BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐỀ THI HỌC PHẦN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH HỆ: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY ĐỀ THI SỐ Câu 1:(3điểm) Tính lưu lượng đơn vị dòng ngầm phương trình hạ thấp mực nước? - Lưu lượng đơn vị dòng ngầm xác định theo công thức sau: q k (h12 h22 ) 2L (m2/ngày đêm) (0.25đ) với h1 = 24,5 – (-1,5) = 26m ; h2 = 20,5 – (-1,5) = 22m (0.25đ) ; k = 19m/ngày đêm ; L = 60m �q 19.(262 222 ) 30.4 2.60 (m2/ngày đêm) (0.25đ) - xét mặt cắt X ta có chiều dày mực nước h x Vì dòng thấm ổn định khơng ta có q=const nên ta có (0.25đ): q12 q1 X hx h12 k (h12 h22 ) k (h12 hx2 ) � 2L 2X (0.25đ) h12 h22 26 222 X 262 X L 60 (0.25đ) Cách giếng khoan (1) 30m đào hố móng tới cao trình 20m Hỏi nước có chảy vào hố móng khơng? Tại sao? Tính vận tốc nước chảy vào kiểm tra tượng cát chảy? - Cao độ đáy hố móng: Hm = 20m - Cao độ mực nước vị trí cách giếng khoan (1) khoảng x = 30m: � hx 262 (262 222 ) 30 24, 083(m) 60 (0.25đ) Cao trình mực nước vị trí đào hố móng Hx = hx + Z =24,083+(-1,5)=22,58m Ta có Hx = 22,58m> Hm = 20m nước chảy vào hố móng (0.25) Với idn H H1 H m 24,5 20 0,15 L X 30 (0.25đ) - Kiểm tra tượng cát chảy: ittdn = 0,15 2, igh ( 1).(1 n) 1, 011 e 1.681 (0.25đ) Ta có igh = 1,011 > itt = 0,15 khơng xảy tượng cát chảy (0.25đ) Câu 3: Trình bày nguồn gốc hình thành cách phân loại đá magma? Vì lại có hình thành khe nứt đá magma? điểm Ý trả lời Điểm Nội dung Nguồn gốc hình thành: thành tạo đơng cứng dòng dung nham (magma) nóng chảy phun lên từ lòng đất Phân loại đá magma theo nguồn gốc hình thành: - Đá xâm nhập thành tạo điều kiện nhiệt độ áp suất cao, đơng 0,5 0,5 cứng từ từ nên khống vật kết tinh, tạo nên đá kết tinh hồn tồn, dạng khối, chặt sít - Đá phun trào thành tạo điều kiện nhiệt độ, áp suất thấp nên không thuận lợi cho việc kết tinh khoáng vật, đá thường dạng vơ định hình, có nhiều lỗ rỗng hình cầu Khe nứt đá magma: Được hình thành co rút thể tích dòng dung nham q trình đơng đặc Câu 2: Mục đích cơng tác khoan khảo sát địa chất cơng trình? Trình bày giai đoạn cơng tác khoan khảo sát địa chất? Phân biệt mẫu nguyên trạng mẫu không nguyên trạng? 0,5 0,5 Điểm Ý trả lời Mục đích khoan: 1/ Xác định địa tầng; 2/ Lấy mẫu đất nguyên dạng không nguyên dạng; 3/ Tạo chỗ thí nghiệm trường; 1,0 4/ Phát nước đất 5/ Phát karst, mặt trượt, đứt gãy,… Các giai đoạn khoan khảo sát: - Lắp đặt giá khoan - Khoan tạo lỗ khoan thực cách ấn xoay loại dụng cụ phá đá choong khoan, lưỡi,… ổn định thành lỗ khoan nhằm chống tượng sập lở hay trương lở thành lỗ khoan, dùng dung dịch vữa sét bentonit dùng ống vách thép - Lấy mẫu đất dùng ống mẫu, mẫu đá lấy từ lõi khoan.Việc lấy mẫu 1,0 thực liên tục suốt chiều dài lỗ khoan, sau khoảng cách định (cứ 1-2m lấy mẫu lần) - Mẫu đất đá gắn nhãn mẫu Nhãn mẫu ghi nội dung sau: tên cơng trình dự kiến xây dựng (khu đất xây dựng); tên cơng trình thăm dò (lỗ khoan, hố đào); chiều sâu lấy mẫu; tên đất đá đặc điểm màu sắc, trạng thái; quy cách mẫu; ngày lấy mẫu; người lấy mẫu;… - Kết khoan tổng hợp vào hình trụ hố khoan Phân biệt mẫu nguyên trạng mẫu không nguyên trạng: - - Mẫu nguyên trạng mẫu mà kết cấu độ ẩm chúng bảo tồn đến mức biểu thị xác trạng thái trường, từ xác định tính chất đất tính nén lún, sức chống cắt… Mẫu không nguyên trạng kết cấu đất không giữ nguyên dùng để xác định tiêu thành phần hạt, độ ẩm, trọng lượng riêng… 1,0 Câu 4: Khái niệm tượng động đất? Nêu nguyên nhân gây động đất? Các giải điểm pháp xây dựng cơng trình vùng có động đất? Khái niệm: Động đất tượng chấn động vỏ Trái Đất, biểu dao động đàn hồi chất điểm đất đá, làm cho mặt đất bị biến dạng, cơng trình xây dựng mặt đất bị sụp đổ 