Câu 1: Mục đích, đối tượng nghiên cứu của địa chất công trình, ND và các PP nghiên cứu

1, Mục đích of địa chất công trình:

- là 1 ngành của địa chất học, nghiên cứu môn of địa chất (đất, đá, nc, khí, khoáng vật) mục đích để đánh giá khả năng XD khu vực, sd 1cách hợp lý các ĐKTN (môi trường địa chất) vào công tác XD. Cơ sở of địa chất ctrình là địa chất học. Đại chất học là ngành KH rất rộng lớn chuyên nghiên cứu về lịch sử phát triển và cấu trúc of vỏ trái đất.

2, Đối tượng nghiên cứu: là môi trường địa chất

- Môi trường địa chất là 1 phần of MTTN, là fần trên of thạch quyển gồm đất, đá, nc và các tài nguyên trong đó, là nơi cư trú và triển khhai các hoạt động of con ng, là nơi xảy ra các tác dụng tương hỗ thạch quyển, khí quyển, thủy quyển và kỹ thuật quyển.

- Các lớp đất đá trên cùng vỏ quả đất được hình thành do quá trình phong hóa.

3, ND và các PP nghiên cứu:

*Nghiên cứu các đk of ĐCCT liên quan đến XD: đk ĐCCT là các đk TN ảnh hưởng đến XD: 6 đk

- đk địa hình, địa mạo

- đk cấu tạo địa chất:

+ địa tầng (mặt cắt địa chất): là sự phân bố đất đá theo chiều sâu

+ đk kiến tạo: kiến tạo là 1 ngành KH chuyên nghiên cứu về sự vận động của vỏ quả đất, thế nằm of đất đá, mức độ nứt nẻ of đất đá. ĐK kiến tạo liên quan đến XD ở chỗ nó quyết định có XD được hay không, nếu không XD được thì tìm ra biện pháp để xử lý ngăn ngừa.

+ tc cơ lý of đất đá: phải lấy mẫu và fân tích mẫu

+ đk địa chất thủy văn:

., đánh giá tác hại trong XD

., đánh giá khả năng khai thác, sd phục phụ cho các mục đích khác nhau của con ng.

+ đk các hiện tượng địa chất, động lực ctrình: hiện tượng địa chất ctrình là các đkTN liên quan đến XD đi theo hướng gây bất lợi, khó khăn cho ctrình: hiện tượng phong hóa, hiện tượng các cơ,..

+ đk nghiên cứu vật liệu XD địa phương: tư liệu, chất lượng, khả năng khai thác.

* Các PP khảo sát ĐCCT: đây là các biện pháp, các cách để thu nhận các thông tin để XD ĐCCT

- PP địa chất

- PP thí nghiệm, thực nghiệm, mô hình học

- PP toán học.

Câu 3: Phân loại đá theo đk thành tạo: (đá macma, đá trầm tích)

1, Đá mác ma

* có 2 loại:

+ macma xâm nhập

+ macma phun trào

* đặc điểm of đá macma:

+ Thế nằm: là khả năng chỉ sự phân bố trong không gian, phương phát triển of các khối macma:

- dạng nền: đặc trưng cho đá xâm nhập, khi macma phun lên kích thước lên đến hàng trăm, hàng nghìn ha.

- dạng nấm: diện phân bố nhỏ hơn dạng nền vài trục ha.

- dạng lớp: có diện phân bố khá nhỏ so với 2 dạng trên do macma xâm nhập vào các khe nứt, đông cứng tạo thành, có đọ dày nhỏ vài chục mét.

- Ý nghĩa XD:

+ dạng nền: là nơi có thể bố trí ctrình tốt nhất do diện phân bố lớn.

+ dạng nấm, lớp: sự fân bố ko đều vì vậy khó khăn hơn trong việc XD nên fải khảo sát kỹ

Đặc trưng of dạng nấm, lớp:

., dạng lớp phủ

., dạng dòng chảy: các dung nhan macma đi theo các thung lũng tạo ra những dòng chảy.

* Kiến trúc: là khả năng chỉ hình dạng of các hạt tạo thành đá.

+ toàn tinh: đặc trưng cho đá macma xâm nhập, ranh giới giữa các hạt khoáng vật rõ ràng, nguyên nhân do mácma đông cứng ở dưới sâu tạo thành.

+ bán tinh:

- là kiến trúc không gian giữa xâm nhập và phun trào

- là kiến trúc các hạt to nổi trên nền các hạt nhỏ hơn vì vậy ranh giới ko rõ ràng.

+ ẩn tinh: đặc trung cho đá phun trào, chỉ quan sát được khoáng vật này dưới kính hiển vi

+ thủy tinh: được hình thành khi đk đông nguội xảy ra đột ngột.

