Bài giảng ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - Chương 2 doc

Tính chất cơ bản của đáCác chỉ tiêu đặc trưng cho hàm lượng tương đối giữa các pha trong đá giống như phần đất Các loại độ bền của đá 179... P max lực nén lớn nhất làm phá huỷ mẫuF 0

3 Tính chất cơ học của đất

* Đặc tính đầm chặt của đất

Thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn

- Dùng thiết bị cối đầm proctor để xác định độ ẩm tối ưu và trọng lượng

Sau đó, lấy đất trong cối ra, lấy một phần làm mẫu đất để thí nghiệm độ ẩm W1

Biết được trọng lượng đất trong từng lần đầm và độ ẩm tương ứng cho phép ta xác định

được trọng lượng thể tớch khô:

 Tiếp tục thờm nước vào và tiến hành tương tự , xỏc định được k2

 Thớ nghiệm dừng lại khi tăng độ ẩm nhưng k lại giảm( làm khoảng 5 lần)

1 1

01 0

m m

.

2 1

100 3

, 10

%

100 9

, 6

08 , 5

54 , 2

p CBR

p CBR





Tỷ số sức chịu tải CBR thể hiện khả năng chịu tải của các loại đất, cốt liệu đất khi chúng được đầm chặt trong phòng thí nghiệm, giúp cho việc đánh giá các lớp đất nền, đất sét.

2 Tính chất cơ bản của đá

a Tính chất cơ bản của mẫu đá

b Tính chất cơ bản của khối đá

178

a Tính chất cơ bản của đá

Các chỉ tiêu đặc trưng cho hàm lượng tương đối giữa các pha trong đá (giống như phần đất)

Các loại độ bền của đá

179

P max lực nén lớn nhất làm phá huỷ mẫu

F 0 diện tích tiết diện ngang ban đầu của mẫu

Độ bền của đá là tính chất của đá chống lại sự phá hủy tạo nên biên dạng dư lớn dưới tác dụng của tải trọng Độ bền của đá bao gồm các loại sau:

+ Độ bền nén (n , MPa) : là chỉ tiêu đặc trưng cho khả năng chống nén của đá Về trị số, nó bằng tỷ số giữa lực nén lớn nhât làm phá hủy mẫu và diên tích tiết diện ngang ban đầu của mẫu.

độ vuông góc giữa mặt mẫu và đường sinh không quá 0,05mm, độ lồi

của mặt mẫu không quá 0,03mm

Phương pháp nén mẫu hình dạng bán chuẩn : chỉ cần mài nhẵn 2 mạt

để chúng song song với nhau, độ sai lệch không quá 0,05mm

Hệ số hoá mềm k hm : là tỷ số giữa hai độ bền của cùng một loại đá ở trạngthái no nước và trạng thái khô gió

kg

nn hm

K







182

Các loại độ bền của đá

183

1 Tính chất cơ bản của đá

* Độ bền kéo (k, MPa): là đặc trưng cho khả năng chống kéo của đá Tùy

theo cách thức thí nghiệm mà công thức độ bền kéo cũng khác nhau

 Phương pháp kéo trực tiếp : mẫu được gia công thành các hình dạng

khác nhau rồi được kẹp 2 đầu vào bộ phận kéo bằng những đồ gá đặc

biệt Dưới tác dụng của lực kéo, mẫu bị phá huỷ

max

k

p

P F

 

Trong đó:

Pmax­­ lực kéo lớn nhất làm phá huỷ mẫu

Fp diện tích tiết diện ngang của mẫu tại đó xảy ra sự phá huỷ

* Phương pháp cắt trực tiếp: Dựa vào lực cắt làm phá hủy mẫu theo 1

hay 2 mặt phẳng và diện tích các mặt cắt trong các phương pháp khác

nhau mà người ta sẽ tính được độ bền cắt Phương pháp này hiện nay ít được sử dụng

* Phương pháp cắt có nén : Mẫu đá được đặt trong khuôn thép có góc

vát khác nhau (đối với đá cứng góc vát  = 45 và 600, đối với đá yếu  = 300) Dưới tác dụng của lực nén, khuôn thép dịch chuyển ngang và mẫu

sẽ bị phá huỷ theo mặt vát của khuôn

u u

T





Trong đó:

