Nghiên cứu giải pháp sử dụng vôi trộn với đất phong hóa từ đá magma axit để làm giảm tính trương nở của đất phục vụ công tác xây dựng và nâng cấp, sửa chữa hồ chứa vừa và nhỏ trên

Error!. Bookmark not defined... Hình d ng méo mó... Pecmatoit g m nhi u fenpat kali màu h ng th t, th ch anh và có khi có muscovit, biotit... Trong đó th ng g p nh t là các nhóm kaolinit

L I CAM OAN

Tôi xin cam đoan Lu n v n th c s này là công trình nghiên c u c a b n thân Các s

li u k t qu trình bày trong lu n v n này là đúng s th t, có ngu n g c rõ ràng, và

ch a đ c công b trong b t k công trình nghiên c u nào

Tác gi

Nguy n Huy V ng

L I C M N

Lu n v n đ c hoàn thành, là thành qu c a s c g ng, n l c h t mình và s giúp đ

t n tình c a các th y cô trong b môn a k thu t tr ng i h c Th y L i Hà N i,

đ c bi t d i s h ng d n khoa h c c a th y PGS.TS Ph m H u Sy

Tác gi xin b y t lòng bi t n sâu s c t i th y h ng d n, đã t n tâm h ng d n khoa

h c su t quá trình t khi l a ch n đ tài, xây d ng đ c ng đ n khi hoàn thành lu n

v n

Tác gi xin chân thành c m n các th y cô trong b môn a k thu t, khoa Công trình

đã giúp đ và t o đi u ki n tác gi hoàn thành lu n v n này Xin chân thành c m n các b n đ ng nghi p t i phòng a k thuât - Vi n Th y công đã cung c p nh ng s

li u c n thi t và t o đi u ki n thu n l i đ tác gi thí nghi mtrong phòng và tác nghi p

t i hi n tr ng Tác gi xin trân tr ng c m n s cho phép s d ng s li u t đ tài c p Nhà n c mã s TN3/T30, thu c ch ng trình Tây Nguyên 3 c a Vi n Hàn lâm Khoa

h c và Công ngh Vi t Nam

Hà N i, ngày 3 tháng 10 n m 2016

Tác gi

Nguy n Huy V ng

M C L C

L I CAM OAN 1

L I C M N 2

M C L C 3

DANH M C HÌNH V 6

DANH M C B NG BI U 8

1 Tính c p thi t c a đ tài 9

2 M c đích c a đ tài 11

3 Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u 11

4 i t ng và ph m vi nghiên c u: 12

CH NG 1:T NG QUAN 13

1.1 Nh ng k t qu nghiên c u v tr ng n c a đ t trên th gi i 13

1.1.1 nh h ng c a khoáng v t sét: 14

1.1.2 nh h ng c a c u trúc c a đ t 16

1.1.3 nh h ng c a đ m ban đ u c a đ t 16

1.1.4 nh h ng c a đ ch t ban đ u c a đ t 17

1.1.5 nh h ng c a hàm l ng h t sét 18

1.1.6 nh h ng c a môi tr ng n c 19

1.1.7 nh h ng c a s thay đ i đ m theo chu k 19

1.1.8 Phân lo i đ t tr ng n : 20

1.1.9 Các gi i pháp x lý đ t tr ng n : 21

1.2 Tình hình nghiên c u và s d ng đ t lo i sét có tính tr ng n vào công trình đ t đ p Vi t Nam: 23

1.2.1 M t s nghiên c u c b n v các đ c tính tr ng n tan rã c a đ t đ p 23

1.2.2 Các nghiên c u v gia c đ t b ng vôi 26

1.2.3 ng x v i đ t tr ng n khi s d ng làm v t li u đ p đ p 27

K t lu n ch ng 1 28

CH NG 2: TÀI NGUYÊN T PHONG HÓA T Á MAGMA AXIT,C S LÝ THUY T C A GI I PHÁP C I T O TÍNH TR NG N C A CHÚNG B NG PH NG PHÁP TR N VÔI 29

2.1 c đi m phân b c a v phong hóa magma trên đ a bàn Tây Nguyên 29

2.1.1 Xâm nh p Proterozoi 29

2.1.2 Các thành t o xâm nh p Paleozoi s m – gi a (PZ 1-2) 31

2.1.3 Các thành t o xâm nh p Paleozoi mu n ( PZ3) 31

2.1.4 Xâm nh p Mezozoi s m (MZ1) 34

2.1.5 Các thành t o xâm nh p Mezozoi mu n – Kainozoi (MZ3 – KZ) 35

2.1.6 M t c t đ c tr ng c a v phong hóa trên đá magma axit 36

2.1.7 Thành ph n v t ch t c a v phong hóa trên đá magma axit 37

2.2 C s lý thuy t c a gi i pháp c i t o tính tr ng n c a đ t b ng vôi 38

2.1.1 C u trúc m ng tinh th c a m t s khoáng v t sét 38

2.1.2 Các đ c tr ng c lý c a m u ch b 41

2.1.3 ng x c a vôi trong môi tr ng đ t – n c khi ti p xúc 44

2.2.2 M t s tính ch t c lý c a h n h p vôi – đ t qua m t s công trình n c ngoài 45

K t lu n ch ng 2 48

CH NG 3: NGHIÊN C U C I T O TÍNH TR NG N C A TPHONG HÓA TÂY NGUYÊN B NG PH NG PHÁP TR N VÔI 49

3.1 Các ch tiêu và ph ng pháp thí nghi m 49

3.2 Thi t k thí nghi m 51

3.3 Quy trình thí nghi m 52

3.4 Lo i đ t, vôi thí nghi m 54

3.5 K t qu nghiên c u 56

3.5.1 Tính đ m nén c a h n h p v t li u đ t –vôi 56

3.5.2 Xác đ nh t l ph i tr n t i u 59

3.5.3 nh h ng c a vôi đ n tính tan rã c a đ t 66

3.5.4 nh h ng c a vôi đ n s c kháng c t c a đ t 71

3.5 5 nh h ng c a vôi đ n tính th m c a đ t 78

K t lu n ch ng 3 81

CH NG 4: NGHIÊN C U QUY TRÌNH THI CÔNG 83

4.1 M t s yêu c u v i v t li u đ u vào 83

4.1.1 i v i đ t 83

4.1.2 i v i vôi 84

4.1.3 i v i n c 85

4.2 Quy trình thi công 85

4.2.1 Công tác chu n b 85

4.2.2 Các b c thi công 86

4.3 Quy trình ki m tra và nghi m thu 87

4.3.1 Tr c khi công trình đ c thi công 87

4.3.2 Trong quá trình thi công 87

4.3.3 Nghi m thu l p đ t đ p sau khi thi công 88

K T LU N VÀ KI N NGH 90

1 Nh ng k t qu đ t đ c: 90

2 Nh ng t n t i và h n ch 90

3 Ki n ngh v h ng nghiên c u ti p theo 91

DANH M C HÌNH V

Hình 1 Tính tr ng n và tan rã c a đ t đ p gây xói l th ng l u đ p h Ea M’Ró 10

Hình 2 S t l mái th ng l u đ p h Dak M’Hang, và th m h Su i á 10

Hình 3 S t lún và l y hóa m t đ p (h C Króa 2) 10

Hình 1.2 Quan h gi a đ m tr ng n c a đ t sét l y t m Neliđov và đ m ng v i gi i h n d o c a đ t 17

Hình 1.3 S thay đ i đ tr ng n t do (đ ng li n) và áp l c tr ng n (đ ng đ t) v i dung tr ng khô (γc) c a đ t 18

Hình 1.4 Quan h gi a hàm l ng sét và đ tr ng n 19

Hình 2.1 M t c t đi n hình c a v phong hóa trên đá magma axit 37

Hình 2.2 S đ phân b các l p m ng tinh th khoáng v t sét: 38

Hình 2.2 S thay đ i c a đ m gi i h n ch y khi tr n đ t v i vôi 46

Hình 2.3 S thay đ i c a đ m gi i h n d o khi tr n đ t v i vôi 46

Hình 2.4 S thay đ i c a đ tr ng n khi hàm l ng vôi thay đ i 47

Hình 2.5 S thay đ i c a áp l c tr ng n khi hàm l ng vôi thay đ i 47

Hình 3.1 Ch b m u và thí nghi m tr ng n 52

Hình 3.2 V trí c a h Sen trên n n b n đ đ a ch t 54

Hình 3.3 Bi u đ t ng h p công tác xác đ nh đ ch t t t nh t và đ m t i u 56

Hình 3.4 S thay đ i tính d o c a đ t theo hàm l ng vôi 58

Hình 3.5 Quan h gi a đ tr ng n , áp l c tr ng n và hàm l ng vôi t i các ngày tu i 62

