Bài giảng ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - Chương 2 ppt

 Theo mức độ kết tinh• Kiến trúc toàn tinh: Các khoáng vật đều kết tinh, có mặt phân tách rõ rệt, có thể thấy bằng mắt thường • Kiến trúc porphyr: một số khoáng vật lớn nổi lên trên nề

II Các loại đá

44

 Cấu tạo: là khái niệm chỉ sự sắp xếp trong không gian của các thành

phần tạo đá và mức độ liên tục (chặt xít) của chúng Thể hiện mức độ

đồng nhất của khối đá.

 Thế nằm: là khái niệm chỉ hình dạng, kích thước và mối quan hệ tiếp

xúc của khối đá với các đá vây quanh Thể hiện tư thế của khối đá.

 Đặc điểm riêng: là khái niệm chỉ những đặc điểm mà chỉ riêng loại đá

đó mới có Thể hiện nguồn gốc của đá, nhằm phân biệt các loại đá với

nhau.

45

 Cỏc đặc điểm cơ bản của đỏ

II.1 đá magma

Đỏ magma được hỡnh thành do sự nguội

lạnh, đụng cứng của dung nham magma

núng chảy phun lờn từ trong lũng đất.

Dung nham magma là dung dịch silicat cú

thành phần phức tạp và chứa nhiều loại khớ

và hơi nước khỏc nhau.

46

II.1 đá magma

47

Khỏi niệm

Phân loại đá magma

a Theo điều kiện hình thành

48

Phân loại đá magma

b Theo thành phần hóa học (dựa vào hàm

lượng SiO2)

• Đá magma axit: SiO2>65%

• Đá magma trung tính: SiO2=55% ÷ 65%

• Đá magma bazơ: SiO2=45% ÷ 55%

• Đá magma siêu bazơ: SiO2<45%

Lượng SiO2 quyết định tính chất của dung

dịch magma và tính chất của đá.

49

Phân loại đá magma

c Theo tỷ lệ % các khoáng vật sẫm màu trong đá

• Đá magma sáng màu: Hàm lượng KV sẫm màu < 30%

• Đá magma sẫm vừa: Hàm lượng KV sẫm màu = 30 - 60%

• Đá magma sẫm màu: Hàm lượng KV sẫm màu = 60 - 90%

• Đá magma quá sẫm: Hàm lượng KV sẫm màu > 90%

Thường đá magma axit có màu sáng, đá bazơ và siêu bazơ có màu sẫm vừa và quá sẫm.

50

Thành phần khoáng vật

52

 Theo mức độ kết tinh

• Kiến trúc toàn tinh: Các khoáng vật đều kết tinh, có mặt

phân tách rõ rệt, có thể thấy bằng mắt thường

• Kiến trúc porphyr: một số khoáng vật lớn nổi lên trên nền

các tinh thể hạt nhỏ hoặc không kết tinh

• Kiến trúc ẩn tinh: các khoáng vật kết tinh hạt bé, không

thấy được bằng mắt thường

• Kiến trúc thủy tinh: các khoáng vật không kết tinh, ở dạng

vô định hình

53

Đặc điểm của đá magma

 Kiến trúc

Đặc điểm của đá magma

 Kiến trúc

KiÕn tróc porphyr

Kho¸ng vËt kÕt tinh Kho¸ng vËt nÒn

KiÕn tróc Èn tinh

KiÕn tróc thñy tinh

 Theo quy luật sắp xếp (sự định hướng của các KV)

• Cấu tạo khối: các KV tạo đá không sắp xếp theo quy luật.

• Cấu tạo dải: các KV trong đá tập hợp thành từng dải theo phương dịch chuyển của dòng dung nham.

Cấu tạo lỗ rỗng

• Thế nằm của đá magma xâm nhập

 Dạng nền: kích thước rất lớn, đá vây quanh không bị biến đổi thế nằm, ranh giới dưới không xác định được

 Dạng nấm: hình nấm, kích thước nhỏ hơn dạng nền,

đá vây quanh phía trên bị uốn cong

 Dạng mạch: do magma xâm nhập vào các khe nứt, cắt ngang tầng đá vây quanh, kéo dài

