Đề cương ôn tập Địa chất công trình

Nội dung text: Đề cương ôn tập Địa chất công trình

1. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 1) Em hãy trình bày điều kiện thành tạo, kiến trúc, cấu tạo và tính chất xây dựng của đá magma? 2) Em hãy trình bày điều kiện thành tạo, kiến trúc, cấu tạo và tính chất xây dựng của đất đá trầm tích? 3) Em hãy trình bày điều kiện thành tạo, kiến trúc, cấu tạo và tính chất xây dựng của đá biến chất? 4) Trình bày phân loại đất đá theo mục đích xây dựng? 5) Em hãy trình bày và viết biểu thức tốn học của các định luật nén đất khơng nở hơng, định luật Cuolomb về sức chống cắt của đất và định luật thấm đường thẳng Darcy? 6) Tại sao vỏ phong hĩa lại cĩ tính phân đới theo chiều sâu? Theo chiều sâu, vỏ phong hĩa được phân thành các đới nào? Đặc điểm của các đới? 7) Em hãy nêu nguyên nhân và các biện pháp phịng chống trượt đất đá trên sườn dốc? 8) Em hãy phân biệt hiện tượng cát chảy thật và cát chảy giả? 9) Em hãy trình bày hiểu biết của mình về quá trình xĩi ngầm theo nội dung sau: a) Tiêu chuẩn dùng để dự báo xĩi ngầm theo E.A. Jamazin và V.X. Ixtomina? Các biện pháp phịng chống xĩi ngầm? b) Trong các loại đất dưới đây, loại nào cĩ khả năng xảy ra xĩi ngầm? A. Sét đồng nhất ở trạng thái cứng; B. Sét đồng nhất ở trạng thái dẻo mềm; C. Sét đồng nhất ở trạng thái dẻo chảy; D. Cuội sỏi khơng lẫn cát; E. Cuội sỏi lẫn cát; F. Cát mịn tuyệt đối đều hạt; G. Cát mịn khơng đều hạt cĩ d60/d10 > 20. 10) Em hãy nêu các kiểu nguồn gốc chủ yếu của nước dưới đất? 11) Em hiểu như thế nào về điều kiện thế nằm của tầng chứa nước? Em hãy phân loại tầng chứa nước theo điều kiện thế nằm của chúng? 12) Nêu lên những đặc tính lý hố học và gọi tên nưới dưới đây: 3 4 HCO34 SO 26 M2,5 Br 0,04 H 2 S 0,02 pH 7 T 17 Q 100 Ca33 Mg 26 13) Trình bày điều kiện địa chất cơng trình của một khu vực xây dựng? 14) Em hãy cho biết các giá trị cần đo trong các thí nghiệm nén tĩnh nền, thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn và thí nghiệm xuyên tĩnh? 1 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
2. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 15) Em hãy viết và giải thích các biểu thức xác định modul tổng biến dạng của đất theo thí nghiệm nén khơng nở hơng, thí nghiệm nén tĩnh nền và thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT)? 16) Trình bày mục đích và nội dung các giai đoạn khảo sát địa chất cơng trình cho xây dựng cơng trình dân dụng và cơng nghiệp? 2 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
3. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 Câu 1: Em hãy trình bày điều kiện thành tạo, kiến trúc, cấu tạo và tính chất xây dựng của đá magma? a) Điều kiện thành tạo Đá magma là loại đá được thành tạo do sự đơng cứng của dịng dung nham magma nĩng chảy phun lên từ trong lịng đất. Dịng dung nham này là dung dịch silicat nĩng chảy cĩ thành phần phức tạp và chứa các loại khí, hơi nước khác nhau. Dựa vào vị trí thành tạo, người ta chia đá magma làm 3 loại: - Đá magma xâm nhập sâu: Vị trí thành tạo > 3km; - Đá magma xâm nhập nơng: Được thành tạo ở độ sâu từ 0 đến 3km; - Đá magma phun trào: Được thành tạo trên mặt đất. Các loại đá magma thành tạo ở những vị trí khác sau sẽ cĩ các đặc điểm khác nhau về thành phần, cấu trúc, tính chất, c) Cấu trúc * Kiến trúc + Theo mức độ kết tinh cĩ các loại kiến trúc (hình 1.31): - Kiến trúc tồn tinh: - Kiến trúc pocfia: - Kiến trúc ẩn tinh: - Kiến trúc thuỷ tinh: + Theo kích thước hạt cĩ các loại kiến trúc: - Kiến trúc hạt lớn (d > 5mm). - Kiến trúc hạt vừa (d = 2 - 5mm). - Kiến trúc hạt nhỏ (d = 2 - 0,2mm). - Kiến trúc hạt mịn (d < 0,2mm). + Theo kích thước tương đối của các hạt cĩ: - Kiến trúc hạt đều: Các hạt cĩ kích thước gần như nhau; - Kiến trúc hạt khơng đều: Các hạt cĩ kích thước khác nhau. 3 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
4. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 * Cấu tạo + Theo sự định hướng của các khống vật trong đá chia ra: Cấu tạo khối (cấu tạo đồng nhất) và cấu tạo dải (cấu tạo dịng). + Theo mức độ sắp xếp chặt sít chia ra: Cấu tạo đặc sít và cấu tạo lỗ rỗng. e) Tính chất xây dựng Nhìn chung, hầu hết các khống vật tạo thành đá magma liên kết với nhau bằng mối liên kết hĩa trị bền vững và được thành tạo ở điều kiện nhiệt độ cao. Do vậy, các đá magma thường cĩ độ bền cao, khơng hồ tan trong nước. Độ lỗ rỗng của đá rất nhỏ (< 1%), riêng đá phun trào cĩ độ lỗ rỗng thay đổi lớn từ 19 - 60% ở tuf núi lửa (loại đá phun trào chứa vật liệu núi lửa), dùng làm nền thiên nhiên cho nhiều cơng trình đều rất ổn định. Nhưng cần lưu ý đến mức độ phong hố và nứt nẻ của đá vì chúng làm độ bền của đá giảm đi đáng kể, ảnh hưởng đến độ ổn định của cơng trình trên nĩ. Câu 2: Em hãy trình bày điều kiện thành tạo, kiến trúc, cấu tạo và tính chất xây dựng của đất đá trầm tích? a) Điều kiện thành tạo Dưới tác động của các nhân tố bên ngồi Trái đất như khí hậu, các axit, sinh vật, các loại đất đá gần bề mặt Trái đất