5.2.6.1. Đặc điểm bề rộng lộ và hình dạng của lớp nghiêng trên bản đồ.
Khi một lớp nghiêng lộ ra trên bề mặt đất thì bề rộng của lớp – tức chiều dày biểu kiến phụ thuộc vào bề dày thật của lớp, gĩc dốc của lớp và gĩc nghiêng của địa hình.
Lớp cĩ chiều dày thật lớn sẽ cĩ bề rộng lộ lớn hơn so với lớp cĩ chiều dày thật nhỏ. Gĩc dốc lớp càng lớn thì bề rộng lộ càng giảm. Cịn nếu lớp thẳng đứng thì bề rộng lộ bằng bề dày thật của lớp mà khơng phụ thuộc vào địa hình.
Bề rộng lộ của lớp cịn phụ thuộc vào hình dạng của địa hình. Nếu lớp và địa hình cùng dốc về một phía thì địa hình càng thoải bề rộng lộ sẽ càng tăng, cịn nếu lớp và địa hình dốc về hai phía ngược nhau thì bề rộng lộ sẽ càng giảm.
Trường hợp địa hình rất dốc mà hướng dốc của lớp ngược lại với hướng dốc địa hình thì bề rộng lộ của lớp sẽ nhỏ hơn bề dày thật.
5.2.6.2. Cự ly chiếu, đường phương chiếu.
Muốn biểu diễn lớp nằm nghiêng lên bản đồ, ta phải ứng dụng kiến thức vể cự li chiếu và đường phương chiếu.
Trong điều kiện địa hình phức tạp đường lộ của mặt nằm nghiêng sẽ cĩ dạng đường cong, hình dạng của nĩ phụ thuộc vào mặt địa hình và yếu tố thế nằm của nĩ. Để vẽ đường lộ của mặt kiến trúc nằm nghiêng trên bản đồ cần phải cĩ nền địa hình và yếu tố thế nằm đo được tại điểm lộ. Dưới đây chỉ xét trường hợp nĩc và đáy của lớp nghiêng.
Hãy tưởng tượng mặt lớp nghiêng bị một loạt các mặt phẳng nằm ngang cĩ khoảng cao đều như nhau cắt qua (H6.8), sẽ được một loạt giao tuyến song song nhau, đĩ chính là hệ thống đường phương trên mặt lớp. Nếu chiếu hệ thống này lên trên mặt phẳng nằm ngang cũng sẽ được hệ thống đường song song gọi là hệ thống đường phương chiếu, chúng cách đều nhau một khoảng gọi là cự ly chiếu.
Vậy cự ly chiếu là khoảng cách giữa các hình chiếu trên mặt phẳng nằm ngang của các đường phương của nĩc hay của đáy lớp. Hệ thống các đường song song cách nhau một khoảng bằng cự ly chiếu gọi là hệ thống đường phương chiếu. Hệ thống đường phương trên mặt lớp luơn vuơng gĩc với đường dốc lớp.
Hình 6.7:
Bề rộng lộ của lớp nghiêng phụ thuộc vào bề dày thật (I), gĩc dốc của lớp (II) và dạng địa hình (III). a: chiều dày thật
a’: chiều rộng lộ (chiều dày biểu kiến)
Để xác định cự ly chiếu người ta vẽ mặt cắt thẳng đứng theo đường dốc tương ứng với tỷ lệ của bản đồ (H6.9). Đường dốc lớp sẽ cắt các mặt phẳng nằm ngang cĩ khoảng cao đều bằng nhau bằng một hệ thống điểm. Chiếu chúng lên mặt phẳng nằm ngang sẽ được hệ thống điểm chiếu cách nhau một đoạn bằng a, đĩ là cự ly chiếu (H 6.9a).
Độ lớn cự ly chiếu thay đổi phụ thuộc vào gĩc dốc, khoảng cách giữa các mặt phẳng nằm ngang cắt lớp và tỷ lệ bản đồ, nhưng khơng phụ thuộc vào địa hình (H 6.9b).
Hình 6.8: Hệ thống đường phương trên sơ đồ khối (a) và hệ thống đường phương chiếu a trên mặt phẳng nằm ngang (b)
Trong điều kiện như nhau, lớp càng thoải, cự ly chiếu càng lớn và ngược lại. Độ lớn cự ly chiếu tỷ lệ thuận với khoảng cách giữa các mặt phẳng nằm ngang và tỷ lệ thuận với tỷ lệ bản đồ.
Trong thực tế khoảng cách giữa các mặt phẳng nằm ngang cắt các lớp nghiêng đã nêu trên là các mặt cao độ địa hình. Vì vậy trên bản đồ địa chất giao điểm của đường phương chiếu của lớp và đường địa hình cùng độ cao là điểm lộ của nĩc hoặc đáy lớp.