* Cấu tạo:

+ cấu tạo đồng nhất: là cấu tạo mà các hạt khoáng vật được fân bố đều theo các fương như nhau

+ cấu tạo dải: là cấu tạo mà các hạt khoáng vật được fân bố theo dạng dải

+ cấu tạo đặc trích: là cấu tạo khi mà trong đá ko có lỗ hổng

+ cấu tạo lỗ hổng: là cấu tạo mà trong đá tồn tại các loại lỗ hổng đặc trưng cho đá phun trào tạo ra lại đá đặc biệt gọi là đá bột

* Phân loại theo SiO2

+ khi SiO2 > 65% : đá axit

+ khi 55%< SiO2 < 65% : đá trung bình

+ khi 44% < SiO2 < 55% : đá bazơ

+ khi SiO2 < 45% : đá siêu bazơ

2, Đất đá trầm tích:

* Đặc điểm:

- tính phân lớp:

+ do đk tạo thành

+ mặc dù các lớp đất đá bị nén chặt, tuy nhiên do đk kéo theo đá bị dẫn đến nén khác nhau.

- độ lỗ rỗng: là nơi chứa nc và khí

- chứa hóa thạch: khi lớp đất đá bị vùi lấp cùng xác động vật dần dần chứa hóa thạch.

* Phân loại:

- trầm tích bở rời: cuội, sỏi, cát,...

+ cuội, sỏi: có tính nén lún nhỏ, tính thấm nước lớn

+ cát: chủ yếu là thạch anh, thường có màu trắng, xám, nâu; có tính thấm lớn, tầng chứa nước tốt, độ lún nhỏ, có thể lún ngay sau khi XD ctrình, thích hợp vaới 1 số ctrình tải trọng động, được sd làm VLXD

+ đất loại sét: cát fa, sét fa, đất sét; có tính dẻo lớp, tính trương nở lớn, tính nén lún lớn và thường kéo dài.

- trầm tích gắn kết: cuội kết là loại trầm tích vụn được gắn kết trong đó chủ yếu là các hạt lớn hơn 2mm, chiếm hơn 50%.

+ cuội tròn cạnh: gọi là cuội kết

+ dăm kết: các hạt of nó sắc cạnh hơn

+ cát kết: gồm chủ yếu là các hạt từ 1-2mm, chiếm trên 50%

+ bột kết: gồm các hạt có kích thước nhỏ hơn 0.1-0.005mm

+ sét kết: là loại đất khi bị thoát hết nc và do lực tác dụng nên gắn chặt với nhau. Tại vùng fân bố lại đá này cần được chú ý hơn vì chúng tồn tại tính mềm hóa.

- trầm tích sinh hóa: là loại trầm tích hóa học, or do xác sinh vật tích tụ mà thành như: đá vôi, vỏ sò

- đá biến chất: được hình thành từ các lại đá có trước.

Câu 4: Phân loại theo quan điểm XD:

Cơ sở phân loại theo quan điểm XD:

* tc cơ lý of đất đá:

- tính co rút thể tích

- cường độ of đất đá: cường độ kháng nén và kháng béo

- tính ổn định

- tính kiên cố

* dựa vào mối liên kết:

- liên kết nội bộ

- liên kết ổn định và ko ổn định

- liên kết khôi fục và ko khôi fục được

* tc đối với nước:

- tính thầm nước

- tính hòa tan

- tính hóa mềm

Phân loại theo tc of đất đá: 5loại

- loại 1: đá cứng

+ là loại đá hoàn hảo nhất trong XD

+ có độ bền, độ ổn định cao, biến dạng bé

+ ngấm nước bé

+ những nơi fân bố đá loại này rất bền cho XD, ko cần gia cố nền.

- loại 2: đá nửa cứng:

+ độ bền thấp hơn đá cúng nhưng độ biến dạng thấy hơn do đá nửa cứng tồn tại hệ thống khe nứt, cường độ thấp hơn, tồn tại dưới dạng hạt

+ tại những vùng fân bố đá nửa cứng nói chung cũng thuận lợi cho XD nhưng cần 1 số biện pháp để xử lý.

- loại 3: đất mềm dời

+ là loại đất có các hạt độ cứng cao, tuy nhiên tồn tại lỗ rỗng vì vậy có khả năng nén lún, bản chất của sự nén lún là thu hẹp lỗ rỗng.