sẽ bị phá hủy, một phần bị hịa tan tạo thành các dung dịch, một phần tạo thành những mảnh vụn cĩ kích thước khác nhau. Các vật liệu này bị giĩ hoặc nước mang đi, sau đĩ tích tụ lại tạo thành đất đá trầm tích. Như vậy, đất đá trầm tích được tạo thành do kết quả tích tụ và biến đổi tiếp theo của các vật liệu trầm tích cĩ nguồn gốc khác nhau. Quá trình thành tạo đất đá trầm tích được chia thành 4 giai đoạn: - Giai đoạn 1 - Sinh thành vật liệu trầm tích: Do phong hĩa, do núi lửa, từ vũ trụ. - Giai đoạn 2 - Di chuyển và lắng đọng trầm tích: Dưới tác động của giĩ và nước, các vật liệu trầm tích được vận chuyển và phân dị thành các lớp hạt vụn hoặc bùn sét hoặc kết tủa dung dịch - trầm tích mềm rời. - Giai đoạn 3 - Gắn kết tạo đá: Dưới tác dụng của áp lực, trọng lực và các dung dịch kết tủa trong nước, các trầm tích mềm rời được nén chặt hoặc gắn kết lại thành đá, gọi là giai đoạn hĩa đá của trầm tích. - Giai đoạn 4 - Hậu sinh và biến chất sớm: Đá trầm tích cĩ thể tiếp tục bị biến đổi dưới tác dụng của nhiều nhân tố khác. b) Cấu trúc 4 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
5. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 * Kiến trúc của đá trầm tích vụn cơ học và sét Đất đá trầm tích vụn gồm hai phần là hạt vụn và xi măng gắn kết. Mỗi thành phần cĩ những nét kiến trúc riêng. Kiến trúc của các hạt vụn chủ yếu dựa vào kích thước và hình dáng hạt: - Theo hình dáng hạt cĩ các loại kiến trúc: hạt sắc cạnh, nửa sắc cạnh (hạt nửa trịn cạnh), hạt trịn cạnh và hạt rất trịn cạnh. Trong trầm tích vụn cơ học ngồi thành phần hạt vụn cịn cĩ thành phần gắn kết các hạt vụn với nhau, gọi là xi măng. Nĩ thường cĩ nguồn gốc tự sinh, lắng đọng từ dung dịch thật hay ngưng keo với thành phần phổ biến là cacbonat, silic, photphorit. . * Kiến trúc của đá trầm tích sinh hố Chủ yếu dựa vào hình dạng, gồm các loại cơ bản sau: - Kiến trúc vơ định hình: thường gặp trong các loại đá trầm tích do sự ngưng keo như trầm tích nhơm, sắt, mangan. - Kiến trúc tha hình, thường gặp trong các loại đá vơi, hạt méo mĩ khơng cĩ hình dạng nhất định. - Kiến trúc tự hình, thường gặp trong các loại trầm tích Dolomite, sunfat, KV cĩ dạng tự hình, đều đặn. - Kiến trúc sinh vật, là kiến trúc của đá do sinh vật tạo nên, di tích sinh vật cịn bảo tồn tốt, loại này thường gặp trong đá vơi, silit. - Kiến trúc mảnh sinh vật, là loại kiến trúc cũng do sinh vật tạo nên, nhưng di tích của sinh vật đã bị cà nát, vỡ vụn thành những mảnh nhỏ khĩ lịng xác định ngay cả dưới kính hiển vi. * Cấu tạo của đá trầm tích Cấu tạo của đá trầm tích cĩ các loại chủ yếu sau: - Cấu tạo khối: Loại này rất phổ biến trong đá trầm tích vụn cơ học. Chúng hình thành do trầm tích lắng đọng nhanh, vật liệu vận chuyển tới liên tục, nước luơn luơn bị khuấy động. Cấu tạo này làm cho đá đồng nhất, bền vững. - Cấu tạo dịng: Được hình thành khi các hạt sắp xếp, định hướng theo phương dịng chảy, hướng giĩ. Đá trầm tích cĩ tính dị hướng. - Cấu tạo lớp: Đây là cấu tạo đặc trưng nhất của đá trầm tích. Các lớp cĩ thể khác nhau về thành phần khống vật, thành phần hạt, các tạp chất, phát sinh do sự thay đổi trầm tích cĩ chu kỳ 5 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
6. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 hoặc do tích tụ gián đoạn. Ví dụ trầm tích thay đổi theo mùa: về mùa lũ, nước sơng mang đến các hạt lớn (cuội, sỏi, ); cịn mùa khơ, nước sơng mang đến các hạt nhỏ hơn (cát, sét, ). Kết quả là sẽ hình thành các lớp sét, cát, xen kẽ nhau. c) Khả năng xây dựng Vì đất đá trầm tích cĩ nguồn gốc đa dạng, nên tính chất và trạng thái của chúng biến thiên trong phạm vi rộng lớn. Khi xây dựng trên loại đất đá này, nhất là trên đất trầm tích, cần tiến hành khảo sát thận trọng, phù hợp với từng cơng trình cụ thể. Câu 3: Em hãy trình bày điều kiện thành tạo, kiến trúc, cấu tạo và tính chất xây dựng của đá biến chất? a) Điều kiện thành tạo Đá biến chất được thành tạo do sự biến đổi sâu sắc của đá magma và đất đá trầm tích dưới tác dụng áp lực lớn, nhiệt độ cao và các chất cĩ hoạt tính hố học. Các tác nhân gây biến chất chủ yếu là nhiệt độ, áp suất và dung dịch biến chất, cĩ thể tác dụng đồng thời hoặc riêng rẽ. Dựa vào tác nhân biến chất chủ yếu, người ta chia ra 3 kiểu biến chất cơ bản sau: * Biến chất động lực (cà nát) Loại này xảy ra dưới áp lực cao. Do vậy, đất đá bị mất nước, độ rỗng giảm và độ liên kết giữa các hạt tăng lên. Ví dụ đá dăm kết kiến tạo. * Biến chất tiếp xúc Loại này xảy ra dưới tác dụng của khối dung dịch magma nĩng chảy xâm nhập vào các khối đá cĩ trước. Nhiệt độ, khí, thành phần dung nham, làm biến đổi cơ bản thành phần và tính chất của đá tiếp xúc với nĩ. Nếu sự biến đổi đĩ chỉ do nhiệt độ cao của magma gây ra thì gọi là biến chất tiếp xúc nhiệt (trầm tích cacbonat bị biến chất tiếp xúc nhiệt thì tạo thành đá hoa), nếu sự biến chất cĩ kèm theo sự trao đổi thành phần hố học của khối magma và đá vây quanh thì gọi là biến chất tiếp xúc trao đổi (đá trầm tích cacbonat bị biến chất tiếp xúc tạo thành đá scacnơ cĩ thành phần chủ yếu là silicat - vơi). * Biến chất khu vực Là loại biến chất xảy ra ở dưới sâu dưới tác dụng đồng thời của áp lực lớn và nhiệt độ cao. Nĩ liên quan chặt chẽ với các hoạt động của vỏ quả đất. Ví dụ các đá phiến. b) Cấu trúc * Kiến trúc Phổ biến cĩ các kiểu kiến trúc: 6 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
7. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 - Kiến trúc biến tinh: các tinh thể khống vật tái nĩng chảy kết tinh lại ở các mức độ khác nhau. - Kiến trúc milonit: do tác dụng của lực ép kiến tạo, các tinh thể bị miết, nghiền nát và cĩ thể được các khống vật khác gắn kết lại. - Kiến trúc vẩy: thể hiện trong quá trình biến chất hình thành các khống vật dạng vảy, dạng phiến, định hướng dưới tác dụng của áp lực. * Cấu tạo Cấu tạo cũng là dấu hiệu nhận biết quan trọng của đá biến chất. Đặc trưng nhất là các cấu tạo: - Cấu tạo khối: các khống vật phân bố đều đặn trong đá, khơng cĩ sự định hướng, thường xảy ra trong đá biến chất tiếp xúc. - Cấu tạo phân phiến: các hạt khống vật cĩ dạng phiến mỏng kéo dài và sắp xếp song song nhau, thường hình thành trong biến chất khu vực. - Cấu tạo gneis (cấu tạo dải): các dạng khống vật cĩ dạng trụ, dạng tấm xếp định hướng thành các dải song song, giữa các dải thường là khống vật dạng hạt. Loại này đặc trưng cho đá biến chất cao. c) Tính chất xây dựng Đá biến chất khơng thấm nước, khơng hồ tan trong nước, nĩ cĩ đặc trưng biến dạng dưới tác dụng ngoại lực như vật thể giả đàn hồi. Khi sử dụng đá phân phiến làm nền cơng trình, cần chú ý đến tính dị hướng của chúng. Câu 4: Trình bày phân loại đất đá theo mục đích xây dựng? Đất đá được chia ra thành 5 nhĩm chủ yếu sau: * Đá cứng - đá rắn chắc Gồm đại bộ phận các đá magma, trầm tích và biến chất gắn kết chắc khơng bị phong hĩa. Độ bền nén từ 500-4000kG/cm2, modul tổng biến dạng lớn hơn 100.000kG/cm2, hệ số bền chắc f lớn hơn 8. Đá cĩ độ ổn định cao, biến dạng nhỏ, thấm nước ít, rất thuận lợi để xây dựng các loại cơng trình. * Đá nửa cứng - đá tương đối rắn chắc 7 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
8. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 Gồm các loại đá cứng đã bị phong hĩa, nứt nẻ. Đá cĩ độ bền nén nhỏ hơn 500, modul tổng biến dạng từ 20.000-100.000, hệ số bền chắc f=2-8. Đá cĩ độ bền và độ ổn định thấp hơn đá cứng, độ biến dạng lớn hơn, độ ngấm nước đáng kể hoặc cao. * Đất rời xốp Được cấu tạo từ những hạt cứng chắc, ổn định, cĩ cường độ cao nhưng giữa chúng hầu như khơng cĩ liên kết. Đất rời như cát, cuội, sỏi, dăm, sạn, cĩ độ rỗng lớn, giữ nước kém, đa số thấm nước mạnh (cĩ thể >30m/ngày), modul biến dạng từ 20-100kG/cm2, đất dễ bị biến dạng do tác động cơ học, nhất là với tải trọng động. * Đất mềm dính Gồm các loại sét, sét pha, cát pha và hồng thổ, giữ ẩm nhiều, thấm nước kém (< 0,1m/ngày), modul biến dạng từ 20-100kG/cm2, cĩ tính dính, độ bền phụ thuộc độ chặt và độ ẩm. * Đất đá cĩ thành phần, trạng thái và tính chất đặc biệt Như đá vơi bị karst hố mạnh, đất nhiễm mặn, đất lún ướt, than bùn, Đặc trưng của chúng là rất yếu về mặt xây dựng, sự biến đổi tính chất của chúng diễn ra phức tạp, nên cố gắng tránh những khoảnh đất loại này khi chọn vị trí cơng trình. Câu 5: Em hãy trình bày và viết biểu thức tốn học của các định luật nén đất khơng nở hơng, định luật Cuolomb về sức chống cắt của đất và định luật thấm đường thẳng Darcy? * Định luật Culơng về sức chống cắt của đất - Đối với đất rời: Sức chống cắt cực hạn của đất rời là sức cản ma sát của đất, tỷ lệ thuận với áp lực nén chặt pháp.   tg trong đĩ:  - Áp lực pháp tuyến; - Gĩc ma sát trong (độ), tg là hệ số ma sát. -Đối với đất dính: Sức chống cắt cực hạn của đất dính là hàm số bậc nhất của áp lực nén chặt pháp gồm hai thành phần: tg tỷ lệ thuận với áp lực nén chặt pháp và lực dính kết c khơng phụ thuộc vào áp lực nén chặt pháp.   tg c trong đĩ: c - Lực dính kết (kG/cm2) 8 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
9. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 *Định luật Darcy: Lưu lượng nước Q thấm qua đất đá trong một đơn vị thời gian tỉ lệ thuận với cột nước hạ thấp ΔH, với diện tích tiết diện dịng thấm F và tỉ lệ nghịch với chiều dài đường thấm ΔL: H Qk F l Mặt khác: Q H v k kI F L Như vậy, định luật Darcy cịn được phát biểu như sau: Vận tốc thấm tỷ lệ bậc nhất với gradien thủy lực của dịng thấm. Câu 6: Tại sao vỏ phong hĩa lại cĩ tính phân đới theo chiều sâu? Theo chiều sâu, vỏ phong hĩa được phân thành các đới nào? Đặc điểm của các đới? Lớp vỏ mỏng ngồi cùng của Trái đất bao gồm các sản phẩm phong hĩa tại chỗ (các tàn tích - eluvi) và lớp đất trồng (lớp thổ nhưỡng) được gọi là vỏ phong hĩa. Dựa theo mức độ nứt nẻ của đất đá, màu sắc và sự phá huỷ khống vật nguyên sinh, sự thay đổi tính chất cơ lý của đất đá, người ta chia vỏ phong hố thành các đới từ trên xuống dưới như sau. - Đới thổ nhưỡng: thường cĩ màu xám đen, trong thành phần cĩ cát, sét lẫn các di tích thực vật. - Đới I - Đới vỡ mịn: chủ yếu là khống vật thứ sinh (tạo thành đất sét và sét pha), chứa các mảnh vụn nhỏ hơn 1cm. - Đới II - Đới vụn thơ: cĩ khống vật thứ sinh nhiều hơn khống vật nguyên sinh tạo thành đất cát, cát pha; chứa các mảnh vụn kích thước từ 1- 10cm, màu sắc khác hồn tồn đá gốc. 9 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
10. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 - Đới III - Đới đá tảng: chủ yếu là những tảng đá kích thước lớn hơn 10cm, nứt nẻ nhiều, vẫn giữ được cấu trúc nguyên thuỷ, cĩ sức chịu tải lớn hơn nhiều so với các đới trên. - Đới IV - Đới nguyên khối: xuất hiện rất ít khe nứt nhỏ, khĩ phân biệt với đá gốc. Câu 7:Em hãy nêu nguyên nhân và các biện pháp phịng chống trượt đất đá trên sườn dốc? a) Khái niệm:Trượt đất đá là hiện tượng khối đất đá trên sườn dốc hay mái dốc dưới tác dụng của trọng lực, nước mưa và nước dưới đất, của địa chấn và tác động nhân tạo, bị mất trạng thái cân bằng vốn cĩ và dịch chuyển chậm chạp hoặc đột ngột xuống chân dốc. b) Nguyên nhân Cĩ rất nhiều nguyên nhân gây trượt, nhưng cĩ thể gộp lại thành các nhĩm sau: - Nhĩm nguyên nhân làm thay đổi hình dạng, kích thước sườn dốc: cắt xén sườn dốc, khai đào hoặc xĩi lở khi thi cơng, - Nhĩm nguyên nhân làm giảm độ bền của đất đá sườn dốc: do biến đổi trạng thái vật lý khi ẩm ướt, trương nở, phong hố, - Nhĩm nguyên nhân gây tải trọng phụ lên sườn dốc: nổ mìn, xây dựng cơng trình, áp lực thuỷ động, c) Các biện pháp phịng, chống trượt * Nguyên tắc: - Biện pháp phịng chống trượt phải xuất phát từ nguyên nhân gây ra trượt và các yếu tố ảnh hưởng chủ yếu tới quá trình phát triển trượt. - Phải xác định được cấu trúc khối trượt, hình dạng, thế nằm mặt trượt, đặc điểm địa chất cơng trình của khối trượt, để từ đĩ bố trí các cơng trình phịng chống trượt thích hợp. 10 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
11. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 - Sử dụng đồng thời nhiều phương pháp phịng chống trượt, sau khi đã luận chứng khả năng kỹ thuật và kinh tế để chọn phương án hợp lý. * Các giải pháp phịng chống trượt được áp dụng: - Điều tiết dịng mặt:Nhằm làm giảm hoặc loại trừ quá trình làm ướt đất đá trên khu vực sườn dốc, bờ dốc. - Tháo khơ đất đá bị sũng nước:Dẫn nước dưới đất ra khỏi khu vực trượt hoặc hạ thấp mực nước xung quanh các cơng trình tiêu nước. - Bảo vệ chân sườn dốc khỏi bị rửa xĩi: Lấp các rãnh xĩi, xây lát đá sườn dốc, làm rọ đá, xây kè - Gia cố khối đất đá bằng cơng trình neo giữ, chắn đỡ: Tường chắn, bệ phản lực, trụ cọc, cột neo - Cải tạo tính chất của đất đá: phụt xi măng, dung dịch sét làm tăng cường độ bền, độ ổn định cho đất đá,hạn chế sự xâm nhập của nước ngầm. - Trồng cây, cỏ bảo vệ: rễ cây tạo liên kết giữa các khối nước. - Giảm độ dốc của sườn dốc: làm tăng lực chống trượt, giảm lực gây trượt. Câu 8: Em hãy phân biệt hiện tượng cát chảy thật và cát chảy giả? a) Khái niệm -Cát chảy là hiện tượng di chuyển của cả khối cát ra khỏi trạng thái tồn tại của nĩ dưới tác dụng của dịng thấm. -Hiện tượng cát chảy cĩ thể xẩy ra chậm chạp thành từng lớp hoặc xảy ra nhanh, rất nhanh với quy mơ lớn. Cát khơng những chỉ chẩy ra mà cịn bị ép trồi lên dưới tác dụng của áp lực nước. b) Cát chảy giả: Thường xảy ra trong cát chứa ít các hạt mịn, hạt nhỏ. Dưới áp lực đủ lớn của nước, cát chảy ra ngồi, khi áp lực nước giảm, cát cĩ thể nhanh chĩng đạt tới trạng thái ổn định và để cho nước thấm qua dễ dàng. Dấu hiệu nhận biết đất cát chảy giả là, bốc nắm cát lên một tấm cứng phẳng, nước chảy ra đống cát trong và sau khi nước chảy ra hết, để lại đống cát cĩ dạng hình chĩp (hình 3.25a). c) Cát chảy thật: thường xảy ra trong cát hạt mịn, hạt bụi cĩ tính linh động cao. Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân, trong điều kiện bão hồ nước, cát cĩ thể tự chảy khi lộ ra ngồi. Ở trạng thái tự nhiên (mới khai đào lên), cát chảy thật thường cĩ màu xám sáng, xám lục, xám xanh đậm hay nhạt. Khi gặp khơng khí, mầu của chúng thay đổi nhanh chĩng và khơng đều thành màu sáng hơn, phớt hồng, phớt vàng do bị ơxy hố. Cát chảy thường cĩ mùi mốc, bề mặt hơi nhám, độ chứa ẩm lớn và độ thải nước bé. 11 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
12. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 Dấu hiệu nhận biết cát chảy thật là, bốc nắm cát lên một tấm cứng phẳng, nước chảy ra đống cát đục và để lại đống cát cĩ dạng hình cong khum, hay hình chiếc bánh dày (hình 3.25b). a) b) Hình 3.25: Cát chảy thật (a) và cát chảy giả (b) Câu 9: Em hãy trình bày hiểu biết của mình về quá trình xĩi ngầm theo nội dung sau: a) Tiêu chuẩn dùng để dự báo xĩi ngầm theo E.A. Jamazin và V.X. Ixtomina? Các biện pháp phịng chống xĩi ngầm? b) Trong các loại đất dưới đây, loại nào cĩ khả năng xảy ra xĩi ngầm? A. Sét đồng nhất ở trạng thái cứng; B. Sét đồng nhất ở trạng thái dẻo mềm; C. Sét đồng nhất ở trạng thái dẻo chảy; D. Cuội sỏi khơng lẫn cát; E. Cuội sỏi lẫn cát; F. Cát mịn tuyệt đối đều hạt; G. Cát mịn khơng đều hạt cĩ d60/d10 > 20. a)Tiêu chuẩn dự báo xĩi ngầm:  Theo E.A. Jamarin đối với đất cát khơng đồng nhất về thành phần hạt và khơng phân lớp thì xĩi ngầm sẽ xảy ra khi dịng thấm cĩ độ dốc thủy lực Idn lớn hơn một giá trị tới hạn nhất định nào đĩ (Ith). Giá trị Ith được Jamarin xác định bằng biểu thức sau: Ith 1 1 n 0,5 n Δ - tỷ trọng của hạt đất; n, e - độ rỗng và hệ số rỗng của đất.  