Thành phần hạt pha rắn của đất và ảnh hưởng của nó tới tính chất của đất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐỊA CHẤT  TIỂU LUẬN Địa chất cơng trình Chủ đề: Thành phần hạt pha rắn đất ảnh hưởng tới tính chất đất Sinh viên : Lê Thùy Linh HÀ NỘI - 2016 Lời nói đầu Đất loại vật thể rời, không phân tán, không liên tục loại vật liệu khác Thành phần chủ yếu đất hạt đất Các hạt đất có kích thước hình dáng khác nên xếp với tồn khe rỗng, khe rỗng tự nhiên thường có nước khơng khí Nước khơng khí khe rỗng có ảnh hưởng đáng kể đến tính chất đất nghiên cứu đất phải sét tới phần này, đất vật thể ba pha: Pha cứng hạt đất, Pha lỏng nước khe rỗng, pha khí khí khe rỗng Trong tiểu luận trình bày thành phần hạt pha rắn đất – pha quan trọng khung cốt đất Ảnh hưởng thành phần pha rắn tới tính chất đất I Thành phần hạt pha rắn đất Pha rắn xương khối đất, giúp ta hiểu phát sinh phát triển tính chất kĩ thuật khối đất, dự đốn biến đổi tính chất ngoại cảnh thay đổi, đề biện pháp thích hợp để cải tạo đất phù hợp với yêu cầu sử dụng Pha rắn đất gồm nhiều thành phần có tỷ lệ thay đổi khác như: - Tinh thể sét khoáng phi sét (non-clay minerals) - Các loại đất sét phi tinh thể (vô định hình-noncrystalline) - Vật chất hữu cơ, loại muối kết tủa Những khoáng chất thường tạo từ nguyên tử nguyên tố phổ biến ôxy, silic, hydro, nhôm, chúng tạo thành nhiều dạng tinh thể khác - Các hạt rắn phân loại theo kích thước đất sét, đất bùn, cát, sỏi, sỏi cuội, đá cuội Thành phần khoáng Có thể giống khác đá gốc q trình thành tạo, gồm thành phần chính: Nguyên sinh, thứ sinh, vơ - Ngun sinh: Các thành phần khống sunfat, thạch anh, mica thường d >0,005 mm - Thứ sinh gồm thành phần khơng hòa tan ( khống vật sét) khống vật hòa tan ( canxi, dolomit, thạch cao ) thường có d < 0,005mm Thành phần hạt rắn kích thước hạt Hạt đất thành phần chủ yếu đất Khi chịu lực tác dụng bên ngồi lên mặt đất hạt đất chịu lực, người ta gọi tập hợp hạt đất khung cốt đất Các hạt đất có hình dạng kích thước khác tuỳ thuộc vào tác động q trình phong hố trình di chuyển, lắng đọng Để phân loại gọi tên hạt đất, người ta dùng khái niệm đường kính trung bình hạt, đường kính vòng tròn bao quanh tiết diện lớn hạt đất Bảng 1: Tên hạt đất gọi theo đường kính trung bình Tên hạt đất Kích thước hạt (mm) Đá tảng Hạt cuội Hạt sỏi Hạt cát Hạt bụi Hạt sét >200 200 -> 10 10 -> 2 -> 0,1 0,1 -> 0,005 2 0,05 -> 0,005 -> 0,05 < 0,005 ( 0,002) Đặc tính Khơng có tính dính ( đất rời) Có tính dính Bảng 3: Nhóm hạt – bao gồm hạt có kích thước gần Tên nhóm Đá lăn, đá tảng d (mm) 800 – 200 Dăm, cuội 200 – 20 Sỏi, sạn Hạt cát: - Thô (to) - Vừa (trung) 20 – 0,5 – 0,25 – 0,5 Tính chất Hệ số thấm lớn nên không giữ nước, không dính Dễ thấm, khơng dính, khơng chịu ảnh hưởng Hạt - Nhỏ (mịn) bụi: To Nhỏ Hạt mịn: - Sét - Keo 0,05 – 0,25 0,05 – 0,01 0,01 – 0,005 0,005 – 0,002 < 0,002 nước Có tính dính, chịu ảnh hưởng nước, hệ số thấm nhỏ Hệ số thấm nhỏ, dính, chịu ảnh hưởng nước Biểu diễn cỡ hạt mẫu đất đất xây dựng Các phương pháp phân tích: - Phương pháp dùng rây: Phương pháp thường áp dụng với hạt thô (lớn) Người ta dùng hệ thống rây có đường kính lỗ to nhỏ khác nhau, để tiện cho việc sử dụng, người ta dùng loại rây có đường kính lỗ trùng với giới hạn đường kính nhóm hạt phân chia - Phương pháp thủy lực: Phương pháp dựa sở định luật Stoke, tốc độ hạt hình cầu lắng chìm mơi trường lỏng hàm số đường kính trọng lượng riêng đất ( thường