Hình 3.6 nh h ng c a th i gian đ n đ tr ng n , áp l c tr ng n các hàm l ng vôi khác nhau 64

Hình 3.7 nh h ng c a đ ch t đ n tính tr ng n và áp l c tr ng n c a h n h p v t li u 65

Hình 3.8 Quan h gi a s c kháng c t c a đ t và hàm l ng vôi trong đi u ki n bão hòa và ch b 73

Hình 3.9 S gia t ng s c kháng c t c a h n h p đ t – vôi theo th i gian trong đi u ki n bão hòa và

ch b các m c đ m ch t khác nhau 76Hình 3.10 T ng quan gi a h s th m và hàm l ng vôi 80Hình 3.11 T ng quan gi a h s th m và m c đ đ m ch t 80

DANH M C B NG BI U

B ng 1.1 Ho t tính c a m t s khoáng v t 15

B ng 1.2 Ho t tính c a m t s khoáng v t trong đ t có ngu n g c bi n 15

B ng 1.3 Phân lo i đ t tr ng n theo USBR 20

B ng 1.4 Phân lo i đ t tr ng n theo 2-05-08-85 21

B ng 2.1 Thành ph n khoáng hóa c a v phong hóa trên đá magma axit khu v c Tây Nguyên 37

B ng 2.2 Ch tiêu c lý c a đ t đ p có ngu n g c s n tích (dQ) t đá magma axit 42

B ng 2.3 Ch tiêu c lý c a đ t đ p có ngu n g c tàn tích (eQ) t đá magma axit 43

B ng 2.4 K t qu thí nghi m m t s ch tiêu v t lý c a đ t v i các hàm l ng vôi khác nhau 46

B ng 3.1 Các ch tiêu và tiêu chu n áp d ng 54

B ng 3.2 T ng h p các ch tiêu v t lý c a m u đ t 55

B ng 3.3 Thành ph n hóa h c c a vôi 55

B ng 3.4 So sánh ch tiêu đ m nén tr c và sau khi tr n vôi 57

B ng 3.5 So sánh tính d o c a đ t tr c và sau khi tr n vôi Error! Bookmark not defined. B ng 3.7 So sánh ch tiêu tan rã c a đ t tr c và sau khi tr n vôi 66

B ng 3.8 So sánh s c kháng c t τ (kG/cm2) c a đ t tr c và sau khi tr n vôi 72

B ng 3.9 So sánh h s th m c a đ t tr c và sau khi tr n vôi 79

B ng 4.1 Phân lo i vôi theo hàm l ng (CaO + MgO) và đ m n 84

M U

1 Tính c p thi t c a đ tài

Tây Nguyên hi n có 1129 h ch a v a và nh , trong đó có 287 h phân b trên n n là

v phong hóa c a đá magma axit v i công trình đ u m i ch y u là đ p đ t Hi n nay

r t nhi u công trình đã b xu ng c p nghiêm tr ng mà nguyên nhân ít nhi u có liên quan đ n các tính ch t đ c bi t (tr ng n , tan rã) c a đ t đ p ho c đ t n n Tính

tr ng n c a đ t có th làm xói h ng các c u ki n đ c xây d ng trên m t t lo i đ t này nh t m lát mái đ p, b kênh, mái tràn S tr ng n c a đ t c ng có th làm m t

n đ nh mái đ p gây ra tr t Tr ng n và co ngót c a đ t có th làm phát tri n các khe n t trong thân đ p gây ra hi n t ng th m n u không x lý k p th i có th gây ra

v đ p

Tr ng n , co ngót và tan rã là nh ng tính ch t đ c bi t c a đ t mà th ng đ c tr ng cho đ t có ngu n g c phong hóa Khác v i đ t tr m tích đ c hình thành do l ng đ ng trong n c, đ t phong hóa đ c hình thành trên các vùng đ i núi do quá trình bi n đ i

v t lý, hóa h c làm thay đ i thành ph n, tính ch t Nói cách khác, đ t phong hóa không ph i hình thành trong môi tr ng n c,vì v y khi g p n c th ng ít nhi u có tính tr ng n , co ngót và tan rã t phong hóa t đá magma axit c ng n m trong tình

tr ng chung đó

Tây Nguyên là vùng cao nguyên r ng l n, b m t đ c ph b i v phong hóa c a các thành t o tr m tích l c nguyên, bazan, các đá magma axit và đá bi n ch t Nh đã nói trên, trong ph m vi vùng này có đ n 287 h ch a v a và nh xây d ng trên n n v phong hóa c a đá magma axit M c dù đ t phong hóa t đá magma axit có các tính

ch t b t l i nh v y nh ng vi c xây d ng h ch a đ ph c v cho Th y l i, Th y đi n

và dân sinh trong vùng là không th không làm B i v y v n đ ch còn là nghiên c u

kh c ph c các tính ch t b t l i c a chúng đ xây d ng M c dù nghiên c u v tính ch t

tr ng n c a đ t là không m i, tr c đây khi xây d ng công trình chúng c ng đã

đ c nghiên c u nh ng s tàn phá do các tính ch t b t l i này v n c x y ra M t s hình nh làm ví d đ c trình bày d i đây đã minh ch ng đi u đó B i v y đ tài

“Nghiên c u gi i pháp s d ng vôi tr n v i đ t phong hóa t đá magma axit đ làm

gi m tính tr ng n c a đ t ph c v công tác xây d ng và nâng c p, s a ch a h

ch a v a và nh trên đ a bàn Tây Nguyên”là r t c p thi t và có ý ngh a th c ti n cao

M t s hình nh xu ng c p c a h ch a do các tính ch t đ c bi t c a đ t đ p gây ra

Hình 1 Tính tr ng n và tan rã c a đ t đ p gây xói l th ng l u đ p h Ea M’Ró

Hình 2 S t l mái th ng l u đ p h Dak M’Hang, và th m h Su i á

Hình 3 S t lún và l y hóa m t đ p (h C Króa 2)

4 i t ng và ph m vi nghiên c u:

i t ng nghiên c u là đ t phong hóa t đá magma axít Ph m vi nghiên c u gi i

h n là m v t li u c a h Sen thu c huy n M’ rak t nh k L k Lu n v n n m trong

khuôn kh c a đ tài c p nhà n c “Nghiên c u đ xu t các gi i pháp nâng cao n ng

l c h ch a v a và nh đáp ng nhu c u c p n c cho s n xu t, sinh ho t và phát tri n b n v ng tài nguyên n c vùng Tây Nguyên”

CH NG 1:T NG QUAN

1.1 Nh ng k t qu nghiên c u v tr ng n c a đ t trên th gi i

Tr c khi nghiên c u đ c tính tr ng n c a đ t c n th ng nh t m t s thu t ng liên quan sau đây Tr ng n là s t ng th tích c a đ t khi đ t b làm t n c đánh giá m c đ tr ng n ng i ta dùng khái ni m “đ tr ng n th tích” và hai khai

k t qu nghiên c u đã đ c công b c a các tác gi : Wan Chuan, Lui chu Te, Tao chian Sheng (1994) Các nghiên c u v đ t tr ng n c a các nhà khoa h c t p trung vào các h ng sau đây

1.1.1 nh h ng c a khoáng v t sét:

S tr ng n c a đ t có liên quan đ n s thay đ i chi u dày các l p n c liên k t

đ c hình thành xung quanh các h t keo và sét trong quá trình th y hóa, do đó m c đ

tr ng n ph thu c đáng k vào hàm l ng và lo i khoáng v t sét

(1979) đã chia khoáng v t sét thành hai nhóm theo kh n ng thay đ i kho ng cách gi a các l p tinh th :

- Nhóm khoáng v t sét có ho t tính y u,bao g m kaolinite, pirophilite, muscovite, biotite, hydromica