Theo V.X. Ixtomina: Xĩi ngầm thường xảy ra trong đất hạt rời, khơng đồng nhất, khơng phân lớp. Trong trường hợp này điều kiện để xảy ra xĩi ngầm là: d60  20;Idn 5 d10 trong đĩ: d60 - đường kính cỡ hạt cĩ 60% hàm lượng hạt nhỏ hơn nĩ; b) Để phát sinh xĩi ngầm phải cĩ đủ những điều kiện sau: - Đất khơng đồng nhất về kích thước hạt; - Tồn tại một miền xả vật liệu xĩi ngầm; - Áp lực thủy động của dịng thấm lớn hơn một giá trị nhất định nào đĩ. Các loại đất cĩ thể xảy ra xĩi ngầm. A, Khơng xảy ra, vì đồng nhất và ở trạng thái cứng. B, 12 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
13. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 C, D, F, G, Cĩ xảy ra, Câu 10 : Em hãy nêu các kiểu nguồn gốc chủ yếu của nước dưới đất? Khái niệm: Nước dưới đất là loại nước rất phổ biến trong tự nhiên, nĩ tồn tại ở 3 pha rắn, lỏng và khí, trong các lỗ rỗng, khe nứt của đất đá, ở bề mặt và bên trong các khống vật tạo đá. Nước dưới đất cĩ 4 kiểu nguồn gốc chủ yếu sau: -Nước cĩ nguồn gốc khí quyển (nước ngấm):Nước mưa và nước mặt ngấm vào đất đá qua các lỗ rỗng, khe nứt hoặc hơi nước xâm nhập vào đất đá từ khơng khí rồi ngưng tụ lại. -Nước cĩ nguồn gốc biển (nước trầm tích):Hình thành trong thời kỳ thành tạo đá trầm tích, bên trên , làm nước bị ép đẩy ra từ đất đá bị nén chặt bên dưới. -Nước cĩ nguồn gốc macma (nước nguyên sinh): Do phản ứng hĩa học trong dung nhan macma thành tạo nước nguyên sinh. -Nước cĩ nguồn gốc biến chất (nước thứ sinh):Trong quá trình biến chất , sự khử nước của khống vật tạo nên nước tái sinh hoặc nước được tách ra từ vỏ hidrat của hạt đất dưới tác dụng của nhiệt độ vá áp suất cao. Câu 11: Em hiểu như thế nào về điều kiện thế nằm của tầng chứa nước? Em hãy phân loại tầng chứa nước theo điều kiện thế nằm của chúng? -Điều kiện thế nằm được hiểu là điều kiện về vị trí phân bố trong khơng gian và quan hệ tiếp xúc của nước dưới đất với mơi trương xung quanh. -Phân loại tầng chứa nước theo điều kiện thế nằm: +Nước trong đối thơng khí: Gồm nước thổ nhưỡng, nước trên thấu kính cách nước(nửa cách nước), nước lầy. +Nước trong đới bão hịa: Gồm nước ngầm cĩ mặt thống tự do(khơng cĩ mái cách nước hoặc nửa cách nước bao phủ ở trên);nước giữa vỉa khơng áp và nước giữa vỉa cĩ áp. 13 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
14. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 Câu 12:Nêu lên những đặc tính lý hố học và gọi tên nưới dưới đây: 3 4 HCO34 SO 26 MBrHS2,5 0,04 2 0,02 pHTQ 7 17 100 Ca33 Mg 26 /* Hướng dẫn giải: Tính chất hố học của nước dưới đất Trong thành phần hĩa học của nước dưới đất cĩ đến hơn 60 nguyên tố trong bảng tuần hồn Men-đê-lê-ép. Các nguyên tố này chứa trong nước dưới các dạng: + 2+, 2+ 2+ - - 2- - Ion: Na , Ca Mg , Fe , Cl , HCO3 , SO4 , - Phân tử: O2, CO2, H2S , CH4, N2, - Keo: H2SiO3, Fe(OH)3, Ngồi ra trong nước cịn cĩ các chất hữu cơ như: humin, bitum, phê-nơn, * Độ pH (chỉ số hydro): Độ pH là nồng độ ion H+ trong nước do sự phân ly của nước hoặc do sự cĩ mặt của một số hợp chất chứa hydro (pH = -lg[H+]). pH quyết định chất của nước. pH = 7 nước trung tính; pH 7 nước bazơ. Nước dưới đất thường là nước bazo yếu, tại các vùng mỏ sắt, than, nước thường là axit, siêu axit. Nước cĩ độ pH nhỏ gây nên sự ăn mịn các ống dẫn và hạ thấp chất lượng của nước uống. Nước cĩ độ pH = 6 - 8,5 dùng cho mục đích ăn uống rất tốt. Độ pH cĩ ảnh hưởng rất lớn đến hàm lượng các chất hịa tan trong nước: 2 Khi pH 10 thì chủ yếu là CO3 (pH = 8,4 bắt đầu cĩ CO3 ) * Độ cứng của nước Tính chất của nước gây nên bởi sự cĩ mặt Ca2+, Mg2+ được gọi là tính chất cứng của nước. Tính cứng biểu thị bằng độ cứng, là khả năng tạo thành cặn của nước. 14 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
15. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 Đơn vị đo độ cứng thường dùng là mgdl/l và độ Đức: 1 mgdl/l tương ứng với 20,04 mg/l Ca 2+ hay 12,16 mg/l Mg2+.; 10D = 10mg/l CaO = 7,2mg/l MgO; như vậy 1mgdl/l = 2,8040D. Các loại độ cứng: - Độ cứng tồn phần: là tổng hàm lượng các ion Ca2+, Mg2+ trong nước. - Độ cứng tạm thời: là hàm lượng ion Ca2+và Mg2+ trong cặn sau khi đun sơi nước. Thực chất là hàm lượng Ca2+và Mg2+ tạo kết tủa khi đun sơi nước. - Độ cứng vĩnh viễn: là hàm lượng ion Ca2+và Mg2+ khơng bị kết tủa khi đun sơi nước, là hiệu số giữa độ cứng tồn phần và độ cứng tạm thời. Nước cứng ảnh hưởng tới việc sử dụng trong sinh hoạt và cơng nghiệp. Theo độ cứng nước chia ra các nhĩm theo bảng sau: Bảng 3.1: Phân loại nước theo độ cứng Loại nước Độ cứng chung mgđl/l 0D Rất mềm 9 > 25,2 Nước dùng trong sinh hoạt cho phép độ cứng tới 7mgdl/l. * Độ tổng khống hố của nước (kí hiệu M) Là tổng hàm lượng các ion, các phân tử và các hợp chất (trừ chất khí) chứa trong nước. Đơn vị đo độ tổng khống hố là: g/l, mg/l, %. Độ tổng khống hố thường được đánh giá bằng lượng cặn sấy khơ là trọng lượng các chất cịn lại sau khi đã trưng và sấy khơ 1 lít nước ở nhiệt độ 105 - 1100C; lượng cặn sây khơ tính bằng tổng hàm lượng các chất khống trừ đi một nửa lượng bicacbonat trong nước. Dựa vào M chia ra các loại nước sau: Nước siêu nhạt M 35g/l Độ tổng khống hĩa của nước ngọt thường khơng quá 1g/l, nước uống khơng nên quá 0,5g/l. Nước biển phần nhiều là khoảng 35g/l. 15 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
16. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 * Biểu diễn kết quả phân tích nước bằng cơng thức Kurlov Để biểu diễn thành phần hĩa học của nước dưới đất, hiện nay người ta thường dùng cơng thức của M.G. Kurlov, cơng thức này biểu diễn dưới dạng một phân số: tử số và mẫu số lần lượt ghi hàm lượng các ion âm (anion) và ion dương (cation) cĩ hàm lượng lớn hơn 10% theo thứ tự giảm dần. Phía trước phân số theo thứ tự từ trái sang phải, ghi độ khống hĩa (kí hiệu chữ M(g/l) các thành phần đặc biệt gồm cả thành phần khí và các vi nguyên tố (biểu diễn bằng g/l). Phía sau phân số ghi lần lượt nhiệt độ (ToC), độ pH và lưu lượng nước (Q - m3/ngày). 2Anion > 10mgdl/l o 3 M(g/l)CO (g/l) T22 ( C)pH 7 Q(m /ng) (3.2) Cation > 10mgdl/l Nhìn vào cơng thức Kurlov cĩ thể gọi tên của nước theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới và bỏ qua các hàm lượng < 20%mgdl. Ví dụ mẫu nước lấy tại Vĩnh Tuy vào tháng 8/2000 ở độ sâu 15m cho kết quả: 3 2 HCO78 CO0.0044 M 0.23 2 pH 7 (Na K )47 Ca 46 Tên nước là: Bicacbonat - natri, canxi. */ 16 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
17. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 17 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
18. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 Câu 13: Trình bày điều kiện địa chất cơng trình của một khu vực xây dựng? - Vị trí địa lý, dân cư và kinh tế khu vực xây dựng: yếu tố này quan trọng đối với cơng tác thiết kế quy hoạch, thiết kế cơ sở, lập luận chứng kinh tế kỹ thuật cho khu vực nghiên cứu. - Địa hình, địa mạo: thể hiện hình thái và cấu trúc của bề mặt địa hình. Cụ thể là độ cao tuyệt đối, tương đối, độ dốc, mức độ phân cắt, lồi lõm, nguồn gốc của các loại địa hình, Yếu tố này cĩ ảnh hưởng lớn tới việc lựa chọn vị trí cơng trình, sự ổn định của hố mĩng cũng như tổ chức thi cơng. - Cấu tạo địa chất: gồm các đặc điểm như thế nằm, nứt nẻ, đứt gãy, vỡ vụn, của đất đá. Cấu tạo địa chất ảnh hưởng tới sự ổn định của nền, tính thấm của đất đá, sự phát triển của hiện tượng phong hố, trượt, cactơ, - Đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý của các lớp đất đá: đây là yếu tố quan trọng nhất bởi vì đất đá được dùng làm nền, mơi trường hay vật liệu xây dựng. Chúng đĩng vai trị quyết định đối với sự ổn định của cơng trình. Đối với mỗi loại đất đá, cần nghiên cứu đặc điểm phân bố (chiều dày và sự biến đổi trong khơng gian), đặc điểm kiến trúc, thành phần, màu sắc, trạng thái và các đặc trưng cơ lý của chúng. - Đặc điểm ĐCTV khu vực: Nước dưới đất cĩ ảnh hưởng tới độ bền, độ ổn định của đất đá cũng như khả năng thi cơng, cung cấp nước trong quá trình xây dựng và sử dụng cơng trình. Khi nghiên cứu điều kiện ĐCTV, cần chú ý đặc điểm phân bố, chiều dày, tính thấm của đất đá, động thái, thành phần hố học, tính chất ăn mịn cũng như mức độ phong phú của nước dưới đất. - Các hiện tượng địa chất động lực khu vực: Tuỳ trường hợp cụ thể mà các hiện tượng địa chất đĩng vai trị khác nhau đối với sự ổn định cũng như hiệu quả xây dựng cơng trình. Cần làm sáng tỏ nguồn gốc phát sinh, quy mơ phát triển, các yếu tố ảnh hưởng cũng như tác hại của chúng đối với việc xây dựng cơng trình. Từ đĩ đề ra các biện pháp ngăn chặn ảnh hưởng bất lợi của chúng. - Vật liệu xây dựng và khống tự nhiên: Đối với một số cơng trình như thuỷ lợi, giao thơng cĩ khối lượng đào đắp nhiều, yếu tố này cĩ thể đĩng vai trị quyết định tới việc lựa chọn loại, kết cấu, quy mơ cũng như giá thành xây dựng cơng trình. Khi nghiên cứu vật liệu xây dựng, cần làm sáng tỏ chất lượng, trữ lượng, khả năng khai thác và vận chuyển đến cơng trình. Câu 14: Em hãy cho biết các giá trị cần đo trong các thí nghiệm nén tĩnh nền, thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn và thí nghiệm xuyên tĩnh? Cơng tác thí nghiệm nén tĩnh nền: - Nghiên cứu đặc tính biến dạng của đất nền. - Xác định mơđun tổng biến dạng và khả năng chịu tải của đất nền. - Nghiên cứu đặc tính lún ướt của đất cĩ khả năng lún ướt. Trong khảo sát ĐCCT, nhiều trường hợp khơng lấy được mẫu nguyên dạng để xác định chỉ tiêu cơ lý (như đất chứa nhiều dăm sạn, nền đất rời, nền được gia cố bằng cọc tre, cọc cát, cọc xi măng, đất vơi hay đệm cát, hoặc cơng trình sử dụng lớp phủ như đường, ) thì thường sử dụng phương pháp này do diện tích bàn nén lớn. Ngồi ra, thí nghiệm này thường được sử dụng khi thiết kế mĩng nơng cho cơng trình. 18 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
19. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn: Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (Standard Penetration Test) được dùng để phân chia địa tầng, phát hiện các thấu kính đất, độ chặt của đất rời, dự báo sức mang tải của mĩng nơng trên đất rời, sức chịu tải của cọc. Ngồi ra, thí nghiệm SPT cịn đánh giá một số chỉ tiêu động lực như khả năng hố lỏng của đất rời, tốc độ truyền sĩng trong đất. Thí nghiệm xuyên tĩnh: -Thí nghiệm xuyên tĩnh dùng để xác định ranh giới địa tầng, mức độ đồng nhất của đất đá, đối chứng với khoan thăm dị và thí nghiệm trong phịng để phân chia loại đất, xác định độ chặt của đất loại cát, sức chịu tải của mĩng cọc, kiểm tra chất lượng các cơng trình bằng đất đắp như đường, đê, đập, Câu 15: Em hãy viết và giải thích các biểu thức xác định modul tổng biến dạng của đất theo thí nghiệm nén khơng nở hơng, thí nghiệm nén tĩnh nền và thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT)? Thí nghiệm nén khơng nở hơng: Ở trong phịng Eo thường được xác định theo thí nghiệm nén khơng nở hơng theo cơng thức: 1 ei Eoii( 1)  m k (2.75) a(i i 1) trong đĩ: ei - hệ số rỗng ứng với áp lực σi trên đường cong nén lún; ai÷i+1 - hệ số nén lún xác định ứng với áp lực i, i+1;  - hệ số chuyển đổi từ nén khơng nở hơng sang nở hơng và xác định theo hệ số nở hơng  (Cát β = 0,80; Cát pha β = 0,74; Sét pha β = 0,62; Sét β = 0,40); mk - hệ số chuyển đổi từ thí nghiệm nén từ trong phịng ra ngồi hiện trường. Modul tổng biến dạng của đất đặc trưng cho khả năng chống lại biến dạng của nĩ khi chịu tác dụng của tải trọng ngồi. Thí nghiệm nén tĩnh nền: Mơđun tổng biến dạng được xác định như sau: 2 P P E0 (1 )  dk SS  : là hệ số poatson, lấy bằng 0.27 cho đất đá vụn thơ; 0.3 cho cát và 0.35 cho sét pha; 0.42 cho sét.  : là hệ số khơng thứ nguyên, bằng 0.79 đối với bàn nén trịn và cứng d : đường kính bàn nén, cm P : số gia tải trọng gây nên số gia độ lún S của bàn nén và được xác định theo đoạn thẳng trung hồ (theo phương pháp bình phương bé nhất). 19 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
20. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 2 K (1  )  d , k là hằng số với bàn nén cĩ kích thước nhất định và đất đá cùng loại. Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn(SPT): - Mơ đun tổng biến dạng được xác định như sau (theo Tassios, Anagnostopoulos): a cN( 30 6) E0 = 10 Trong đĩ:a: Hệ số, được lấy bằng 40 khi N30 > 15; bằng 0 khi N30 < 15. c: Hệ số phụ thuộc vào loại đất, xác định như sau: + Đất loại sét: c = 3 + Cát hạt mịn, hạt nhỏ: c = 3.5 + Cát hạt trung, hạt vừa: c = 4.5 + Cát hạ thơ: c = 7.0 + Cát lẫn sạn sỏi: c = 10.0 + Sạn sỏi lẫn cát: c = 12.0 Câu 16: Trình bày mục đích và nội dung các giai đoạn khảo sát địa chất cơng trình cho xây dựng cơng trình dân dụng và cơng nghiệp? a. Khảo sát ĐCCT sơ bộ: - Nhằm phục vụ giai đoạn thiết kế cơ sở. Mục đích là chọn được vị trí xây dựng tốt nhất trên cơ sở các phương án đã đặt ra, đồng thời đưa ra thơng số ban đầu nhằm phục vụ cho cơng tác bắt đầu thiết kế. -Nội dung: + Trước tiên cần thu thập các tài liệu ĐCCT, ĐCTV đã cĩ sẵn, hệ thống hố những tài liệu này và vạch ra phương án khảo sát. Cơ sở của phương án khảo sát ĐCCT dựa trên nhiệm vụ khảo sát. +Sau đĩ tiến hành khảo sát thực địa, đo vẽ ĐCCT ở mỗi khu đất (nếu cần thiết), đồng thời tiến hành khoan đào thăm dị. lấy các mẫu đất đá để thí nghiệm trong phịng và tiến hành các thí nghiệm ngồi trời (xuyên tiêu chuẩn, xuyên tĩnh, ). + Cuối cùng phải lập được mặt cắt ĐCCT của khu đất, luận chứng để chọn ra vị trí xây dựng tốt nhất. b. Khảo sát ĐCCT chi tiết trên khoảnh đất được chọn: -Mục đích: Nhằm phục vụ thiết kế cụ thể trên diện tích xây dựng được chọn, tương ứng với giai đoạn thiết kế kỹ thuật. Từ đĩ cĩ thể đánh giá được sự ổn định của cơng trình với kết cấu mĩng thiết kế. 20 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
21. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 -Nội dung: +Với cơng trình cĩ quy mơ lớn, cần tiến hành đo vẽ ĐCCT với tỷ lệ 1/200 đến 1/5000, sau đĩ tiến hành phân vùng cho phép giải quyết các giải pháp thiết kế tối ưu, khoan thăm dị là cơng tác chủ yếu trong giai đoạn này. Tổng số các cơng trình thăm dị khơng nhỏ hơn 3 đối với 1 cơng trình xây dựng riêng biệt. +Trong trường hợp vị trí cơng trình chưa xác định cụ thể, bố trí các điểm thăm dị theo tuyến. Chiều sâu cơng trình thăm dị căn cứ vào ảnh hưởng của cơng trình đối với nền đất. . Trong giai đoạn này, cần nghiên cứu các đặc trưng ĐCCT của đất đá dưới độ sâu đới ảnh hưởng ít nhất 1 - 2m +Với những cơng trình quan trọng, cần cĩ một số hố khoan sâu hơn các hố khoan thơng thường để khống chế địa tầng, tránh những bất ngờ khi điều kiện ĐCCT phức tạp (thấu kính đất yếu, hang cactơ, ). + Tuỳ theo loại cơng trình và điều kiện ĐCCT