0,5 Nguyên nhân gây động đất: - Do chuyển động kiến tạo - Do hoạt động núi lửa - Do sụt vòm - Do người nổ mìn khai thác đá 0,5 Các giải pháp xây dựng cơng trình vùng động đất: - Chọn vị trí xây dựng: Khơng xây dựng cơng trình đới đứt gãy, đỉnh nếp lồi, đáy nếp lõm Chọn địa hình phẳng, mực nước ngầm nằm sâu,… - Chọn kết cấu xây dựng: đối xứng có trọng tâm thấp - Chọn vật liệu: Bền, nhẹ, dẻo dai - Tính đến lực động đất q trình thiết kế cơng trình - Dùng biện pháp đặc biệt để giảm chấn 1,0 ĐỀ THI SỐ Câu 1: (3điểm); Xác định cao độ mực nước A biết: - Chiều dày mực nước A xác định theo công thức sau: yA H với R Qi ln i � 2.k m i 1 Xi (m).(0,25đ) H = 26m ; k = 12m/ngày đêm; m =20m y A 26 150 3.1000.ln 23,81m 2.12.3,14.20 50 (0,5đ) Cao trình mực nước A HA = 23,81+00= 23,81m (0,25đ) Tại A đặt móng có cao độ +22,5m Kiểm tra độ an toàn đáy móng? - Khi khơng bơm hút nước: Chiều dày đất đáy móng lại tính đến mái tầng chứa nước có áp h= 22,5-20 = 2,5m Pđ = h*γđ = 2,5*18=45kN/m2 (0,25đ) Áp lực nước Pn = γn*(H-m) = 9,81*(26-20)= 58,86kN/m2 (0,25đ) Ta có Pđ < Pn đáy móng bị bục (0,25đ) - Khi tiến hành bơm hút với lưu lượng áp lực nước giảm xuống áp lực nước P n = γn* (YA – m)=9,81*(23,81-20)= 37,38kN/m2 (0,25đ) Ta có Pđ = 45kN/m2 > Pn = 37,38 kN/m2 (0,25đ)đáy móng an tồn 3 Xác định cao trình đặt móng mà đáy móng an tồn? Khi ko bơm hút nước Để hố móng an tồn Pđ = Pn γd *h1 = γn *(H-m) (0,25đ) 18 *h1 = 9,81*(26-20)h1 = 3,27m – Chiều dày đất đáy mòng lại tính đến mái tầng chứa nước có áp (0,25đ) cao độ đáy móng đào an toàn Hm = 20+3,27 = 23,27m (0,25đ) Câu 2: Trình bày nguồn gốc hình thành phân loại đá trầm tích? Nêu yếu tố nằm đá trầm tích? Kể tên số loại đá trầm tích thường gặp xây dựng? điểm Ý trả lời Điể m Nội dung Nguồn gốc: Tất loại đá lộ mặt đất chịu tác động q trình phong hóa Kết đá bị phá hủy Một phận hòa tan tạo thành dung dịch, phận khác tạo thành mảnh vụn có kích thước khác Các vật liệu gió nước mang tích tụ tạo thành đá trầm tích Q trình tạo đá trầm tích gồm giai đoạn: giai đoạn tạo vật liệu trầm tích: giai đoạn trầm tích mềm rời:giai đoạn hóa đá trầm tích Phân loại đá trầm tích: - Đá trầm tích học hình thành nén chặt gắn kết vật liệu vụn rời - Đá trầm tích hóa học hình thành kết tủa dung dịch hóa học - Đá trầm tích hữu hình thành xác động thực vật Nêu yếu tố nằm đá trầm tích - Đường phương giao tuyến mặt tầng đá với mặt phẳng nằm ngang, phương kéo dài tầng đá - Góc phương vị đường phương góc hợp hướng đường phương hướng Bắc kim nam châm - Đường hướng dốc (đường dốc) nửa đường thẳng nằm mặt tầng đá, vuông góc với đường phương, có chiều quay phía dốc xuống tầng đá - Góc dốc (): góc hợp đường hướng dốc hình chiếu mặt phẳng ngang - Góc phương vị hướng dốc (β): góc hợp hình chiếu đường hướng dốc mặt phẳng ngang hướng Bắc kim nam châm Kể tên số loại đá trầm tích thường gặp xây dựng? cát kết thạch anh; Đá vơi; Thạch cao; halit Câu Trình bày đặc trưng tượng động đất? Kể tên thang phân cấp động đất nguyên lý chúng? 1,5 1,0 0,5 Điể m Ý trả lời Trình bày đặc trưng động đất? 1,5 *Tâm động đất - Nội chấn tâm (tâm trong) điểm nằm lòng đất, nơi phát sinh động đất Tâm nằm độ sâu manti - Ngoại chấn tâm (tâm ngoài) điểm nằm mặt đất gần tâm nhất, có sóng động đất đến sớm nhất, hình chiếu theo phương thẳng đứng chấn tiêu lên mặt đất * Sóng động đất (sóng địa chấn) Dao động đàn hồi lan truyền từ chấn tiêu tất hướng dạng sóng dọc, sóng ngang có phương trình dao đơng là: y = Asin 2πt T - Sóng dọc truyền từ chấn tiêu, gây co giãn đất đá dọc theo phương truyền sóng, biên độ nhỏ, chu kỳ ngắn - Sóng ngang truyền từ chấn tiêu, gây trượt biến dạng đất đá theo phương vng góc với phương truyền sóng, biên độ lớn, chu