- loại 4: thành phần khoáng vật phức tạp, đa số cường độ thấp, tính nén lún lớn, tính thấm nước kém vì vậy dùng làm VL chống thấm, đắp đê, đập

- loại 5: đất muối hóa, đât bùn or than bùn

+ cường độ rất yếu, tính nén lún rất lớn

+ khi XD gặp fải vùng có loại đất này thườgn vét, xúc đổ đi

+ nếu diện tích lớn thì nên tránh, nếu ctrình bắt buộc phải làm thì phải tăng cường độ như: đóng cọc cát.

Câu 5: Thành phần cấu tạo of đất đá.

* KN đất: đất là sp of quá trình fong hóa, dưới td of các nhân tố như nắng, mưa, nước, td hóa học, sự chênh lệch nhiệt độ làm cho đá gốc bị vỡ vụn và mở rộng tạo ra các sp fong hóa - có 2 loại:

+ vỡ rời nằm yên tại chỗ

+ vận chuyển và tích đọng ở vùng trũng hơn

- chính vì đk thành tạo như vậy mà đất mang 1 đặc điểm có chứa lỗ rỗng. Trong lỗ rỗng có thể chứa nước và không khí. Mối quan hệ jữa các fần rắn, nc, khí với nhau làm cho tc of nó fức tạp lên vì vậy người ta đưa ra ĐN khác là đất là sp of hệ fong hóa.

* đất là hệ 3 fa: rắn, lỏng, khí

a, rắn:

- các hạt rắn ở đây đc hiểu là các hạt khoáng vật có kthước từ vài cm cho đến những hạt có kthước vài phần trăm mm

- tc of đất fụ thuộc vào kthước of các hạt

- đất thiên nhiên gồm nhiều hạt khác nhau. Những loại đất có kthước lớn thì tp khoáng vật ít ảnh hưởng đến tc cơ lý of chúng. Đối với những hạt có kthước nhỏ hơn thì ảnh hưởng of tp khoáng vật đến tc cơ lý là đáng kể do khi đó xuất hiện tính keo nhớt, làm cho tc of nó khác rất nhiều so với những hạt có kthước lớn hơn.

- nghiên cứu về tp màu sắc, trạng thái, tc, cường độ, qua đó chúng ta có thể fục fụ các mục đích khác nhau:

+ qua xđ các tp hạt thì xđ được tên đất.

+ đánh giá được cường độ chịu tải of nền đất

+ chọn cấp phối

+ đánh giá sơ bộ tính thấm of đất

+ đánh giá khả năng ổn định of nền đất

b, lỏng:

- trong các lỗ rỗng có thể chứa nước và các chất lỏng khác nhau như dầu mỡ, ảnh hưởng of nước đến tc of đất là khá lớn. Phân loại theo XD:

+ nc ở thể hơi

+ nc trong các hạt khoáng vật of đất: la nc nằm trong mạng tinh thể of khoáng vật. Nó chỉ tách ra khỏi mạng tinh thể khi nung nóng ở nhiệt độ 105oC vì vậy ko có ý nghĩa trong XD

+ nc liên kết: là lạo nc đc giữ lại nhờ lực hút fân tử jữa nc và các hạt đất

+ nc tự do:

., nc mao dẫn

., nc trọng lực: là loại nc chủ yếu trong nc ngầm, tồn tại trong các lỗ rỗng of đất và có tc như các chất lỏng khác

., knăng di chuyển of nc dưới td of trọng lực và độ chênh lệch of nc.

c, khí

Câu 6: Tính chất vật lý của đất

* ĐN: là tc thể hiện các đặc trưng cho vật lý of đất đá trong đkTN or trong các ctrình đắp đê, đập.

- tc này cho chúng ta đánh giá 1 cách định tính về độ bền và độ ổn định of đất đá.

- tính chất vật lý đc xđ = tính toán và thí nghiệm

- tc về trạng thái of đất

- đất là 1 vật thể k liên tục mà có tính fân tán do sự sắp xếp jữa các hạt tạo nên lỗ rỗng, ảnh hưởng đến độ bền of đất đá. Để đánh já các tc vật lý ng ta đưa ra các chỉ tiêu và gọi là chỉ tiêu vật lý.

a, Chỉ tiêu tính chất vật lý được xđ bằng thí nghiệm:

- dung trọng tự nhiên: γ (g/cm3): là tỉ số giữa khối lượng đất và thể tích.

- độ ẩm tự nhiên: W (%): là tỉ số jữa khối lượng of nc và khối lượng hạt

- tỉ trọng of đất: ∆ : là tỉ số giữa khối lượng of hạt và fần khối lượng mà đất bị giảm đi khi đất bị ngâm trong nc.

b, Chỉ tiêu được xđ bằng tính toán

- khối lượng thể thích khô: γk: là tỉ số giữa khối lượng of hạt và thể tích of mẫu.

