Địa chất công trình Chương 1: Các loại đá

Chương ĐẤT ĐÁ 11 ĐẤT ĐÁ Bài 3: Nguồn gốc vật chất Bài 4: Khoáng vật Bài 5: Các loại đá Bài 6: Đất Bài 7: Tính chất đất đá thường dùng xây dựng công trình Bài 8: Phân loại đất đá 2 Dải ngân hà ( Milky way) 3 Hệ mặt trời ( Solar system) 4 5 Cấu tạo trái đất 6 KHOÁNG VẬT Là đơn chất hợp chất tự nhiên hình thành trình hóa lý khác nhau, cấu tạo nên đất đá vỏ Trái Đất Các đơn chất gọi nguyên tố tự sinh: Au, Ag, Cu, S, C, Các khoáng vật tạo đá (quyết định tính chất xây dựng đá) khoáng vật rắn Một số đặc tính khoáng vật • Trạng thái vật lý • Hình dạng tinh thể • Màu Vết vạch • Độ suốt Ánh • Tính dễ tách (cát khai) • Vết vỡ • Độ cứng • Tỷ trọng Tại phải nghiên cứu khoáng vật? Khoáng vật thành phần cấu tạo nên đất đá, tính chất khoáng vật định tính chất xây dựng đất đá Nhận biết khoáng vật tạo đá giúp ta nhận biết loại đá, nguồn gốc điều kiện hình thành đá, xem xét khả sử dụng đất đá xây dựng công trình 9 Khoáng vật • Một số đặc tính khoáng vật (Dấu hiệu nhận biết khoáng vật) • Một số khoáng vật tạo đá 10 Tính chất đá Các loại độ bền đá * Độ bền kéo (σk, MPa): đặc trưng cho khả chống kéo đá Tùy theo cách thức thí nghiệm mà công thức độ bền kéo khác  Phương pháp kéo trực tiếp : mẫu gia công thành hình dạng khác kẹp đầu vào phận kéo đồ gá đặc biệt Dưới tác dụng lực kéo, mẫu bị phá huỷ Pmax σk = Fp Trong đó: Pmax lực kéo lớn làm phá huỷ mẫu Fp diện tích tiết diện ngang mẫu xảy phá huỷ 251 Tính chất đá Các loại độ bền đá * Độ bền kéo (σk, MPa): đặc trưng cho khả chống kéo đá Tùy theo cách thức thí nghiệm mà công thức độ bền kéo khác  Phương pháp kéo gián tiếp : Mẫu không bị kéo mà bị làm phá hoại theo cách khác nhau, từ tính độ bền kéo Chú ý đá vật liệu cấu tạo từ hạt gắn kết nên chịu nén tốt chịu kéo Trị số độ bền kéo đá khoảng vài chục MPa độ bền nén có đạt tới vài trăm, chí 400MPa 252 Tính chất đá Các loại độ bền đá * Độ bền cắt (τ): tiêu đặc trưng cho khả chống lại đá với ngoại lực làm dịch chuyển phần so với phần khác Về trị số, độ bền cắt xác định tỷ số lực tiếp tuyến (lực cắt) T diện tích mẫu đá ban đầu F0 T τ= F0 * Phương pháp cắt trực tiếp: Dựa vào lực cắt làm phá hủy mẫu theo hay mặt phẳng diện tích mặt cắt phương pháp khác mà người ta tính độ bền cắt Phương pháp sử dụng * Phương pháp cắt có nén : Mẫu đá đặt khuôn thép có góc vát khác (đối với đá cứng góc vát α = 45 60o, đá yếu α = 30o) Dưới tác dụng lực nén, khuôn thép dịch chuyển ngang mẫu 253 bị phá huỷ theo mặt vát khuôn Tính chất đá * Độ bền cắt (τ): τ= Trong đó: T P sin α = = p sin α F F T - thành phần lực cắt tính theo P (tải trọng phá huỷ mẫu) F - tiết diện mẫu bị phá huỷ, d.h p - áp lực đơn vị diện tích mặt mẫu Mu * Độ bền uốn:σ u = Wu Trong đó: Mu – Mômen uốn lớn ứng với tải trọng phá huỷ mẫu 254 Wu – Mômen chống uốn tiết diện Khối đá đặc điểm khác biệt so với mẫu đá Khối đá phần cấu trúc vỏ Trái Đấ t nằm nguyên chỗ chịu tác độ ng công trình xây dựng • Không đồ ng • Không liên tục / Gián đoạn • Không đẳ ng hướ ng / Dị hướ ng • Bị phong hóa • Chịu ảnh hưở ng nướ c ngầm • Trạng thái ứng suất 255 Tính chất khối đá • • • • Mức độ phong hóa Tính chất nứt nẻ Độ bền biến dạng khối đá Một số tiêu tính chất công nghệ 256 Tính chất khối đá • Mức độ phong hóa Hệ số phong hoá kph kph = ®¸ kh«ng bÞ phong ho¸ kph = - 0,9 ®¸ phong ho¸ nhÑ kph = 0,9 - 0,8 ®¸ phong ho¸ võa kph 200 Rất 60-200 Ít 20-60 Vừa 6-20 Mạnh [...]