.- Nhóm khoáng v t sét có ho t tính m nh nh montmorillonite

Theo Lomtadze (1978) [17] d u hi u đ c tr ng c a các khoáng v t thu c nhóm montmorillonite là l ng n c trong thành ph n c a chúng thay đ i m nh theo đ m môi tr ng xung quanh, đ ng th i n c có th tách ra kh i thành ph n khoáng v t đ

đi vào không khí nêú nh đ m không khí th p và ng c l i, có th h p th n c c a không khí m Các khoáng v t thu c nhóm montmorillonite h u nh hoàn toàn đ c thành t o trong đi u ki n ngo i sinh, ph n l n là quá trình phong hóa c a các đá magma trung tính trong đi u ki n môi tr ng pH = 7÷8,5, đi u ki n khí h u khô và

n a khô, ôn hòa m áp

Trong nh ngn m tr c đây, các tác gi nh Roy Whitlow (1983, 1989), Joseph E Bowles (1979, 1984) đã phát hi n ra r ng trong đi u ki n bi n mica (muscovite và xerisite) b phân h y t o ra m t nhóm khoáng v t t ng t nhau v c u trúc g i là illite Liên k t c u trúc c a illte kém n đ nh h n so v i kaolinite, nên ho t tính c a illite l n h n kaolinite

Joseph E Bowles dùng ch s ho t tính c a sét, xác đ nh theo công th c (1-1) đ so sánh ho t tính c a kaolinite, illite và montmorillonite (b ng 1.1)

Ch s d o Hàm l ng h t sét

S li u đó cho th y r ng khoáng v t sét montmorillonite có ho t tính cao h n sét illite

và kaolinite Theo Roy Whitlow, giá tr ho t tính đi n hình c a m t s khoáng v t sét

và đ t ph bi n trong b ng (1.2)

Kh n ng tr ng n c a sét montmorillonite r t cao t ch a t l illite đáng k , đ c

bi t khi có ngu n g c bi n, có đ c tính tr ng n cao trong khi đ t kaolinite kém nh y

ph thu c vào c u trúc, tr ng thái c a đ t và môi tr ng n c tác d ng v i đ t

Tính quy lu t v s tr ng n c a đ t đ i v i đ m ban đ u khác nhau theo th i gian

Hình 1.3 S thay đ i đ tr ng n t do (đ ng li n) và áp l c tr ng n (đ ng đ t) v i

dung tr ng khô (γc) c a đ t

(1) – Sét kaolinite (2), Sét montmorillonite

(1-3) trong đó: γ0- Dung tr ng ban đ u c a đ t

γ- Dung tr ng ban đ u c a đ t sau khi tr ng n

Kγ-H s v tính tr ng n , đ c xác đ nh nh tang góc nghiêng c a

đ ng th ng v i tr c dung tr ng khô (hình 1-3)

trên khi xét đ n đ ch t (dung tr ng khô) và đ m ban đ u c a m u, c ng có ngh a

là xét đ n m c đ bão hòa c a m u N m 1994 m t s tác gi Trung Qu c nh Che Luo Rung, Chang Mei In, Tang Wu Mei, đãnghiên c u nh h ng c a tr ng l ng

đ n v th tích khô γc và đ m bão hòa G khác nhau đ n áp l c tr ng n c a đ t K t

qu nghiên c u c a các tác gi trên đã cho th y r ng cùng giá tr dung tr ng khô γc,

nh ng m u đ t có đ bão hòa G th p s có áp l c tr ng n Ptr.n l n h n; cùng m t đ bão hòa G, nh ng m u nào có γc l n h n s có áp l c tr ng n Ptr.nl n h n

Cát và cát pha ho c hoàn toàn không tr ng n ho c tr ng n r t y u Tính tr ng

n c a đ t sét pha và sét phát tri n t ng ng v i s gia t ng hàm l ng h t sét, đ c

bi t h t keo trong đ t Theo s li u c a (1968), tr s tr ng n

)(

)( .

c a nh ng m u sét Khval n tr ng thái khô gió, có đ ch t ban đ u nh nhau, t ng lên t 0% đ n 37% t ng ng v i s t ng hàm l ng h t sét t 1,5% đ n 88%

n Tr s tr ng n c ng ph thu c vào môi tr ng pH Trong nh ng thí nghi m c a

thay đ i đ pH c a dung d ch Ph n l n các m u có tr ng n l n nh t khi pH = 0,1 và

pH = 13 S thay đ i c a đ pH t 3 đ n 12 nh h ng r t ít đ n tr s tr ng n

S thay đ i đ m theochu k có nh h ng đ n tính tr ng n Nh ng thí nghi m

đ c th c hi n b i (1966) cho th y r ng, khi làm t và khô có chu k các m u sét, thì m c đ tr ng n c ng nh áp l c tr ng n c a chúng sau

m i chu k ti p theo đ c t ng lên Thí d nh : đ m t nhiên m c đ tr ng n

c a các m u sét Khval u thay đ i trong ph m vi t 1% đ n 8%, còn sau nhi u l n

hong khô – làm t c ng nh ng giá tr đ m ban đ u đó, tr s tr ng n t ng lên

đ n (7,5 – 16) % Áp l c tr ng n trong nh ng m u sét Khaval u đ c nghiên c u

đ m t nhiên không v t quá 5kG/cm2 C ng trong nh ng m u đ t đó sau nh ng chu k hong khô – làm t, áp l c tr ng n t ng đ n 10 kG/cm2 và l n h n

t tr ng n có th đ c phân lo i theo nhi u tiêu chí khác nhau, trong đó có hai

b ng phân lo i đ c s d ng r ng rãi h n là phân lo i c a tiêu chu n xây d ng Liên

Xô ( 2.02.08.83) và phân lo i đ t c a C c C i t o đ t c a M , USBR (United States Bureau of Reclamation)

C c C i t o đ t c a M phân lo i đ t tr ng n theo đ c tr ng v t lý c a đ t và đ thay đ i th tích t ng đ i ∆V =

V V

∆ và đ c trình bày trong b ng 1.3 d i đây

B ng 1.3 Phân lo i đ t tr ng n theo USBR

B ng 1.3 Phân lo i đ t tr ng n theo USBR c tr ng

∆

( %)

Phân lo i đ t

tr ng n Hàm l ng ch t

0 ≥ +

−

e e

ech

Trong đó ω ch - đ m t nhiên l y theo đ n v ph n tr mgi i h n ch y ;

ρs - kh i l ng đ n v c a h t đ t g/cm3; ;

ρn- kh i l ng đ n v c a n c l y b ng 1g/cm3 ;

D a theo các đi u ki n công th c (1-4) là d a theo m t s đ c tr ng v t lý đ nh n

d ng đ t có tính tr ng n hay không.Nh các ph n trên đã gi i thi u, đ c đi m

tr ng n c a đ t còn tùy thu c vào tr ng thái đ ch t – đ m ban đ u c a m u và môi tr ng xung quanh Do v y, trong tiêu chu n và qui ph m xây d ng

2.02.08.83 c a Liên Xô có phân chia đ t tr ng n theo c p (t không tr ng n đ n

tr ng n m nh) c n c theo đ tr ng n t ng đ i Dtr.nghi trong b ng 1.3

tr ng n c a đ t đ c xác đ nh theo tiêu chu n 2413-80 ( t – Nh ng

ph ng pháp xác đ nh các đ c tr ng tr ng n và co ngót)