dùng phương pháp tỉ trọng kế) Phương pháp dùng để xác định thành phần hạt đất hạt bụi đất hạt sét Hàm lượng hạt tỉ số khối lượng hạt so với tổng khối lượng đất thí nghiệm Đường cong cấp phối: từ hàm lượng hạt ta tính hàm lượng tích lũy, vẽ đường cong cấp phối với trục hồnh kích thước hạt, trục tung % tích lũy Từ điểm đường cong ta xác định % đường kính tương ứng - Độ dốc: Càng dốc cỡ hạt đồng hơn, thoải phức tạp thành phần cỡ hạt không - Các tham số đặc trưng - đường kính cỡ hạt mà ≤ 10% ( đường kính có hiệu) - , tương tự - Hệ số đồng = /, hệ số lớn đất cấu tạo hạt có kích thước khơng nhau, ngược lại nhỏ đất hạt Trong thực tế, hệ số áp dụng cho loại đất rời, lớn gọi cát không xem có cấp phối tốt, lúc lỗ rỗng hạt lớn hạt nhỏ xen kẽ lấp kín, làm cho độ chặt đất tăng lên tính thấm giảm đi, đồng thời đất có tính lún nhỏ khả chống cắt lớn chịu tác dụng tải trọng II Ảnh hưởng thành phần hạt đến tính chất đất Ảnh hưởng cấp hạt - Cấp hạt cát: + Do kích thước to nên tế khổng ( phần rỗng hạt) hạt thường to Nước khơng khí dễ dàng di chuyển loại đất cát, có nghĩa đất nước tốt + Tuy nhiên, diện tích bề mặt riêng đơn vị thể tích cát thấp nên cát có khả giữ nước thấp, thường khơng dính, dẻo bị ướt, dễ bị hạn - Cấp hạt mịn sét (hạt thịt): + Do có kích thước nhỏ nên tế khổng hạt mịn sét ( hạt thịt) nhỏ nhiều so với cát + Có tính dính, dẻo ướt pha lẫn hạt sét lẫn - Cấp hạt mịn keo: + Có diện tích bề mặt riêng rấ tlớn, nên có khả hấp thu nước dinh dưỡng cao + Có tính dính ướt Ảnh hưởng tổng diện tích bề mặt hạt đến tính chất khác dất - Khi kích thước hạt giảm, diện tích bề mặt riêng tính chất khác tăng lớn - Các hạt sét có diện tích bề mặt lớn gấp 10000 lần so với cấp hạt cát - Sa cấu đất ảnh hưởng nhiều đến tính chất khác đất - Nước giữ đất chủ yếu màng mỏng bề mặt hạt đất Nên diện tích bề mặt lớn, khả giữ nước tăng - Các khí hóa chất có lực hấp phụ giữ bề mặt hạt khống sét Diện tích bề mặt cao , khả giữ chất hấp phụ cao - Sự phong hóa xảy bề mặt khống giải phóng ngun tố hóa học vào dung dịch đất Diện tích bề mặt lớn, tốc độ giải phóng chất dinh dưỡng từ phong hóa cao Ảnh hưởng thành phần khoáng vật pha rắn tới tỷ trọng đất Tỷ trọng đất định chủ yếu loại khoáng nguyên sinh, thứ sinh hàm lượng chất hữu đất Nhìn chung tỷ lệ chất hữu đất thướng không lớn nên tỷ trọng đất phụ thuộc chủ yếu vào thành phần khoáng vật đất Bảng 4: Tỷ trọng số khống vật có đất Khống vật Thạch anh tinh khiết Tỷ trọng 2,65 Canxit Canxit tinh khiết Fenspat K - Na Dolomit Gypxit Mica Khoáng sét Boxit Olivin, pyroxen, amphibol Hematit Quặng chì 2,6 – 2,8 2,72 2,6 – 2,8 2,8 – 2,9 2,32 2,8 – 3,1 2,6 – 2,9 2,9 2,9 – 3,5 5,3 7,6 Bảng 5: Các loại đất có thành phần giới khác có tỷ trọng khác Loại đất Đất cát Đất cát pha Đất thịt Đất sét Tỷ trọng 2,65 ± 0,01 2,7 ± 0,017 2,7 ± 0,02 2,74 ± 0,027 ... phần hạt pha rắn đất – pha quan trọng khung cốt đất Ảnh hưởng thành phần pha rắn tới tính chất đất I Thành phần hạt pha rắn đất Pha rắn xương khối đất, giúp ta hiểu phát sinh phát triển tính chất. .. có ảnh hưởng đáng kể đến tính chất đất nghiên cứu đất phải sét tới phần này, đất vật thể ba pha: Pha cứng hạt đất, Pha lỏng nước khe rỗng, pha khí khí khe rỗng Trong tiểu luận trình bày thành phần. .. 0,005mm Thành phần hạt rắn kích thước hạt Hạt đất thành phần chủ yếu đất Khi chịu lực tác dụng bên lên mặt đất hạt đất chịu lực, người ta gọi tập hợp hạt đất khung cốt đất Các hạt đất có hình dạng