... 3,45 34 Phân loại khoáng vật  Mô tả khoáng vật một cách có hệ thống;  Làm rõ mối quan hệ giữa các khoáng vật trong đá  Đánh giá sơ bộ tính chất của khoáng vật và tính chất xây dựng của đất đá 35 Các cách phân loại khoáng vật  Theo nguồn gốc hình thành  Khoáng vật nguyên sinh  Khoáng vật thứ sinh  Theo điều kiện hình thành  Khoáng vật nội sinh  Khoáng vật ngoại sinh  Theo vai trò tạo đá  Khoáng... Dạng kết tinh Các nguyên tử sắp xếp theo quy luật tạo thành mạng tinh thể có hình dạng nhất định.Khoáng vật tồn tại ở dạng các tinh thể, một hoặc nhiều hình dạng với các kích thước khác nhau tùy thuộc thành phần hóa học và điều kiện kết tinh 12 Dạng vô định hình Các nguyên tử sắp xếp không theo quy luật không tạo ra mạng tinh thể Khoáng vật tồn tại một khối giống thủy tinh và có tính chất đẳng hướng... Khoáng vật cấu tạo nên đấ t đá của vỏ Trái Đấ t có tỷ trọng gần với tỷ trọng đấ t đá Chia 3 nhóm: khoáng vật nhẹ 4,0 Khoáng vật chứa Fe, Pb, Ba, Vàng, Bạc tự sinh có tỷ trọng lớn không phải là các khoáng vật tạo đá thường gặp 33 Tỷ trọng của một số khoáng vật tạo đá Khoáng vật Tỷ trọng Khoáng vật Tỷ trọng Thạch anh 2,65 ÷ 2,66 Plagioclas 2,60... đẳng hướng 13 Hình dạng tinh thể • Loại phát triển 1 phương: dạng trụ, lăng trụ, cột, que, sợi, kim, • Loại phát triển 2 phương: dạng tấm, phiến, vảy, lá, • Loại phát triển 3 phương (isometric): dạng khối, hạt, 14 Tinh thể khoáng vật Halit Mica Th¹ch anh 15 15 Màu và Vết vạch Màu khoáng vật:  của tập hợp nhiều tinh thể;  tùy thuộc thành phần hóa học (một màu) và tạp chất (nhiều màu); khoáng vật chứa... được đo bằng daN/mm2 trong các thiết bị chuyên dùng;  Độ cứng tương đối dùng các khoáng vật vạch lên nhau hoặc móng tay, mảnh kính, dao thép, để nhận biết khoáng vật 31 Thang độ cứng tương đối (theo Mohs) • Talc • Thạch cao (gypsum) • Calcit • Fluorit • Apatit • • • • • Orthoclas Thạch anh (quartz) Topaz Corindon Kim cương (diamond) 32 Tỷ trọng Khoáng vật cấu tạo nên đấ t đá của vỏ Trái Đấ t có tỷ... vật nội sinh  Khoáng vật ngoại sinh  Theo vai trò tạo đá  Khoáng vật chính  Khoáng vật phụ  Khoáng vật hiếm 36 Một số khoáng vật tạo đá chính • Lớp Silicat • Lớp Oxyt và Hydroxyt • Lớp Carbonat • Lớp Sulfat • Lớp Sulfur • Lớp Phosphat • Lớp Halogenur • Lớp các nguyên tố tự sinh 37 Lớp Silicat • Nhóm Alumosilicat (Felspat) • Nhóm Orthosilicat • Nhóm Metasilicat: 1 2 Phụ nhóm Pyroxen Phụ nhóm Amphibol... Pyrit Calcit Ánh kim Ánh thuỷ tinh 23 Độ trong suốt Trong suốt Thạch anh Nửa trong suốt Calcit Không trong suốt Graphit 25 25 Tính dễ tách (cát khai) Là khả năng của khoáng vật có thể bị tách ra theo các mặt phẳng là mặt tinh thể khi chịu tác dụng lực;  Tùy thuộc thành phần hóa học và hình dạng tinh thể;  4 nhóm khoáng vật: dễ tách rất hoàn toàn, dễ tách hoàn toàn, dễ tách trung bình, không dễ tách ...ĐẤT ĐÁ Bài 3: Nguồn gốc vật chất Bài 4: Khoáng vật Bài 5: Các loại đá Bài 6: Đất Bài 7: Tính chất đất đá thường dùng xây dựng công trình Bài 8: Phân loại đất đá 2 Dải ngân hà (... đất đá, tính chất khoáng vật định tính chất xây dựng đất đá Nhận biết khoáng vật tạo đá giúp ta nhận biết loại đá, nguồn gốc điều kiện hình thành đá, xem xét khả sử dụng đất đá xây dựng công trình. .. 3,45 34 Phân loại khoáng vật  Mô tả khoáng vật cách có hệ thống;  Làm rõ mối quan hệ khoáng vật đá  Đánh giá sơ tính chất khoáng vật tính chất xây dựng đất đá 35 Các cách phân loại khoáng vật