự nhiên

7.Phong hóa vật liệu kim loại

Sự hình thành: Cc kim loại như sắt phản ứng với nước và oxy, trải qua qu

trình oxi hóa và hình thành rỉ sắt

Ví dụ: Hiện tượng rỉ sét xuất hiện trên bề mặt cc vật dụng kim loại lâu ngày

hoặc tiếp xúc với nước

8.Phong hóa đá tụ tạo núi lửa

Sự hình thành: Dung nham từ núi lửa khi tiếp xúc với không khí và nước sẽ

nguội lại, sau đó đóng rắn thành đ tụ

Ví dụ: Cc cột đ tụ bazan ở Đảo Cột đ phía Bắc Ireland.

9.Phong hóa biển cát

Sự hình thành: Hạt ct bị mài mòn và hình thành dưới sức ảnh hưởng của

gió và nước

Ví dụ: Cc sa mạc ct, cnh đồng ct gần biển và cnh đồng ct ở nội địa.

10.Phong hóa các loại đá nham thạch

Sự hình thành: Đ nham thạch (như đ xanh) biến đổi hóa học và cấu trúc

dưới p suất và nhiệt độ thấp hơn

Ví dụ: Qu trình phong hóa đ xanh tạo ra cc loại đ mới như silt, phyllite

hoặc gneiss

11.Phong hóa đá vôi

Sự hình thành: Cacbonat canxi trong đ vôi phản ứng với mưa axit hoặc nước chứa CO2 Qu trình này dẫn đến sự tiêu mòn, tạo ra khe nứt và hốcđ vôi

Ví dụ: Sự hình thành hang động, hốc và cc hình thức địa chất khc trong

Phần 2

HIỆN TƯỢNG KARST

1.Hiện tượng Karst (Kacstơ) là gì?

- Karst là hiện tượng phong hóa đặc trưng của những vùng núi đ vôi bị nước chảy ăn mòn Sự xói mòn không phải do cơ chế lực cơ học, mà chủ yếu là do khí dioxit cacbon (CO2) trong không khí hoà tan vào nước, cộng với cc ion dương của Hydro (H+) tạo thành axit cacbonic

2 KARST là quá trình gì?

- Karst là một qu trình xảy ra khi nước trên mặt và nước dưới đất tiếp xúcvới cc đ có khả năng dễ bị hoà tan, khi đó nước sẽ hoà tan (xói mòn hóahọc), xâm thực (xói mòn cơ học) cuốn trôi đ dễ hoà tan và hình thành nêncc dạng địa hình trên mặt cũng như cc hang động ngầm rất đặc trưng

Sự tạo thành của địa hình karst là kết quả của nước mưa có axit cacbonic hoàtan tc động lên nền đ vôi và hoà tan một phần cc chất chứa trong cc loạiđ này theo thời gian

3.Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động Karst:

Trong đó, nguyên nhân trực tiếp gồm: tc động hòa tan, xâm thực của nước,còn nguyên nhân gin tiếp gồm: tc động của mưa, vận động tân kiến tạo,hoạt động kinh tế - công trình Cc yếu tố ảnh hưởng được xem như là điều

kiện gồm: cấu trúc địa chất, đặc điểm địa hình, khí hậu - thủy văn, địa chấtthủy văn

4.Nguyên nhân và điều kiện phát sinh – phát triển quá trình Karst.

- Nguyên nhân trực tiếp gây ra qu trình Karst phải bao gồm tc độnghoà tan và xâm thực của nước mặt, nước dưới đất đối với đ có khả năng hoàtan Tc dụng hòa tan chỉ xảy ra khi nước có chứa nhiều khí CO , chứa ít ion2pha cứng Tc dụng xâm thực của nước là nguyên nhân tạo ra cc dạng hìnhthi Karst trên mặt và dưới sâu

4.1.Tác động hoà tan của nước

- Nước mặt cũng như nước dưới đất có tc dụng hoà tan đối với cc đ

có khả năng hoà tan, tuy nhiên tc dụng hoà tan chỉ xảy ra khi nước có chứanhiều khí CO Qu trình hoà tan đ vôi trong nước chứa nhiều khí CO ăn2 2mòn xảy ra theo phản ứng thuận nghịch dưới đây