61

Đặc điểm của đá magma

Thế nằm của đá magma xâm nhập

62

Thế nằm của đá magma xâm nhập

• Dạng lớp

63

Đặc điểm của đá magma

• Thế nằm của đá magma phun trào

 Dạng vòm phủ: khi magma nhớt, đông cứng ngay tại chỗ phún xuất

 Dạng dòng chảy: khi địa hình thuận lợi, magma linh động chảy thành dòng

 Dạng lớp phủ: khi magma phun theo hệ thống khe

nứt, phủ trên diện rộng

64

D¹ng nÊm D¹ng m¹ch

V Thế nằm của đá mắc ma

Dạng vũm phủ

Dạng dòng chảy

Dạng lớp phủ

Đặc điểm của đá magma

Khe nứt nguyên sinh

• Gành đá đĩa – Phú Yên

70

Đặc điểm của đá magma

• Một số đá magma chính

 Đá magma axit: granit, porphyr thạch anh, liparit…

 Đá magma trung tính: syenit, điorit, porphyr

orthoclas, porphyrit, trachyt và anđesit …

 Đá magma bazơ: gabro, bazan, diabas…

 Đá magma siêu bazơ: periđotit, đunit …

71

 Các đá phun trào khả năng chịu lực kém hơn đá xâm nhập, dễ

thấm nước hơn, nên không thích hợp cho việc làm nền các hồ

chứa hay xây dựng các đường hầm.

 Trong đá magma có các khe nứt nguyên sinh làm tăng mức độ phong hoá, giảm độ bền, tăng tính biến dạng, tăng thấm nước, vì vậy dùng đá magma làm nền công trình phải xem xét đến mức độ nứt nẻ, mức độ phong hoá của đá,… để tránh những sự cố có thể xảy ra đảm bảo cho công trình được ổn định khai thác lâu dài.

 Nhìn chung, đá magma thường có độ bền cao, dễ khai thác, dễ gia công nên được sử dụng rộng rãi làm nền, môi trường, vật liệu xây dựng, đá ốp lát, điêu khắc, một số làm vật liệu chịu lửa, chịu axit 73

II.2 đá trầm tích

 Khỏi niệm

Đỏ trầm tớch là loại đỏ được hỡnh thành trờn mặt đất, do quỏ trỡnh tớch tụ, lắng đọng, nộn chặt hay gắn kết cỏc loại vật liệu phỏ hủy từ

đỏ cú trước (đỏ trầm tớch cơ học) hoặc do kết tủa từ dung dịch hoỏ học (đỏ trầm tớch hoỏ

học) hoặc do tớch đọng xỏc sinh vật (đỏ trầm tớch hữu cơ).

74

II.2 đá trầm tích

 Phõn loại đỏ trầm tớch

(theo nguồn gốc thành tạo)

 Đỏ trầm tớch cơ học: được hỡnh thành do quỏ trỡnh

tớch tụ, lắng đọng, nộn chặt hay gắn kết cỏc loại vật

liệu phỏ huỷ từ cỏc đỏ cú trước.

Cuội (dăm) kết, sỏi (sạn) kết, cỏt kết, bột kết, sột kết…

75

Đá trầm tích cơ học

76

Đá trầm tích cơ học

77

II.2 đá trầm tích

 Đỏ trầm tớch húa học: được hỡnh thành do sự lắng đọng

cỏc chất hoỏ học đó kết tủa từ cỏc dung dịch hoỏ học

Đỏ vụi, đolomit, thạch cao, muối mỏ…

 Đỏ trầm tớch hữu cơ: được hỡnh thành do sự tớch tụ cỏc

di tớch động vật và thực vật

Than đỏ, điatomit, đỏ vụi vỏ sũ, đỏ vụi san hụ …

78

Cuội kết Dăm kết

Cát kết Sét/bột kếtBột kết

Đá vôi

Đá vôi

Than đá

Đá vôi san hô

 Thành phần (khoỏng vật và chất gắn kết)

• Khoỏng vật nguyờn sinh: cỏc khoỏng vật của đỏ cú

trước cũn giữ lại chưa bị biến đổi, thường là cỏc

khoỏng vật trong cỏc mảnh vụn của đỏ trầm tớch cơ học VD: thạch anh, felspat, mica …

• Khoỏng vật thứ sinh: là cỏc khoỏng vật sinh ra trong

quỏ trỡnh thành tạo VD: calcit, thạch cao, halit,

khoỏng vật sột…

82

Đặc điểm của đá trầm tích

• Theo thành phần: silic (SiO2.nH20), carbonat

(CaCO3), chứa sắt (Fe2O3.nH20), sột (cỏc KV sột)

• Theo kiểu gắn kết: tiếp xỳc, lấp đầy, cơ sở (bazan).

