Bai 7 - Các hiện tượng địa chất công trình potx

Khái niệm- Là hiện tượng đất mềm rời bảo hoà nước chảy vào công trình đào cắt qua nó như một dịch thể dẻo nhớt. - Trong thành phần của đất cát chảy có nhiều chất hữu cơ, hạt keo và hạt

Các hiện tượng

địa chất công trình

Ths Hà Quốc Đông

05/2006

Nội dung

 1 Hiện tượng cát chảy

 2 Hiện tượng xói ngầm

 3 Hiện tượng kastơ

 4 Hiện tượng trượt đất

I Hiện tượng cát chảy

1 Khái niệm

- Là hiện tượng đất mềm rời bảo hoà nước chảy vào công trình đào cắt qua

nó như một dịch thể dẻo nhớt.

 - Trong thành phần của đất cát chảy có

nhiều chất hữu cơ, hạt keo và hạt phân tán nhỏ.

2 Nguyên nhân

do áp lực thuỷ tĩnh và thuỷ động của dòng nước

 - Ví dụ về khả năng đẩy nổi của nước

Áp lực thuỷ tĩnh

 Chính là khối lượng thể tích phần đất chìm dưới nước.

 γ’ : khối lượng phần đất bị đẩy nổi, hay dung trọng đẩy nổi:

 Đất sẽ bị mất trọng lượng khi chìm trong nước

Áp lực thuỷ động

áp lực thuỷ tĩnh, còn có áp lực thuỷ động tác dụng lên các hạt đất.

thấp, nên bỏ qua vế sau của phương trình

 Dâng cột nước trong ống đo áp (h),

nước có chiều hướng đi lên, xuất hiện

 Nếu áp lực thuỷ động Dtđ đạt đến giá trị z.γ’ thì σ’ = 0, đất mất trọng

lượng và bắt đầu chảy, tương ứng với gradien thuỷ lực tới hạn

 Gradien thuỷ lực càng lớn thì cát chảy càng mạnh.

 Hạ cột nước trong ống đo áp (h),

nước đi xuống, đất ở trạng thái chặt hơn.

 Dtđ = γ ’.(H + z – h)/z

 Ứng suất có hiệu tăng lên một giá trị

là Dtđ

 σ ’ = z γ ’ + Dtđ

4 Phân loại - dấu hiệu nhận biết

Cát chảy giả:

 Rất dễ thoát nước

 Nước thoát ra là trong

 Ngừng bơm nước thì cát không

chảy vào công trình

 Nốt chân in trên cát bị xoá

 Nước thoát ra, đụn cát có dạng

hình nón.

II Hiện tượng xói ngầm

 1 Khái niệm

 2 Điều kiện phát sinh và phát triển

 3 Đánh giá khả năng xĩi ngầm theo cơng thức kinh nghiệm

 4 Ngăn ngừa và xử lý

1 Khái niệm

thấm nước dưới đất cuốn trôi các hạt đất hoặc bào xói, rữa lũa các chất lấp nhét ở khe nứt, hốc kastơ, làm giảm độ chặt

tăng tính thấm của đất đá

2 Điều kiện phát sinh – phát triển

Đất đá không đồng nhất, có hệ số không đồng nhất Ku (Cu) = D60/d10

>=20, các hạt nhỏ hơn bị moi chuyển đi và dịch chuyển giữa các hạt lớn hơn

 Có gradien thuỷ lực đủ lớn I>5 hay áp lực thuỷ

3 Đánh giá khả năng xói ngầm

 Theo CT kinh nghiệm:

 Theo CT kinh nghiệm:

4 Ngăn ngừa và xử lý

- Ngăn nước mặt không thấm xuống nơi có xảy ra xói ngầm, thiết lập hệ thống thoát nước ngầm để giảm gradien thuỷ lực

- Làm hệ thống lọc ngược nơi xuất lộ mạch nước có xói ngầm

- Làm cọc ván hoặc màn chống thấm, tường chống thấm trong thân đập,

đê nhằm kéo dài đường thấm, giảm gradien thuỷ lực

- Bơm vữa ximăng, thạch anh lỏng, nhằm tăng liên kết, lấp khoảng trống giữa các hạt đất đá.

