ĐÁP ÁN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH HỆ CAO ĐẲNG, ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI HỌC PHẦN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH HỆ: CAO ĐẲNG CHÍNH QUY ĐỀ THI SỐ Câu (4 điểm): Tính lưu lượng đơn vị dòng ngầm phương trình hạ thấp mực nước?(2,0 điểm) - Lưu lượng đơn vị dòng ngầm xác định theo cơng thức sau: k (h12  h22 ) q 2L (m2/ngày đêm) với h1 = 24,5 – (-1,5) = 26m ; h2 = 20,5 – (-1,5) = 22m; k = 19m/ngày đêm ; L = 60m �q 19.(262  22 )  30.4 2.60 (m2/ngày đêm) - Phương trình hạ thấp mực nước: h12  h22 262  222 hx  h  X  26  X L 60  = Cách giếng khoan (1) 30m đào hố móng tới cao trình 20m Hỏi nước có chảy vào hố móng khơng? Tại sao?(2,0 điểm) - Cao độ đáy hố móng: Hm = 20m - Cao độ mực nước vị trí cách giếng khoan (1) khoảng x = 30m: (262  222 ) � hx  26  30  24,083(m) 60 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 Câu 2: Trình bày nguồn gốc hình thành đá magma? Phân loại đá magma theo nguồn gốc hình thành? Kể tên dạng nằm đá magma? điểm Ý trả lời Điểm Nội dung Nguồn gốc hình thành đá magma Đá magma thành tạo đơng cứng dòng dung nham (magma) nóng chảy phun lên từ lòng đất Phân loại đá magma Theo vị trí hình thành: - Đá xâm nhập thành tạo điều kiện nhiệt độ áp suất cao, đơng cứng từ từ nên khống vật kết tinh, tạo nên đá kết tinh hoàn toàn, dạng khối, chặt sít - Đá phun trào thành tạo điều kiện nhiệt độ, áp suất thấp nên không thuận lợi cho việc kết tinh khống vật, đá thường dạng vơ định hình, có nhiều lỗ rỗng hình cầu Các dạng nằm đá magma: 0,5 0,5 0,5 0,5 Đá magma xâm nhập có dạng nằm: Dạng nền, dạng nấm, dạng mạch Đá magma phun trào có dạng nằm: Dạng lớp phủ, dạng dòng chảy, dạng vòm phủ Câu 3: Mục đích, ưu nhược điểm phương pháp khoan khảo sát địa chất cơng trình? Trình bày giai đoạn cơng tác khoan khảo sát địa chất? Kể tên số thí nghiệm trường tiến hành hố khoan? 0,5 0,5 Điểm Ý trả lời Mục đích phương pháp khoan: 1/ Xác định địa tầng; 2/ Lấy mẫu đất nguyên dạng không nguyên dạng; 1,0 3/ Tạo chỗ thí nghiệm trường; 4/ Phát nước đất 5/ Phát karst, mặt trượt, đứt gãy,… Ưu, nhược điểm: - Ưu điểm khoan thăm dò áp dụng cho tất loại đất đá, khoan nơi có nước mặt, nước ngầm chiều sâu khoan không hạn chế - Nhược điểm khoan thăm dò nặng nhọc, tốn kém, khơng cho phép quan 0,5 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 Các giai đoạn khoan khảo sát: 1,0 - 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 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 Một số thí nghiệm trường tiến hành hố khoan: - Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn; - Thí nghiệm cắt cánh; - Thí nghiệm nén ngang PMT 0,5 ĐỀ THI SỐ Câu (4 điểm): Xác định lưu lượng hút nước từ giếng khoan lập phương trình phễu hạ thấp mực nước? (2,0 điểm) - Lưu lượng hút nước từ giếng là: Q  k  H  h2 R ln r Trong H = 21-(-1)=22m; h = 11-(-1)=12m; S = 21-11 =10m Bán kính ảnh hưởng giếng hút R  2.S Hk  2*10* 22.18  397,99m 222  12 Q  18.  