Người ta ứng dụng cự ly chiếu để giải quyết các bài tốn sau: Dựa vào yếu tố thế nằm của lớp tại một điểm lộ để vẽ vết lộ của lớp lên bản đồ; và ngược lại dựa vào vết lộ của lớp trên bản đồ để xác định yếu tố thế nằm của lớp. Trường hợp vết lộ của lớp hoặc vỉa cĩ dạng uốn cong thì cĩ thể dùng quy luật tam giác vỉa để xác định hướng dốc, đặc biệt khi bản đồ khơng cĩ đường địa hình.
Dưới đây sẽ trình bày từng trường hợp cụ thể.
Vẽ vết lộ của lớp nằm nghiêng lên bản đồ dựa vào yếu tố thế nằm áp dụng cự ly chiếu và đường phương chiếu.
Khi lớp nghiêng lộ ra trên mặt tại một điểm và đo được yếu tố thế nằm, thì cĩ thể truy vết lộ của lớp nghiêng nhờ áp dụng cự ly chiếu và đường phương chiếu. Để vẽ được vết lộ của lớp nghiêng khi biết yếu tố thế nằm, đầu tiên phải xác định được cự ly chiếu theo tỷ lệ bản đồ, sau đĩ xác định hệ thống đường phương chiếu, cuối cùng mới tiến hành vẽ vết lộ lớp.
Ví dụ trên bản đồ tỷ lệ 1:2000 với cao độ của đường địa hình là 10m cĩ lộ ra vết lộ của lớp tại điểm M và đo được thế nằm của lớp tại điểm đĩ. Để vẽ được vết lộ của lớp nghiêng phải tiến hành các bước sau:
Bước 1: Xác định cự ly chiếu:
Vẽ các đường song song cách nhau một khoảng h bằng cao độ địa hình. Cao độ địa hình được xác định theo tỷ lệ bản đồ, ví dụ tỷ lệ bản đồ 1:2000 khoảng cách đường đồng mức là 10m thì h = 5mm (H 6.10).
Dựa vào gĩc dốc của lớp, tại một điểm bất kỳ chấm trên một trong những đường song song đã nĩi trên vẽ đường lớp (của nĩc hoặc đáy).
Chiếu các giao điểm giữa đường lớp với các đường song song lên đường ngang được cự ly chiếu a. Cự ly chiếu cĩ thể được tính bằng cơng thức a = h/tgα.
Bước 2: Biết cự ly chiếu a, xác định đường phương chiếu của lớp.
Đưa yếu tố thế nằm của lớp lên bản đồ tại điểm M. Vẽ một đường thẳng trùng với hướng dốc của lớp, sau đĩ từ điểm lộ M xác định các điểm cách nhau một khoảng bằng cự ly chiếu a đã xác định (theo hai phía của M).
Qua hệ thống điểm đĩ vẽ các đường vuơng gĩc với hướng dốc (tức song song với đường phương), ta được hệ thống đường phương chiếu của lớp. Hệ thống đường phương chiếu cĩ cao độ được xác định từ cao độ điểm lộ M của lớp dựa vào cao độ đường đồng mức. Trên hình vẽ điểm M lộ ra ngay trên đường đồng mức 60m. Đường phương thấp hơn điểm M sẽ cĩ độ cao 50m, cịn theo chiều dốc lên các đường phương cĩ độ cao bằng 70, 80, 90m, …
Bước 3: Vẽ vết lộ của lớp nghiêng.
Hình 6.10: Ví dụ về cách vẽ vết lộ của lớp nằm nghiêng lên bản đồ nhờ cự ly chiếu và đường phương chiếu với vết lộ của lớp xuất phát từ
Theo nguyên tắc vỉa sẽ lộ ra trên bản đồ tại giao điểm của đường đồng mức và đường phương chiếu cĩ cùng độ cao. Nối các giao điểm đĩ lại ta được một đường cong, đĩ là vết lộ của vỉa (lớp) trên mặt.
Khi nối các giao điểm cần chú ý những chỗ uốn cong của địa hình. Ví dụ tại các điẩm M, N và O để vẽ được vết lộ của lớp chính xác cần phải vẽ đường đồng mức và đường phương chiếu trung gian, nếu cĩ giao điểm của đường phương chiếu và đường đồng mức cùng độ cao thì tiếp tục nối.
Ví dụ để vẽ chỗ uốn cong tại N cần vẽ đường đồng mức và đường phương chiếu trung gian cao độ 115m được các điểm G và H, các đường đồng mức và đường phương chiếu trung gian cao độ trung gian tiếp theo 117,5m được các điểm lộ I và K,…Tại điểm O cũng vẽ đường đồng mức và đường phương chiếu trung gian 65m sẽ được thêm các giao điểm P và Q để vẽ chỗ uốn các điểm lộ cho chính xác.
