Cơ Học Đá Phần 2 ppt

Cơ học đá. 39 trong ủú: m s l khi lng phn cng ca ủỏ. Cng nh trng lng riờng, khi lng riờng ca ủỏ ph thuc vo thnh phn khoỏng vt v t l ca cỏc khoỏng vt to ủỏ cú trong ủỏ. Gia khi lng riờng v trng lng riờng cú mt s liờn h: s = g. s (1.8) Nu so sỏnh khi lng riờng ca ủỏ vi khi lng riờng ca nc thỡ s ủc mt ủi lng gi l t khi, thng ký hiu l D: D = n s (1.9) trong ủú: n l khi lng riờng ca nc. T khi l mt ủi lng khụng th nguyờn. xỏc ủnh khi lng riờng ca ủỏ, phi tớnh ủc khi lng v th tớch phn cng trong ủỏ. Mun vy, ngi ta cú th dựng nhiu phng phỏp xỏc ủnh khỏc nhau: - Dựng bỡnh ủo th tớch Bỡnh ủo th tớch l mt bỡnh bng thu tinh c hp v di (ủng kớnh c bỡnh l 10mm, di 180 200mm) dung tớch khong 120 150cm 3 . Trờn c bỡnh cú cỏc vch chia chớnh xỏc ti 0,1cm 3 . Phn di ca bỡnh phỡnh to ra. Chn 2 cc ủỏ ủnh xỏc ủnh khi lng riờng khong 100g, ủem gió trong ci chy ủng ri sng qua rõy cú ủng kớnh l 2mm. Phn bt ủỏ cũn li trờn mt sng li ủem gió v tip tc sng. Ly khong 180g bt ủỏ ủó sng ủem sy nhit ủ 105 110 5 o C ti khi lng khụng ủi. Sau khong 2h, ly ra, ủ ngui ti nhit ủ trong phũng ri ủt trong bỡnh hỳt m. cht lng (nc ct hay du la) ti ngn di vch 0 ca bỡnh ủo. Tu theo tớnh cht ca ủỏ m cht lng cú th l nc ct khi ủỏ khụng b ho tan hay du la, axờtụn khi ủỏ cú cha cỏc mui tan ủc trong nc. Cỏc git cht lng tha hay dớnh trờn c bỡnh phi ủc thm khụ bng giy lc. Cõn ly 30g bt ủỏ ủó sy khụ bng cõn phõn tớch, ri ủ vo bỡnh ủo ti khi no mc cht lng dõng lờn ti vch du 20cm 3 hay mt vch no ủú gn trờn c bỡnh thỡ thụi. Chỳ ý khụng ủ bt ủỏ bỏm vo c bỡnh. Quay nh bỡnh xung quanh trc ca nú ủ bt khớ trong bỡnh ni lờn hay cho vo bỡnh chõn khụng cú ỏp sut bng 20 200mmHg trong 30 ủ ủui ht khớ ra. Cõn phn bt ủỏ cũn li. Khi lng riờng ca ủỏ s ủc xỏc ủnh theo cụng thc: 40. C¬ häc ®¸ V m-m c s =ρ (1.10) trong ñó: m là khối lượng bột ñá ñã sấy khô tới khối lượng không ñổi. m c là khối lượng bột ñá còn lại sau khi thí nghiệm. V là thể tích chất lỏng dâng lên trong bình ño. Khối lượng riêng ñược xác ñịnh bằng trị số trung bình số học giữa hai lần ño. Kết quả thí nghiệm phụ thuộc rất nhiều vào việc ñẩy khí ra khỏi bột ñá. - Dùng picnomet (bình ño tỷ trọng) Phương pháp này hay ñược dùng và kết quả khá chính xác. Theo ΓOCT 7465 – 55 của Liên Xô cũ thì picnomet có thể là một bình thuỷ tinh hình cầu cổ dài có ngấn ñánh dấu thể tích hay là một bình thuỷ tinh hình cầu cổ ngắn, nắp có rãnh mao dẫn, có dung tích 25, 50 hay 100ml. Với loại bình cầu cổ dài thì dung tích danh nghĩa ñạt ñược khi mực chất lỏng trùng với ngấn trên cổ bình, còn với loại bình cầu nắp có rãnh mao dẫn, thì là khi trên ñầu rãnh có thấy chất lỏng. Cách xác ñịnh khối lượng riêng như sau: Việc chọn và chuẩn bị mẫu cũng làm tương tự như phương pháp trên. Rửa sạch bình