kỳ lớn, tốc độ chậm, - Sóng bề mặt (giống sóng biển) truyền từ chấn tâm, tốc độ truyền sóng mặt nhỏ lại gây cho cơng trình tác động phá hoại khơng nhỏ, phá huỷ cơng trình mặt đất *Gia tốc động đất Gia tốc địa chấn đạo hàm bậc hai quỹ đạo biểu diễn cơng thức: a= d2 y 4π2 2πt =Asin 2 dt T T m /s2 Trong đó: A, T: biên độ chu kỳ dao động sóng dọc * Năng lượng động đất Động đất hoạt động để giải phóng lượng Trái Đất Năng lượng giải phóng trận động đất lớn tính theo cơng thức sau: �A � E=π ρv � � �T � Nguyên lý thang phân cấp động đất: - Thang độ MCS : Phân 12 cấp theo gia tốc động đất - Thang độ MSK-64 : Phân 12 cấp theo mức độ phá hủy động đất 0,5 - Thang độ Richter : Phân cấp động đất theo lượng động đất Câu 4: Mặt cắt địa chất cơng trình thành lập sở nào? Ý nghĩ mặt cắt địa chất cơng trình? Lấy ví vụ mặt cắt địa chất cơng trình? Ý trả Điể m lời Cơ sở thành lập mặt cắt địa chất cơng trình: - Từ số liệu khoan khảo (đào) sát, nhật ký hố khoan (đào), mẫu đất lấy từ hố khoan (đào), - Có hình trụ hố khoan (đào) - Có khoảng cách hố khoan (đào), chiều dày lớp đất, cao độ đỉnh cao độ đáy lớp đất, số hiệu mẫu, số SPT lần thí nghiệm… Ý nghĩa mặt cắt ĐCCT: - 0,5 Trên mặt cắt địa chất cơng trình phản ánh tượng địa chất, tính chất lý đất đá, thành phần đất đá, điều kiện nằm nước đất…và thể thay đổi thành phân tính chất lớp đất đá theo hướng phạm vi khảo sát - Biểu diễn ranh giới lớp đất đá có thành phần tính chất khác nhau, chiều sâu xuất ổn định nước ngầm lỗ khoan, đặc trưng vật lý lớp đất vực - Dựa vào mặt cắt địa chất lựa chọn vị trí đặt móng cơng trình 0,5 Vẽ ví dụ (Vẽ hình khỏc ỳng cho im ti a) mặ t cắ t đ ị a c h ất c ô n g t r ì nh c ô ng t r ì nh: h n g mụ c : đ ị a điểm x â y dựn g : 14.0 12.0 13.350 0.00 12.150 1.20 4.550 8.80 13.810 0.00 12.310 1.50 5.410 8.40 2.810 11.00 -5.690 19.50 -26.690 40.50 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 1.650 11.70 -4.650 18.00 0.0 1,0 -2.0 -4.0 -6.0 -26.0 -28.0 -30.0 -30.150 43.50 KC2 43.5 (m) KC céng dån (m) 40.5 20.00 0 ChiỊu s© u (m) 0 KC1 Cao đ ộ miệng hố (m) Khoảng cá ch lẻ 3 -32.0 Hố khoan ĐỀ THI SỐ Câu (3đ): Xác định lưu lượng hút nước từ giếng khoan lập phương trình phễu hạ thấp mực nước? - Lưu lượng hút nước từ giếng : Q k H h2 R ln r (0,25đ) Trong H = 21-(-1)=22m; h = 11-(-1)=12m; S = 21-11 =10m (0,25đ) Bán kính ảnh hưởng giếng hút R 2.S Hk 2*10* 22.18 397,99m (0,25đ) Q 18. 222 122 2283,14 397,99 ln 88.103 m3/ngđ (0,25đ) - Phương Trình phễu hạ thấp mực nước: dòng thấm ổn định Q = cosnt ta có k Q = Qx H h2 H h2 k x R X ln ln r r (0,25đ) H h2 X 222 122 X Hx h ln 12 ln R 397,99 r 88.103 ln ln 3 r 88.10 (0,25đ) Cách giếng khoan đoạn 35m, đào hố móng đến cao trình +7m, nước có chảy vào hố móng khơng? Nếu có, kiểm tra có xảy cát chảy không? Chiều cao mực nước mặt cắt đào hố móng: 222 122 35 H x 122 ln 397,99 88.103 ln 88.10 3 =19,64m (0.25đ) - Khoảng cách từ đáy cách nước đến đáy móng Hm = +7- (-1) = 8m (0,25đ) Ta có Hx = 19,64m > Hm = 8m nước chảy vào hố móng (0,25đ) - Kiểm tra khả xảy cát chảy vào hố móng: H H1 H m 22 itt 0, 0386 L RX 397,99 35 Ta có (0,25đ) - igh 1 2, 0,913 e 0,862 (0,25đ) Ta có igh =0,913 > itt =0,0386 khơng xảy tượng cát chảy (0,25đ) Câu 2: Trình bày khái niệm phân loại địa hình, địa mạo? Phân tích ảnh hưởng địa hình, địa mạo đến xây dựng cơng trình? Ý trả lời Nội dung Điểm Khái niệm: - điểm Địa hình hình dáng mặt đất Địa hình kết trình địa chất nội sinh ngoại sinh, địa hình ln biến đổi theo thời gian đạt trạng thái cân động 0,5 Địa mạo học khoa học nghiên cứu địa hình có xét đến nguồn gốc địa hình xu phát triển địa hình Phân loại địa hình theo độ cao: 1,25 - Địa hình âm vùng lõm xuống so với mặt phẳng ngang, bao