83

Đặc điểm của đá trầm tích

 Kiến trỳc của đỏ trầm tớch cơ học

(phõn loại dựa vào hỡnh dạng và kớch thước hạt)

Theo tiêu chuẩn phân loại đất xây dựng hiện hành của Việt Nam TCVN 5747 - 1993:

86

 Kiến trúc của đá trầm tích hóa học

(phân loại dựa vào mức độ kết tinh)

• Kiến trúc toàn tinh

 Cấu tạo

 Cấu tạo khối: Cỏc hạt sắp xếp lộn xộn, khụng theo

quy tắc, khụng định hướng

 Cấu tạo dũng: Cỏc hạt sắp xếp cú định hướng theo

phương dũng chảy, hướng giú

 Cấu tạo lớp: Cỏc hạt khoỏng vật sắp xếp cú quy luật

và thành từng lớp riờng biệt

Đõy là cấu tạo đặc trưng của đỏ trầm tớch

88

Đặc điểm của đá trầm tích

Cấu tạo lớp

Cấu tạo khối

 Thế nằm thứ sinh: Do chuyển động kiến tạo,

đỏ cú thế nằm nghiờng hoặc uốn cong

• Nếp uốn (nếp lồi, nếp lừm)

• Đơn nghiờng

90

Đặc điểm của đá trầm tích

Thế nằm của đá trầm tích

Thế nằm của đá trầm tích

Thế nằm của đá trầm tích

Thế nằm của đá trầm tích

I

II III

hướng dốc Đường

phương

 Nhận xột chung

 Đá trầm tích chỉ chiếm 5% khối lượng vỏ Trái đất, nhưng nó bao phủ 75%

diện tích bề mặt Trái đất nên ảnh hưởng nhiều đến các công trình xây

dựng.

 Đá trầm tích cơ học có khả năng chịu lực lớn, tuy nhiên đá phân lớp và

trong đá thường có khe nứt sinh ra do sự vận động của Trái đất, do tác dụng của phong hoá, làm ảnh hưởng đến sức chịu tải của đá Vì vậy, khi XDCT trên đá này cần phải nghiên cứu trạng thái, kiến trúc và cấu tạo của

đá.

 Đá trầm tích hóa học có độ bền cơ học cao thích hợp cho việc làm nền

công trình, nhưng một số đá có tính hoà tan, nứt nẻ, hang hốc do hoạt

động karst nên khi XDCT phải quan tâm đến sự hình thành và phát triển karst trong quá trình xây dựng và khai thác công trình.

 Đá trầm tích hữu cơ thường yếu, dễ bị tan rã khi gặp nước, không thuận lợi

để làm nền công trình.

 Làm vật liệu xây dựng có đá vôi (đá ốp lát, đá hộc, đá dăm, nung vôi, xi

măng), đá cát kết, bột kết, sét kết (đá hộc, đá dăm), một số loại đá hoá học và hữu cơ được khai thác sử dụng như khoáng sản (thạch cao, muối

mỏ, điatomit, than đá,…) 98

II.2 đá trầm tích

II.3 đá biến chất

Đỏ biến chất là loại đỏ được hỡnh thành

do sự biến đổi sõu sắc cỏc loại đỏ cú

trước dưới tỏc dụng của nhiệt độ cao,

ỏp suất lớn và cỏc chất cú hoạt tớnh hoỏ học.

99

II.3 đá biến chất

 Sự hỡnh thành đỏ biến chất

 Tại chỗ tiếp xỳc với đỏ magma, nhiệt độ cao của khối

magma làm cỏc lớp đỏ võy quanh tỏi kết tinh lại …

 Tại cỏc đới phỏ hủy dọc cỏc đứt góy kiến tạo, ỏp suất cao làm cho cỏc lớp đất đỏ bị phõn phiến, cà nỏt mạnh…

 Tại cỏc vựng tạo nỳi, cú cỏc chuyển động kiến tạo diễn ra mạnh mẽ, cỏc lớp đỏ trầm tớch bị vựi sõu, chịu tỏc động của cả nhiệt độ và ỏp suất…

100

II.3 đá biến chất

 Phõn loại đỏ biến chất

(dựa vào cỏc nhõn tố tỏc động chủ yếu)

 Biến chất tiếp xỳc: xảy ra ở chỗ tiếp xỳc với đỏ

magma, chủ yếu do nhiệt độ cao.

 Biến chất động lực: xảy ra ở cỏc đứt góy kiến tạo,

chủ yếu do ỏp suất lớn.