ño, lau khô và ñem cân trên cân phân tích, ñược khối lượng m o . ðổ ñầy nước cất vào bình ño và ñể cho nước cất có nhiệt ñộ thí nghiệm (18, 20 hay 22 o C…) ñem cân bằng cân phân tích ñược khối lượng m 1 . ðổ hết nước cất ra, lau sạch và khô bình ño rồi ñổ vào bình khoảng 10g bột ñá ñã sấy khô tới khối lượng không ñổi, rồi ñem cân, ñược khối lượng m 2 . ðể ñẩy hết khí ra khỏi bột ñá, người ta ñổ chất lỏng không hoà tan (nước cất, dầu lửa, cồn… tuỳ theo tính chất của từng loại ñá) tới khoảng 1/2 hay 2/3 thể tích bình ño. ðun sôi trên bếp cát (không ñể cho chất lỏng trào ra ngoài) trong khoảng 20 – 30’. Việc ñẩy khí ra khỏi bột ñá cũng có thể thực hiện trong bình chân không. Làm nguội bình ño trong chậu nước, ñem hút chân không và ñổ chất lỏng tới vạch ngấn thật chính xác. Lau khô bình ño rồi ñem cân, ñược khối lượng m 3 . Khối lượng riêng của ñá sẽ ñược xác ñịnh theo công thức: ( ) ( ) ( ) 23o1 clo2 s mmmm . mm −−− ρ − =ρ (1.11) ðặt m 2 – m o = m Cơ học đá. 41 31 cl 23o1 cl s mmm . m mmmm . m + = + = (1.12) trong ủú: cl l khi lng riờng ca cht lng ủem thớ nghim, nú thay ủi theo nhit ủ thớ nghim. Vi nc ct: t = 13 17 o C cl = 0,999 t = 18 23 o C cl = 0,998 t = 24 27 o C cl = 0,997 t = 28 31 o C cl = 0,996 Vi cht lng khỏc, trc khi ủem thớ nghim, phi xỏc ủnh trc tip khi lng riờng ca nú ti nhit ủ thớ nghim v khụng nờn ly theo giỏ tr ca cỏc bng, vỡ s lm kt qu thớ nghim kộm chớnh xỏc. Khi lng riờng ủc xỏc ủnh theo tr s trung bỡnh s hc gia 2 ln ủo, ly ti 2 s l. Sai s cho phộp gia 2 ln ủo l 0,02g/cm 3 . Ngoi hai phng phỏp trờn, ngi ta cũn cú th xỏc ủnh khi lng riờng bng phng phỏp Hờli, phng phỏp cõn thu tnh 1.2.1.2. Trng lng th tớch v khi lng th tớch Trng lng th tớch ca ủỏ l trng lng mt ủn v th tớch ca nú ủ m t nhiờn hay xỏc ủnh no ủú. V tr s, trng lng th tớch ủc tớnh bng t s gia trng lng ca mu ủỏ (bao gm c nc v khớ trong cỏc l rng) v ton b th tớch ca nú (k c cỏc khe nt v l rng). Trng lng th tớch thng ủc ký hiu l , ủn v tớnh thng l kN/m 3 hay MN/m 3 : rs kns VV Q Q Q + + + = (1.13) trong ủú: Q n l trng lng nc cú trong mu ủỏ. Q k l trng lng khớ cú trong mu ủỏ. V r l th tớch l rng v khe nt trong mu ủỏ. Nu b qua trng lng khớ v coi trng lng ton b mu l Q, th tớch ton b mu l V, thỡ cú th vit: V Q V Q Q ns = + = (1.14) Trng lng th tớch ca ủỏ khụng ch ph thuc vo thnh phn khoỏng vt to ủỏ, m cũn vo cu to ca nú. Cỏc l rng, khe nt nh hng rt ln ủn giỏ tr ca trng lng th tớch ca ủỏ, nhng s lng cỏc khe nt, mt ủ nt n li do ủiu kin thnh to ủỏ quyt 42. Cơ học đá ủnh. ỏ cng nhiu l rng, khe nt thỡ trng lng th tớch ca nú cng nh. Vỡ vy ủỏ magma thng cú trng lng th tớch ln hn ủỏ trm tớch (do trong chỳng ớt l rng) v ủỏ vụi ủc thnh to t khoỏng vt calcit, cú trng lng th tớch t 15 25kN/m 3 , trong khi bn thõn calcit cú trng lng