T - thành phần lực cắt tính theo P (tải trọng phá huỷ mẫu)

F - tiết diện của mẫu khi bị phá huỷ, chính bằng d.h

p - áp lực trên 1 đơn vị diện tích mặt mẫu

* Độ bền uốn:

Trong đó:

Mu – Mômen uốn lớn nhất ứng với tải trọng phá huỷ mẫu

Wu – Mômen chống uốn của tiết diện

2 Tính chất cơ bản của khối đá

2 Tính chất cơ bản của khối đá

+ Đặc tính nứt nẻ của đá ảnh hưởng tới các đặc trưng cơ học, độ ổn định đối với nước, cường độ, phạm vi ảnh hưởng của đới phong hóa, độ khó khăn trong khai thác, bề dày lớp bóc bỏ trong khi thi công xây dựng công trình.

Khoảng cách trung bình giữa

+ Đánh giá mức độ nứt nẻ của khối đá người ta sử dụng tham số

* Mật độ khe nứt là số lượng trung bình các khe nứt của 1 hệ thống khe nứt

trên 1 đơn vị chiều dài đường vuông góc với các khe nứt Nghịch đảo của mật độ khe nứt là khoảng cách trung bình giữa các khe nứt Khoảng cách này càng lớn thì đá càng ít nứt nẻ

1

ai, bi : chiều dài và chiều rộng trung bình của khe nứt thứ i

n : số lượng khe nứt trong mặt vết lộ đá

Tính chất nứt nẻ

190

2 Tính chất cơ bản của khối đá

* Bi ểu thị tính chất nứt nẻ của khối đá

Có một số phương pháp biểu thị chính sau đây:

Đồ thị hoa hồng của Fillips

Đồ thị vòng tròn của F.P Xavarenxki

Đồ thị có đường đẳng trị

1 Mục đích và cơ sở phân loại

• Phân chia sự đa dạng của đất đá thành các nhóm riêng biệt theo nguồn gốc, thành phần và chất lượng xây dựng

 đánh giá được sơ bộ đất đá về mặt địa chất công

trình

• Lập bản đồ, mặt cắt, sơ đồ địa chất công trình

• Xác định thành phần, khối lượng, phương pháp và

hướng nghiên cứu

• Lựa chọn các phương pháp cải thiện tính chất xây dựng của đất đá, biện pháp thi công và sử dụng đất đá

192

a Mục đích của phân loại

• Thành phần, tính chất xây dựng của đất đá

• Mục đích việc sử dụng trong xây dựng công trình: làm nền công trình, làm môi trường xây dựng công trình, làm vật liệu xây dựng

193

b Cơ sở phân loại

• Theo quan điểm địa chất công trình.

• Theo phương pháp khoan đào

194

2 Các cách phân loại

Phân loại theo quan điểm ĐCCT

(Xavarenxki & Lomtade)

Phân loại theo quan điểm ĐCCT

Các đá magma, trầm tích, biến chất: thuận lợi làm nền công trình xây dựng, thuận lợi, không cần xử lý.

• Đá nửa cứng

– Cường độ cao, R = 150 – 500kG/cm2

– Biến dạng nhỏ, E=100000-20000kG/cm2

– Tính ổn định khá, hệ số kiên cố kck= 2 - 8 – Thấm nước trung bình, hệ số thấm k=0.5 - 10m/ngđ

197

Phân loại theo quan điểm ĐCCT

Các đá magma, trầm tích, biến chất bị phong hóa nhẹ, nứt

nẻ ít Khá tốt, chủ yếu chỉ xử lý chống thấm

Phân loại theo quan điểm ĐCCT

Các đất cuội sỏi, dăm, cát không có liên kết xi măng

Khi xây dựng cần xử lý thấm, tăng cường độ

Phân loại theo quan điểm ĐCCT

Các loại đất bùn, than bùn, bùn hữu cơ…đất thổ nhưỡng, đất nhiễm muối, đá chứa muối, đá dễ hòa tan Cần có biện pháp xử lý đặc biệt