Nh n xét chung: C hai h phân lo i đ u d a vào m t s ch tiêu v t lý đ nh n d ng

đ t có kh n ng tr ng n hay không Ch y u là d a vào bi n đ i th tích t ng đ i

∆V, ho c d a vào đ tr ng n t ng đ i theo chi u cao Dtr.n đ phân c p đ t tr ng

n

B ng 1.4 Phân lo i đ t tr ng n theo 2.02.08.83

Tùy theo đi u ki n khí h u, đ a ch t, môi tr ng và kinh t k thu t c a m i n c,

ng i ta đã tìm nh ng gi i pháp khác nhau đ s d ng đ t có tính tr ng n vào xây

ρ

ρω

=

+Khi xây d ng đ ng và sân bay Liên Xông i ta s d ng đ t lo i sét có tính

tr ng n vào nh ng v trí có áp l c ngoài (l p gia t i) l n h n áp l c tr ng n c a

- Amer Ali Al-Rawas & Mattheus F.A.Goosen (2006) [15] đã công b k t qu nghiên

c u gi i pháp c i t o tính tr ng n c a đ t lo i sét b ng vôi khi xây d ng công trình giao thông t i khu v c Ankara (Th Nh K ) Theo k t qu nghiên c u này khi tr n thêm 4% vôi vào đ t có đ tr ng n Dtr.n=16% thì s làm gi m đ tr ng n còn 3%,

và v i hàm l ng vôi đó thì c ng đ c a đ t c ng t ng lên đáng k , s phát tri n c a

c ng đ ch y u di n ra các giai đo n giai đo n t 0 đ n 30 ngày tu i còn sau 30 ngày tu i s phát tri n c ng đ b t đ u ch m l i

- Mohammed Y Fattah, Firas A Salman vàBestun J Nareeman(2010) [16] đã gi i thi u gi i pháp dùng vôi, puzzolan t nhiên tr n v i đ t đ làm gi m tính tr ng n

c a đ t đ p đ ng t i M và Xu ng

1.2 Tình hình nghiên c u và s d ng đ t lo i sét có tính tr ng n vào công trình

đ t đ p Vi t Nam:

Tr c nh ng n m tám m i c a th k này, h u nh không có nh ng k t qu nghiên

c u s d ng đ t tr ng n vào vi c xây d ng công trình tuy nhiên c ng có nh ng k t

qu nghiên c u v đ t có ch a nhi u khoáng montmorillonite đ dùng trong công nghi p, k thu t khoan, ho c làm dung d ch t o hào vách đ ng khi thi công t ng

ch ng th m qua t ng cu i s i Thí d nh , n m 1973-1974, Giáo s Tr n Nh H i cùng t p th cán b Phòng n n móng Vi n Khoa h c Th y l i Hà N i đã nghiên c u

“Dùng dung d ch sét t o hào vách đ ng xây t ng ch ng th m qua t ng cát cu i s i

d i m c n c ng m”

N m 1978, Giáo s Ti n s Ph m Xuân cùng m t s d ch gi khác đã d ch quy n sách

“ a ch t công trình” c a Lomtaze trong đó có gi i thi u nhi u k t qu nghiên c u v tính tr ng n c a đ t dính nhi u vùng thu c Liên Xô

Theo Tr n Th Thanh (1998) [7] n m 1984 PTS Chu Th ng Dân và m t s tác gi khác đã nghiên c u đ c đi m bi n d ng b m m t s m than và có nh n xét: “S phong hóa, tr ng n gi m đ b n c a đ t đá là nguyên nhân ch y u gây ra hi n

t ng tr t dòng trên b m Nà – D ng trong mùa m a” Nh ng trong bài báo đó, các tác gi không có nêu s li u thí nghi m xác đ nh các đ c tr ng tr ng n c a đ t thu c đ i t ng đã nghiên c u C ng theo Tr n Th Thanh (1998) [7] n m 1987, GS

TS Nguy n V n Th , trong lu n v n ti n s khoa h c c a mình có nêu lên “Nh ng nguyên lý s d ng các lo i đ t đ c bi t đ xây d ng n n đ ng ôtô trong đi u ki n nhi t đ i m mi n Nam Vi t Nam” nh ng ch a đ c p đ n v n đ đ t có tính tr ng

n

Trong nh ng n m g n đây do nhu c u xây d ng ngày m t cao, bên c nh đó s c công

trình x y ra ngày càng nhi u mà không ít tr ng h p nguyên nhân là do tính tr ng n

c a đ t đ p, đ t n n nên vi c nghiên c u tính tr ng n c a đ t và đ ra các gi i pháp

x lý đã đ c m t s tác gi nghiên c u và công b

- Tr n Th Thanh (1998) [7] đã nghiên c u các đ c tính tr ng n c a các lo i đ t đ p khu v c nam Trung B và Tây Nguyên và đ a ra m t s k t lu n nh sau:

+ Các lo i đ t b i tích, tàn tích, s n tích trên các n n đá g c có thành ph n khoáng

v t th ch h c khác nhau nh đá bazan, b t k t, cát k t, granit v.v… là nh ng lo i v t

li u t i ch th ng đ c khai thác dùng vào công trình đ t đ p, đ c bi t là dùng v i

kh i l ng l n đ đ p đ p xây d ng h ch a n c Tây Nguyên, Nam Trung B + Tr lo i tàn tích, s n tích trên đá g c bazan, còn các lo i đ t b i tích, các lo i tàn tích và s n tích có ngu n g c t b t k t, cát k t, granit đ u có ch a khoáng v t sét montmorillonite v i m c đ khác nhau Chính khoáng v t montmorillonite đã làm cho

đ t lo i sét có ch a nó khi ng m n c s tr ng n l n h n so v i đ t lo i sét ch ch a khoáng v t ch y u kaolinite

+ i v i lo i đ t có tính tr ng n , đ b n c u trúc đ c th hi n qua vai trò l c dính

C có nh h ng r t l n đ n m c đ tr ng n c a đ t Sau khi phá v k t c u t nhiên r i ch b l i cùng đ m, đ ch t ban đ u, m u đ t có m c đ tr ng n t do

+ Trong đi u ki n tr ng n t do, áp l c tr ng n ch ng l i s nén lún c a đ t v i

m c đ không đáng k khi áp l c ngoài còn nh h n áp l c tr ng n Nh ng n u đ

đ t tr ng n t do s gây ra s tr ng n - co ngót không đ u theo chu k , t o ra

- Lê Thanh Phong (2005) [4] đã đ a ra đ c quan h gi a đ ch t K và đ tr ng n

+ k L c hi n có 50 h x y ra hi n t ng th m n n, 1 h th m vai, 20 h th m thân,

52 công trình b s t tr t trên mái th ng, h l u ho c c hai, 3 đ p b n t n sâu, có

31 h bi th m qua mang c ng và 32 h b x i l h ng tiêu n ng sau c ng,th m vai và thân tràn

+ T i k Nông hi n có 43 h ch a đ p đ t b xu ng c p, ch y u là th m qua thân

đ p, đ ng đ nh đ p không còn đúng v i thi t k , do b s t, lún m nh, quá trình bào mòn, xói l b m t di n ra khá ph bi n, mái th ng l u ch a đ c gia c b s t l , mái h l u m t s h b s t;có 32 h ch a b xói l hai vai tràn, đ c bi t thân tràn (d c n c ho c b c n c), đuôi tràn (thi t b tiêu n ng) và t ng cánh, m t s tràn

ch a có c u giao thông, nguy hi m cho ng i dân trong vùng khi mùa m a l đ n, nhi u công trình v n còn tràn x l k t c u b ng đ t d b xói l khi có l l n, có 19 công trình có c ng đ u m i b rò r , gây xói thân đ p đe d a đ n n đ nh đ p đ t, b tiêu n ng b xói l

+ T i Kon Tum Hi n có 52 h b th m m t n c qua thân,n n đ p và mang c ng; có

29 h b bi n d ng mái đ p; 38 h m t đ p b s t lún, 27 h tiêu n ng tràn b xói l

+ T i Gia Lai hi n có 14 h b xói l , s t tr t mái th ng h l u; 16 h th m m t

n c qua thân và n n đ p; 13 h b x i l tiêu n ng tràn

V nguyên nhân gây ra các s c đó có nhi u, t kh o sát thi t k , thi công và qu n lý

và ít nhi u có liên quan đ n tính tr ng n c a đ t đ p c ng nh đ t n n

1.2.2 Các nghiên c u v gia c đ t b ng vôi

T i Vi t Nam vi c s d ng vôi đ gia c đ t đã đ c nghiên c u và ng d ng vào th c

ti n xây d ng công trình t r t lâu.Vào nh ng n m 1970, Vi n khoa h c k thu t Xây

D ng đã áp d ng gia c đ t b ng ph gia vôi xây d ng n n đ ng cho m t s tuy n

đ ng mi n B c nh Hà B c, L ng S n, Hà N i Nh ng n m g n đây do nhu c u v

x lý n n đ t y u nên h ng nghiên c u ch y u t p trung l nh v c s d ng vôi k t

h p v i m t s ch t k t dính khác đ x lý n n đ t y u D i đây là m t s k t qu nghiên c u đã đ c công b