th tớch ti 27kN/m 3 . Trong cựng mt loi ủỏ ớt l rng nh ủỏ magma thỡ thnh phn khoỏng vt li ủúng vai trũ quyt ủnh hn: Cng di sõu, t l thch anh cng gim thỡ trng lng th tớch ca ủỏ li cng tng. Trong thc t, ngoi trng lng th tớch ca ủỏ trng thỏi t nhiờn, m ngi ta thng gi tt l trng lng th tớch, ký hiu l , xỏc ủnh bng cỏc cụng thc (1.13), (1.14) nh ủó núi trờn, ngi ta cũn dựng mt s trng lng th tớch khỏc tu theo trng thỏi ca ủỏ: - Trng lng th tớch trng thỏi khụ tuyt ủi (cng ủc gi l trng lng th tớch khụ, trng lng th tớch ct ủỏ) xỏc ủnh sau khi ủó sy khụ mu nhit ủ 105 5 o C ti trng lng khụng ủi. Trng lng th tớch khụ thng ký hiu l c v ủc tớnh theo cụng thc: c = V Q s (1.15) - Trng lng th tớch ca ủỏ trng thỏi no nc (bóo ho nc) cú ủc khi nc lp ủy cỏc l rng v khe nt, thng ký hiu l nn hay bh ủc tớnh theo cụng thc: nn = V 'QQ ns + (1.16) trong ủú: Q n l trng lng nc lp ủy cỏc l rng v khe nt ca mu ủỏ. - Trng lng th tớch trng thỏi ủy ni ủc xỏc ủnh khi mu ủỏ chỡm trong nc, thng ký hiu l ủn v ủc tớnh theo cụng thc: ủn = V . VQ nss (1.17) trong ủú: n l trng lng riờng ca nc. Trong cỏc ch tiờu trờn thỡ trng lng th tớch ca ủỏ thng ủc s dng khi tớnh toỏn trng lng ca ủỏ hay ỏp lc ca ủỏ trong cỏc cụng trỡnh ngm Trong mt chng mc no ủú, trng lng th tớch cng cú th ủc trng cho ủ cht ca ủỏ. Tr s ca trng lng th tớch ca ủỏ cng gn vi tr s ca trng lng riờng thỡ chng t ủ cht ca ủỏ cng ln, ngha l ủ rng ca ủỏ cng nh. Cng nh trng lng riờng, cỏc giỏ tr ca trng lng th tớch thng ủc suy ra t cỏc giỏ tr ca khi lng th tớch ca ủỏ xỏc ủnh trong nhng ủiu kin khỏc nhau. Theo R.A. Daly, N.A. Xhtovich, I.A. Turchaninov v R.V. Medvedev thỡ trng lng th tớch ca mt s loi ủỏ cú th ly theo bng 1.3. Bng 1.3 C¬ häc ®¸. 43 Trọng lượng thể tích, kN/m 3 Tên ñá Khoảng dao ñộng Trung bình Granit Syenit Bazan ðiabas Gabro Pyroxenit Peridotit ðunit Sét kết Cát kết ðá vôi ðá hoa Gneis 25,2 – 28,1 26,0 – 29,5 27,4 – 32,1 27,3 – 31,2 28,5 – 31,2 31,0 – 33,2 31,5 – 32,8 32,0 – 33,1 23,5 – 26,4 25,9 – 27,2 26,8 – 28,4 26,9 – 28,7 26,9 – 28,7 26,6 27,5 29,0 29,5 29,9 32,3 32,3 32,8 24,6 26,5 27,3 27,8 27,8 44. C¬ häc ®¸  Khối lượng thể tích của ñá là khối lượng một ñơn vị thể tích của nó ở ñộ ẩm tự nhiên hay xác ñịnh nào ñó. Về trị số, khối lượng thể tích ñược tính bằng tỷ số giữa khối lượng của mẫu ñá (bao gồm cả nước và khí trong các lỗ rỗng) và toàn bộ thể tích của nó (kể cả các lỗ rỗng và khe nứt). Khối lượng thể tích của ñá thường ñược ký hiệu là ρ, ñơn vị tính là g/cm 3 hay t/m 3 : ρ = V mmm kns + + ; (1.18) trong ñó: m n là khối lượng của nước có trong mẫu ñá. m k là khối lượng khí có trong mẫu ñá. Nếu bỏ qua khối lượng của khí và coi khối lượng toàn bộ mẫu là m thì khối lượng thể tích của mẫu ñá sẽ ñược tính: ρ = V m V mm ns = + (1.19) Khối lượng thể tích này của ñá ñược xác ñịnh ở trạng thái tự nhiên nên lẽ ra phải gọi là khối lượng thể tích tự nhiên của ñá, nhưng thực tế thường gọi tắt là khối lượng thể tích của ñá. Cũng giống như trọng lượng thể tích, khối lượng thể tích của ñá còn ñược xác ñịnh trong các ñiều kiện khác nhau và tương ứng với chúng, sẽ có những tên gọi khác nhau: - Khối lượng thể tích khô: ρ c = V m s (1.20) - Khối lượng thể tích ở trạng thái no nước (bão hoà): ρ nn = V mm ' ns + (1.21) - Khối lượng thể tích ñẩy nổi: ρ ñn = V . Vm nss ρ − (1.22) Trong các công thức trên: m’ là khối lượng nước lấp ñầy các lỗ rỗng và khe nứt của ñá. còn các ký hiệu khác có ý nghĩa tương tự như ñã nêu trong các công thức trước ñó. Giữa các khối lượng thể tích và trọng lượng thể tích ở cùng một trạng thái ñều liên hệ với nhau theo một quan hệ tổng quát: γ = ρ . g (1.23) Vì vậy sau khi xác ñịnh ñược khối lượng thể tích ở một trạng thái nào ñó sẽ dễ dàng tính ñược trọng lượng thể tích của ñá. Cơ học đá. 45 xỏc ủnh khi lng th tớch, cú th dựng nhiu phng phỏp khỏc nhau, nhng núi chung, chỳng ch khỏc nhau v cỏch xỏc ủnh th tớch mu ủỏ. - Phng phỏp cõn ủo trc tip Phng phỏp ny ủc s dng khi tớnh cht ca ủỏ cho phộp cú th ct gt nú thnh nhng mu cú dng hỡnh hc nht ủnh nh hỡnh hp, hỡnh lp phng, hỡnh tr o kớch thc mu ủỏ s tớnh ủc th tớch ca nú. Cõn trc tip mu ủỏ, s tớnh ủc khi lng mu. T ủú s suy ra ủc khi lng th tớch mu ủỏ. Phng phỏp ny ớt ủc s dng rng rói vỡ vic gia cụng mu thnh dng hỡnh hc qui chun rt khú khn v nhiu khi khụng th thc hin ủc. Mt khỏc, ủ chớnh xỏc ca cỏc kớch thc hỡnh hc ca mu cng rt khú bo ủm. Ngi ta ch dựng phng phỏp ny nhng khoỏng sn mui, kớch thc mu ln, s sai lch khi cõn, ủo khụng nh hng lm ủn giỏ tr khi lng th tớch ca ủỏ. - Phng phỏp dựng cỏt v cõn Phng phỏp ny do N.P. Gvozủeva dựng t nm 1948 v rt cú kt qu. Nú cú th xỏc ủnh ủc khi lng th tớch ca ủỏ cú hỡnh dỏng bt k. Cỏch xỏc ủnh nh sau: Ly cỏt thch anh ủem sng qua rõy c 100 l/cm 2 . Nung núng, ủ ngui ri rc vo bỡnh ủng cỏt. Khi mt ct ủó tht phng, ghi giỏ tr th tớch cỏt V 1 . Mu ủỏ cú hỡnh dng bt k, khi lng t 0,2 1kg. em cõn trờn cõn phõn tớch, ủc khi lng m. n mu ủỏ vo trong cỏt sao cho mu chỡm hn trong cỏt. Lc bỡnh ủ mt cỏt tr li bng phng, tng ng s ủc ủc mc th tớch cỏt V 2 . Khi lng th tớch ca ủỏ s ủc xỏc ủnh theo cụng thc: 12 VV m V m == (1.24) Lm vi ln, sau ủú ly tr s trung bỡnh s hc ca chỳng, s ủc giỏ tr trung bỡnh ca khi lng th tớch. Phng phỏp ny khụng ỏp dng ủc vi cỏc ủỏ nt n mnh. - Phng phỏp bỡnh ủo th tớch hay phng phỏp bc parafin. Bỡnh ủo th tớch l mt hỡnh tr bng kim loi cú ủng kớnh trong 150mm, cao 350mm. chiu cao 250mm cú hn mt ng thc th bng ủng, ủng kớnh 8 10mm. Bỡnh ủo cha ủy nc ct v khi mc nc trong bỡnh cao hn l thoỏt thỡ nc s chy ra ngoi theo ng bng ủng. Cỏch