bọc xung quanh vùng nâng cao địa hình âm gồm có: Lòng chảo, thung lũng, mương xói, khe hẻm,… - Địa hình dương có dạng lồi lên so với mặt phẳng nằm ngang, bao bọc xung quanh vùng hạ thấp, gồm có: Núi, rặng núi, cao nguyên, sơn nguyên, đồi, dải đồi, * Theo nguồn gốc địa hình: - Địa hình kiến tạo: hình thành vận động kiến tạo vỏ Trái Đất, tạo nên địa hình mặt đất dãy núi, đồng bằng, đáy biển - Địa hình xâm thực: liên quan đến hoạt động phá hoại dòng chảy (nước mưa, nước sơng, nước ngầm) làm biến đổi mãnh liệt hình thái địa hình theo thời gian - Địa hình tích tụ: kết lắng đọng sản phẩm trình phong hóa tạo nên thềm sơng, bãi bồi, cồn cát Ảnh hưởng địa hình đến xây dựng cơng trình : - Phân tích ảnh hưởng địa hình cơng trình cầu : (ví dụ) Khi chọn xây dựng cầu qua vị trí lòng sơng rộng vận tốc nước chảy thấp, dễ thi cơng, nhiên chiều dài nhịp tăng, tốn vật liệu xây dựng Khi chọn xây dựng cầu qua vị trí lòng sơng hẹp chiều dài kết cấu nhịp ngắn, tốn vật liệu xây dựng, nhiên nước chảy xiết gây khó khăn cho thi cơng xây dựng - Phân tích ảnh hưởng địa hình việc lựa chọn tuyến: (vẽ hình phân tích) - Phân tích ảnh hưởng địa hình cơng trình đường : (vẽ hình phân tích) Câu 3: Khái niệm tượng phong hóa đất đá? Trình bày kiểu phong hóa đất đá? 1,25 Điểm Ý trả lời Khái niệm: Phong hóa tượng địa chất tự nhiên gây phá hủy đất đá, làm đất đá nứt nẻ, tăng tính thấm, giảm độ bền làm thay đổi thành phần hóa học đá, tác nhân: nhiệt độ, nước, không khí, hoạt động giới sinh vật 0,5 Phân tích kiểu phong hóa 1,5 a Phong hóa vật lý: Là tượng phá huỷ đất đá cách học, đất đá bị vỡ vụn khơng bị biến đổi thành phần khống vật Phong hố vật lý hai tác nhân chủ yếu nhiệt độ nước - Nhiệt độ : Khi nhiệt độ tăng, thể tích khối đá tăng, nhiệt độ giảm thể tích khối đá giảm, tăng giảm nhiệt độ làm thay đổi thể tích đá, làm đá giảm độ bền nứt nẻ - Nước : Nước chảy vào khe nứt làm mở rộng đào sâu khe nứt, tẩm ướt khô đi, đá hút nước nhả nước,… làm đá giảm độ bền tách thành hạt nhỏ b Phong hóa hóa học : Là tượng phá hủy đất đá phản ứng hóa học : Oxi hóa, thủy phân, thủy hóa, hòa tan Làm thay đổi thành phần hóa học đá c Phong hóa sinh vật : Là tượng phá hủy đất đá hoạt động giới sinh vật : trùng đào bới tìm kiếm thức ăn, rễ tiết chất gây phá hủy đất đá Câu 4: Trình bày ưu, nhược điểm phương pháp khoan khảo sát địa chất công trình? Hãy kể tên số thí nghiệm trường tiến hành hố khoan? Kết phương pháp khoan dùng để làm gì? Điểm Ý trả lời Ưu nhược điểm: - Ưu điểm khoan thăm dò áp dụng cho tất loại đất đá, khoan nơi có nước mặt, nước ngầm chiều sâu không hạn chế - Nhược điểm khoan thăm dò nặng nhọc, tốn (khi khoan đá nhanh hỏng lưỡi khoan), không cho phép quan sát trực tiếp đất đá, kết phân định địa tầng phụ thuộc vào kinh nghiệm người theo dõi khoan lấy mẫu, mẫu nguyên dạng kích thước nhỏ bị xáo trộn nhiều mẫu đào Một số thí nghiệm tiến hành hố khoan: - Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn - Thí nghiệm cắt cánh - Thí nghiệm nén ngang PMT 0,5 Kết khoan: Lấy mẫu nguyên trạng, mẫu không nguyên trạng Chiều sâu lớp đất, kết trạng thái kết thí nghiệm trường tổng hợp vào hình trụ hố khoan - Mẫu nguyên trạng: Dùng để thí nghiệm phòng để xác định trọng lượng thể tích, sức chống cắt, tính nén lún, - Mẫu không nguyên trạng: dùng để xác định tiêu thành phần hạt, độ ẩm, trọng lượng riêng, - Hình trụ hố khoan: Để vẽ mặt cắt ĐCCT ĐỀ THI SỐ (làm lại tập) Câu (3đ): Xác định cao độ mực nước A biết: - Chiều dày nước A xác định theo công thức sau: Q R y A H � i ln i xi i 1 k với 0,5 H = 19,8 - 0,8 =19m; k = 14m/ngđ Với (m) (0,25đ) 1,0 X X X X 15m 0,5* 182 242 (0, 25d ) y A 192 110 150 (2.1000.ln 2.1200 ln ) 12, 03m 14. 