H2O+CO2H2CO3 (1)

H2CO3+ (Ca,Mg)CO3(Ca,Mg)(HCO3)2 (2)

(pha rắn) (dạng hoà tan)

4.2.Tác dụng xâm thực của nước

- Nước ngoài tc dụng hoà tan khi vận động thường tạo ra p lực thuỷđộng có tc dụng gây xâm thực cơ học Nước vận động trên mặt là nguyênnhân xâm thực cơ học tạo ra địa hình carư, cc núi sót, cc thp Karst đỉnhnhọn và cc khối núi Karst có đỉnh sắc nhọn Ngoài xâm thực cơ học trênmặt, nước cũng gây ra qu trình xâm thực cơ học mở rộng cc khe nứt phttriển thành cc hang động ngầm

4.3.Tác động mưa

- Khu vực có lượng mưa càng nhiều làm cho dòng chảy mặt và dòng ngầmthêm mạnh, cường độ trao đổi nước và tuần hoàn nước càng lớn trong cctầng đ gần mặt nước không bị bão hòa pha cứng, do vậy cũng làm tăngtương ứng sự pht triển của cc qu trình hòa tan và rửa lũa, tạo điều kiệnthuận lợi cho sự pht triển qu trình Karst

4.4.Vận động tân kiến tạo

- Đặc điểm vận động tân kiến tạo có vai trò rất lớn đối với xu thế pht triểnKarst theo phương thẳng đứng và quy mô cc hình thi Karst Trước hết, ởlãnh thổ bị nâng tân kiến tạo theo chế độ xen kẽ cc pha nâng và cc pha kiếntạo bình ổn sẽ gặp Karst pht triển theo xu hướng xuống sâu với sự hình

thành cc bậc hang động, trong đó bậc hang phân bố càng cao thì Karst càng

cổ và thường là Karst chết Thời đoạn ngừng nghĩ, bình ổn tương đối sau phanâng càng kéo dài càng có điều kiện hình thành cc hang động quy mô cànglớn, thậm chí cả cao nguyên Karst rộng lớn

4.5.Hoạt động kinh tế công trình của con người

- Hoạt động kinh tế của con người làm thay đổi môi trường địa chất nhưxây dựng hồ chứa nước, khai thc nước dưới đất, mở cc hố móng, cc côngtrường khai thc lộ thiên, cũng như thải ra cc nước thải có tính ăn mònvào môi trường tự nhiên làm thay đổi môi trường địa chất, tạo điều kiện thúcđẩy qu trình Karst pht triển hoặc ti hoạt động

4.6.Cấu trúc địa chất

- Cc yếu tố địa chất có ảnh hưởng đến hoạt động Karst phải kể đến baogồm: Thành phần khong ho của đ; đặc điểm kiến trúc, cấu tạo, thế nằmcủa đ Karst, đặc điểm đứt gãy, khe nứt kiến tạo và quan hệ thế nằm giữacc thành tạo Karst ho với đ phi Karst

4.7.Đặc điểm địa hình

- Cc đặc điểm địa hình có tc dụng đng kể đến sự pht triển Karst Thực tế nghiên cứu cho thấy địa hình càng cao và dốc thì rất thuận lợi cho Karst phttriển Tuy nhiên nếu mặt đất qu dốc hoặc qu thoải thì lại hạn chế sự pht triển Karst

4.8.Đặc điểm khí hậu – thuỷ văn

- Cc yếu tố khí hậu có ảnh hưởng trực tiếp và rất lớn đối với qu trình Karst Ở những lãnh thổ có chế độ khí hậu gió mùa, Karst diễn biến không đồng đều trong năm, trong đó Karst pht triển mạnh vào mùa mưa lũ Thông thường Karst pht triển trong nhiều đới địa lý khc nhau, nhưng chỉ những nơi có điều kiện khí hậu ẩm và thừa ẩm, lượng bốc hơi ít thì Karst mới pht triển mạnh nhất Trong điều kiện này, dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm pht triển mạnh làm tăng khả năng trao đổi nước, thúc đẩy qu trình hoà tan

4.9.Điều kiện địa chất thuỷ văn

- Trong cc yếu tố địa chất thủy văn, đng lưu ý nhất là mực nước, mực thủy

p, độ phong phú nước, độ thấm nước, khả năng trao đổi nước Karst với

nước mặt và nước dưới đất khc, tổng độ khong hóa và thành phần hóa học của nước Đ có mức độ thấm nước càng lớn, nước càng dễ xâm nhập sâu vào trong đ, đ càng dễ bị hoà tan và hoà tan càng nhiều, càng tạo điều kiệncho qu trình Karst pht triển Khả năng trao đổi nước Karst với nước mặt vànước dưới đất khc càng mạnh, càng tạo điều kiện thuận lợi cho sự pht sinh, pht triển qu trình Karst.

Kết luận

Nguyên nhân trực tiếp gây ra qu trình Karst phải bao gồm tc động hoàtan và xâm thực của nước mặt, nước dưới đất đối với đ có khả năng hoà tan.Tc dụng hòa tan chỉ xảy ra khi nước có chứa nhiều khí CO , chứa ít ion pha2cứng Tc dụng xâm thực của nước là nguyên nhân tạo ra cc dạng hình thiKarst trên mặt và dưới sâu

Qu trình Karst bị chi phối bởi cc nguyên nhân gin tiếp như: tc độngcủa mưa, vận động tân kiến tạo và hoạt động kinh tế công trình của conngười Khu vực nghiên cứu có lượng mưa dao động tương đối lớn, vận độngkiến tạo với xu hướng chung là nâng lên xen thời kỳ bình ổn là điều kiệnthuận lợi cho sự pht triển qu trình Karst xuống sâu và theo bậc

Qu trình Karst còn bị khống chế bởi một số điều kiện địa chất, đặcđiểm địa hình, khí hậu - thủy văn và điều kiện địa chất thủy văn như đã phântích ở trên

5 Các hình thái karst

Hình thi karst mặt: do nước mặt gây ra hoặc phân bố trên mặt đất

-Rãnh, hố sụt

-Phễu, thung lũng karst

-Đồng bằng karst, giếng karst

Phễu Karst

Hố sụt Karst

6 CÁC QUY LUẬT PHÁT TRIỂN KARST

1.Karst pht triển chậm dần theo chiều sâu

2.Karst pht triển chậm dần theo chiều cao

3.Càng gần thung lũng sông, Karst pht triển càng mạnh.4.Karst liên quan chặt chẽ đến thạch học và đứt gãy kiến tạo

- Rút mất nước mặt, mất nước hồ chứa

- Làm biến dạng, sụt lún công trình

- Lún không đều

- Nước chảy vào hố móng, công trình xây dựng

8 BIỆN PHÁP XỬ LÍ.

- Giảm khả năng hòa tan, thấm nước của đ: xây dựng hệ thống thot nước mặt, ngăn cch nước tc dụng với đ bằng cch tạo lớp phủ bằng vật liệu không thấm nước (bitum, sét, bêtông )

Xây dựng hệ thống thot nước mặt đường

- Giảm khả năng hòa tan của nước: trung hòa nước

- Biện php công trình: bơm phụt bêtông lấp đầy hang karst nhỏ, dùng móng cọc cho công trình, đnh sập hang động trước khi xây dựng

ng cọc cho công trình

Ct chảy khi đào móng xây nhà làm đổ nhà bên cạnh - ở Quảng Ninh (VN) (16/11/2009)

2.Nguyên Nhân:

- “Ct chảy” xuất pht từ chỗ hiện tượng này thường xảy ra với cc loại đất ct từ hạt mịn đến hạt trung Khi có nước thấm qua ct và gradient thủy lực đạt tới điều kiện chảy thì hiện tượng ct chảy sẽ xảy ra

- Khi xảy ra ct chảy thì hầu như trong khối ct không còn khả năng chống cắt mà ct biến thành một dịch thể chảy tràn lan

- Khi đào hố móng, p lực thủy động của nước tạo ra do kết quả của việcgiảm p lực nước trong đất là nguyên nhân căn bản dẫn đến hiện tượngct chảy.