xỏc ủnh khi lng th tớch bng phng phỏp ny nh sau: Ly mu ủỏ khong 0,2 1kg ủem cõn bng cõn phõn tớch, ủc khi lng m. 46. Cơ học đá Nu mu ủỏ cht, cỏc khe nt, l rng nh thỡ ủem bóo ho s b mu ủỏ bng nc cú nhit ủ trong phũng hay nc sụi. Nu mu ủỏ cú cỏc khe nt ln thỡ phi ph quanh mu ủỏ mt lp parafin sch, mng ủ 1mm bng cỏch cho mu ủỏ vo parafin núng chy (> 57 60 o C) trong khong 1 2. Ly ra ủ ngui trong khụng khớ, khi trờn mt parafin cú bt khớ thỡ phi ly kim h núng, chc thng l ra v mit phng li. Nu cỏc mu ủỏ cú khe nt rt ln thỡ khụng nờn nhỳng ngay mu ủỏ vo parafin núng chy, ủ trỏnh parafin thm sõu vo khe nt lm sai lch kt qu thớ nghim, trc khi nhỳng parafin, nờn bc cht mu ủỏ bng giy hay tt hn, theo F.A. Petrachkov nờn ph mt lp parafin do, mm. Cõn mu ủỏ ủó ph parafin, ủc khi lng m 1 . Buc mu ủỏ ủó ph parafin hay mu ủỏ ủó bóo ho nc bng si ch mnh v th vo bỡnh ủo th tớch ủó ủy nc. Do ủỏ chim ch, nc s trn ra qua ng bng ủng xung ng ủo th tớch hng di, cho ti khi mc nc trong bỡnh ủo ngang mc l thoỏt. Cõn ng ủo cú cha nc, ri tr ủi khi lng ng ủo, v tr s ủõy chớnh bng th tớch ca mu ủỏ ủó ủc ph parafin l khi lng m 2 . Nu k ủn khi lng th tớch ca cht lng (cú th khụng phi l nc ct), thỡ khi lng th tớch mu ủỏ cú th ủc xỏc ủnh theo cụng thc: ( ) mmm . . . m mmm m 1cl2p pcl p 1 cl 2 = = (1.25) trong ủú: m l khi lng mu ủỏ thớ nghim. m 1 l khi lng mu ủỏ ủc ph parafin. m 2 l khi lng cht lng chy ra t l thoỏt ca bỡnh ủo. cl l khi lng th tớch ca cht lng ủng trong bỡnh ủo. p l khi lng th tớch ca parafin, ly trung bỡnh l 0,9g/cm 3 (dao ủng trong khong 0,87 0,93g/cm 3 ). Vi mu ủỏ khụng phi bc parafin, khi lng th tớch ca nú s ủc tớnh theo cụng thc: 2 m m = (1.26) Khi lng th tớch mu ủỏ s ủc tớnh bng tr s trung bỡnh s hc gia hai ln ủo s sai khỏc gia chỳng khụng ủc quỏ 0,02g/cm 3 . - Phng phỏp cõn thu tnh Phng phỏp cõn thu tnh da trờn c s ủnh lut Archimốde: Mt vt nhỳng trong cht nc s b nc ủy t di lờn trờn vi sc ủy bng trng lng ca th tớch nc b vt chim ch. Cơ học đá. 47 Nh vy, khi tỡm ủc sc ủy ca nc s xỏc ủnh ủc th tớch ca vt khi ủó bit khi lng th tớch ca nc. xỏc ủnh sc ủy ca nc ngi ta dựng cõn thu tnh (hỡnh 1.18). Cõn thu tnh khỏc vi cõn k thut l mt bờn ủa cõn treo rt cao so vi bờn kia. Di ủỏy ca bờn ủa treo cao cú gn múc ủ treo si ch buc ủỏ khi cõn trong nc, ch phi mnh v do. Chiu di ch phi tớnh th no ủ khi treo, mu hon ton ngp trong nc nhng khụng ủc chm vo ủỏy bỡnh. Cỏch cõn cng tin hnh nh khi cõn bng cõn thng. Cỏch xỏc ủnh khi lng th tớch bng cõn thu tnh tin hnh nh sau: Buc mu ủỏ bng si ch mnh, do, sao cho khi mu ngp trong nc, ủỏ s khụng chm vo ủỏy bỡnh. Cõn mu ủỏ cú buc ch trong khụng khớ ủc khi lng m. Gi nguyờn ủa cú cha cỏc qu cõn, th mu ủỏ vo trong bỡnh cha cht lng (nc ct hay du la tu theo tớnh cht ca mu ủỏ). Do cú sc ủy