- Vi n khoa h c k thu t Xây D ng (1976) [11] đã nghiên c u dùng ph gia vôi đ gia

c n n đ ng m t s t nh phía B c K t qu nghiên c u cho th y r ng c ng đ c a

đ t gia c vôi ch ng v i m t hàm l ng nh t đ nh, v t qua gi i h n này c ng đ

g n nh t l ngh ch v i hàm l ng vôi, t đó đã khuy n cáo khi dùng vôi đ gia c

đ t thì t l s d ng h p lý nh t là t 8-12% (kh i l ng đ t khô) C ng theo tài li u này các m u đ t sau khi đ c gia c b ng vôi các đ tu i 7,14,28 ngày đ c ngâm trong n c t nh su t 04 n m t tháng 10 n m 1970 đ n tháng 10 n m 1974 v n không

b tan rã

- Lê Th Phòng (2005) [5] đã nghiên c u c i t o đ t sét pha có ngu n g c b i tích

thu c h t ng Thái Bình (aQ2tb) phân b H ng Yên, c i t o v i các hàm l ng vôi là

2, 4, 6, 8% và ph gia SA44/LS40 theo t l 8,5/1,5 li u l ng ph gia là 1 lít/6m3 đ làm móng áo đ ng giao thông nông thôn K t qu nghiên c u cho th y kh n ng đ m

ch t c a đ t có ph gia l n h n đ t không có ph gia; mô đun đàn h i c a m u gia c

v i hàm l ng vôi 6% có giá tr l n nh t c hai tr ng h p có ph gia và không có

ph gia K t qu nghiên c u c ng đã ng d ng th nghi m t i đo n đ ng Thi n Phi n đi Tiên L và cho th y, mô đun đàn h i c a đ t gia c khi c i t o 4% vôi v i

ph gia SA44/LS40 t ng đ ng v i 6% vôi

- Tr nh Th Hu (2009) [3] đã nghiên c u c i t o đ t bùn sét và bùn sét pha ngu n g c

amQ2 phân b Trà Vinh tr n v i xi m ng theo t l 3, 6, 9, 12% và vôi v i t l 6,

9, 12% K t qu nghiên c u cho th y v i đ t tr n xi m ng thì c ng đ kháng nén c a

m u t ng t l thu n v i hàm l ng xi m ng và m u bùn sét pha có c ng đ l n h n

so v i m u bùn sét cùng t l xi m ng và ngày tu i b o d ng (28 ngày) V i m u

tr n vôi thì c ng đ m u 9% cho giá tr là t i u, m u 12% có giá tr là nh nh t

- Vi n Th y Công (n m 2013) [13] đã nghiên c u c i t o đ t than bùn hóa Kiên Giang và cho k t qu là khi hàm l ng xi m ng t ng thì c ng đ m u đ t gia c t ng Tuy nhiên, theo th i gian b o d ng thì c ng đ m u t ng đ n kho ng th i gian là 56 ngày sau đó m u có xu h ng suy gi m K t qu nghiên c u c i t o đ t v i ph gia vôi cho th y, c ng đ m u có xu h ng phát tri n theo th i gian và l ng vôi thích

h p là 2-4% so v i l ng xi m ng gia c

1.2.3 ng x v i đ t tr ng n khi s d ng làm v t li u đ p đ p

Khi m v t li u tìm ki m đ c là sét có tính tr ng n v n có th s d ng đ đ p đ p, tuy nhiên khi đó nó s đ c đ i x m t cách h p lý đ h n ch tính ch t b t l i đó, c

th là:

- B trí lo i đ t tr ng n vào nh ng v trí thích h p nh m gi m áp l c tr ng n

i v i ph n đ t dính có tính tr ng n nên đ p lõi đ p ho c d i l p gia t i b ng

m t l p v t li u không tr ng n (đ t không tr ng n , đá, cát, s i) có chi u dày sao cho th a mãn đi u ki n

n tr

P .

≥

×

γ

K , Oman….T i các qu c gia này các gi i pháp s d ng ph gia nêu trên đ c i t o tính tr ng n c a đ t đã đ c vi t thành tiêu chu n, sách Tuy nhiên t i Vi t Nam các

gi i pháp s d ng các ph gia đ làm gi m tính tr ng n c a đ t h u nh ch a đ c nghiên c u và ng d ng vào th c t

CH NG 2: TÀI NGUYÊN T PHONG HÓA T Á MAGMA

2.1 c đi m phân b c a v phong hóa magma trên đ a bàn Tây Nguyên

Theo các t b n đ đ a ch t t l 1:2000000,B’Lao C-48-VI; PleikuD48-XXIV; B n

Kh D-49-XXXI; à L t-Cam Ranh C-49-I&C-49-II; ak ToD-48-II; Buôn Mê Thu t D-49-XXV; B n ôn D-48-XXX; An Khê D-49-XIX, Kon Tum D-48-XVIII; M ng en-

B ng S n D-49-XIII&D-49-XIV thì trên đ a bàn Tây Nguyên các thành t o magma

ph bi n đ u kh p và đa d ng Chúng th ng t o thành nh ng th xâm nh p có di n l

v a đ n l n, có khi đ t đ n hàng tr m km2 Các đá xâm nh p có tu i c trong ph m vi nghiên c u th ng là nh ng th xâm nh p nh , kéo dài ho c không đ u đ n, đ c phân chia nh sau:

-Xâm nh p Proterozoi: Granit, granit-migmatit, granođiorit, granitvà granitogotit

- Xâm nh p Paleozoi s m – gi a g m: unit, pyroxenit granođiorit

- Xâm nh p Paleozoi mu n g m: Gabro, gabrođiorit, dioritegabrođiorit và granit

- Xâm nh p Mezozoi s m g m: Granit, granoxienit

- Xâm nh p Mezozoi mu n – Kainozoi: Granodiorit, granit, granoxierit

- Các xâm nh p nông không phân chia g m: Diorit,pocfirit và granitpocfia

2.1.1 Xâm nh p Proterozoi

+ Các granit + micmatit giai đo n s m (mPR)

Các thành t o granit + migmatit này g p ch y u ph n phía B c c a vùng nghiên

c u G p chúng d i d ng nh ng th v a, l p nh kéo dài theo h ng B c – ông

V thành ph n th ch h c các kh i ch y u th ng g p là granit có ít biotit h t v a, h t

nh c u t o g nai và granodioriteg nai V ph ng di n c u t o, nhìn chung các đá

c a kh i th ng có c u t o d ng g nai, trong đó các khoáng v t màu x p đ nh h ng

ho c u n l n bao b c các bi n tinh fenpat Các h t fenpat thành t o giai đo n trao

đ i bi n ch t th ng có d ng l ng tr t hình n m c t ngang ph ng c u t o g nai.V

đ c đi m th ch hóa, đá t ng đ i giàu Nhôm, hàm l ng Silic cao, đ khoáng v t màu

th p Tu i c a các thành t o xâm nh p t m x p vào Proterozoi b i l chúng ch g p trong các đá tr m tích bi n ch t có tu i c (PR) Ngoài ra c n c vào ngu n g c và quá trình thành t o thìgranit, micmatit th ng ph bi n và th i k tr c Cambri