- độ lỗ rỗng: n(%) là tỉ số giữa tỉ số rỗng và tỉ số of mẫu đất

- hệ số rỗng: ε: là tỉ số jữa thể tích rỗng và thể tích hạt.

- độ bão hòa: G: là tỉ số giữa Vn và Vr

G<0.5: đất hơi ẩm

0.5<G<0.8: đất ẩm

G>0.8: đất bão hòa

- dung trọng bão hòa: γbh: là dung trọng of mẫu đất khi lỗ rỗng chứa đầy nước.

- dung trọng đẩy nổi: là dung trọng of đất trong nước

c, Các chỉ tiêu đặc trưng trạng thái of đất

- KN: là các chỉ tiêu được sd để đánh giá trạng thái of đất với môi trường bao quanh, chủ yếu là đánh giá với nc, với đất cát, ng ta sd chỉ tiêu độ chặt, đất sét sd chỉ độ sệt.

- ý nghĩa: với đất cát thì độ chặt có ý nghĩa trong việc đánh giá knăng XD of nền đất và of ctrình đc XD = đất đắp.

- độ chật of đất cát (D): là tỉ số jữa lượng jảm hệ số rỗng ở trạng thái xốp nhất với hệ số rỗng tự nhiên trên độ giảm cho trước tở trạng thái xốp nhất và chặt nhất.

εmax: xốp nhất

εo: tự nhiên

εmix: chặt nhất

0<D<0.33: đất ở trạng thái dời

0.33<D<0.66: đất ở trạng thái chặt vừa

0.66<D<1: đất ở trạng thái chặt

Câu 7: Tính chất cơ học of đất

- là tc đc thể hiện khi có tải trọng ngoài tác dụng

- khi biết tc cơ học of đất ta có thể đánh giá độ ổn định, định lượng of đất.

a, tính biến dạng (tính nén lún)

- khi đất chịu td of tải trọng ngoài thì xđ biến dạng theo các fương fáp khác nhau.

+ Thí nghiệm:

+ Mục đích: xđ mối quan hệ tải trọng P và hệ số rỗng εđất

+ Tiến hành thí nghiệm:

+ tính toán:

+ nhận xét:

., sự biến thiên thể tích of mẫu đất khi chịu td of tải trọng có quan hệ bậc nhất với hệ số rỗng.

., với giá trị Pi tương ứng ta có thể xđ đc εi tương ứng với nó.

KL: Vẽ đồ thị:

Nhận xét:

- để nghiên cứu tính nở of đất ng ta nghiên cứu độ giảm tải và cũng đo TT như vậy

- kết quả of quá trình thí nghiệm ng ta thu đc đồ thị of mối quan hệ tải trọng P và εi

- đg cong liền nét là đg nén.

- đg nét đứt thể hiện đg nở

- từ kết quả ở đồ thị chúng ta rút ra 1 điều đó là biến dạng of đất có 2 fần:

., biến dạng đàn hồi: nguyên nhân do sự đàn hồi of bản thân là đất, nói chung rất nhỏ

., biến dạng of màng nước liên kết

., biến dạng of túi khí

., biến dạng dư là biến dạng ko fục hồi lại đc do sự xê dịch of các hạt làm cho khung kết cấu ko còn jữ nguyên vẹn, do 1số túi khí bị vỡ và khí thoái ra ngoài.

+ định luật nén lún:

- nhận xét: đường cong càng dốc thì sự thay đổi ε càng lớn và đất có tính nén lớn. Ngược lại, chính vì vậy để biểu thị tính nén lún of đất thì ng ta biểu thị 1 chỉ số gọi là chỉ số nén lún. KH: A (cm2/KG)

P1: tải trọng of lớp đất fía trên

P2: khối lượng đất bên trên + tải trọng ctrình.

b, Tính bền (tính chống cắt)

- sức chống cắt of đất đặc trưng cho độ bền of đất khi chịu tải trọng ngoài td.

- sức chống cắt of đất đc biểu thị = cường độ chống cắt. KH: ح, được hiểu là lực chống trượt lớn nhất trên 1 đơn vị diện tích tại mặt trượt khi khối đất này trượt lên khối đất khác.

- với đất dời (đất cát) độ bền of đất đc biểu thị bởi lực ma sát là chính

- với đất dính độ bền of đất đc biểu thị chủ yếu bởi lực ma sát và lực dính (lực dính là knăng chống lại lực kéo tách dời các hạt đất có gắn kết với nhau, liên kết ở đây chủ yếu là liên kết jữa lực hút điện fân tử thông qua màng nước liên kết với các ion khác, liên kết do sự kết tinh jữa các muối.

* thí nghiệm cắt đất

* ĐL chống cắt: đc biểu thị cho đất dính và đất dời như sau: