Tự đọc trước khi lên lớp
Tham khảo tài liệu: Động lực học nước dưới đất Làm tiểu luận + bài tập chương 3
Bài giảng 9: Hiện tượng phong hóa đất đá. Các hiện tượng địa chất liên quan tới dòng nước mặt.
Chương 4 Mục 4.1 + 4.2
Tiết thứ: 17- 18 Tuần thứ: 9
- Mục đích, yêu cầu:
+ Giới thiệu chung về các hiện tượng địa chất động lực công trình.
+ Giới thiệu hiện tượng phong hóa. Các hiện tượng địa chất liên quan đến dòng nước mặt.
+ Yêu cầu hiểu được hiện tượng trên.
- Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu
- Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 2t; Tự học, tự nghiên cứu: 2t.
- Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công
- Nội dung chính:
*Giới thiệu chung: mục đích, nhiệm vụ của địa chất động lực công trình:
Nghiên cứu các quá trình và hiện tượng địa chất tự nhiên, cũng như các quá trình và hiện tượng địa chất phát sinh do xây dựng công trình và sử dụng lãnh thổ vào mục đích kinh tế.
Mục đích nghiên cứu các hiện tượng địa chất động lực công trình nhằm đánh giá mức độ ảnh hưởng của các hiện tượng địa chất đến các công trình và đề ra biện pháp bảo vệ lãnh.
4.1. Hiện tượng phong hóa
- Khái niệm chung: Phong hóa là tổng hợp phức tạp các quá trình hóa lý và sinh hóa tác dụng tương hỗ lẫn nhau, cùng phát triển trong đới trên mặt của thạch quyển, nơi tiếp giáp với các môi trường khí, nước, sinh vật và nhân tạo. Kết quả tác dụng tương hỗ với các môi trường này làm cho thành phần, trạng thái và tính chất của đất đá, cũng như nước dưới đất bị biến đổi. Hiện tượng đất đá vỡ vụn, thay đổi hình dạng, kích thước và thành phần dưới tác dụng của nhiệt độ, không khí, nước, các hoạt động hóa học và hữu cơ gọi là hiện tượng phong hóa đất đá.
- Các kiểu phong hóa đất đá.
+ Phong hóa vật lý: là hình thức phá hủy đá dưới tác động vật lý, đá bị phân vụn nhưng không bị thay đổi thành phần khoáng hóa.
+ Phong hóa hóa học: là quá trình phá hủy đá do tác dụng hóa học của các tác nhân khí quyển, trong đó nước có chứa các thành phần hóa học là tác nhân quan trọng nhất. Tác dụng phong hóa hóa học diễn ra dưới các hình thức: hòa tan, oxy hóa, thủy phân, thủy hóa.
+ Phong hóa sinh học: là dạng phong hóa vật lý và hóa học do vi sinh vật gây ra.
- Sản phẩm phong hóa: vỏ phong hóa. - Điều tra, xử lý tầng đá trong xây dựng: Trước hết, chúng ra cần điều tra một số vấn đề sau: mức độ phong hóa; tốc độ phong hóa, nhân tố gây phong hóa.
Từ những vấn đề điều tra ở trên, tùy theo bề dày phong hóa, loại nhân tố gây phong hóa và yêu cầu của công trình mà ta có thể có những biện pháp xử lý phong hóa thích hợp:
+ Bóc bỏ lớp vỏ phong hóa
+ Che phủ bằng vật liệu chống phong hóa + Cải tạo tính chất của đá bị phong hóa
4.2. Các hiện tượng địa chất liên quan đến dòng nước mặt.
- Giới thiệu chung: Nước mưa rơi xuống mặt đất, một phần bị bốc hơi, một phần ngấm xuống đất, phần còn lại tạo thành dòng nước trên mặt làm xói mòn đất đá hình thành nên các lạch nhỏ, sau đó phát triển thành các khe suối sông. Dưới tác dụng của dòng nước mặt, thường xảy ra các hiện tượng địa chất sau: rửa trôi tạo mương xói, hoạt động địa chất của dòng sông, biển, hồ, đầm lầy.
- Hiện tượng rửa trôi - tạo mương xói: Hiện tượng dòng nước tạm thời xuất hiện khi mưa chảy trên sườn dốc gây ra hiện tượng xói mòn đất đá tạo mương xói gọi là hiện tượng rửa trôi tạo mương xói.
- Hoạt động địa chất của sông: hoạt động địa chất của sông là do dòng chảy thường xuyên tạo nên.
+ Tác dụng phá hủy, vận chuyển và trầm tích sông. + Tính chất xây dựng của thung lũng sông:
Việc bố trí các công trình trên sông cũng như việc chọn phương án công trình, phương án thi công phụ thuộc rất nhiều vào dạng địa hình, tính chất và bề dày các tầng đất đá của thung lũng sông. Có các dạng địa hình thung lũng sông sau:
+ Loại hẻm vực: có bờ dốc đứng, không có lớp phủ hay lớp phủ mỏng. Hình thành do xâm thực thẳng đứng mãnh liệt. Địa hình này thích hợp để xây dựng các đập cao, tuy nhiên việc bố trí công trình và thi công không thuận tiện, xây dựng cầu giao thông thì ngắn nhưng trụ cầu cao.
+ Loại thung lũng sông phát triển một bên, mặt cắt ngang thung lũng sông không đối xứng: một bên bờ dốc đứng do đá gốc tạo nên, một bên bờ dốc thoải do bồi tích tạo nên. Loại này thường gặp ở trung và hạ lưu sông. Địa hình thích hợp cho đập loại trung và đập cấu tạo hỗn hợp, cầu vượt sông ở đây không ổn định, các mố bị xói, cầu cạn dài.
+ Loại thung lũng sông phát triển hai bên: thường gặp ở hạ lưu sông. Thung lũng sông rộng, bờ sông thoải, thềm đối xứng, bãi bồi phát triển, tầng phủ dày. Địa hình này tuy tiện cho việc bố trí công trình và hiện trường thi công, nhưng nền công trình thường phải xử lý phức tạp, chiều cao đập nhỏ, chiều dài cấu lớn, cầu cạn dài.
Dựa theo trình độ đồng nhất của đất đá chia ra hai loại;
+ Thung lũng sông có cấu tạo đồng nhất: khi đất đá ở hai bên bờ và đáy sông như nhau, việc xây dựng thuận lợi nhưng thực tế ít gặp.
+ Thung lũng sông không đồng nhất: khi hai bên bờ có sự khác nhau về tính chất đất đá, độ dày tầng phủ, bề dày lớp phong hóa...Trong thực tế hay gặp và điều kiện địa chất công trình tương đối phức tạp.
- Tác dụng địa chất của biển và hồ: xói mòn, vận chuyển và trầm tích
+ Biện pháp: Kè ngầm, Mái đê lát đá, Trồng cây