+ Các granitoit g nai giai đo n mu n

Ph bi n r ng rãi các ph n phía B c c a vùng, chúng th ng t o thành các th xâm

nh p có di n l v a đ n l n, kéo dài, đôi khi đ ng th c trong các thành t o bi n ch t

c Ranh gi i ti p xúc v i đá vây quanh rõ ràng có khi chuy n ti p do s trao đ i thay

th t o thành nhi u khoáng v t các giai đo n sau Vành bi n ch t ti p xúc nhìn chung không r ng, kho ng vài tr m mét đ n hàng nghìn mét c đi m bi n ch t th

hi n không đ u ph thu c vào d ng đ a ch t và v trí c a các th magma xâm nh p

c ng nh thành ph n c a chúng

Các thành t o xâm nh p axit granitog nai ph bi n khá r ng rãi d i d ng các th xâm

nh p có di n l l n, kéo dài cùng ph ng v i đá vây quanh Chúng có ranh gi i ti p xúc th ng chuy n ti p đôi khi khó phân bi t đ i n i, ngo i ti p xúc Trong chúng g p nhi u th sót b bi n đ i v i nhi u m c đ khác nhau và đ u có ph ng chung v i đá vây quanh và ph ng c u t o g nai Các th sót th ng có kích th c trung bình 3x10m ôi khi g p nhi u th sót d i d ng v a l p xen k kéo dài hàng tr m mét Thành ph n th ch h c ch y u c a kh i là: Granitog nai,granođioritog nai biotit có ít hocblen á c u t o g nai đ c tr ng và c u t o vi u n n p, trong đó các khoáng v t màu ho c x p đ nh h ng ho c u n l n cùng các khoáng v t sáng màu Có th c u

t o vi u n n p là tàn d c a đá tr m tích bi n ch t c Ranh gi i gi a các đá trên là chuy n ti p và chúng phân b không theo quy lu t ôi n i trong chúng còn g p lo i plagiogranitog nai có quan h ti p xúc không rõ ràng v i các đá khác trong kh i Nghiên c u chi ti t vi ki n trúc c a granitog nai và thành ph n khoáng c a chúng có

th k t lu n s b r ng granitog nai đ c thành t o do quá trình bi n đ i c a palgiogranitog nai, granidioritog nai và các lo i đá bi n ch t khác Thành ph n khoáng v t ch y u là plagiocla, fenpat, kali, th ch anh, biotite ít muscovit, hi m h n

là hocblen Các khoáng v t ph ph bi n là apatit, ziacon

Tu i c a các thành t o xâm nh p này t m x p vào Protezozoi, giai đo n mu n vì chúng ch g p trong các h đá bi n ch t tr c Cambri Các tr s tu i tuy t đ i c a chúng hi n nay già nh t m i ch đ t đ n 530 tri u n m, có l do hi n t ng tr hóa

2.1.2 Các thành t o xâm nh p Paleozoi s m – gi a (PZ 1-2 )

Các kh i magma xâm nh p đ c x p vào giai đo n này ch y u g p ph n phía Tây

và B c c a vùng nghiên c u Các đá đunit, pyroxenit (PZ1-2) th ng thành t o nh ng

kh i nh , đôi khi d ng th u kính kéo dài theo ph ng v i đá vây quanh

Thành ph n khoáng v t ch y u c a đunit, pyroxennit là: olivin, pyroxen, hocblen

Tu i c a chúng d ki n x p vào Cambri – ocdovic pyroxenit c a kh i Khâm c có

tr s tu i tuy t đ i 530 tri u n m

Các thành t o xâm nh p granođiorit, granit ( PZ1-2) ph bi n d i d ng th xâm nh p

có kích th c t nh đ n v a, kéo dài và g n nh xuyên ch nh h p v i đá vây quanh

t a nh l p đá magma n m xen k trong các tr m tích bi n ch t Các đá vây quanh đôi

n i b fenpat hóa, th ch anh hóa, clorit hóa, xerixit hóa,….Vành bi n ch t ti p xúc

t ng đ i r ng tùy thu c vào v trí đ a ch t c a th xâm nh p

Thành ph n th ch h c ch y u là granođioritog nai, granitog nai, pha đá m ch g m

có aplit, pematoit á m ch th ng thành t o nh ng đai m ch nh kéo dài kho ng 15m, ch y u phân b đ i ti p xúc và trong ph m vi c a kh i pecmatoit ho c là

10-nh ng th u kí10-nh trong granođiorit ho c m ch 10-nh xuyên lên đá vây qua10-nh.Thà10-nh ph n khoáng v t ph bi n là plagiocla, octola, th ch anh, biotit, hi m n a có hocblen, muscovit Khoáng v t ph g m apatit, ziacon Tu i c a các thành t o granođiorit, granit t m x p vào cu i sillua vì chúng có tr s tu i tuy t đ i 3 tr m tri u n m

+ Các xâm nh p gabro - gabronorit

Phân b r i rác ph n phía B c c a vùng nghiên c u d i d ng các th xâm nh p nh Chúng có th là nh ng kh i gabro đ n gi n nh ng đôi khi th y đi kèm v i gabrođiorit, diorit Vì v y vi c tách chúng riêng t ng ng v i giai đo n ho t đ ng magma riêng

bi t ch là gi thi t Thành ph n khoáng v t ch y u là plagiocla, pyroxen xiên đ n,

hi m h n pyroxen thoi, hocblen và các khoáng v t do quá trình bi n đ i th sinh Các thành t o magma gabro, gabronorit th ng th y phân b trên các đá tr m tích bi n

ch t Proterozoi và Paleozoi d i Vì v y t m x p chúng có tu i tr h n vào kho ng Paleozoi gi a – trên

+ Các thành t o xâm nh p diorit – granođiorit và plagiogranit ( PZ3)

Diorit, granođiorit và plagiogranit th ng t o thành nh ng th xâm nh p v a đ n l n phân b r i rác kh p vùng nghiên c u Chúng có th thành t o t ng kh i bao g m c 3

lo i đá trên, nh ng c ng có kh i ch ph bi n 2 lo i ho c granođiorit là ch y u

Di n l các kh i th ng trên hàng ch c mét vuông có d ng đ ng th c ho c méo mó

và ranh gi i ti p xúc xuyên c t rõ ràng c tr ng c a các thành t o xâm nh p này là

th ng nhi u pha, m i pha đ c đ c tr ng riêng v thành ph n th ch h c Pha đ u

g m có: Gabrođiorit, diorit; pha th 2: Granođiorit; pha th 3 tuy ít ph bi n là: Granit

ho c plagiogranit Pha đá m ch ch y u là lamprofia (spexactit),granođiorit pocfia,

hi m n a là aplit, pecmatoit

Gabrođiorit, diorit đôi khi có th ch anh thành t o nh ng kh i v a đ nl n v i di n l hàng ch c kilomet vuông Hình d ng méo mó Chúng b các đá pha sau xuyên c t ôi khi g p chúng d i d ng nh ng th tù có kích th c t 3-4m (đ ng kính) n m g n trong các đá pha sau á có màu xám xanh, kh i tr ng, đôi khi c u t o g nai y u Thành ph n khoáng v t ch y u là plagiocla, hocblen, th ch anh (-=10%), fenpat kali (0-5%), biotit, khoáng v t ph , apatit, sfen

Granođiorit và granit là 2 lo i đá t ng đ i ph bi n, trong đó granođiorit chi m t l

ph bi n h n Thành ph n khoáng v t v c b n gi ng v i diorit b bi n đ i (apodiorit)

nh ng plagiocla có thành ph n axit h n á có ki n trúc n a t hình, trong đó plagiocla t hình h n c nh ng đá b bi n đ i thay th fenpat kali t o thành ban

bi n tinh l n

Các đá m ch Spaxactit thành t o nh ng m ch th ng có kích th c 0,5-1mm kéo dài hàng ch c mét M t đôi n i (ngoài ph m vi nghiên c u) chúng t o thành kh i nh v i

di n l g n 10.0 km á có ki n trúc pocfia v i ban tinh hocblen d ng l ng tr màu xanh xám s m Hàm l ng ban tinh có khi đ n 15% N n h t nh

Granođiorit pocfia là lo i đá m ch t ng đ i ph bi n, chúng th ng g p đ i ven rìa

kh i ho c xa h n v i kích th c m ch 0,5-2m kéo dài hàng ch c mét Ban tinh ch

y u là Plagiocla, ít h n fenpat kali và hocblen biotit

Aplit và pecmatoit th ng thành t o nh ng m ch nh hình d ng không đ u đ n v i b dày thay đ i 0,2-0,5m Chúng ch y u xuyên theo các khe n t tách có ph ng Tây

B c – ông Nam

Nhìn chung các đá m ch aplit và pecmatoit ít ph bi n và ch y u phân b các khu

v c phát tri n c a thành t o xâm nh p granođiorit đây aplit và pecmatoit th ng đi cùng d i nhi u d ng k t h p khác nhau