2283,14 397,99 ln 88.103 m3/ngđ - Phương trình phễu hạ thấp mực nước: H  h2 X 222  122 X Hx  h  ln  12  ln R 397,99 r 88.10 3 ln ln 3 r 88.10 = 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? (2,0 điểm) - Chiều cao mực nước mặt cắt đào hố móng: H x  122  222  122 35 ln 397,99 88.103 ln 88.103 =20,17m - Khoảng cách từ đáy cách nước đến đáy móng Hm = +7- (-1) = 8m Ta có Hx = 20,17m > Hm = 8m nước chảy vào hố móng Câu 2: Khái niệm tượng kasrt? Phân tích điều kiện phát sinh tượng kasrt? Biện pháp xây dựng cơng trình vùng có kasrt? Ở Việt Nam tượng kasrt thường xuất tỉnh nào? 3 điểm Ý trả lời Nội dung Khái niệm: karst tượng nước mặt, nước ngầm hoà tan đất đá tạo nên khe rãnh hang động đá Các điều kiện phát sinh tượng kasrt: - Đá phải có khống vật dễ hồ tan - Đá phải nứt nẻ nhiều - Nước có tính xâm thực - Nước ln vận động Biện pháp xây dựng cơng trình vùng có kasrt: - Chèn lấp karst mặt hang karst gần mặt đất đá hộc, đá dăm, đất cấp phối, đất sét vật liệu khác - Đánh sập hang động karst gần mặt đất hang nhỏ gần mặt đất, sau xây dựng cơng trình - Trung hồ ảnh hưởng nước cách cho thêm vào nước hợp chất hố học để khống chế q trình phát triển karst vùng - Che phủ ngăn không cho nước tiếp xúc với đá vật liệu sét, bitum, bêtông, bêtông cốt thép - Ngăn nước không cho tiếp xúc với đá phát triển karst bờ hồ chứa nước kè chắn Điều tiết dòng nước ngầm nước mặt khỏi khu vực có đá nứt nẻ - Phụt vữa sét, ximăng, bitum để lấp đầy khe nứt hang động - Trong vùng karst dùng móng cọc thép, cọc ống bê tơng cốt thép chống qua hang động, xây dựng cơng trình móng cọc Ở Việt Nam, tượng kasrt thường xuất vùng núi đá vơi như: Hòa Bình, Quảng Bình,… Câu 3: Nguyên lý, phạm vi áp dụng ưu, nhược điểm thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT? So với thí nghiệm xun tĩnh CPT thí nghiệm xun tiêu chuẩn SPT có ưu, nhược điểm bật? Ý trả lời Nguyên lý: Thí nghiệm tiến hành đồng thời q trình khoan Chia thành giai đoạn đập: - Giai đoạn 1: Đập ống xuyên tiêu chuẩn xuống đoạn khoảng 15cm Ghi lại số lần đập N1 - Giai đoạn 2: Đập tiếp ống xuyên tiêu chuẩn xuống đoạn khoảng 15cm Ghi lại số lần đập giai đoạn N2 - Giai đoạn 3: Đập tiếp ống xuyên tiêu chuẩn xuống đoạn khoảng 15cm Ghi lại số lần đập giai đoạn N3 Suy số SPT: N = N2+N3 Phạm vi áp dụng: Không áp dụng với đất mềm yếu Ưu, nhược điểm: - Ưu điểm: dễ làm, lấy mẫu, nên thực khảo sát địa chất cơng trình cho cơng trình khác Dựa vào số SPT chọn tầng đất đặt Điểm 0,5 1,0 1,0 0,5 Điểm 1,0 0,5 1,0 móng cọc - Nhược điểm: áp dụng cho số loại đất (đất dăm sạn, cuội sỏi, cát chặt, sét cứng khó xun), kết xun tiêu chuẩn khơng xác chiều sâu khảo sát lớn, lượng tiêu hao vào ma sát hệ thống, trường hợp phải hiệu chỉnh kết xuyên theo chiều sâu So sánh với thí nghiệm CPT: Ưu điểm CPT: Có thể lấy mẫu đất độ sâu khảo sát Nhược điểm CPT: Thời gian tiến hành lâu CPT, thí nghiệm CPT 0,5 tiến hành độc lập, khơng cần kết hợp với q trình khoan ĐỀ THI SỐ Câu (4 điểm): Vẽ sơ đồ mặt cắt địa chất thủy văn tầng chứa nước?(1,0 điểm) Xác định lưu lượng dòng thấm tầng chứa nước bề rộng 150m?