Bài giảng Địa kỹ thuật: Chương 1 - TS. Phạm Quang Tú

Bài giảng Địa kỹ thuật: Chương 1 cung cấp cho người học những kiến thức như: khái niệm, nguồn gốc, các tính chất khoáng vật và phân loại khoáng vật; khái niệm đất đá, các đặc trưng cơ bản của đất đá; phân loại đất đá theo nguồn gốc hình thành; quá trình magma và đá magma; quá trình trầm tích và đất đá trầm tích; quá trình biến chất và đá biến chất. Mời các bạn cùng tham khảo!

Trường Đại học Thủy lợi Tài liệu tham khảo Bộ môn Địa kỹ thuật https://sites.google.com/a/wru.vn/geo4shared/geote chnical-engineering ĐỊA KỸ THUẬT Giảng viên: TS Phạm Quang Tú NỀN VÀ MÓNG ĐT: 0913578702 email: tupq@tlu.edu.vn - 2015 - Nội dung nghiên cứu: CHƯƠNG I Khái niệm, nguồn gốc, tính chất khống vật phân loại khoáng vật Khái niệm đất đá, đặc trưng đất đá Phân loại đất đá theo nguồn gốc hình thành Quá trình magma đá magma Quá trình trầm tích đất đá trầm tích Q trình biến chất đá biến chất KHOÁNG VẬT VÀ ĐẤT ĐÁ Môn học: Địa kỹ thuật Môn học: Địa kỹ thuật §I.1 KHỐNG VẬT I Khái niệm khống vật ý nghĩa việc nghiên cứu khoáng vật  Khoáng vật đơn chất hợp chất hoá học tồn tự nhiên, thành tạo q trình hố học & vật lý định vỏ trái đất mặt đất, có thành phần & tính chất vật lý xác định §I.1 KHỐNG VẬT https://sites.google.com/site/geotechnical2011 Định nghĩa khoáng vật:  Khoáng vật tạo đá: Khoáng vật tạo đá khoáng vật tham gia chủ yếu vào thành phần đá Môn học: Địa kỹ thuật Mơn học: Địa kỹ thuật §I.1 KHỐNG VT ã í ngha ca nghiờn cu khoỏng vt ĐI.1 KHỐNG VẬT  – Khống vật thành phần cấu tạo nên đá, định tính chất xây dựng đá Do nghiên cứu khoáng vật  hiểu biết nguồn gốc & điều kiện hình thành đá Trạng thái khoáng vật: ◦ Rắn (đại đa số): CaC03; Cu; ◦ Lỏng (một số): H2O; Hg ◦ Khí (một số): CO2; NH4 Đất đá cấu tạo chủ yếu khoáng vật trạng thái rắn – Đánh giá khả sử dụng đất đá xây dựng cơng trình  Dạng tồn khống vật ◦ Dạng kết tinh ◦ Dạng vơ định hình ◦ Dạng keo Môn học: Địa kỹ thuật Môn học: Địa kỹ thuật §I.1 KHỐNG VẬT §I.1 KHỐNG VẬT Dạng vơ định hình Dạng kết tinh   Hình thành kết tinh nguyên tố hóa học  Các tinh thể liên kết lại với Đặc điểm: Có nhiệt độ nóng chảy định, tới nhiệt độ vật chất chuyển sang dạng lỏng & thu nhiệt  Các phân tử vật chất → khống vật khơng kết tinh, khơng xếp theo trật tự có tính quy luật tuần hồn khơng gian Đặc điểm  Không kết tinh, không tạo thành tinh thể  Khi nung nóng thay đổi trạng thái từ từ, mềm dần chuyển sang lỏng Môn học: Địa kỹ thuật Mơn học: Địa kỹ thuật §I.1 KHỐNG VẬT §I.1 KHOÁNG VẬT Dạng keo   III Phân loại khoáng vật Khoáng vật tồn dung dịch keo, hạt keo có tính chất đặc biệt, phức tạp VD: Dung dịch phù sa, bentonit…    Mơn học: Địa kỹ thuật Theo nguồn gốc hình thành:  Khoáng vật nguyên sinh  Khoáng vật thứ sinh Theo điều kiện hình thành  Khống vật nội sinh  Khống vật ngoại sinh Theo vai trị tạo đá  Khống vật  Khống vật phụ  Khống vật Mơn học: Địa kỹ thuật §I.1 KHỐNG VẬT §I.1 KHỐNG VẬT Theo điều kiện thành tạo Theo nguồn gốc • Khống vật nội sinh: hình thành trình địa chất nội sinh, xảy bên vỏ đất • Khống vật ngun sinh: khống vật hình thành từ phần tử q trình magma, trầm tích & biến chất • Khống vật ngoại sinh: q trình địa chất ngoại sinh q trình phong hóa, trầm tích • Khống vật thứ sinh: khống vật hình thành từ q trình biến đổi khống vật khác Thường hình thành từ q trình trầm tích, biến chất… Mơn học: Địa kỹ thuật Mơn học: Địa kỹ thuật §I.1 KHỐNG VẬT §I.1 KHỐNG VẬT Theo vai trị tạo đá III Phân loại khống vật (tiếp) Khống vật chính: > 5% k/lượng đá Khoáng vật phụ: < 5% k/lượng loại đá (Các loại đá khác nhau, khái niệm chính, phụ mang tính tương đối)  Theo thành phần hóa học: chia thμnh líp  Lớp 1: nguyên tố tự nhiên: vàng(Au), kim cương (C)  Lớp 2: sulfua VD: Pirit (FeS2), galenite (PbS)  Lớp 3: halogenua VD: Halite (NaCl)  Lớp 4: cabonat: Canxite (CaCO3), dolomite (CaMg(CO3)2)  Lớp 5: Sulfate VD: Thạch cao (CaSO4.2H2O)  Lớp 6: Phosphate VD: Apatite  Lớp 7: ô xit VD: Thạch anh (SiO2), Coridon(Al2O3)  Lớp 8: Silicat VD: Felpat KAlSi3O8  Lớp 9: Các chất hữu Môn học: Địa kỹ thuật Mụn hc: a k thut ĐI.1 KHONG VT Lớp nguyên tè tù nhiªn: III Phân loại khống vật (tiếp)  §ång, Cu Mục đích phân loại khống vật:   Mơ tả khống vật cách có hệ thống Làm rõ mối quan hệ khoáng vật đá  đánh giá sơ tính chất khống vật tính chất xây dựng đất đá Mơn học: Địa kỹ thuật Líp nguyªn tè tù nhiªn: Lớp nguyên tố tự nhiên: §ång, Cu Vàng, Au Lớp nguyên tố tự nhiên: Kim cương, C Graphit Cabon, C Lớp sulfua: Lớp sulfua: Pyrite, FeS2 Pyrite, FeS2 Lớp sulfua: Lớp sulfua: Galena, PbS Galena – pyrite, PbS – FeS2 Lớp sulfua: Lớp sulfua: Thần sa (cinabar), HgS Chalcopyrite, CuFeS2 Lớp Halogenua: Halite, NaCl Lớp Sulfua: Sphalerite, ZnS Lớp Halogenua: Lớp cacbonate: Flourite, CaF2 Lớp cacbonate: Lớp Sulfate: Malachite, Cu2(OH)2CO3 Thạch cao, CaSO4.2H2O Lớp Sulfate: Lớp phosphate: Barite, BaSO4 Apatite, Ca2F(PO4)3 Lớp OXIT Lớp OXIT Thạch anh, SiO2 Corundum (hồng ngọc), Al2O3 Lớp OXIT Lớp OXIT Corundum Corundum (sapphire), Al2O3 (hồng ngọc), Al2O3 Lớp Silicate Talc, Mg[Si4O10](OH)2 Lớp Silicate Muscovite (Mica), KAl2[Si3O10](OH)2 Lớp Silicate Líp Sunfat Kaolinite, Al4[Si4O10](OH)8 CaSO4.2H2O Líp Halogenua NaCl §I.1 KHỐNG VẬT Líp oxit: SiO2 IV Các tính chất vật lý khống vật Hình dạng tinh thể khống vật Màu khoáng vật Độ suốt ánh khống vật Tính cát khai khống vật Vết vỡ khoáng vật Độ cứng Tỷ trọng Mơn học: Địa kỹ thuật Líp silicat: mi cđa axit silicit ĐI.1 KHONG VT ĐI.1 KHONG VT Hình dạng tinh thể khoáng vật III Các tính chất vật lý cđa kho¸ng vËt (tiÕp) Mμu cđa kho¸ng vËt Halit Do thnh phần hoá học khoáng vật định Chủ yếu chứa nguyên tố hoá học mang mμu NhiỊu kho¸ng vËt chØ cã mμu cè định Khi lẫn tạp chất khoáng vật mang nhiều mu kh¸c Mμu cđa kho¸ng vËt quan s¸t phơ thuộc điều kiện ánh sáng, trạng thái mặt ngoi kho¸ng vËt Dạng đẳng thước dạng hạt (3 phương) Dạng kéo dài: phương dạng hình cột, hình que, hình sợi tóc Th¹ch anh Dạng kéo dài phương: tấm, vy, lỏ Mu khoáng vật định mu đá > ảnh hởng tới khả hấp thụ nhiệt đá Mica Mu vết vạch khoáng vật có thĨ kh¸c mμu kho¸ng vËt Mơn học: Địa kỹ thuật Mơn học: Địa kỹ thuật §I.1 KHỐNG VẬT §I.1 KHỐNG VẬT Mμu cđa kho¸ng vËt Mμu cđa kho¸ng vËt (tiÕp) Th¹ch anh Limonit Mơn học: Địa kỹ thuật Berin (hång ngäc) Mơn học: Địa kỹ thuật §I.1 KHỐNG VẬT §I.1 KHỐNG VẬT §é st vμ ¸nh kho¸ng vËt (tiÕp) §é suèt vμ ¸nh khoáng vật Độ suốt: Khả cho ánh sáng qua khoáng vật Trong suốt: thạch anh, thuỷ tinh, spat Spat Nưa st: Th¹ch cao, sfalerit Th¹ch cao Không suốt: pirit, manhêtit, grafit Grafit ánh khoáng vật: đợc tạo thnh phần ánh sáng phản xạ có tần số dao động không đổi ta chiÕu ¸nh s¸ng vμo kho¸ng vËt  ¸nh thủ tinh: thạch anh, canxit ánh tơ: atbet (khoáng vật dạng sơ) ánh đất: kaolinite ánh x cừ: mica  ¸nh kim: pyrit Mơn học: Địa kỹ thuật Mơn học: Địa kỹ thuật §I.1 KHỐNG VẬT §I.1 KHỐNG VẬT TÝnh c¸t khai cđa kho¸ng vËt TÝnh c¸t khai: khả tinh thể khoáng vật hạt tinh thể khoáng vật bị tách vỡ thnh khối theo mặt phẳng song song C¸t khai rÊt hoμn toμn: Mica, clorite  C¸t khai hon ton: Canxite, Halite Cát khai trung bình: Piroxen, amphibol Cát khai không hon ton: Thạch anh Kaolinit Canxit Môn học: Địa kỹ thuật Pyrit Anbet Môn học: Địa kỹ thuật §I.1 KHỐNG VẬT VÕt cđa khoáng vật Vết vỡ l mặt vỡ không theo quy tắc khoáng vật bị đập vỡ Vết vỡ phẳng: vỡ theo mặt dễ tách Vết vỡ vỏ sò: Thạch anh Vết vỡ dạng đất: vÕt tùa nh ®Êt bét, vd: kaolinit VÕt dạng sần sùi: Thạch anh Mụn hc: a k thuật §I.1 KHỐNG VẬT §é cøng Lμ khả chống lại lực học bên ngoi (khắc, vạch) khoáng vật Khoáng vật có bán kính điện tử cng nhỏ độ cứng cng lớn Phân độ cứng tuyệt đối v độ cứng tng đối Độ cứng theo thang Mohs (thường dïng) - 10 bËc: 10 Talc Th¹ch Canxit Flourit Apatit Fenspat Th¹ch Topaz Corindon Kim cao anh cương Mơn học: Địa kỹ thuật §I.1 KHỐNG VẬT Tû träng C¸c kho¸ng vËt cã tû träng rÊt kh¸c & dao động khoảng phạm vi lớn Phụ thuộc vo thnh phần hoá học & cấu trúc tinh thÓ Theo tû träng, chia thμnh nhãm kv: NhĐ: Tû träng < 2,5 Trung b×nh: Tû träng = 2,5 4,0 Nặng: Tỷ trọng > 4,0 ĐI.2 KHI NIỆM VỀ ĐẤT ĐÁ Tû träng mét sè kho¸ng vËt tạo đá Khoáng vật Tỷ trọng Khoáng vật Tỷ träng Th¹ch anh 2,65  2,66 Plagiocla 2,60  2,78 Canxít 2,71 2,72 Muscovit 2,50 3,10 Đôlômit 2,80  2,99 Biotit 2,69  3,40 Anhidrit 2,50  2,70 Piroxen 3,20  3,60 Th¹ch cao 2,30  2,40 Amfibon 2,99  3,47 Octocla 2,50  2,62 Olivin 3,18  3,45 Môn học: Địa kỹ thuật Môn học: Địa kỹ thuật §I.2 KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT ĐÁ §I.2 KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT ĐÁ I Định nghĩa đất đá Đất đá tập hợp học nhiều khoáng vật II Các đặc trưng đất đá   Có chưa có liên kết cứng, thành tạo tác dụng trình hóa lý khác   Mơn học: Địa kỹ thuật Thành phần khoáng vật: thể hàm lượng khống vật có đất đá Kiến trúc: khái niệm mức độ kết tinh quan hệ thành phần khoáng vật tạo đất đá Cấu tạo: khái niệm xếp, định hướng hạt khoảng vật đất đá Như vậy, cấu