- Khái niệm: Ct chảy giả là hiện tượng khi đất đ không có liên kết cấu

trúc Cc hạt sạn và ct không thể hòa vào với nhau và chuyển sang trạng thi ct chảy dưới tc dụng do p lực thủy động của dòng nước

Các điều kiện phát sinh cát chảy giả:

- Đối với đất: đất rời, giữa cc hạt không có lực dính kết hay có nhưng rất nhỏ, bão hoà nước

- Áp lực thuỷ động của dòng nước ngầm truyền vào cc hạt đất khi mở

hố móng, hố đào làm cho hạt đất di chuyển theo hướng gradient thấm

Góc nghỉ tự nhiên của ct khi thot nước = 5 - 70

Nước dễ thot ra khỏi đất, nước đục

Ct vẫn chảy khi Idn < Igh

4.Các dấu hiệu cơ bản của hiện tượng cát chảy:

- Ct chảy có tính xúc biến, chúng hóa lỏng khi bị rung và chấn độn động cơhọc Khi ct bị hong khô, ct chảy trở thành loại đất kh cứng Do đó, nếuxung quanh nơi ở của bạn có dấu hiệu này thì chắc hẳn đất đã xuất hiện tìnhtrạng ct chảy

5 Ảnh hưởng của hiện tượng cát chảy

● Gây nguy hiểm trong thi công xây dựng

● Gây trượt, sụt khi đào

● Làm biến dạng bề mặt công trình liền kề

● Bất lợi khi đặt móng công trình

● Cản trở tiến độ thi công, tăng khối lượng đào

Sập dãy nhà của viện KHXH tại đường NTMK - TP.HCM

Do hố móng sâu 24m của nhà cao tầng Pacific ( 09/10/2008)

6 Xử lý cát chảy

■ Bóc bỏ - đối với tầng đất chảy nằm trên, mỏng

■ Tho khô vùng ct chảy trong thời gian XD: hạ thấp mực nước ngầm bằngcc giếng khoan.

■ Làm tường cừ vây quanh hố móng

■ Gia cố vùng ct chảy (làm đông cứng đất, silicat hóa, điện thẩm, xi măng ho), làm chặt đất

PHẦN 4

HIỆN TƯỢNG XÓI NGẦM

1.Định nghĩa:

- Hiện tượng cc hạt đất đ nhỏ bị lôi cuốn khỏi vị trí ban đầu dưới tc dụng

cơ học của dòng thấm dẫn tới trong đất đ hình thành cc lỗ rỗng, khe rỗng, làm sụt lún mặt đất, gây hư hỏng công trình

2 Nguyên nhân

- Đất đ không đồng nhất ở mức độ nào đó, lúc này cc hạt ct nhỏ hơn cóthể dịch chuyển giữa cc hạt ct to hơn

- Xói ngầm pht sinh khi dòng thấm có tốc độ kh cao hoặc khi p lực thuỷđộng trong đất có gi trị kh lớn

3 Phân loại và dấu hiệu nhận biết

- Tồn tại bốn kiểu hình thành xói ngầm khc nhau: xói dạng ống, xói khuyếch tn, xói ngược và xóitiếp xúc

c) Xói ngược

+ Thu hẹp mặt cắt ngang ở chân đê+ Xuất hiện hiện tượng rò rỉ nước

d) Xói tiếp xúc

+ Xuất hiện hiện tượng sụt lún

4 Biện pháp phòng chống

- Điều tiết dòng thấm: dùng sân phủ ,tường cử màn chắn với mục đíchkéo dài dòng thấm

giảm gradien thấm

- Gia cố đất đ: như đầm chặt đất, phun vừa gắn kết đất đ để giảm độ rồng

- Tạo lớp đất chống xói ngâm: bằng cch đặt cc thiết bị lọc ngược để tạolớp lọc tự nhiên, giảm gradien thâm và không cho hạt đất đ đi qua

Phần 5

HIỆN TƯỢNG TRƯỢT ĐẤT

1 Hiện tượng trượt đất là gì?

- Hiện tượng trượt đất là qu trình dịch chuyển cc khối đất đ trên sườn dốc theo mô ‰t mă ‰t trượt nào đó về phía chân dốc

2 Nguyên nhân:

- Cc nguyên nhân thành tạo trượt có thể là sự kết hợp cc yếu tố tự nhiên

và nhân tạo khc nhau, bao gồm:

+ Địa mạo của sườn dốc (độ cao, độ dốc, hình thi), cấu tạo địa chất sườn dốc (thế nằm và thành phần đất đ)