+ Các thành t o xâm nh p granit ( BZ3)

giai đo n Paleozoi mu n các thành t o xâm nh p granit khá ph bi n Chúng t o thành nh ng th đ a ch t v i di n l khá l n d ng đ ng th c ho c h i kéo dài theo nhi u ph ng khác nhau Granit gây bi n ch t m nh m đá vây quanh, fenpat hóa,

th ch anh hóa và các thành t o bi n ch t nhi t d ch nhi t đ th p Vành bi n ch t

ti p xúc r ng h p tùy thu c vào đ c đi m ranh gi i ti p xúc v i đá vây quanh Nh ng nhìn chung chúng gây bi n ch t m nh m và vành bi n ch t t ng đ i r ng

Thành ph n th ch h c ch y u là granit và granoxierit á giàu fenpat kali màu h ng

nh t, đôi khi có kích th c l n v i b ngang hàng 10-15mm á m ch ph bi n là granit, aplit, pecmatoit, hi m n a có granit pocfia Các đá m ch ch y u g p trong

ph m vi kh i xâm nh p, granit pocfia, đôi khi g p đ i ngo i ti p xúc

Thành ph n khoáng v t ch y u g m có: Plagiocla axit, fenpat kali, th ch anh, biotit, khoáng v t ph ph bi n apatit, octit, qu ng, ziacon, sfen

Các thành t o xâm nh p Paleozoi mu n phân b khá r ng rãi Chúng ch ng nh ng có

m t trong ph m vi vùng nghiên c u mà còn phát tri n r ng kh p đ i Tr ng S n Nam Trong ph m vi vùng nghiên c u chúng ch xuyên c t nh ng tr m tích bi n ch t

c và b các xâm nh p tr h n xuyên c t So sánh chúng v i các thành t o xâm nh p

t ng t khu v c khác, đó chúng xuyên qua các tr m tích evon h (D1đg) và b

ph b i các tr m tích v n Triat (T3 ns) D a trên c s đó x p chúng vào tu i Paleozoi

mu n

Các thành t o xâm nh p Mezozoi s m khá ph bi n trong ph m vi đ a kh i Kon Tum Chúng th ng t o thành các th xâm nh p v i di n l khá l n, có khi đ t đ n hàng

tr m km2 v i hình d ng không đ u đ n, đ ng th c Chúng xuyên c t và gây bi n ch t

ti p xúc không r ng l m và không đ ng đ u Ngoài ra các thành t o xâm nh p Mezozoi s m c ng xuyên qua các đá magma thành t o tr c t o thành nh ng th cán

ho c m ch nh

Trong ph m vi vùng nghiên c u các thành t o Mezozoi s m đ c phân chia thành 2 pha: Pha xâm nh p chính có ki n trúc h t v a đ n l n á có màu h ng nh t ho c xám sáng đ i ti p xúc trong c a chúng th ng g p lo i granit sáng màu h n, có khi hàm

l ng fenpat kali giàu h n Có n i g p granit pocfia v i hàm l ng ban tinh 15-20%

g m có th ch anh d ng hình tròn, l ng tháp và fenpat màu h ng nh t, tr ng xám Trong chúng th nh tho ng g p đá tù ho c silic có kích th c 0,5-3cm Các th đá tù

h u h t b bi n đ i v i nhi u m c đ khác nhau Thành ph n khoáng v t ch y u c a granit g m có plagiocla, fenpat kali, th ch anh, biotit, hi m h n có hocblen, khoáng

v t ph ph bi n ziacon, apatit, qu ng

Các khoáng v t c a granitoit thu c Mezozoi s m th ng có m t trong đá v i hàm

l ng không c đ nh Nh ng n i b bi n đ i b i quá trình trao đ i ki m kali, hàm

l ng fenpat kali t ng lên đ t ng t ranh gi i ti p xúc, hàm l ng khoáng v t m u

t ng lên, đ c bi t nh ng n i ch a nhi u th tù và th d (Slia)

Các đá m ch aplit th ng t o thành nh ng m ch có b dày trên 1m, kéo dài có khi đ n hàng ch c mét Chúng ch y u xuyên theo ph ng ông B c – Tây Nam d c ven rìa

c a kh i xâm nh p Pecmatoit c ng nh aplit t ng đ i khá ph bi n Th ng g p chúng ngay trong kh i xâm nh p v i nhi u kích th c và hình d ng khác nhau Pecmatoit g m nhi u fenpat kali màu h ng th t, th ch anh và có khi có muscovit, biotit

Nhìn chung các thành t o xâm nh p Mezozoi s m ph bi n r ng rãi và b quá trình trao đ i bi n ch t sau magma m nh m Trong các đá đó phát hi n nhi u khoáng v t

đ c tr ng Chúng có tr s tu i tuy t đ i 198 đ n 201 tri u n m

Các thành t o magma xâm nh p thu c giai đo n này ph bi n r ng rãi ph n trung tâm và phía Nam c a vùng nghiên c u Chúng t o thành nhi u th xâm nh p có kích

th c v a đ n l n, r i rác xuyên quá các thành t o xâm nh p c h n và các tr m tích

bi n ch t khác M c đ gây bi n ch t đá xung quanh khá m nh m Có n i chúng b các thành t o bazan tr ph lên Vì v y ranh gi i ti p xúc v i đá vây quanh khác b che

l p

+ Xâm nh p granođiorit, granit (MZ3)

Granođiorit và granit th ng t o thành các th xâm nh p v a đ n l n, ch y u g p

ph n phía Nam c a vùng nghiên c u Các th xâm nh p th ng đ ng th c, di n l không đ u, có khi là nh ng kh i kéo dài có ph ng g n ông B c – Tây Nam Chúng gây bi n ch t m nh m đá vây quanh,th ng t o thành đá s ng cocdierit, biotit, cocdierit và chiastolit trong các đá tr m tích Jura Vành bi n ch t ti p xúc r ng và

gi m d n t trong ra ngoài Thành ph n th ch h c ch y u là granođiorit, granit đ i

ti p xúc trong, có n i ph bi n xienitdiorit, pyroxen, hi m n a diorit á m ch nói chung ít ph bi n, th ng ch g p granođiorit pocfia, aplit á m ch phân b ch y u trong ph m vi kh i ho c đ i ven rìa d i d ng nh ng đai m ch nh kéo dài hàng

ch c mét Thành ph n khoáng v t ch y u là plagiocla, octola, th ch anh, hocblen, biotit, hi m n a có pyroxen.Tu i c a chúng x p vào Jura mu n – creta, chúng xuyên qua tr m tích Jura h và có tu i tuy t đ i 98-101 tri u n m

+ Xâm nh p granit,granoxienit

Các thành t o xâm nh p granit, granoxienit ph bi n khá r ng rãi trung tâm c ng

nh phía Nam c a vùng nghiên c u Chúng th ng t o thành các th xâm nh p l n,

v a có kh i v i di n l hàng tr m km2 Trong quá trình thành t o chúng đ c chia thành hai pha xâm nh p và pha đá m ch Pha xâm nh p đ u ph bi n granit h t v a,

l n, màu h ng nh t Pha xâm nh p th hai là h t v a, nh , màu xám tr ng ph t h ng

á m ch th ng g p aplit, granit aplit và pecmatoit Aplit là nh ng m ch nh kích

th c 0,3-0,51, kéo dài hàng tr m mét vuông xuyên qua các khe n t có nhi u ph ng khác nhau v i góc d c thay đ i 10-700 Pecmatoit th ng t o thành nh ng m ch nh kéo dài hàng ch c mét ho c th u kính đ c l p là nh trong các m ch aplit

Granitvà granoxienit có tu i tuy t đ i 80 tri u n m và đ c tr ng cho giai đo n ho t