tạo đất đá đặc trưng cho vị trí khơng gian thành phần đá, thể mức độ đồng khối đá Thế nằm: khái niệm cho ta biết vị trí, hình thù tư khối đất đá không gian; mối quan hệ tiếp xúc khối đá với đá vây quanh Mơn học: Địa kỹ thuật 10 §I.4 ĐÁ TRẦM TÍCH §I.4 ĐÁ TRẦM TÍCH V Thế nằm đá trầm tích V Thế nằm đá trầm tích Mơn học: Địa kỹ thuật Môn học: Địa kỹ thuật I Sự hình thành phân loại đá biến chất §I.5 ĐÁ BIẾN CHẤT Định nghĩa Đá biến chất loại đá hình thành từ loại đá có trước trình biến đổi tác dụng nhiệt độ cao áp suất lớn, xảy lòng đất Môn học: Địa kỹ thuật Môn học: Địa kỹ thuật I Sự hình thành phân loại đá biến chất Sự hình thành đá biến chất    Tại chỗ tiếp xúc với đá magma, t0 cao of khối magma làm lớp đá vây quanh tái kết tinh lại Tại đới phá hủy dọc đứt gãy kiến tạo, áp suất cao làm cho lớp đất đá bị phân phiến, cà nát mạnh… Tại vùng tạo núi, có chuyển động kiến tạo diễn mạnh mẽ, lớp đá trầm tích bị vùi sâu, chịu tác động of t0, áp suất… Mơn học: Địa kỹ thuật I Sự hình thành phân loại đá biến chất Phân loại đá biến chất  Biến chất tiếp xúc – xảy chỗ tiếp xúc với đá magma, chủ yếu t0  Biến chất động lực – xảy đứt gãy kiến  Biến chất khu vực – xảy vùng tạo núi, tạo, chủ yếu áp suất vùng đá trầm tích bị vùi sâu, t0, áp suất Môn học: Địa kỹ thuật 20 III Kiến trúc đá biến chất II Thành phần khoáng vật đá biến chất    Khoáng vật tàn dư: khoáng vật đá ban đầu khơng bị biến đổi q trình biến chất Khống vật túy: hình thành trình biến chất – khoáng vật nội sinh Đặc điểm thành phần khoáng vật đá biến chất:  Cường độ cao,  Kém ổn định điều kiện môi trường  Thông thường tỉ trọng cao, không chứa nước nghèo nước Môn học: Địa kỹ thuật III Kiến trúc đá biến chất Môn học: Địa kỹ thuật  Kiến trúc biến tinh: hình thành kết tinh tái kết tinh khoáng vật đá ban đầu  Kiến trúc toàn tinh  Kiến trúc ban tinh  Kiến trúc ẩn tinh   Kiến trúc milonite (kiến trúc cà nát – đặc trưng cho biến chất động lực): Đá bị miết, nghiền nát sau khoáng vật khác gắn kết lại Kiến trúc vảy: hạt khoáng vật dạng vảy, dạng phiến, định hướng tác dụng áp lực Môn học: Địa kỹ thuật III Kiến trúc đá biến chất Môn học: Địa kỹ thuật III Kiến trúc đá biến chất III Kiến trúc đá biến chất Môn học: Địa kỹ thuật Môn học: Địa kỹ thuật 21 IV Cấu tạo đá biến chất IV Cấu tạo đá biến chất    Cấu tạo khối: thường xảy đá biến chất tiếp xúc Cấu tạo phiến: Khi đá khoáng vật dạng tấm, dạng que xếp định hướng theo phương vng góc với áp lực, thường thấy biến chất khu vực & biến chất động lực Đá dễ tách Cấu tạo gơnai (gneiss): Các khoáng vật sáng màu & tối màu nằm xen kẽ thành dải Do biến chất sâu sắc, khống vật tối màu có xu hướng tách riêng, thành dải định hướng (vng góc với chiều áp lực) Môn học: Địa kỹ thuật IV Cấu tạo đá biến chất Môn học: Địa kỹ thuật Môn học: Địa kỹ thuật IV Cấu tạo đá biến chất Môn học: Địa kỹ thuật V Thế nằm đá biến chất    Đá biến chất tiếp xúc: Dạng đới bao quanh Đá biến chất động lực: dạng tuyến dọc theo đứt gãy Đá biến chất khu