Archimốde, cỏn cõn s lch ủi. lm thng bng cú th bng 2 cỏch: B bt mt ớt qu cõn trong ủa ủi hoc thờm vo bờn ủa treo cao, mt ớt qu cõn khỏc. Khi lng cỏc qu cõn bt ủi hay thờm vo chớnh l sc ủy ca nc, ủc biu din di dng khi lng, ký hiu l m 1 . Chia khi lng cho khi lng th tớch ca cht lng, s ủc th tớch ca mu ủỏ. Khi lng th tớch mu ủỏ s ủc xỏc ủnh theo cụng thc: cl 1 cl 1 . m m m m = = (1.27) trong ủú: m l khi lng mu ủỏ cõn trong khụng khớ. m 1 l khi lng mu ủỏ cõn trong nc. cl l khi lng th tớch cht lng. Khi dựng phng phỏp cõn thu tnh, mu ủỏ cng vn cú th ủc bc parafin. Khi y, cỏch lm v cụng thc tớnh toỏn cng s tng t nh phng phỏp bc parafin nhng mu s s hi khỏc mt ớt. ( ) ( ) mmmm m 1cl21p pcl = (1.28) trong ủú: m l khi lng mu ủỏ trong khụng khớ. m 1 l khi lng mu ủỏ ủc ph parafin trong khụng khớ. m 2 l khi lng mu ủỏ ủc ph parafin cõn trong nc. Hỡnh 1.18 Cõn thu tnh 48. C¬ häc ®¸ Các ký hiệu khác có ý nghĩa tương tự như trong các công thức trên. Ngày nay, ñể xác ñịnh nhanh hơn, người ta có thể dùng cân tự ñộng, trong ñó các giá trị của khối lượng mẫu ñá trong không khí hay trong cân thuỷ tĩnh ñều ñược tự ñộng hiện số hay dùng các tia phóng xạ gamma phát ra từ một nguồn phóng xạ, qua mẫu ñá, tới máy dò bức xạ. Sự phụ thuộc giữa khối lượng thể tích của mẫu ñá với cường ñộ bức xạ qua mẫu, tính phóng xạ của nguồn sẽ thể hiện trên biểu ñồ ñặc trưng, qua ñó sẽ xác ñịnh ñược khối lượng thể tích của mẫu ñá. Khối lượng thể tích của mẫu ñá khi thí nghiệm thường ñược tính bằng g/cm 3 . Do trong tự nhiên, một vật có khối lượng là 1g thì cũng sẽ có trọng lượng là 1G, nên khi nói khối lượng thể tích của vật là 1,7g/cm 3 thì cũng có thể nói ñược ngay là trọng lượng thể tích của nó là 1,7G/cm 3 . Nhưng do ngày nay, người ta không tính lực bằng G hay kG mà tính bằng N và các bội số của nó (theo hệ thống ñơn vị quốc tế SI) và nếu lấy chẵn giá trị của gia tốc rơi tự do bằng 10m/s 2 thì có thể coi 1kG = 10N và 1G/cm 3 = 10kN/m 3 . Như vậy, từ khối lượng thể tích xác ñịnh ñược là 1,7g/cm 3 sẽ suy ra trọng lượng thể tích của nó là 17kN/m 3 (còn nếu cần chính xác, khi lấy g = 9,81m/s 2 thì trọng lượng thể tích trong thí dụ trên sẽ chỉ là 16,68kN/m 3 ). 1.2.1.3. ðộ rỗng và hệ số rỗng  ðộ rỗng Trong bất kỳ loại ñá nào cũng ñều có lỗ rỗng và khe nứt. Các lỗ rỗng này có thể ñược hình thành trong quá trình thành tạo ñá (các lỗ rỗng, khe nứt nguyên sinh) hay ñược hình thành do kết quả của các quá trình biến chất, tái kết tinh khác nhau (các lỗ rỗng, khe nứt thứ sinh). Kích thước của các lỗ rỗng, khe nứt trong ñá thay ñổi rất lớn: từ những khe nứt á mao dẫn có chiều rộng < 0,0002mm ñến các khe nứt rộng hàng cm hay lớn hơn nữa. Các lỗ rỗng, khe nứt trong ñá có thể ở dạng bọt, dạng mạch hay dạng nhánh. Kích thước, dạng và sự liên hệ lẫn nhau giữa các lỗ rỗng, khe nứt trong ñá sẽ quyết ñịnh khoảng trống trong ñá: Các lỗ rỗng có thể ăn thông với nhau tạo thành khoảng trống suốt từ mặt ñá vào tận bên trong hay cũng có thể là những lỗ rỗng riêng biệt, không liên hệ với nhau. Trong các lỗ rỗng và khe nứt có thể chứa các chất khí (như không khí hay một chất khí nào ñó) hay các chất lỏng (như nước, dầu lửa…). ðộ rỗng của ñá là thể tích tương ñối của tất cả các lỗ rỗng, khe nứt chứa trong nó. Về trị số, nó bằng tỷ số giữa thể tích của tất cả các lỗ rỗng và khe nứt có trong ñá và thể tích chính mẫu ñá ñó. Tuỳ theo dạng của lỗ rỗng, người ta chia ra: ðộ rỗng hở là thể tích tương ñối của tất cả các lỗ rỗng hở (nghĩa là các lỗ rỗng ăn thông với nhau và thông với khí quyển). ðộ rỗng kín là thể tích tương ñối của tất cả các lỗ rỗng kín (các lỗ rỗng không ăn thông với nhau). [...]... s ủ c rỳt g n thnh: (1. 82) = 2( x m xy ) (m2 + 2 )-1 xỏc ủ nh cỏc c c tr c a ng su t, l y ủ o hm c a bi u th c trờn theo , r i cho b ng 0, s ủ c: (1.83) 2 xy (m2 + 2 ) 2( mx xy )2 = 0 K t h p 2 phng trỡnh (1.83) v (1. 82) s ủ c: trong ủú: = xy (1.84) Thay giỏ tr c a v a tớnh ủ c vo phng trỡnh (1. 82) Gi i phng trỡnh b c 2 ny theo 1/ , s tỡm ủ c: 1 1 (1.85) = x 2 + 2 x xy m xy [ ] Thay giỏ... ph n: 2 k = x 2 + 2 x xy hay (1.88) 2 = 4k (k x ) xy (1.89) Cơ học đá.65 Mu n bi u di n ủi u ki n b n Griffith theo cỏc ng su t chớnh thỡ l i thay cỏc ng su t thnh ph n trong cụng th c (1.86) b ng cỏc cụng th c ủó nờu trờn (cụng th c 1.60 v 1.61) s ủ c m t bi u th c tớnh m theo cỏc giỏ tr c a 1 , 3 v gúc : [ ] 1 1 1 2 2 2 2 2 m = [(1 + 3 ) + (1 3 ) cos 2] 1 + 3 1 3 cos 2 2 2 ( ) (1.90) ... lo i ủỏ v k t qu ủ c th hi n trờn hỡnh 1 .20 lg,kG/cm2 2 lg kg / cm 1 2 3 3 4 7 6 9 5 8 12 - 0,5 0 11 0.5 1 10 1.5 lgL, cm Hỡnh 1 .20 S ph thu c c a ủ b n cỏc lo i ủỏ vo kớch th c m u 1 ỏ gneis ch a biotit (n= 0, 12) ; 2 ỏ vụi (n = 0, 12) ; 3 ỏ gneis (n = 0,34) ; 4 ỏ n t n (n = 0 ,27 ) ; 5 ỏ n t n (n = 0, 52) ; 6 Cỏt k t phõn l p (n = 3); 7 Sột ủ b n trung bỡnh (n=0 ,25 ) 8 ỏ gneis (n = 0,56) ; 9 Sột khụ giũn... nh theo cụng th c: F = trong ủú: e2 r2 (1.44) e l tr s ủi n tớch b ng 4,8.10-8 CGSE (tớnh trong h CGS) hay b ng 1,6 10-9C (trong h SI) r l kho ng cỏch gi a cỏc ion õm v dng g n nhau nh t trong m ng tinh th NaCl v b ng 2, 8.10-8cm Trong di n tớch 1cm2 c a m t m ng tinh th , s c p ion s l: N= 1 r2 (1.45) Vỡ v y ủ b n lý thuy t c a m ng tinh th s l: 1 e2 e2 P = NF = 2 x 2 = 4 r r r (1.46) Thay cỏc giỏ tr... 0, s ủ c: cos 2 = 1 3 2( 1 + 3 ) (1.91) Bi u th c ny ch cú ngha khi 1 + 33 0 Thay giỏ tr c a cos2 vo cụng th c (1.90) v l y d u õm c a ph n sau c a cụng th c (do l y giỏ tr ng su t nh nh t) thỡ s ủ c: m = - (1 3 ) 2 4(1 + 3 ) (1. 