đ ng magma khá r m r vào cu i Mezozoi, đ u Kainozoi Tr c và sau chúng đ u có

ho t đ ng phun trào đi kèm có thành ph n th ch h c g n g i v i chúng

f) Các thành t o xâm nh p nông không phân chia

Các thành t o xâm nh p nôngph bi n r i rác kh p vùng nghiên c u Thành ph n

th ch h c ch y u g m diorit pocfiarit và granit pocfia, granoxienit pocfia Chúng

th ng có d ng các th xâm nh p nh ki u đai m ch có kích th c không quá 10m (b ngang), kéo dài có khi đ n hàng ch c mét Chúng xuyên c t các tr m tích bi n ch t c

c ng nh xuyên qua các thành t o xâm nh p có tu i khác

2.1.6 M t c t đ c tr ng c a v phong hóa trên đá magma axit

V phong hóa trong đá magma axit th ng có chi u dày thay đ i t 5.0 -40.0m Thành

ph n ch y u là sét pha l n các m nh d m, đôi ch l n các t ng phong hóa sót C u trúc đ c tr ng c a v phong hóa trên đá magma axit bao g m các đ i đ a ch t nh sau:

i 1 (đ i s n tích dQ): Thành ph n ch y u c a đ i này sét pha l n s i s n màu nâu

đ , nâu vàng tr ng thái d o c ng,chi u dày thay đ i t 1-5.0m

i 2 (đ i tàn tích eQ): Thành ph n ch y u c a đ i này sét pha d m m nh màu nâu

đ , nâu vàng đ m tr ng đen tr ng thái n a c ng, chi u dày thay đ i t 5-15.0m, trong

đ i này th ng l n các t ng phong hóa sót kích th c có th đ n 10.0m

i 3 (đ i đá phong hóa mãnh li t): Thành ph n ch y u c a đ i này đá magma axit phong hóa mãnh li t màu xám xám vàng đ m tr ng đen, đá m m y u ph n l n đã bi n

đ i thành đ t tuy nhiên v n gi nguyên c u trúc c a đá m i này có chi u dày

t ng đ i l n th ng thay đ i t 1-15.0m

i 4 ( i đá phong hóa m nh đ n v a): á th ng có c u t o kh i màu xám đen

đ m tr ng m t khe n t ng màu xám đen, xám vàng á c ng ch c

Hình 2.1 M t c t đi n hình c a v phong hóa trên đá magma axit

2.1.7 Thành ph n v t ch t c a v phong hóa trên đá magma axit

Theo Nguy n Vi t Kì, Nguy n V n Tu n (2005)[2] thành ph n khoáng v t c a v phong hóa trên đá magma axitch y u là th ch anh, kaolinite, geotite, hydromica,chi

70-80 10-20 0,3-7,0

T b ng 2.1 cho th y thành ph n khoáng v t c a v phong hóa trên đá magma axit có

ch a các khoáng v t hydromica đây là lo i khoáng v t trung gian gi a mica và montmorillonite và đ ho t tính c a khoáng v t này thay đ i t 0,5 đ n 1,0 Theo k t

qu nghiên c u c a Bùi Thanh Tùng (2010) [9] thì kh n ng h p thu n c c a hydromica là m t trong các nguyên nhân gây ra tính tr ng n c a đ t khi g p n c

2.2 C s lý thuy t c a gi i pháp c i t o tính tr ng n c a đ t b ng vôi

2.1.1 C u trúc m ng tinh th c a m t s khoáng v t sét

Theo V.DLômtađze (1978) [17] nhóm khoáng v t sét trong các đ t lo i sét bao g m alofan, kaolinite, nakrite, dickte, haluazite, hidromuscovite, ilite, monotecmite, xerixit, hidrobiotite, gloconite, beydelite, montmorillonite và nontronite Trong đó th ng g p

nh t là các nhóm kaolinite, montmorillonite và nhóm hydromica (hidromuscovite, ilite, hidrobiotite, gloconite) S đ phân b các l p m ng tinh th c a các nhóm khoáng v t chính đ c th hi n hình 2.2 d i đây

Hình 2.2 S đ phân b các l p m ng tinh th khoáng v t sét:

a – kaolinite, b – hydromica, c – montmorillonite,

Nhóm kaolinite: g m các khoáng v t kaolinite, haluazite, dickite, và nakrite có cùng

m t thành ph n hóa h c nh nhau, nh ng khác nhau v ki n trúc và tính ch t v t lý

D u hi u đ c tr ng c a c a các khoáng v t thu c nhóm này là ph n l n đ u có tinh th hình 6 c nh r t rõ Kaolinite là khoáng v t ph bi n nh t và đ c nghiên c u k nh t,

và là nh ng khoáng v t t o đá chính c a sét kaolinite và các lo i sét d ng kaolinite khác

M ng tinh th c a kaolinite (Hình 2.2 a) t ng đ i b n và n đ nh M i t p c a m ng tinh th g m m t l p các kh i 4 m t oxit silic và m t l p các kh i tám m t hiđrôxit alumin xen k nhau Các l p ti p xúc c a hai t p k c n nhau t o nên m ng tinh th kaolinite thì r t khác nhau: l p trên c a t p d i đ c thành t o b i các nhóm hidrôxyl (OH-), còn l p d i c a t p trên n m k nó thì có các nguyên t oxi(O2+

) M i liên k t bên trong c a các t p c ng b n v ng, đó là do các l p chuy n ti p c a các ion tích

đi n d ng và đi n âm Do đó mà m ng tinh th không di đ ng và vì v y các tinh th kaolinite t ng đ i l n, kh n ng h p th n c và tr ng n không đáng k

Nhóm montmorillonite g m ph n l n các khoáng v t ph c t p và đa d ng v thành

ph n: montmorillonite, nontronite, hectorite, xaponite, …Nh ng khoáng v t này khác nhau v thành ph n cation trong các kh i 8 m t c a m ng tinh th và t o thành m t dãy các ch t đ ng hình mà trong s đó có th chia ra làm ba lo i chính: nhóm oxit, s t

và magiê Theo nghiên c u kính hi n vi đi n t , các d ng c a dãy đ ng hình này thì khác nhau v hình thái c a b n thân các h t, nh ng nói chung chúng đ u có đ c đi m

là có đ phân tán cao và tính ch t m h đ ng nét D u hi u đ c tr ng c a các khoáng v t thu c nhóm montmorillonite là l ng n c trong thành ph n c a chúng thay đ i m nh tùy theo đ m c a môi tr ng xung quanh; đ ng th i n c có th tách

ra kh i khoáng v t đ đi vào trong không khí, n u đ m c a không khí th p và ng c

l i, có th p th n c c a không khí m

C u trúc m ng tinh th (hình 2.2 c) c a montmorillonite nói chung g n gi ng c u trúc

m ng tinh th c a kaolinite, nh ng khác v i kaolinite là các t p l p riêng bi t c a montmorillonite đ i x ng nhau M i t p m ng trên và d i đ u k t thúc b ng các

l p g m nh ng kh i b n m t oxit silic và gi a các l p này l i có m t l p g m nh ng

kh i 8 m t hidrôxit alumin Các t p l p c a montmorillonite quay các l p đ ng nh t (g m 8 nguyên t ôxi) l i phía nhau M i liên k t gi a các t p này y u h n m i liên

k t gi a các t p mà các l p nguyên t khác tên quay l i v i nhau nh kaolinite Vì

v y, n c d th m vào trong m ng tinh th c a montmorillonite, làm cho m ng này b dãn ra và có kh n ng tr ng n m nh ng th i m ng tinh th c a nó d b tách ra,

do đó mà các tinh th c a khoáng v t này không bao gi đ t đ c kích th c l n trong n c nh ng tinh th này có th b phân rã thành nh ng h t có kích th c nh

h n 0,001mm, do đó làm t ng t b m t

M ng tinh th montmorillonite c ng có đ c đi m là có kh n ng thay th bên trong

nh ng ion này b ng nh ng ion khác có hóa tr nh h n (Al3+ thay b ng Mg2+

và Si4+thay b ng Al3+). S thay th này làm xu t hi n trong m ng tinh th các hóa tr ph ,

trong các nh, nh ng t m hydromica m nh, màu xám, có cùng kích th c, đôi khi hình d ng h i kéo dài và các đ ng nét thì r t rõ Tính ch t m nh t c a các đ ng nét

h t m t sô lo i hydromica mà ta quan sát đ c ch ng t r ng có s phá h y c a chúng khi v n chuy n và có s thay th b ng các khoáng v t c a nhóm montmorillonite

Theo ý ki n c a nhi u nhà nghiên c u, thì ki n trúc m ng tinh th (hình 2.2 b) c a hydromica gi ng nh ki n trúc m ng c a montmorillonite Tuy nhiên, s có m t trong

m ng hydromica các ion kali phân b gi a các t p l p làm cho nh ng t p này ch c

h n, t o cho hydromica có đ b n h n và không có tính di đ ng Vì v y các tinh th