vực: giữ nguyên nằm ban đầu §I.6 NGUỒN GỐC VÀ ĐẶC ĐIỂM MỘT SỐ LOẠI ĐẤT Môn học: Địa kỹ thuật 22 Phong hóa – Khái niệm  Đất đá vĩnh cửu theo thời gian, địa chất học gọi phá hủy biến đổi đất đá q trình phong hóa    Phong hóa trình biến đổi đất đá phá hủy học & biến đổi hoá học & hoạt động sinh vật Xảy phần vỏ trái đất tác nhân bên ngồi (khí quyển, thủy & sinh quyển) làm đất đá thay đổi thành phần, cấu trúc & trạng thái, suy giảm tính chất xây dựng Diễn cách từ từ, giảm dần theo chiều sâu Kết cuối : đất Các hình thức phong hóa  Theo ngun nhân gây phong hóa • Phong hóa vật lý (phong hóa học); • Phong hóa hóa học; • Phong hóa sinh học  Phong hóa vật lý: đá bị phá hủy vỡ vụn, không thay đổi thành phần khống hóa Ngun nhân: ◦ Do dao động nhiệt độ (chủ yếu); ◦ Do nước khe nứt đóng băng; ◦ Do muối đá kết tinh; ◦ Do phơi khơ tẩm ướt nhiều lần ◦ Do q trình dỡ tải làm đá bị tróc vỡ Phong hóa vật lý • Dao động nhiệt độ: *) Đá cấu tạo nhiều loại khoáng vật khác + Khả hấp phụ t0 khác khác + Đá có độ hạt thơ phong hóa mạnh đá có độ hạt mịn + Khoáng vật sẫm màu hấp phụ t0 tốt khoáng vật sáng màu → Các khoáng vật nằm cạnh độ giãn nở nhiệt không giống nhau, & theo thời gian, mối liên kết khống vật dần bị phá hủy Phong hóa vật lý 23 Phong hóa vật lý Phong hóa vật lý Do nước đóng băng Phong hố vật lý Phong hóa vật lý Do giảm tải Phong hố cầu Phong hố cầu 24 Phong hố vật lý Sự tróc mảng Do giảm tải Phong hóa hóa học Phong hóa hóa học • Phong hóa học: đá bị thay đổi thành phần • Nước đóng vai trị quan trọng • Các hình thức: – – – – Hịa tan Ơxy hóa Thủy phân Thủy hóa Phong hóa hóa học • Phong hóa hóa học phụ thuộc:  Thành phần khống vật, kiến trúc, cấu tạo đá  Điều kiện địa hình (điều kiện nước điều kiện xói rửa)  Mức độ nút nẻ đá  Khí hậu, nhiệt độ môi trường  Sự vận động nước đá Phong hóa hóa học Phong hóa hóa học Tác dụng hịa tan nước có tính xâm thực: CO2, axit hịa tan (rửa trơi) khống vật dễ tan Hoà tan CaCO  H O  CO  Ca ( HCO ) 25 Kết quả q trình ơ xy hố trong đá bazan Phong hóa hóa học Tác dụng xy hóa Phản ứng ôxy hóa làm thay đổi thành phần hóa học nhiều loại khống vật tạo thành ơxit Kết vón ô xít sắt FeS2  nO  nH O  H 2SO  FeSO Pyrit FeSO  Fe SO 3  Fe O nH 2O Limonit 3Fe 2SiO  O  Fe3O  3SiO Pyroxen magnetit Thạch anh Phong hóa hóa học Phong hóa hóa học Tác dụng thủy phân Tác dụng thủy hóa Khống vật (lớp silicat, alumosilicat) tác dụng phân giải nước  thành khoáng vật Khoáng vật hấp thụ nước  khoáng vật KAlSi3O8   CO  nH O  Al4 OH 8 Si O10   SiO nH O  K CO Octocla (feldpar) Kaolinit CaSO  2H O  CaSO 2H O Thạch cao khan thạch cao Opan cường độ thấp hơn, ổn định với phong hóa Phong hóa sinh học Phong hóa sinh học Phong hóa vật lý Phong hóa hóa học Do giới sinh vật 26 Phong hóa sinh học Tầng tàn tích đặc trưng ĐCCT • Tầng tàn tích: sản phẩm q trình phong hóa, nằm chỗ mặt đá gốc • Đặc điểm: mức độ phong hóa giảm theo chiều sâu sâu, phân thành đới có tính chất khác nhau, bề mặt khơng 3. Tầng tàn tích và các đặc trưng ĐCCT Đá mác ma Đá trầm tích Đới thổ nhưỡng Đới vỡ mịn Đới vỡ nhỡ Đới dạng khối Đới nguyên thể 27 Tham khảo Tham khảo Tầng tàn tích cát kết Soil Soil Soil Iron-rich basalt Phong hố hố học hồ tan Các biện pháp điều tra xử lý tầng phong hóa xây dựng a Điều tra • Loại đất đá bị phong hóa, sản phẩm phong hóa • Tác nhân gây phong hóa, hình thức phong hóa • Mức độ, tốc độ phong hóa, bề dày tầng tàn tích • Đặc điểm tầng tàn tích Đá vơi Phong hố hố học xy hố Phong hố hoá học Do thuỷ hoá Đá granite giàu felpar Các biện pháp điều tra xử lý tầng phong hóa xây dựng Các biện pháp xử lý tầng phong hóa • Chọn địa điểm xây dựng phù hợp: - Tầng tàn tích mỏng - Thành phần & tính chất đất phong hóa biến đổi so với đá gốc sinh • Bóc bỏ tồn phần tầng phong hóa • Bảo vệ đất đá khỏi tác nhân phong hóa: Dùng bê tơng, bitum, sét, vôi để lại lớp đất tự nhiên phủ lên cao trình đáy móng 28 Các biện pháp điều tra xử lý tầng phong hóa xây dựng III XĨI MỊN VÀ ĐẤT SƯỜN TÍCH Các biện pháp xử lý tầng phong hóa • Cải tạo tầng phong hóa biện pháp: phun xi măng, phun dung dịch sét… • Trung hịa nhân tố gây phong hóa • Dùng biện pháp tiêu nước, khơng để nước ngấm xuống sâu, ngăn tác nhân phong hóa xâm nhập • Sử dụng biện pháp cơng trình hợp lý Dịng chảy tạm thời xói mịn • Dịng nước tạm thời dịng phát sinh chảy khơng liên tục theo thời gian • Hai loại hình thức III XĨI MỊN VÀ ĐẤT SƯỜN TÍCH III XĨI MỊN VÀ ĐẤT SƯỜN TÍCH Tác dụng xói mịn • Nước chảy tràn: địa hình dốc thoải, nước chảy khơng tập trung, gây bào mịn mặt đất • Nước chảy theo dịng: điều kiện địa hình thuận lợi, nước chảy tập trung thành dịng, lượng dòng chảy tương đối lớn, đào phá bề mặt theo dịng, tạo rãnh xói, mương xói • • • Chảy tràn Chảy theo dịng Các tác dụng: • • Xói mịn đất tạo mương xói Hoạt động tích tụ, hình thành tầng sườn tích • Mưa lớn, địa hình dốc khả xói mịn lớn • Đất dày, phong hóa mạnh, bề dày vỏ phong hóa lớn khả xói mịn lớn • Thảm thực vật có khả giảm động dịng chảy, nên trồng sườn đồi núi Rãnh xói Rãnh xói Sườn tích Sơng, suối 29 III XĨI MỊN VÀ ĐẤT SƯỜN TÍCH III XĨI MỊN VÀ ĐẤT SƯỜN TÍCH Hoạt động tích tụ tạo tầng sườn tích III XĨI MỊN VÀ ĐẤT SƯỜN TÍCH Đặc điểm đất sườn tích: – Thành phần phức tạp, không tuyển lựa: sét, sét pha, cát pha, thường lẫn mảnh dăm, đá Càng gần chân núi hạt thơ • Dịng chảy làm xói mịn, lôi vật liệu đất đá sườn dốc (kéo lê, xơ lăn) xuống chân dốc tích tụ tạo thành tầng sườn tích • Q trình tích tụ sườn tích tiếp diễn nhiều lần theo mùa mưa lũ • Đặc điểm thành phần tầng sườn tích tùy thuộc địa hình, dịng chảy, thường có dạng nón hình quạt bao quanh chân núi IV TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SƠNG Khái niệm dịng thường xun • • • • – Hạt vật liệu không mài trịn – Khơng có phân lớp – Các tiêu lý thường thấp: độ rỗng lớn, xốp, tính ép co lớn, lực dính kết thấp, tan rã nhanh • • • • Dòng nước tập trung tạo thành dịng chảy thường xun, quanh năm (Sơng) Nguồn cung cấp Nước mưa Nước đất Các tác dụng: Phá hủy đất đá (xâm thực) Vận chuyển vật liệu Lắng đọng vật liệu 30 IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SƠNG VÀ  TRẦM TÍCH SƠNG IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SƠNG VÀ  TRẦM TÍCH SƠNG Hoạt động xâm thực a Xâm thực đứng: – Đào phá theo phương thẳng đứng, có xu làm địa hình đáy sông, đào sâu từ hạ nguồn thượng nguồn – Thường xảy vùng địa hình cao, độ dốc đáy sông lớn – Hậu quả: tạo thác, ghềnh, tượng cướp dòng IV TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SƠNG VÀ TRẦM TÍCH SƠNG b Xâm thực ngang: – Đào phá theo phương ngang, mở rộng lịng sơng – Thường xảy vùng địa hình thấp, phần hạ lưu sơng – Hậu quả: lịng sơng mở rộng, sông uốn khúc quanh co, tạo hồ ách trâu, gây sạt lở bờ sông IV TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SƠNG VÀ TRẦM TÍCH SƠNG IV TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SƠNG VÀ TRẦM TÍCH SƠNG 2. Hoạt động vận chuyển • Vật liệu phá hủy dịng sơng mang dạng: – – – • Hịa tan Lơ lửng Kéo lê Khả vận chuyển phụ thuộc – – – Địa hình lịng sơng Động dịng chảy Kích thước, khối lượng hạt vật liệu Hoạt động tích tụ • • Vật liệu phá hủy tích tụ, hình thành bồi tích sơng Đặc điểm: – Tn theo quy luật tuyển lựa – Có tính phân lớp – Quy luật trầm đọng phức tạp 31 2. Hoạt động vận chuyển 3. Hoạt động tích tụ 3. Hoạt động tích tụ IV TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SƠNG VÀ TRẦM TÍCH SƠNG Các loại trầm tích sơng Trầm tích lịng sơng: Các loại vật liệu trầm đọng lịng sơng IV TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SƠNG VÀ TRẦM TÍCH SƠNG Trầm tích bãi bồi: Các vật liệu sơng mang đến, lắng đọng bên sông bị ngập nước mùa lũ • Thường có phần: – Phần dưới: vật liệu thô (cuội, sỏi, cát) – gần giống trầm tích lịng sơng – Phần trên: vật liệu mịn (cát hạt mịn, sét pha, sét) • Đặc điểm: thường gặp nước có áp, dễ gặp vấn đề cát chảy, xói ngầm, lún khơng • Ở miền núi: vật liệu hạt lớn (đá hộc, đá tảng, cuội, sỏi, cát) Đặc điểm: Ít biến dạng, cường độ tương đối cao, tính thấm lớn • Ở vùng trung du & đồng bằng: Chủ yếu cát, sét bùn xen kẽ, có cuội, sỏi hạt nhỏ Đặc điểm: Quy luật tuyển lựa thể rõ Thường có dạng phân lớp thấu kính  Các vấn đề: cát chảy, xói ngầm, lún khơng IV TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SƠNG VÀ TRẦM TÍCH SƠNG Trầm tích hồ ách trâu: Các vật liệu lắng đọng chỗ sơng cong (sơng chết) • Thường có tầng: – Tầng dưới: vật liệu tương đối thơ (trầm tích sông) – Tầng trên: thường bùn yếu gồm cát hạt mịn, bùn hữu than bùn • Đặc điểm: tính thấm nước nhỏ, thường bão hịa nước, mềm yếu, biến dạng lớn. vấn đề: ổn định trượt, lún nhiều, lún lâu dài 32 IV TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SƠNG VÀ TRẦM TÍCH SƠNG Trầm tích cửa sơng: Các vật liệu sơng mang đến lắng đọng cửa sơng • Thường có tầng: – Tầng dưới: vật liệu mịn bùn sét – Tầng giữa: vật liệu hạt vừa (cát pha, sét pha) – Tầng trên: vật liệu thơ (cát mịn) • Đặc điểm: bề dày lớn, phân bố rộng, độ rỗng lớn, chứa muối, xen kẹp sét Các tính chất lý thay đổi theo không gian. vấn đề: ổn định mái hố móng, cát chảy, xói ngầm, lún nhiều, lún lâu dài V ĐẤT BỤI VÀ HOÀNG THỔ  Nguồn gốc: trầm tích gió V ĐẤT BỤI VÀ HOÀNG THỔ V ĐẤT BỤI VÀ HOÀNG THỔ  Đặc điểm:  Các hạt thường tròn cạnh  xếp hạt  độ lỗ rỗng, hệ số rỗng, dung trọng tự nhiên, dung trọng khô  Bụi cát hạt mịn  trương nở, phụ thuộc điều kiện môi trường (độ ẩm từ 16 đến 35%)  Kích thước hạt, độ lỗ rỗng, độ ẩm đất bụi  Tính cố kết đất bụi (cố kết sơ cấp chiếm tới 75%)  Đất hồng thổ có hàm lượng hạt bụi từ 50%-90%  Hệ số rỗng, số dẻo, liên kết hạt, độ chặt  sức kháng cắt Kết cấu xốp đất hoàng thổ gắn kết ximăng cacbonat Dung trọng: 1.2 – 1.36 kg/cm3, ướt lên tới 1.6 kg/cm3 Giới hạn chảy khoảng 30%, giới hạn dẻo khoảng 4% - 9%, số dẻo 6% Góc ma sát khoang 300 đến 340 Ở trạng thái khô (w=10%) sức chịu tải cao, ướt  bùn nhão Tính thấm đất hồng thổ tốt so với đất bụi (k = 10-5 – 107 cm/s) Đất bụi hồng thổ dễ bị hóa lỏng khó nén chặt Có khả hình thành lỗ rỗng dạng ống đất hoàng thổ V Đất trầm tích mềm rời mềm dính Loại vật liệu Cỡ hạt (mm) Cuội > 200 Sỏi Dăm Cát Bụi Sét 60 - 200 Hạt thô 20 - 60 Hạt vừa - 20 Hạt mịn 2-6 Hạt thô 0.6 – Hạt vừa 0.2 – 0.6 Hạt mịn 0.06 – 0.2 Hạt thô 0.02 – 0.06 Hạt vừa 0.006 – 0.02 Hạt mịn 0.002 – 0.006 V Đất trầm tích mềm rời mềm dính Trầm tích mềm rời  Đặc điểm:  Cấu trúc đất hạt rời (cát, sỏi, sạn) phụ thuộc vào xếp hạt lấp đầy lỗ rỗng  Hệ số rỗng đất có mức độ hạt đồng cao hồn tồn khơng dính dao động khoảng 0.35 đến 1.00  Mức độ mài tròn < 0.002 Phân loại đất theo kích thước hạt (Tiêu chuẩn Anh) 33 V Đất trầm tích mềm rời mềm dính Đất than bùn  Là sản phẩm tích tụ di tích thực vật phân tán phân hủy phần, hóa thạch điều kiện thiếu khí độ ẩm cao  Có thể chia thành ba nhóm bản: dạng hạt vơ định hình, dạng sợi thơ dạng sợi mịn  Hàm lượng hữu đất than bùn dao động từ 50% tới 90% Đất than bùn  Hệ số rỗng từ đến 25 (có xu hướng giảm theo chiều sâu)  Độ ẩm lớn, thay đổi tùy thuộc vào loại than bùn, với nhóm vơ định hình khoảng 500%, nhóm sợi thô ghi nhận độ ẩm vượt 3000%  Lượng co ngót thể tích thường thay đổi từ 10 đến 75%  Khối lượng riêng, dung trọng khô dung trọng đẩy thấp  Sức kháng nén khơng nước nhỏ, khoảng 20 đến 30 kPa môdun đàn hồi khoảng 100 đến 140 kPa  Sức kháng nén, kháng cắt phụ thuộc vào loại vật chất hữu 34 ... học: Địa kỹ thuật Mơn học: Địa kỹ thuật §I .1 KHỐNG VẬT §I .1 KHỐNG VẬT Mμu cđa kho¸ng vËt Mμu khoáng vật (tiếp) Thạch anh Limonit Mụn hc: a kỹ thuật Berin (hång ngäc) Môn học: Địa kỹ thuật §I .1 KHỐNG... đá Môn học: Địa kỹ thuật Mơn học: Địa kỹ thuật §I.4 ĐÁ TRẦM TÍCH §I.4 ĐÁ TRẦM TÍCH III Kiến trúc đá trầm tích III Kiến trúc đá trầm tích Mơn học: Địa kỹ thuật Môn học: Địa kỹ thuật 18 §I.4 ĐÁ... nghiêng Môn học: Địa kỹ thuật Mơn học: Địa kỹ thuật §I.4 ĐÁ TRẦM TÍCH §I.4 ĐÁ TRẦM TÍCH V Thế nằm đá trầm tích V Thế nằm đá trầm tích Môn học: Địa kỹ thuật Môn học: Địa kỹ thuật 19 §I.4 ĐÁ TRẦM