Trong khi vẽ vết lộ của lớp theo phương pháp này cần lưu ý những điểm sau:
1– Phương pháp này dễ xác định khi thế nằm của lớp ổn định và khơng bị phá huỷ hay bị dịch chuyển vì các đứt dãy.
2– Nếu phương vị đường phương thay đổi, cịn gĩc dốc α khơng đổi thì độ lớn cự ly chiếu khơng đổi. Khi đĩ đường phương chiếu là đường cong.
3– Khi điểm lộ vỉa khơng nằm trên đường đồng mức thì phải xác định độ cao tuyệt đối của nĩ dựa vào đường đồng mức gần nhất. Ví dụ điểm A trên H 6.11 cĩ độ cao tuyệt đối khoảng 226m, gần đường đồng mức 230m. Đầu tiên cần xác định cự ly chiếu a theo tỷ lệ bản đồ. Giữa đường ngang 220m và 230m tiến hành vẽ đường ngang 226m. Đường này tất nhiên đi qua điểm A. Trên mặt cắt từ đường ngang cĩ độ cao 226m xác định cự ly chiếu α về phía đường ngang 230m. Sau đĩ trên bản đồ theo đường dốc từ điểm A đặt một đoạn bằng α về phía đường đồng mức 230m và vẽ được đường phương chiếu cĩ cao độ 230m. Từ đường phương chiếu này tiếp tục vẽ hệ thống đường phương chiếu cự ly α về hai phía. Việc vẽ vết lộ của lớp được tiến hành như đã nêu trên.
Xác định yếu tố thế nằm dựa vào vết lộ của lớp trên bản đồ áp dụng cự ly chiếu và đường phương chiếu.
Đây là phương pháp áp dụng cự ly chiếu để giải bài tốn ngược với bài tốn trên. Bài tốn đặt ra là khi vỉa (lớp) lộ ra và vẽ được trên bản đồ cĩ đường đồng mức, ta cĩ thể xác định được yếu tố thế nằm của vỉa, lớp đĩ nhờ áp dụng cự ly chiếu và đường phương chiếu. Trên H 6.12 cho biết vết lộ lớp trên bản đồ tỷ lệ 1:1000 với cao độ đường đống mức là 10m.
Hình 6.11: Vẽ vết lộ lớp trong trường hợp điểm lộ khơng nằm trên đường đồng mức
Cách xác định yếu tố thế nằm của lớp được tiến hành như sau: Bước 1: Xác định hệ thống đường phương chiếu (ít nhất là 2 đường).
Đầu tiên tìm trên bản đồ hai điểm giao nhau giữa vết lộ vỉa với cùng một đường đồng mức, ví dụ hai điểm A, B. Nối hai điểm đĩ lại ta được một đường phương chiếu cĩ độ cao tương đương với độ cao các điểm A và B (90m).
Sau đĩ tìm cặp hai điểm khác của vết lộ với đường đồng mức nằm trên hay dưới, ví dụ hai điềm C và D, nối chúng lại sẽ được đường phương chiếu thứ hai cĩ độ cao tương đương độ cao các điểm C và D (80m). Hai đường phương chiếu vừa tìm được là hai đường liền kề trong cả hệ thống đường phương chiếu của lớp.
Bước 2:
Kẽ đường vuơng gĩc với các đường phương chiếu để xác định hướng dốc. Giả sử cắt hai đường phương chiếu tại m và n, mn là cự ly chiếu và đồng thời hướng dốc của lớp, chiều dốc là chiều hướng từ đường phương chiếu cao (90m) đến đường phương chiếu thấp (80m).
Bước 3:
Đo gĩc phương vị hướng dốc β giữa hướng bắc địa lý và hướng dốc bằng thước đo độ.
Bước 4: Xác định gĩc dốc α dựa vào cao độ giữa hai đường đồng mức theo tỷ lệ bản đồ, cự ly chiếu (a) như đã trình bày trong phần xác định thế nằm thật dựa vào tài liệu lỗ khoan.
Theo cách 1: vẽ hai đường song song cĩ khoảng cách giữa chúng bằng khoảng cao độ h giữa hai đường đồng mức tính theo tỷ lệ bản đồ. Đánh dấu một điểm, từ đĩ lấy một đoạn mn bằng cự ly chiếu a (đã xác định như trên bản đồ). Chiếu điểm n lên đường song song thứ hai ta được điểm n,, mn, là mặt lớp nghiêng. Gĩc giữa mặt lớp và phương chiếu là gĩc dốc α. Dùng
thước đo độ hoặc dùng cơng thức lượng giác để xác định giá trị của gĩc dốc. Cĩ thể xác định theo cách hai ngay trên hình vẽ.
Nếu tiến hành vẽ đường phương ở những nơi khác nhau trên bản đồ rồi so sánh phương của chúng thì sẽ biết được sự thay đổi của gĩc phương vị đường phương, đường dốc và gĩc dốc của lớp.