cụ thể mà cĩ thể tiến hành các cơng tác thí nghiệm ngồi trời như xuyên tĩnh, nén tĩnh, cắt cánh, xuyên tiêu chuẩn. c. Khảo sát ĐCCT bổ sung: -Mục đích: Nhằm luận chứng cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật - lập bản vẽ thi cơng. Thơng thường, cơng tác này được thực hiện khi phát hiện những dị thường địa chất trong quá trình thi cơng, hoặc cĩ sự sai khác giữa thiết kế và thực tế thi cơng. Những vấn đề phát sinh đĩ cĩ thể ảnh hưởng đến giải pháp nền mĩng, tiến độ, biện pháp thi cơng, kết cấu, chất lượng, giá thành xây dựng cơng trình, -Nội dung: Nội dung cơng tác khảo sát ĐCCT tương tự như giai đoạn chi tiết, phụ thuộc vào những phát sinh cần giải quyết. Cơng tác thí nghiệm ngồi trời được tiến hành phù hợp với nhiệm vụ cần giải quyết, ví dụ như xuyên tĩnh, nén tĩnh, cắt cánh, xuyên tiêu chuẩn, đổ nước hoặc ép nước thí nghiệm, đo địa vật lý, +Trong từng trường hợp cụ thể, cần đề ra giải pháp nền mĩng hay gia cố nền để đảm bảo sự ổn định của cơng trình. 21 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
22. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 BÀI TẬP TỔNG HỢP Bài 1: a) Em hãy thành lập biểu thức xác định lưu lượng đơn vị và viết phương trình đường cong hạ thấp mực nước của tầng chứa nước khơng áp cĩ hệ số thấm K nằm trên đáy cách nước nằm ngang như hình vẽ trên? b) Áp dụng khi h1 = 7,0m; h2 = 6,0m; L = 25m và K = 15,5m/ngđ? c) Xác định áp lực nền đất lên điểm A nằm ở đáy của tầng chứa nước và chính giữa 2 tiết diện 1 và 2? (Biết rằng khối lượng thể tích của đất ở trên mực nước ngầm là 1,73g/cm3 và ở dưới mực nước ngầm là 0,765g/cm3). Bài 2: Thí nghiệm cơ lý của một loại đất cho các kết quả theo bảng sau: Độ Khối Khối Giới hạn Giới hạn Hệ số rỗng tương ứng áp lực nén ẩm lượng thể lượng chảy dẻo W tích γo riêng γs WL (%) WP (%) e0.5 e1.0 e2.0 e4.0 (%) (g/cm3) (g/cm3) 41,8 1,71 2,70 48,7 23,5 1,078 1,028 0,958 0,874 Em hãy: a) Tính khối lượng thể tích khơ; độ rỗng và hệ số số rỗng của đất? b) Tính độ bão hồ? Khối lượng thể tích của đất dưới nước và khối lượng thể tích bão hồ của đất? c) Gọi tên và xác định trạng thái của đất? d) Vẽ đường cong nén lún? Tính modul tổng biến dạng của đất trong khoảng áp lực 1 đến 2 kG/cm2? 22 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
23. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 Bài 3: Một nền đất gồm 2 lớp, lớp trên cùng dày 4m cĩ các chỉ tiêu cơ lý thể hiện ở bảng dưới, lớp nằm dưới là cuội sỏi chứa nước. Tầng chứa nước này là vơ hạn và cĩ mực nước nằm cách mặt đất 1m. Bảng chỉ tiêu thí nghiệm lớp đất 1: Độ ẩm Khối lượng thể tích Khối lượng riêng s Giới hạn chảy Giới hạn dẻo 3 3 W (%) (g/cm ) (g/cm ) WL (%) WP (%) 30,6 1,81 2,69 42,8 23,8 Em hãy: a) Vẽ hình biểu diễn các thơng số? b) Tính khối lượng của thể tích đẩy và khối lượng thể tích bão hồ của đất? c) Mực nước trong hố đào cao bao nhiêu so với đáy hố đào, nếu hố đào sâu 2,0m và sâu 4,5m? d) Chiều sâu hố đào lớn nhất là bao nhiêu để đất dưới đáy hố đào khơng bị đẩy trồi? Bài 4: Kết quả thí nghiệm mẫu đất cho biết độ ẩm tự nhiên của đất W = 38%, khối lượng thể tích tự 3 3 nhiên là o = 1,50g/cm , khối lượng riêng s = 2,72g/cm , giới hạn chảy WL = 42%, giới hạn dẻo WP = 35%. Hãy: 1) Tính độ lỗ rỗng n của đất và khối lượng thể tích khơ của đất? 2) Hãy xác định tên và trạng thái của đất? 3) Kết quà thí nghiệm cắt phẳng trực tiếp mẫu đất như sau: Áp lực cắt thẳng đứng (kG/cm2) 1 2 3 Lực cắt lớn nhất (kG) 25,35 40,53 55,60 Biết diện tích mẫu đất F = 32cm2. Em hãy: a) Vẽ đường biểu diễn sức chống cắt của đất? b) Xác định các chỉ tiêu về sức kháng cắt của đất? 23 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình
24. Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 Bài 5: Một hố mĩng hình chữ nhật cĩ kích thước rộng a = 1m, dài b = 3,14m, đáy hố nằm trùng với lớp sét cách nước sâu 6m. Hố nằm hồn tồn trong tầng cát pha chứa nước, cĩ mực nước cách mặt đất 2m. Tầng cát pha cĩ hệ số thấm K= 4m/ngđ; khối lượng riêng 2,68g/cm3, độ ẩm 35% và khối lượng thể tích 1,75g/cm3. a) Vẽ mặt cắt và mặt bằng thể hiện các thơng số của bài tốn? b) Tính khối lượng thể tích đẩy nổi của đất? c) Hãy xác định lưu lượng hút để tháo khơ hồn tồn hố mĩng, biết rằng bán kính ảnh hưởng khi tháo khơ hồn tồn là 10m? d) Khi tháo khơ hồn tồn cĩ xẩy ra hiện tượng cát chảy khơng? Bài 6: Một mẫu đất ở trạng thái tự nhiên cĩ độ ẩm là 27%. Kết quả thí nghiệm xác định các chỉ tiêu 3 tính dẻo của đất cho WP = 17,8%; WL=29,0%. Biết khối lượng riêng của đất là 2,69g/cm . 1 - Hãy xác định tên và trạng thái của đất? 2 - Lấy 100cm3 cĩ khối lượng là 200g tiến hành đầm chặt để xác định độ ẩm tối ưu (là độ ẩm mà khi đầm đất đạt kết cấu chặt nhất) của đất. Hãy xác định lượng nước cần thiết thêm vào để khi đầm chặt đất đạt được độ ẩm tối ưu là 30%? 3 - Khi làm chặt đất thuộc mẫu trên sao cho khối lượng thể tích khơ của đất đạt 1,65g/cm3. Hỏi khi đĩ hệ số rỗng của đất giảm đi một lượng là bao nhiêu? 24 | Đề cương Địa Chất Cơng Trình