(1,0 điểm) - Lưu lượng đơn vị dòng thấm xác định theo công thức sau: q k ( h12  h22 ) 2L (m2/ngày đêm) với h1 = 25 – = 17m ; h2 = 20 – = 12m ; k = 18m/ngày đêm ; L = 800m �q 18 x(17  122 )  1, 63 x800 (m2/ngày đêm) - Lưu lượng dòng thấm tầng chứa nước có chiều rộng B = 150m Q = q.B (m3/ngày đêm) Q = 1,63 x 150 = 244,69 (m3/ngày đêm) Nếu đào hố móng có cao trình đáy +22m giếng khoan có tượng nước thấm vào hố móng khơng? Vì sao? (2,0 điểm) - Khi đào hố móng có cao trình đáy 22m giếng khoan x = 400m Vậy chiều dày mực nước vị trí x = 400m là: (h12  h22 ) hx  h  x L (m) (17  122 ) � hx  17  *400  14, 71(m) 800 - Hố móng có cao độ đáy 22m Đáy hố móng cách đáy cách nước khoảng h m = 22 – = 14m < hx = 14,71m  nước chảy vào hố móng Câu 2: Khái niệm địa hình, địa mạo? Phân loại địa hình theo độ cao? Phân tích ảnh hưởng địa hình, địa mạo đến xây dựng cơng trình? Ý trả lời điểm Nội dung Điểm Địa hình hình dáng mặt đất, kết trình địa chất nội sinh ngoại sinh, địa hình ln biến đổi theo thời gian đạt trạng thái cân động 1,0 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: - 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,… 1,0 - Địa hình dương có dạng lồi lên so với mặt phẳng nằm ngang, bao bọc xung quanh vùng hạ thấp, địa hình âm gồm có: núi, rặng núi, cao nguyên, sơn nguyên, đồi, dải đồi, 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 công, 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 1,0 - 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? Phân tích kiểu phong hóa? Mối liên hệ kiểu phong hóa? Ở Việt Nam kiểu phong hóa phổ biến? Giải thích? điểm Ý trả lời Khái niệm: phong hóa tượng địa chất tự nhiên gây phá hủy đất đá, làm 0,5 đất đá nứt nẻ, tăng tính thấm, giảm độ bền làm thay đổi thành phần hóa học đá, tác nhân: nhiệt độ, nước, khơng khí, hoạt động giới sinh vật Phân tích kiểu phong hóa a Phong hóa vật lý: tượng phá huỷ đất đá cách học, đất đá bị vỡ vụn không bị biến đổi thành phần khoáng vật Phong hoá vật lý hai tác nhân chủ yếu nhiệt độ nước - Nhiệt độ: 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 1,0 b Phong hóa hóa học: 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: tượng phá hủy đất đá hoạt động giới sinh vật côn trùng đào bới tìm kiếm thức ăn, rễ tiết chất gây phá hủy đất đá Mối liên hệ kiểu phong hóa: Các kiểu phong hóa thường diễn đồng thời tương hỗ, q trình phong hóa vật lý làm đá nứt nẻ tạo điều kiện cho nước bào mòn, đào sâu giúp tăng phản ứng hóa học theo chiều sâu, làm thay đổi thành phần đá, phong hóa sinh vật dễ dàng hình thành phát triển Những vùng khí hậu nóng ẩm Việt Nam thường xảy q trình laterit hố Phong hoá hoá học phát triển mạnh, khoáng vật biến đổi nhiều, tuỳ vào địa hình 1,0 0,5 điều kiện thoát nước ĐỀ THI SỐ Câu (4 điểm): Kiểm tra đường có bị ngập?(2,0 điểm) - Phương trình đường cong hạ thấp mực nước có dạng sau hx  h12  ( h12  h22 ) x L Với h1 = 20-4 = 16m; h2 = 12-4 = 8m; X= 60-20 = 40m hx  162  (162  82 ) 40  11,314m 60 - Suy Hx = hx + Z =11,314+4 = +15,314m ta có Hm = +14m < Hx = +15,31m nước chảy vào hố móng Tính lưu lượng đơn vị dòng ngầm lưu lượng nước chảy đường đoạn dài 40m? (2,0 điểm) - Lưu lượng đơn vị dòng ngầm xác định theo công thức sau: q �q  k ( h12  h22 ) 2L (m2/ngày đêm) 20.(162  82 )  32 2.60 (m2/ngày đêm) - Lưu lượng nước chảy đoạn dài 40 m: Q = q.B = 32.40 = 1280 m3/ngđ Câu 2: Trình bày nguồn gốc hình thành, cách phân loại đá biến chất theo nguồn gốc hình thành? Tính xây dựng đá biến chất? Hãy kể tên loại đá biến chất? Ý trả lời Nội dung điểm Điểm Nguồn gốc phân loại đá 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 1,5 - 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 Tính xây dựng đá biến chất: - Đá biến chất có cường độ đủ cao đáp ứng yêu cầu xây dựng - Các đá biến chất không phân phiến có tính chất xây dựng tương tự đá magma xâm nhập Các đá phân phiến giống đá trầm tích học - Khả ổn định khối đá biến chất phụ thuộc vào mức độ phong hoá, mức độ nứt nẻ Vì vậy, XDCT cần nghiên cứu đặc điểm đá biến chất khu vực để đảm bảo an tồn cho cơng trình 1,0 - Đá hoa sử dụng rộng rãi làm tượng đài, điêu khắc, đá ốp lát, làm bột đá - Các đá khác chủ yếu làm đá hộc đá dăm Tính phân phiến làm khó khai thác khối đá kích thước đủ lớn Một số loại đá biến chất: Quarzitlà loại đá chặt xít cát kết thạch anh bị biến chất tạo thành Đá hoa đá vơi có lẫn đolomit tái kết tinh tạo thành Đá gneis : Đá có cấu tạo dải 0,5 Đá phiến kết tinh Phylitdo đá sét bị biến chất tạo nên Câu 3: Trình bày nội dung nhiệm vụ cơng tác khảo sát địa chất cơng trình? Kể tên phương pháp khảo sát địa chất công trình? điểm Ý trả lời Nội dung cơng tác khảo sát địa chất cơng trình - Thu thập nghiên cứu tài liệu ĐCCT có liên quan đến khu vực, để rút ngắn thời gian khảo sát, tránh sai lầm khảo sát, giảm chi phí khảo sát - Khảo sát thực địa (đo vẽ ĐCCT, ĐCTV, địa mạo,…) - Tiến hành thăm dò cơng trình thăm dò (các lỗ khoan, hố đào) hay phương pháp địa vật lý (đo điện, đo chấn động,…) - Tiến hành thí nghiệm phòng ngồi trời để xác định tính chất đất đá 1,5 - Nghiên cứu để khắc phục điều kiện địa chất không thuận lợi khu vực xây dựng cát chảy, xói ngầm, trượt,… - Quan trắc lâu dài để chỉnh lý tài liệu sử dụng thiết kế thi công quản lý cơng trình Nhiệm vụ khảo sát địa chất cơng trình: - Xác định điều kiện cơng trình khu vực xây dựng; - Dự đoán tượng địa chất bất lợi xảy ra; 1,0 - Đề xuất giải pháp xử lý tượng địa chất bất lợi; - Thăm dò, khai thác nguồn vật liệu địa phương phục vụ xây dựng công trình Các phương pháp khảo sát địa chất cơng trình: - Phương pháp đo vẽ ĐCCT - Phương pháp đào thăm dò - Phương pháp khoan thăm dò - Các thí nghiệm trường: CPT, SPT, FVT,… ĐỀ THI SỐ CÂU (4 điểm): Hãy vẽ sơ đồ mặt cắt địa chất thủy văn tầng chứa nước?(1,0 điểm) 0,5 Xác định lưu lượng dòng thấm tầng chứa nước có chiều rộng 150m?(1,0 điểm) - Lưu lượng đơn vị dòng thấm xác định theo cơng thức sau: q k ( h12  h22 ) 2L (m2/ngày đêm) Với h1 = 20 – = 15m ; h2 = 15 – = 10m ; k = 18,5m/ngày đêm ; L = 1000m (m2/ngày đêm) - Lưu lượng dòng thấm tầng chứa nước có chiều rộng B = 150m Q = q.B (m3/ngày đêm) Q = 1,156 x 150 = 173,44 (m3/ngày đêm) Hãy cho biết đào hố móng có cao trình đáy +19m giếng khoan có tượng thấm vào hố móng khơng? Vì sao? (2,0 điểm) - Khi đào hố móng có cao trình đáy 19m giếng khoan x = 500m Vậy chiều dày mực nước vị trí x = 500m là: hx  h12  � hx  152  (h12  h22 ) x L (m) (152  102 ) *500  12, 75(m) 1000 - Hố móng có cao độ đáy +19m Đáy hố móng cách đáy cách nước khoảng h m = +19 – = 14m > hx = 12,75m  nước khơng chảy vào hố móng Câu 2: Tuổi đất đá gì? Trình bày phương pháp xác định tuổi đất đá? Hóa thạch dùng để xác định tuổi loại đá cần phải thoả mãn yêu cầu gì? Ý trả lời Nội dung Khái niệm: điểm Điểm 1,0 - Tuổi tuyệt đối khoảng thời gian từ đất đá thành tạo đến - Tuổi tương đối khoảng thời gian thể quan hệ già, trẻ, trước, sau tầng đá tượng địa chất (tuổi tương đối thể niên biểu 10 địa chất) Các phương pháp xác định tuổi đất đá: a Tuổi tuyệt đối: Dùng phương pháp đồng vị phóng xạ t Pb 206  Pb 208 �7, 4.109 U  0, 38Th (năm) b Tuổi tương đối 1,0 - Phương pháp cổ sinh: Dựa vào hóa thạch đất đá - Phương pháp thạch học: Dựa vào thành phần hóa học, kiến trúc, cấu tạo, đá nơi có thành phần hóa học, kiến trúc, cấu tạo tuổi - Phương pháp địa tầng: theo quan hệ nằm, đá già thành tạo trước nằm dưới, đá trẻ thành tạo sau nằm Hóa thạch dùng để xác định tuổi đá trầm tích phải đảm bảo yêu cầu sau : - Loại sinh vật phải dồi số lượng hóa thạch phát triển rộng khắp trái đất - Loại sinh vật phát triển thời gian ngắn - Hóa thạch phải bảo tồn dễ phân biệt với hóa thạch khác Câu 3: Chỉ số xuyên tiêu chuẩn SPT gì? Trình bày cách tiến hành thí nghiệm, ưu, nhược điểm, phạm vi áp dụng kết thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT? 1,0 Điểm Ý trả lời Chỉ số xuyên tiêu chuẩn SPT: N Là số lần đập cần thiết búa có trọng lượng 140lb (63,5kg) rơi từ độ cao 30in (76,2cm) để đóng ống mẫu chuẩn đường kính 2in (50,8mm) ngập vào đất 1ft (30,48cm) Các tiến hành: - Thí nghiệm tiến hành đồng thời với trình khoan, chia giai đoạn - Giai đoạn 1: Đập ống xuyên tiêu chuẩn xuống đoạn khoảng 15cm Ghi lại số lần đập N1 - Giai đoạn 2: Đập tiếp ống xuyên tiêu chuẩn xuống đoạn khoảng 15cm Ghi lại số lần đập giai đoạn N2 - Giai đoạn 3: Đập tiếp ống xuyên tiêu chuẩn xuống đoạn khoảng 15cm Ghi lại số lần đập giai đoạn N3 Suy số SPT: N = N2+N3 Ưu, nhược điểm: - Ưu điểm: dễ làm, lấy mẫu, nên thực khảo sát địa chất cơng trình cho cơng trình khác Dựa vào số SPT người ta chọn tầng đất đặt móng cọc - Nhược điểm: áp dụng cho số loại đất (đất dăm sạn, cuội sỏi, cát chặt, sét cứng khó xuyên), kết xun tiêu chuẩn khơng xác chiều 11 0,5 1,0 0,5 sâu khảo sát lớn, lượng tiêu hao vào ma sát hệ thống, trường hợp phải hiệu chỉnh kết xuyên theo chiều sâu Phạm vi áp dụng: Không dùng cho đất mềm yếu Kết thí nghiệm SPT: Dựa vào N ta: 0,5 - Đánh giá trạng thái đất; - Xác định góc ma sát trong; 0,5 - Phân định ranh giới địa tầng; - Lựa chọn lớp đất đặt móng cọc ĐỀ THI SỐ CÂU 1(4 điểm): Xác định lưu lượng thấm đơn vị tầng chứa nước? lập phương trình đường cong hạ thấp mực nước?(2,0 điểm) - 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 = 60m �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: h12  h22 162  k (h12  h22 ) k (h12  hx2 ) 2 hx  h1  * X  16  *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? (2,0 điểm) - 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 là: Hx = hx + z = 14,88+0 = 14,88m Hm = 8,5m < Hx = 14,88m nên nước chảy vào hố móng Câu 2: Khái niệm tượng kasrt? Phân tích điều kiện phát sinh tượng kasrt? Biện pháp xây dựng cơng trình vùng có Kasrt? Kể tên số tỉnh Việt Nam có điểm tượng Kasrt? Ý trả lời Nội dung Điểm Karst tượng nước mặt, nước ngầm hoà tan đất đá tạo nên khe rãnh hang động đá 0,5 12 Các điều kiện phát sinh: - Đá có khống vật dễ hòa tan; - Đá nứt nẻ nhiều; - Nước có tính xâm thực; 1,0 - Nước vận động Các biện pháp xử lý karst thường đơn giản, cần làm rõ quy mô karst để xử lý triệt để - Chèn lấp karst mặt hang karst gần mặt đất đá hộc, đá dăm, đất cấp phối, đất sét vật liệu khác - Đánh sập hang động karst gần mặt đất lượng nổ, hang nhỏ gần mặt đất, sau xây dựng cơng trình - Trung hồ ảnh hưởng nước cách cho thêm vào nước hợp chất hố học để khống chế q trình phát triển karst vùng - Che phủ ngăn không cho nước tiếp xúc với đá vật liệu sét, bitum, bêtông, bêtông cốt thép - Ngăn nước không cho tiếp xúc với đá phát triển karst bờ hồ chứa nước kè chắn Điều tiết dòng nước ngầm nước mặt khỏi khu vực có đá nứt nẻ - Phụt vữa sét, ximăng, bitum để lấp đầy khe nứt hang động Vữa có độ linh động nên tác dụng tốt với việc lấp hang ngầm Nếu muốn lấp khe nứt để giảm tính thấm khơng cho nước tiếp xúc với đá dùng vữa sét Nếu muốn kết hợp gia cố đá dùng vữa ximăng silic - Trong vùngkarst dùng móng cọc thép, cọc ống bê tông cốt thép chống qua hang động, xây dựng cơng trình móng cọc Các tỉnh VN có tượng Karst : Hòa Bình ; Ninh Bình ; Quảng Bình Câu 3: Nguyên lý, cách tiến hành thí nghiệm, phạm vi áp dụng ưu, nhược điểm thí nghiệm cắt cánh (FVT)? Ý trả lời Nguyên lý: - Quay cánh cắt lớp đất sét bão hòa nước, mơ men quay dụng cụ thắng mô men cản lực chống cắt đất xung quanh cánh cắt hai mặt cánh cắt gây - Từ điều kiện cân mô men, biết 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 nguyên trạng 13 1,5 điểm 1,0 1,0 - 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 Phạm vi áp dụng: Thí nghiệm cắt cánh dùng chủ yếu cho loại đất yếu bùn, than bùn, sét mềm bão hòa nước Ưu, nhược điểm: - Ưu điểm: Cắt cánh loại thiết bị khảo sát đơn giản, nhẹ nhàng, dễ sử dụng Kết thí nghiệm thu có ích việc nghiên cứu tính ổn định cơng trình đất yếu khơng thể lấy mẫu ngun dạng - Nhược điểm: kết khảo sát khơng xác chiều sâu lớn 0,5 0,5 ĐỀ THI SỐ Câu 1: (4đ) Xác định cao độ mực nước A biết: (2,0) - 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) H = 17m ; k = 15m/ngày đêm Q1 = 850 m3/ngày đêm Q2 = 1000 m3/ngày đêm Q3 = 1100 m3/ngày đêm � y A  172  R1 = 120 m R2 = 140 m R3 = 150 m x1 = 40 m x2 = 30 m x3 = 20 m 120 140 150 � � � 850.ln  1000.ln  1100.ln � 13, 76(m) 3,14*15 � 40 30 20 � - Cao độ mục nước A HA = YA + Z =13,76+0,8=14,56m Tại A đặt hầm vị trí có cao độ 10m Hỏi nước có chảy vào cơng trình khơng( 0.5) - Tại A đặt hầm vị trí có cao độ Hh = 10m < HA = 14,56(m) → Nước chảy vào cơng trình hạ thấp mực nước xuống 1,5(m) � y A  14,56  1,5  13,06(m) (1,5) Mặt khác: Q = const lưu lượng Q giếng để hạ thấp mực nước A thêm 1,5m  k  H  y A2  �Q  Q R y A  H  � ln i xi i 1  k �Q    Ri �ln x i 1 i 3,14*15* 17  13, 06  1198, 120 140 150 ln  ln  ln 40 30 20 (m3/ngày đêm) 2 Vậy cần phải tăng lưu lượng giếng là: Q1 = Q – 850= 1198,61 -850= 348,61m3/ngđ Q2 = Q – 1000= 1198,61 -1000= 198,61m3/ngđ 14 Q3 =Q – 1100= 1198,61 -1100= 98,61m3/ngđ Câu 2: Trình bày mục đích, ưu, nhược điểm công tác khoan khảo sát địa chất công trình? Kể tên phương pháp thí nghiệm trường học, phương pháp phương pháp tiến hành hố khoan? Ý trả lời Nội dung điểm Điểm Khoan thăm dò trình mở đất đá thiết bị khoan nhằm mục đích: 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,… 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 Các phương pháp thí nghiệm trường học: 1,0 - Thí nghiệm xuyên tĩnh (CPT) - Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) 