15 15 (0,25đ) Cao trình mực nước A HA = YA +Z = 12,03+0,8 = 12,83m (0,25đ) Tại A đặt hầm vị trí có cao độ +8m Hỏi nước có chảy vào cơng trình khơng? - Tại A đặt hầm vị trí có cao độ H h = m < HA = 12,83 (m) → Nước chảy vào cơng trình (0,5đ) Xác định lưu lượng Q giếng để hạ thấp mực nước A thêm 0,8m (cho Q giếng nhau) ? - Theo đề bài, hạ thấp mực nước xuống 1,5(m) � y A 12, 03 1,5 10,53(m) (0,25đ) Mặt khác: Q = const lưu lượng Q giếng để hạ thấp mực nước A thêm 3,5m k H y A2 �Q Q R y A H � ln i xi i 1 k �Q 2.ln 110 150 2.ln 15 15 Ri �ln x i 1 3,14*14* 19 10,53 1279,999 i (0,25đ) (m3/ngày đêm) (0,5đ) Vậy cần phải tăng lưu lượng giếng là: Q1 =Q2 = Q4 =Q5 = Q – 1000= 1279,99-1000= 279,99m3/ngđ (0,25đ) Q3 =Q6 = Q4 =Q5 = Q – 1200= 1279,99-1200= 79,99m3/ngđ (0,25đ) Câu 2: Trình bày nguồn gốc hình thành phân loại đá biến chất? Tính xây dựng đá biến chất? Hãy kể tên loại đá biến chất thường dùng xây dựng? Ý trả lời Nội dung Nguồn gốc phân loại đá trầm biến chất: Đá biến chất thành tạo biến đổi sâu sắc đá magma, đá trầm tích tác dụng nhiệt độ cao, áp suất lớn chất có hoạt tính hóa học Dựa vào nhân tố tác động chủ yếu, người ta chia: - Biến chất tiếp xúc xảy khu vực tiếp giáp khối magma nóng chảy đá vây quanh Nhiệt độ cao làm thay đổi thành phần tính chất đất đá, xa khối magma mức độ biến chất giảm - Biến chất động lực xảy tác động áp lực cao trọng lượng lớp đất đá nằm áp lực sinh hoạt động tạo sơn trình kiến tạo kèm theo tăng cao nhiệt độ làm thay đổi thành phần, kiến trúc, cấu tạo đá - Biến chất khu vực xảy sâu tác dụng đồng thời nhiệt độ cao, áp suất lớn 10 điểm Điểm 1,25 xuyên đất đặc trưng lực kháng đơn vị mũi xuyên, ký hiệu q c, giá trị qc lớn chứng tỏ độ bền đất đá cao - Sử dụng đầu xun khơng có vỏ bọc đo ma sát, người ta ấn cần xuyên đầu xuyên xuống vị trí cần thí nghiệm Sau ấn cần cho mũi xuyên xuyên vào đất khoảng 4cm để xác định q c, ấn tiếp cần đầu xuyên xuống khoảng itt =0,0075 không xảy tượng cát chảy (0,25đ) Câu 2: Tường cừ sân phủ dùng để hạn chế tượng địa chất nào? Trình bày khái niệm, phân tích điều kiện phát sinh tượng đó? Từ giải thích dùng tường cừ sân phủ lại hạn chế tượng đó? Ý trả lời 3 điểm Nội dung Điểm Tường cừ sân phủ dùng để hạn chế tượng xói ngầm 0,5 Khái niệm: - Hiện tượng hạt đất bị lơi khỏi vị trí ban đầu tác dụng nước thấm tạo khe hổng đất đá 0,5 - Xói ngầm xảy đường, thân đê, đập, bờ kênh mương, hố móng, bờ sơng, bờ hồ chứa nước, bờ biển,… Điều kiện phát sinh: 1,0 - Đất đá : Đất có hạt kích thước khác nhau, có độ rỗng lớn để hạt nhỏ chui qua lỗ rỗng hạt lớn - Điều kiện cần thiết để có xói ngầm đất đường kính hạt lớn 19 - nhỏ chênh lệch 20 lần (D/d 20) Hệ số thấm hai lớp đất cạnh đường thấm nước chênh lần - Nước thấm: Năng lượng dòng thấm phải đủ lớn để tách vỡ học mối liên kết hạt, đẩy lôi kéo hạt đất theo I tt I xn 11 n 0,5n Vẽ hình giải thích: - Hình : Nếu khơng có sân phủ tường cừ Viết cơng thức tính gradien thủy lực I1 - Hình : Khi có sân phủ tường cừ Viết cơng thức tính gradien thủy lực I2 - Từ so sánh I2 I1 : Khi sử dụng tường cừ sân phủ làm tăng chiều dài đường thấm, làm giảm gradien thủy lực, từ xử lý tượng xói ngầm 1,0 Câu 3: Phân biệt mẫu đá khối đá? Độ bền nén trục mẫu đá khối đá tiêu có giá trị lớn hơn? Tại sao? Điểm Ý trả lời Mẫu đá: phần đá lấy gia cơng từ tảng đá Khi thí nghiệm liên kết với vật chất xung quanh trạng thái ban đầu Nên tính chất khơng đặc trưng cho khối đá Mẫu đá tích khối lượng nhỏ nhiều so với khối đá Khối đá tảng đá giữ nguyên trạng thái ban đầu liên kết với khối đá vây quanh Khối đá tích to nhiều so với mẫu đá Độ bền nén trục khối đá thường nhỏ độ bền nén trục mẫu đá 0,5 0,5 0,5 Giải thích: Vì khối đá thường nứt nẻ bị phong hóa, thí nghiệm phụ thuộc vào hướng tác dụng lực Còn mẫu đá gia cơng loại 0,5 bỏ lớp phong hóa khơng bị nứt nẻ Câu 4: Mục đích phương pháp đào thăm dò thăm dò địa chất cơng trình? Kể tên cơng trình đào thăm dò ý nghĩa chúng? So sánh mẫu nguyên trạng lấy từ Điểm phương pháp đào mẫu nguyên trạng lấy từ phương pháp khoan? Ý trả lời Mục đích đào thăm dò 1/ Mô tả trực tiếp đất đá 2/ Lấy mẫu đất nguyên dạng không nguyên dạng 3/ Tạo chỗ thí nghiệm trường Các cơng trình đào thăm dò: - Hầm đào: dùng sườn dốc lớn, đào sâu vào khối đất đá để nghiên cứu lớp vỏ phong hoá - Hào đào:nhằm phát đới phá huỷ kiến tạo, xác định hướng phát 20 0,5 1,0 triển lớp đất đá Giếng đào: để nghiên cứu thay đổi lớp đất đá theo chiều sâu - Hố đào: qua thấy ranh giới lớp đất đá So sánh mẫu nguyên trạng phương pháp đào khoan - Mẫu đất nguyên trạng lấy phương pháp đào kích thước to so với phương pháp khoan - Mẫu đất nguyên trạng lấy phương pháp đào không bị xáo động mẫu đất lấy theo phương pháp khoan - Với mẫu đá muốn lấy mẫu dùng phương pháp khoan mà không dùng phương pháp đào 0,5 ĐỀ THI SỐ Câu 1: (3đ) Xác định cao độ mực nước A biết: - Chiều dày mực nước A xác định theo công thức sau: Q R y A H � i ln i xi i 1 k với (m).(0,25đ) H = 17m ; k = 15m/ngày đêm Q1 = 850 m3/ngày đêm Q2 = 1200 m3/ngày đêm Q3 = 1300 m3/ngày đêm � y A 17 R1 = 120 m R2 = 140 m R3 = 150 m x1 = 40 m x2 = 30 m x3 = 20 m 120 140 150 � � x� 850 x ln 1200 x ln 1300 x ln � 13, 20( m) 3,14*15 � 40 30 20 � (0.5đ) Cao độ mục nước A HA = YA + Z =13,20+0,8=14,00m (0,25đ) Tại A đặt hầm vị trí có cao độ 10m Hỏi nước có chảy vào cơng trình khơng? - Tại A đặt hầm vị trí có cao độ H h = 10m < HA = 14,0(m) → Nước chảy vào công trình - (0,75đ) - Nếu có lưu lượng hút giếng để nước không chảy vào hố móng? Cho lưu lượng giếng Để nước khơng chảy vào hố móng Hm > HA (0,25đ) YA +Z Pn = 81,03kN/m2 đáy móng an tồn (0,25đ) Xác định Qmax hút từ giếng? - Lưu lượng max h=0 (0,25đ) H 16 Qmax 2.k m 2* 2, * 24* *7 6253, 22 R 161 ln ln r 0,11 m3/ngđ (0,25đ) Câu 3: Khái niệm tượng Kasrt? Phân tích điều kiện phát sinh tượng Kasrt? Kể tên số tỉnh Việt Nam có tượng Kasrt? Ý trả lời Karst tượng nước mặt, nước ngầm hoà tan đất đá tạo nên khe rãnh hang động đá 25 Điểm 0,5 Các điều kiện phát sinh: - Đá có khống vật dễ hòa tan - Đá nứt nẻ nhiều - Nước có tính xâm thực - Nước ln vận động Phân tích Kể tên số tỉnh Việt Nam có tượng Kasrt: Hòa Bình, Bình Định, Đà nẵng,… Câu 3: Tính nứt nẻ khối đá gì? Cách đánh giá tính nứt nẻ khối đá? 0,5 Điểm Ý trả lời Tính nứt nẻ khối đá tính liên tục đá, nhiều nguyên nhân khác Cách đánh giá tính nứt nẻ khối đá: Dựa vào yếu tố sau: - Mật độ khe nứt số lượng trung bình khe nứt đơn vị chiều dài đường vng góc với khe nứt Nghịch đảo mật độ khe nứt khoảng cách trung bình khe nứt 0,5 0,75 Khoảng cách lớn mật độ nhỏ, đá nứt nẻ - Hệ số nứt nẻ kn S kn n S với n S n bi i 1 Sn - tổng diện tích khe nứt ai, bi - chiều dài chiều rộng trung bình khe nứt thứ i n - số lượng khe nứt mặt vết lộ đá S - diện tích khảo sát Hệ số nứt nẻ kn% Mức độ nứt nẻ 20 Vô mạnh Câu 4: Nguyên lý, cách tiến hành thí nghiệm, phạm vi áp dụng thí nghiệm cắt cánh trường (FVT)? 0,75 Điểm Ý trả lời Phạm vi áp dụng: Thí nghiệm cắt cánh dùng chủ yếu cho loại đất yếu bùn, than bùn, sét mềm bão hòa nước Nguyên lý: - Quay cánh cắt lớp đất sét bão hòa nước, mô men quay dụng cụ 26 0,5 0,5 thắng mô men cản lực chống cắt đất xung quanh cánh cắt hai mặt cánh cắt gây - Từ điều kiện cân mô men, biêt đặc trưng hình học dụng cụ thí nghiệm, người ta xác định sức chống cắt đất Cách tiến hành thí nghiệm: - Vét đáy hố khoan trước thí nghiệm - Cánh cắt phải ấn sâu xuống đất Độ sâu tính từ đáy hố khoan đến mép cánh cắt phải lớn lần chiều cao cánh cắt - Quay xoắn tay với tốc độ quay khoảng đến vòng /phút Quay liên tục tới biểu đồ tự ghi số đọc đồng hồ đạt giá trị lớn nhất, tương ứng với sức chống cắt khơng nước đất ngun trạng - Quay tiếp tục để cánh cắt quay tự 25 đến 30 vòng đồng hồ tự ghi hay số đọc đồng hồ tương ứng với sức chống cắt khơng nước đất bị phá hủy 1,0 ĐỀ THI SỐ 10 Câu 1: (3đ) Xác định lưu lượng đơn vị tầng chứa nước? lập phương trình đường cong hạ thấp mực nước?