 Biến chất khu vực: xảy ra ở cỏc vựng tạo nỳi, cỏc

vựng đỏ trầm tớch bị vựi sõu, do cả nhiệt độ cao và ỏp suất lớn.

101

Phân loại đá biến chất

102

Đặc điểm của đá biến chất

 Thành phần khoỏng vật

 Khoỏng vật nguyờn sinh: khoỏng vật của đỏ ban đầu khụng

bị biến đổi trong quỏ trỡnh biến chất VD như: thạch anh,

felspat, pyroxen, mica …

 Khoỏng vật thứ sinh: hỡnh thành trong quỏ trỡnh biến chất –

là cỏc khoỏng vật nội sinh VD như: clorit, disthen, granat …

Nhỡn chung cỏc khoỏng vật của đỏ biến chất cú:

 Cường độ cao,

 Kộm ổn định trong điều kiện mụi trường,

 Thường tỉ trọng cao, khụng chứa nước hoặc nghốo nước.

 Kiến trỳc

 Kiến trỳc biến tinh: hỡnh thành do kết tinh hoặc tỏi

kết tinh khoỏng vật của đỏ ban đầu

 Kiến trỳc milonit: đặc trưng cho biến chất động lực

Đỏ bị miết, nghiền nỏt sau đú được cỏc khoỏng vật khỏc gắn kết lại

 Kiến trỳc vảy: đặc trưng cho cỏc đỏ cú cỏc khoỏng

vật dạng vảy như talc, mica khi bị biến chất, cỏc vảy KV định hướng dưới tỏc dụng của ỏp lực

 Kiến trỳc tàn dư (kiến trỳc sút): đỏ cũn giữ được

những dấu vết kiến trỳc của đỏ ban đầu

104

Đặc điểm của đá biến chất

Kiến trúc của đá biến chất

Kiến trúc của đá biến chất

Kiến trúc của đá biến chất

Kiến trúc của đá biến chất

 Cấu tạo

 Cấu tạo khối: thường xảy ra ở đỏ biến chất tiếp xỳc.

 Cấu tạo phiến: Khi trong đỏ cỏc khoỏng vật dạng tấm, dạng que

sắp xếp định hướng theo phương vuụng gúc với ỏp lực, thường

thấy ở biến chất khu vực và biến chất động lực Đỏ dễ tỏch.

 Cấu tạo gneis (cấu tạo dải): Cỏc khoỏng vật sỏng mầu và tối màu

nằm xen kẽ nhau thành cỏc dải liờn tục trong khối đỏ Do biến chất sõu sắc, cỏc khoỏng vật tối màu cú xu hướng tỏch riờng, thành cỏc dải định hướng (vuụng gúc với chiều ỏp lực).

109

Đặc điểm của đá biến chất

Cấu tạo của đá biến chất

Cấu tạo khối

Cấu tạo của đá biến chất

Cấu tạo phiến

Cấu tạo của đá biến chất

Cấu tạo gneis

• Thế nằm

 Đỏ biến chất tiếp xỳc: Dạng đới bao quanh (dạng vành

đai)

 Đỏ biến chất động lực: dạng tuyến dọc theo đứt góy.

 Đỏ biến chất khu vực: giữ nguyờn thế nằm ban đầu.

113

Đặc điểm của đá biến chất

 Đá có cấu tạo khối

 Đá Quarzit, do đá cát kết thạch anh bị biến chất thành

 Đá có cấu tạo phiến

 Đỏ cú cấu tạo gneis

 Đỏ gneis

116

Một số loại đá biến chất

 Đá biến chất có cường độ đủ cao đáp ứng yêu cầu xây dựng Các đá biến chất không phân phiến có các tính chất XD tương

tự như đá magma xâm nhập Các đá phân phiến thì giống đá trầm tích cơ học.

 Khả năng ổn định của khối đá biến chất phụ thuộc vào mức độ phong hoá, mức độ nứt nẻ Vì vậy, khi XDCT cần nghiên cứu

đặc điểm của đá biến chất trong khu vực để đảm bảo an toàn cho công trình.

 Làm vật liệu có đá hoa được sử dụng rộng rãi làm tượng đài,

điêu khắc, đá ốp lát, làm bột đá Các đá khác chủ yếu làm đá hộc để kè bờ dốc, bờ sông và đá dăm trong cốt liệu bê tông, bê tông cốt thép Tính phân phiến làm khó khai thác được khối đá

Nhận xét chung về đá biến chất