1,0 - Thí nghiệm cắt cánh (FVT) - Thí nghiệm nén ngang PMT Trong thí nghiệm trên, thí nghiệm CPT khơng tiến hành hố khoan, lại thí nghiệm tiến hành hố khoan Câu 3: Trình bày khái niệm, phân tích dạng chuyển động kiến tạo vỏ Trái Đất? Kể tên dạng biến vị đất đá trình bày ảnh hưởng chuyển động kiến tạo đến xây dựng cơng trình? Ý trả lời Khái niệm Là tượng phần vỏ Trái Đất nâng lên hạ xuống, uốn nếp, đứt gãy (kèm theo nứt nẻ) thành tạo lên cấu trúc địa chất Chuyển động kiến tạo làm đất đá bị thay đổi kiến trúc, cấu tạo nằm, đồng thời thường tạo dạng địa hình tương phản Các dạng chuyển động kiến tạo vỏ trải đất: a Dao động thẳng đứng (chuyển động thăng trầm, chuyển động tạo lục) vỏ Trái Đất - Các dao động đứng với biên độ nhỏ, xảy phạm vi rộng lớn, làm thay 15 điểm 0,5 1,5 đổi vị trí lục địa đại dương - Khi mặt đất nâng lên, nước biển rút xa, lục địa mở rộng gọi biển lùi (biển thoái) Ngược lại, đáy biển nâng lên, nước biển tràn vào làm thu hẹp lục địa, gọi biển tiến b Chuyển động ngang (chuyển động uốn nếp, chuyển động tạo núi đứt gãy) - Chuyển động dồn nén theo phương ngang tạo nhảy vọt theo biên độ đứng Các mảng vỏ Trái Đất manti nóng chảy chuyển động va chạm bị trồi lên ngụp xuống, nối với dồn nén phía lẫn phía làm cho đất đá bị biến dạng tạo núi - Nếu áp lực ngang nhỏ thời gian tác động kéo dài đất đá bị uốn cong khơng tính liên tục tầng đá tạo thành nếp uốn - Khi lực kiến tạo gây ứng suất vượt độ bền đá, tầng đá bị nứt nẻ, dịch chuyển tạo nên khe nứt, đứt gãy * Các dạng biến vị đất đá: uốn nếp, đứt gãy, khe nứt *Ảnh hưởng chuyển động kiến tạo đến xây dựng cơng trình Làm cho đất đá giảm cường độ, tăng tính thấm, giảm tính đồng nhất,…khi xây dựng cần phải chọn vị trí xây dựng thích hợp cho cơng trình ổn định khai thác sử dụng lâu dài, cần có kết cấu cơng trình phù hợp kết hợp với biện pháp xử lý xây dựng - Nếu đất đá nằm ngang, chiều dày lớn, thành phần đồng thuận lợi cho xây dựng - Nếu đất đá nằm nghiêng hay bị uốn nếp, cơng trình đặt nhiều loại đá khác nhau, cơng trình bị lún khơng - Khe nứt làm cho taluy đường, đập ổn định, cơng trình bị thấm nước,… - Khu vực có uốn nếp đá bị nứt nẻ, vỡ vụn, thấm nước nhiều không thuận lợi cho xây dựng Khi độ dốc đất đá lớn dễ gây tượng trượt đất đá Trên đỉnh nếp lồi, đáy nếp lõm đất đá bị nứt nẻ, thiết kế đường hầm dễ bị sụt lở hầm nước chảy vào đường hầm - Khu vực có đứt gãy thuận, đứt gãy ngang kéo dài, cơng trình xây dựng phải tránh xa đứt gãy ĐỀ THI SỐ Câu (4 điểm): Hãy vẽ sơ đồ mặt cắt địa chất thủy văn tầng chứa nước?(1,0 điểm) 16 1,0 Xác định lưu lượng dòng thấm tầng chứa nước có chiều rộng 300m?(1,0 điểm) - Lưu lượng đơn vị dòng thấm xác định theo công thức sau: k ( h12  h22 ) q 2L (m2/ngày đêm) Với h1 = 15 – (-10) = 25m ; h2 = 10 – (-10) = 20m ; k = 19,5m/ngày đêm ; L = 500m �q  19,5 x(252  202 )  4,39 x500 (m2/ngày đêm) - Lưu lượng dòng thấm tầng chứa nước có chiều rộng B = 300m Q = q.B (m3/ngày đêm) Q = 4,39 x 300 = 1317 (m3/ngày đêm) Hãy cho biết đặt hầm có cao độ đáy +12m giếng khoan có tượng nước chảy vào hầm khơng? Vì sao? (2,0 điểm) - Khi đặt hầm có cao độ đáy +12m giếng khoan x = 250m Vậy chiều dày mực nước vị trí x = 250m là: hx  h12  � hx  252  (h12  h22 ) x L (m) (252  202 ) * 250  22, 64(m) 500 - Hầm có cao độ đáy +12m Đáy hầm cách đáy cách nước khoảng h m = +12 – (-10) = +22m < hx = 22,64m  nước chảy vào hố móng Câu 2: Trình bày khái niệm, phân tích ngun nhân làm chuyển dịch đất đá sườn dốc? Trình bày giải pháp đề phòng chống chuyển dịch đất đá sườn dốc? Ý trả lời Nội dung 17 điểm Điểm Khái niệm Hiện tượng chuyển dịch bờ dốc (hiện tượng trượt) tượng địa chất cơng trình biểu khối đất đá di chuyển từ đỉnh dốc xuống chân dốc, theo tốc độ chế khác nhau, tác dụng trọng lượng thân, áp lực thuỷ động, lực động đất,… 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 - 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 toàn 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 - 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 chống trượt: Biện pháp đề phòng - Khơng đào xẻ chân dốc - Không canh tác, chặt cây, dẫy cỏ sườn dốc, khơng xây dựng cơng trình nặng sườn dốc - Không làm đọng nước sườn dốc - Khơng chất tải, khơng nổ mìn sườn dốc - Quy định chạy tốc độ tàu, xe qua khu vực sườn dốc Biện pháp chống: + Thiết kế lại bờ dốc: làm thoải hơn, chênh cao Nếu sườn dốc cao, vạt 18 0,5 1,0 1,5 bớt đắp thêm chân dốc, sửa thành nhiều cấp Nếu bờ dốc có góc dốc lớn làm thoải bớt + Thoát nước: Rãnh đỉnh, rãnh biên để thu thoát nước mặt Rãnh xương cá, lỗ khoan nghiêng kết hợp tầng lọc ngược, để thoát nước ngầm Khoan giếng hút nước để giảm gradien thuỷ lực dòng ngầm + Che phủ chống phong hoá: dùng thực vật, đất sét, đất cấp phối, bitum, bêtông, nilon, lưới,… + Gia cố đất đá: Đầm chặt đất đắp đường, đê, đập… Phun vữa gắn kết làm đá Dung dịch ximăng vào lỗ khoan + Xây dựng cơng trình kỹ thuật: Bệ phản áp, vòm đối tải để cân lực với khối trượt Tường chắn, tường chống taluy đường đào đường đắp Kè chắn sóng kè hướng dòng để chỉnh dòng nước mặt khơng cho phá vỡ góc nghiêng sườn dốc + Biện pháp đặc biệt: Làm hầm cầu vượt để cải tuyến (nắn tuyến) qua vùng đất đá xảy trượt nhiều lần Câu 3: Trình bày nguồn gốc hình thành, phân loại phân tích vài đặc điểm đá trầm tích? Tính xây dựng đá trầm tích? điểm Ý trả lời Nguồn gốc phân loại đá trầm tích: - Đá trầm tích học hình thành nén chặt gắn kết vật liệu vụn rời 1,0 - Đá trầm tích hóa học hình thành kết tủa dung dịch hóa học - Đá trầm tích hữu hình thành xác động thực vật Các đặc điểm đá trầm tích - Thành phần khống vật: fenpast, thạch anh, mi ca chất gắn kết - Kiến trúc: đá tảng, hạt cuội, hạt dăm, hạt sạn,… - Cấu tạo: Lớp, khối,… - Thế nằm: nằm ngang, xiên chéo, vát nhọn - Hóa thạch: có đá trầm tích có Tính xây dựng: - 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 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 vôi (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, 19 1,0 1,0 …) 20 ...  82 ) 40  11,314m 60 - Suy Hx = hx + Z =11,3 14+ 4 = +15, 314m ta có Hm = +14m < Hx = +15, 31m nước chảy vào hố móng Tính lưu lượng đơn vị dòng ngầm lưu lượng nước chảy đường đoạn dài 40 m? (2,0... = 1100 m3/ngày đêm � y A  172  R1 = 120 m R2 = 140 m R3 = 150 m x1 = 40 m x2 = 30 m x3 = 20 m 120 140 150 � � � 850.ln  1000.ln  1100.ln � 13, 76(m) 3, 14 *15 � 40 30 20 � - Cao độ mục nước... khoan khảo sát: 1,0 - 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,