(1,5đ) - Lưu lượng đơn vị dòng thấm xác định theo công thức sau: q k (h12 h22 ) 2L (m2/ngày đêm) với h1 = 16 - = 16m ; h2 = – = 7m ; k = 17m/ngày đêm ; L = 70m �q 17 *(162 ) 29,325 x60 (m2/ngày đêm) - Lập phương trình đường cong hạ thấp mực nước dòng thấm ổn định khơng nên ta có: h h22 162 k (h12 h22 ) k (h12 hx2 ) hx h12 * X 162 *X L 60 2L 2X q1-2 = q1-x Kiểm tra vị trí đào móng cơng trình nước có chảy vào hố móng khơng? Tại sao? Khi thi cơng đến cao trình đáy móng có xảy tượng cát chảy không? (1,5đ) - Khi đào hố móng có cao độ đáy là+ 8,5m cách giếng khoan khoảng x = 10m Vậy chiều dày mực nước vị trí x = 10m là: � hx 162 (162 ) *10 14,88( m) 60 - Hố móng có cao độ đáy Hm = +8,5m; Cao trình mực nước vị trí đào móng 27 Hx = hx + z = 14,88+0 = 14,88m Hm = 8,5m < Hx = 14,88m nước chảy vào hố móng - Kiểm tra khả xảy cát chảy vào hố móng: H H1 H m 16 8,5 0, 75 L X 10 Ta có 2, 62 igh 0,862 e 0,88 itt Ta có igh =0,862 < itt =0,889 xảy tượng cát chảy Câu 2: Phân tích nguyên nhân gây tượng chuyển dịch đất đá sườn dốc? điểm Trình bày biện pháp phòng chống tượng này? Ý trả lời Nội dung Điểm Nguyên nhân gây dịch chuyển đất đá sườn dốc xếp vào hai nhóm: * Yếu tố tự nhiên - Khí hậu: Nhiệt độ làm đá nứt nẻ, giảm cường độ tăng tính thấm Mưa làm tăng trọng lượng thân bờ dốc, làm đất bão hòa nước - Phong hố: làm biến đổi thành phần vật chất đất đá, gây nứt nẻ - Động đất: gây rung động làm giảm độ bền phá hủy mối liên kết học gây trượt 1,0 - Nước mặt nước ngầm: hai yếu tố gây chuyển dịch bờ dốc Nước mưa, nước mặt rơi xuống sườn dốc, phần tạo thành dòng chảy lơi hạt đất bề mặt sườn dốc, phân cắt thành khe xói, rãnh xói, mương xói Nước làm tăng trọng lượng thể tích đất, nên tồn khối đất dễ bị trượt Nước làm giảm độ bền chống trượt đất (góc ma sát lực dính kết hạt đất giảm khoảng cách hạt bị nước chiếm chỗ) - Thời gian: Độ bền lâu dài đất đá giảm từ biến chùng ứng suất * Yếu tố người Các hoạt động xây dựng cơng trình tạo nhiều bờ dốc nhân tạo làm biến đổi sâu sắc bờ dốc tự nhiên Chính người gây chuyển dịch bờ dốc hoạt động - Đào xẻ làm thay đổi địa hình - Làm lớp phủ thực vật 1,0 - Làm thay đổi chế độ nước mặt nước đất xây dựng đập thuỷ điện hồ chứa - Chất tải làm thay đổi trạng thái ứng suất đất đá cơng trình xây dựng, hoạt động canh tác chăn thả gia súc, hoạt động giao thông,… - Gây chấn động nổ bom mìn, chạy tàu xe,… Biện pháp phòng ngừa 1,0 Khi chưa xảy chuyển dịch, để ngăn ngừa trượt sườn dốc, cần có biện pháp: - Khơng canh tác, chặt cây, rẫy cỏ sườn dốc, khơng xây dựng cơng trình tải 28 trọng lớn sườn dốc; - Không làm đọng nước sườn dốc; - Không chất tải, không nổ mìn nơi có sườn dốc; - Quy định tốc độ chạy tàu, xe qua khu vực sườn dốc Biện pháp chống Khi sườn dốc bị dịch chuyển, để chống trượt tùy thuộc vào nguyên nhân gây trượt chọn giải pháp sau (hình 3.22) - Thiết kế lại sườn dốc: làm thoải hơn, chênh cao đưa sườn dốc trạng thái ổn định với tiêu lý đất Nếu sườn dốc có chiều cao lớn thiết kế thành nhiều cấp - Thiết kế mái dốc phải có rãnh đỉnh, rãnh biên để thu nước mặt - Khi sườn dốc có nước ngầm làm rãnh xương cá, lỗ khoan nghiêng kết hợp tầng lọc ngược, để thoát nước ngầm giảm gradien thuỷ lực dòng ngầm - Dùng dung dịch xi măng để phun vào khe nứt đá, liên