III Kastơ

1. Khái niệm

2. Các loại hình kastơ

3. Điều kiện thành tạo

4. Giải pháp xây dựng vùng kastơ

1 Khái niệm

Là hiện tượng do nước mặt, nước

dưới đất hoà tan và cuốn trôi đất đá dễ hoà tan (đá vôi, dolômit, thạch cao, muối mỏ,…) tạo thành các khe rãnh, hang hốc trong tầng đá và dạng địa hình đặc trưng trên mặt đất

2 Các loại hình kastơ

Kastơ mặt:

hình nhỏ, là những luống và ngọn kế tiếp nhau, tạo nên bề mặt lộ trần của đá, hoà tan có chọn lọc

 Phễu : địa hình tiêu biểu, gặp

ở những nơi lộ trần đá đang bị kastơ hoá, những nơi có lớp phủ mỏng, kích thước rất khác nhau phân bố thành từng

nhóm hoặc đứng riêng lẽ.

Gờ rãnh

Kastơ

2 Các loại hình kastơ(tt)

 Kastơ ngầm:

 Động kastơ, sông ngầm (các động kastơ nối liền, thông thương nhau)

 Vùng trũng và thung lũng kastơ là thành quả cuối cùng của kastơ ngầm

3 Điều kiện thành tạo

4 Giải pháp xây dựng vùng kastơ

 San gạt tạo mặt bằng khu vực, làm rảnh thoát

IV Trượt đất

Nội Dung

1. Khái niệm

2. Hình dạng

3. Dấu hiệu

4. Nguyên nhân phát sinh

5. Điều kiện cân bằng

6. Biện pháp ngăn trượt

1 Khái niệm

 Khối trượt là khối đất đá đã hoặc đang trườn về phía dưới sườn dốc, mái dốc (sườn nhân tạo) do ảnh hưởng của trọng lực, áp lực thuỷ động, lực địa chấn và một số yếu tố khác

 Sự hình thành một khối trượt là kết quả của quá trình địa chất, được biểu hiện ở sự dịch chuyển ngang những khối đất đá khi đã mất ổn định, tức là mất cân bằng.

2 Hình dạng(tt)

 Trượt có thể có một hoặc nhiều mặt trượt và do sự tồn tại nhiều mặt trượt đó mà cấu trúc - kiến trúc khối trượt càng phức

tạp.

3 Dấu hiệu (tt)

 Thường phát sinh trượt vào đầu

mùa mưa, sau những cơn mưa lớn.

 Cây trên khu vực có chiều hướng

nghiêng theo mái dốc

 Thường ở khu vực bờ sông, khả

năng trượt cũng rất cao cho chênh lệch về địa hình, tác dụng của áp lực thuỷ động dòng nước

3 Dấu hiệu (tt)

4 Nguyên nhân phát sinh

 1 Tăng cao độ dốc của sườn, của mái dốc khi cắt xén, khai đào hoặc xói lở, khi

thi công mái quá dốc

 2 Làm giảm độ bền của đất đá do biến đổi trạng thái vật lý khi ẩm ướt, trương

nở, giảm độ chặt, phong hoá, phá hủy kết cấu tự nhiên,….

 3 Tác dụng của áp lực thủy tĩnh và thủy động lên đất đá

 4 Biến đổi trạng thái ứng suất của đất đá ở trong đới hình thành sườn dốc và thi công mái dốc

 5 Tác động bên ngoài: chất tải trên sườn dốc, mái dốc (sườn nhân tạo) kể cả những khu kế cận của đỉnh dốc, dao động địa chấn và vi địa chấn,…

4 Nguyên nhân phát sinh (tt)

Dtđ

P- áp lực thuỷ tĩnh Dtd-là áp lực thuỷ động

5 Điều kiện cân bằng

 T = N.tgϕ + C.L

 N- Thành phần giữ khối trượt, N = P.sinα

 Τ- thành phần gây trượt, T = P cosα

6 Biện pháp ngăn trượt

 Điều tiết dòng chảy mặt tạm

thời, san bằng bề mặt trượt

và xung quanh khối trượt

 Tháo khô đất đá bị sũng

nước bằng cách chặn đón

và hạ thấp mực nước ngầm

bằng các giếng khoan.

6 Biện pháp ngăn trượt (tt)

 Phân bố lại các khối đất đá bằng

cách hạ thấp chiều cao mái dốc

thành dạng bậc thang hoặc đắp

đất ở chân dốc làm bệ phản áp

 Bảo vệ chân dốc khỏi bị xói lỡ,

bào mòn

6 Biện pháp ngăn trượt (tt)

 Xây tường chắn, neo giữ đất bằng cọc

 Cải tạo đất đá, làm tăng sự liên kết, giảm tính thấm của đất đá bằng cách phụt vữa xi măng, thuỷ tinh lỏng

6 Biện pháp ngăn trượt (tt)

 Không nổ mìn, quy định tốc độ tàu xe ở vùng có xảy ra trượt

 Trồng cây để tăng khả năng thoát nước trong đất

Hết Chúc các bạn thành công