92) T ủi u ki n phỏt sinh khe n t (cụng th c 1.87) v coi ng su t kộo cú giỏ tr õm, nờn: m = 2 k (1.93) K t h p 2 cụng th c (1. 92) v (1.93) s ủ c: (1 3 ) 2 = 8 k , v i ủi... t p trung ng su t ủ u mỳt ellip nờn cú th b qua ng su t sinh ra t i m t ủi m mộp khe n t hỡnh ellip cú th tớnh theo cỏc ng su t trờn b ng cụng th c c a Inglis: = { x [ m (m + 2) cos2 sin2] xy [2( 1+m2) sin cos]}(m2cos2 + sin2)1 (1.81) l ng su t cú h ng ti p tuy n v i khe n t ellip t i m t ủi m trờn ellip m l t s gi a bỏn tr c bộ v bỏn tr c l n c a ellip l gúc h p gi a ủo n th ng n i ủi m ủang xột... tr c Bi u th c toỏn h c c a thuy t b n ny cú th bi u di n: (1 - 2) 2 + (1 - 3 )2 + (2 - 3 )2 = 2 [ ]2 (1.63) Thuy t ny ủ c dựng khỏ r ng rói, nh t l v i cỏc v t li u giũn - Thuy t b n Mohr Nm 1900, xu t phỏt t quan ni m ủ b n c a v t li u t i m t ủi m ủ c xỏc ủ nh b ng tr s ng su t l n nh t v nh nh t t i ủi m ủú, O Mohr ủó dựng bi u ủ 60 .Cơ học đá hỡnh h c cú d ng ủ ng trũn, ủ c g i l vũng trũn Mohr,... a m u (h/d) t i tr s c a ủ b n nộn m t tr c Trờn hỡnh 1 .23 th hi n s ph thu c gi a ủ b n tng ủ i c a cỏc m u ủỏ cú t s (h/d) khỏc nhau M u cú t s (h/d) = 2 ủ c coi l 1 ủn v ủ b n 1 ỏ hoa 2 Argilit 3 G ch xõy d ng 4 ỏ ph n 5 Aleurolit 6 Cỏt k t 1 3 5 4 1.5 2 6 6 1 0 1 2 h/d Trong kho ng t s Hỡnh 1 .23 S ph thu c c a ủ b n nộn 1 tr c (h/d) = 1,5 2, khi t s vo t s h/d cng tng thỡ ủ b n nộn cng gi m m... khi t s (h/d) 2 R t nhi u tỏc gi nh R.K Dhir v nh ng ng i khỏc (19 72) , B.T Brady (1971), D.W Hobbs (1964) ủ u ủó cú nh ng k t qu thớ nghi m v k t lu n l khi t s (h/d) 2 thỡ cỏc k t qu thu ủ c khi xỏc ủ nh ủ b n nộn ủỏng tin c y v n ủ nh hn H ủó ủ ngh nờn l y t s (h/d) x p x b ng 2 khi xỏc ủ nh ủ b n nộn 1 tr c c a ủỏ 74 .Cơ học đá m t s n c nh M , Phỏp, n ủó qui ủ nh t s (h/d) = 2 2, 5 khi thớ nghi... liờn k t c a nú, sau ny th ng ký hi u l c trong ủú: Cơ học đá.59 à l h s ma sỏt trong, ủ c tớnh theo gúc ma sỏt trong qua cụng th c: à = tg (1.59) v cụng th c (1.58) s ủ c vi t d i d ng: = tg + c (1.58) Cỏc ủ i l ng v cú th tớnh theo cỏc giỏ tr c a ng su t chớnh 1 v 3 , theo cỏc cụng th c: 3 = 1 sin 2 (1.60) 2 + 3 1 3 = 1 cos 2 (1.61) 2 2 trong ủú: l gúc gi a h ng c a 1 v h ng tr c x Thay . Gneis 25 ,2 – 28 ,1 26 ,0 – 29 ,5 27 ,4 – 32, 1 27 ,3 – 31 ,2 28 ,5 – 31 ,2 31,0 – 33 ,2 31,5 – 32, 8 32, 0 – 33,1 23 ,5 – 26 ,4 25 ,9 – 27 ,2 26 ,8 – 28 ,4 26 ,9 – 28 ,7 26 ,9 – 28 ,7 26 ,6 27 ,5 29 ,0 29 ,5. – 27 ,2 26 ,8 – 28 ,4 26 ,9 – 28 ,7 26 ,9 – 28 ,7 26 ,6 27 ,5 29 ,0 29 ,5 29 ,9 32, 3 32, 3 32, 8 24 ,6 26 ,5 27 ,3 27 ,8 27 ,8 44. C¬ häc ®¸  Khối lượng thể tích của ñá là khối lượng một. tinh th NaCl v bng 2, 8.10 -8 cm. Trong din tớch 1cm 2 ca mt mng tinh th, s cp ion s l: 2 r 1 N = (1.45) Vỡ vy ủ bn lý thuyt ca mng tinh th s l: P = NF = 4 2 2 2 2 r e r e x r 1 =