kết tảng đá lại - Đắp bệ phản áp, vòm đối tải để cân lực với khối trượt - Xây dựng tường chắn đất để chống đỡ khối đất, móng tường chắn phải đặt qua mặt trượt - Xây dựng tường kè chắn sóng kè hướng dòng để chỉnh dòng nước mặt khơng cho phá vỡ góc nghiêng sườn dốc - Đóng cọc bê tơng cốt thép, cọc thép thành nhiều hàng, xuyên qua mặt trượt mặt trượt sâu - Dùng neo để giữ chặt đất đá - Dùng lưới thép để chắn đỡ khối đá không cho lăn khỏi mặt dốc Câu 3: Đá trầm tích hóa học gì? Các loại đá trầm tích hóa học đặc điểm chung Điểm chúng? Nêu tính chất xây dựng đá trầm tích? Ý trả lời Đá trầm tích hóa học đá hình thành từ kết tủa dung dịch hóa học Các loại đá trầm tích hóa học: - Đá vơi thành phần CaCO3, thường gặp dạng calcit Trong đá vơi lẫn sét, đolomit, oxyt silic - Đolomit thành tạo từ KV đolomit tạp chất calcit, thạch cao,… - Thạch cao (CaSO4.2H2O) - Anhydrit thạch cao không chứa nước, gặp nước biến thành thạch cao - Muối mỏ thường gặp dạng halit (NaCl), silvil (KCl) hay hỗn hợp hai loại trên, tích tụ thành mỏ có kích thước lớn Đặc điểm chung: Được kết tủa từ dung dịch hóa học, thành phần có khống vật dễ hồn tan CaCO3, NaCl, KCl,… -Đá trầm tích học có khả chịu lực lớn, nhiên đá phân lớp đá thường có khe nứt sinh vận động Trái Đất, tác dụng phong hoá, làm ảnh hưởng đến sức chịu tải đá -Đá trầm tích hóa học có độ bền học cao thích hợp cho việc làm 29 0,5 0,75 0,75 cơng trình, số đá có tính hồ tan, nứt nẻ, hang hốc hoạt động karst nên XDCT phải quan tâm đến hình thành phát triển karst -Làm vật liệu xây dựng có đá vơi (đá ốp lát, đá hộc, đá dăm, nung vôi, xi măng), đá cát kết, bột kết, sét kết (đá hộc, đá dăm), số loại đá hoá học hữu khai thác sử dụng khoáng sản (thạch cao, muối mỏ, điatomit, than đá,…) Câu 4: Khái niệm mặt cắt địa chất công trình? Cách lập mặt cắt địa chất cơng trình dựa vào tài liệu khoan đào, vẽ hình? Điểm Ý trả lời Khái niệm: - Mặt cắt địa chất cơng trình hình chiếu cấu trúc địa chất lên mặt phẳng thẳng đứng phần bổ sung quan trọng đồ địa chất Nó cho phép làm rõ cấu tạo địa chất khu vực theo chiều sâu Trên mặt cắt địa chất cơng trình phản ánh tượng địa chất, tính chất lý đất đá, thành phần đất đá, điều kiện nằm nước đất… Cách lập MC ĐCCT: Gồm bước 0,5 Bước 1: Lập MC ĐCCT dựa vào cao trình miệng hố khoan khoảng cách giữ hố khoan Bước 2: Thể đặc trưng địa chất mặt cắt địa hình, như: Vẽ trục hố khoan, hố đào đến chiều sâu thăm dò - Vẽ ranh giới tầng đá, nối lớp đất đá có thành phần, tuổi cạnh - Thể cao trình mực nước đất - Dùng ký hiệu thể hiện tượng địa chất Karst, Cát chảy, xói ngầm độ sâu phát 0,5 Vẽ ví dụ (Vẽ hình khác cho im ti a) mặ t c ắ t đ ị a c h ất c ô ng t r ì nh c ô ng t r ì n h: h n g mụ c : đ ị a điểm x © y dùng : 14.0 12.0 13.350 0.00 12.150 1.20 4.550 8.80 1.650 11.70 -4.650 18.00 13.810 0.00 12.310 1.50 5.410 8.40 2.810 11.00 -5.690 19.50 -26.690 40.50 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 -2.0 -4.0 -6.0 -26.0 -28.0 -30.0 -30.150 43.50 ChiỊu s© u (m) KC2 43.5 (m) KC céng dån (m) 0 KC1 Cao đ ộ miệng hố (m) Khoảng cá ch lẻ 3 -32.0 Hố khoan 40.5 20.00 0 - 30 1,0 ... tất loại đất đá, khoan nơi có nước mặt, nước ngầm chiều sâu không hạn chế - Nhược điểm khoan thăm dò nặng nhọc, tốn (khi khoan đá nhanh hỏng lưỡi khoan), không cho phép quan sát trực tiếp đất... động đất lớn tính theo công thức sau: �A � E=π ρv � � �T � Nguyên lý thang phân cấp động đất: - Thang độ MCS : Phân 12 cấp theo gia tốc động đất - Thang độ MSK-64 : Phân 12 cấp theo mức độ phá hủy... - Lắp đặt giá khoan - Khoan tạo lỗ khoan thực cách ấn xoay loại dụng cụ phá đá choong khoan, lưỡi,… ổn định thành lỗ khoan nhằm chống tượng sập lở hay trương lở thành lỗ khoan, dùng dung dịch