đại chất công trình chương 2

tài liệu uy tín được biên soạn bởi giảng viên đại học Bách Khoa TPHCM, thuận lợi cho qua trình tự học, nghiên cứu bổ sung kiến thức bộ môn địa chất công trình, bộ môn dầu khí, bộ môn cầu đường xây dựng dân dụng, Tài liệu được kiểm duyệt bởi giảng viên, phòng đào tạo trường đại học bách khoa, lưu hành nội bộ

CHƯƠNG 2

ĐỊA CHẤT KIẾN TẠO

2.1 TÁC DỤNG KIẾN TẠO CỦA VỎ TRÁI ĐẤT

Trong vỏ Trái đất không ngừng xảy ra những hoạt động lún chìm, nâng cao, dồn ép tạo ra những nếp uốn, đứt gãy, hoạt động tạo núi… hình thành nên những cấu trúc của nó – đó là những hoạt động kiến tạo

Sự dịch chuyển vỏ Trái dất diễn ra rất chậm chạp; năng lượng rất lớn;

Dao động thẳng đứng hay chuyển động thăng trầm của

vỏ Trái đất thường xảy ra trong một phạm vi rộng lớn làm thay đổi vị trí của lục địa hay đại dương

Khi mặt đất nâng lên, biển rút ra, lục địa được mở rộng -

là biển lùi.

Ngược lại, khi lục địa hạ thấp, nước biển tràn vào - là

biển tiến.

Dấu vết mực nước biển ở Hà Tiên (mặt đất nâng lên)

Dấu vết mực nước biển ở Hà Tiên

ĐBSCL và bồi tụ ven biển trong khi ở miền Trung thì không đáng kể hay ngược lại.

Thế nằm nghiêng

Lớp trầm tích phân lớp nằm nghiêng (Lâm Đồng)

hướng dốc

Đường phương

Thế nằm nghiêng của đá trầm tích thể hiện bằng đặc trưng  và 

Theo phương vị hướng dốc:

L h

tg   

Bài tập

Khoảng cách giữa các hố khoan trên bình đồ xác định được: a = 90m , b = 135m

Khi khoan qua các lớp đất phủ thì gặp lớp đá đơn

nghiêng Cao độ bề mặt lớp đá đơn nghiêng tại: HK1 = 84m ; HK2 = 73m; HK3 = 51m

Xác định (có hình vẽ): Góc phương vị hướng dốc  và góc dốc lớp đá 

30 o 30 o

HK1 (84m)

HK2 (73m)

Bắc

a Đường phương

vị hướng dốc Đường phương

135

5184

h

tg

2.2.1 Nếp uốn

không mất tính liên tục

- Nếp uốn lồi là dạng uốn cong của các lớp đá, hướng bề lồi lên

phía trên Vùng trung tâm của nếp uốn lồi đất đá có tuổi già hơn đất đá xung quanh.

- Nếp uốn lõm là dạng uốn cong của các lớp đá, hướng bề lõm

xuống phía dưới Vùng trung tâm của nếp uốn lõm đất đá có tuổi trẻ hơn đất đá xung quanh.

2.2.2 Đứt gãy

tục và hoàn chỉnh

Thuận

2.2.2 Đứt gãy

Đứt gãy thuận (phay thuận): là những đứt gãy trong

đó mặt đứt gãy dốc về phía đá tụt xuống Khi đứt

gãy là ranh giới của 2 loại đất đá khác nhau, mặt đứt gãy hướng về phía đất đá có tuổi trẻ hơn thì đó là đứt gãy thuận.

2.2.2 Đứt gãy

Đứt gãy nghịch (phay nghịch): là những đứt gãy trong

đó mặt đứt gãy dốc về phía đá trồi lên Khi đứt gãy

là ranh giới của 2 loại đất đá khác nhau, mặt đứt gãy hướng về phía đất đá có tuổi già hơn thì đó là đứt gãy nghịch.

Nghịch

Đứt gãy Hòn Gió – Ninh Thuận

2.3 KHE NỨT

2.3 KHE NỨT

Khe nứt phân chia khối đá thành những khối nhỏ, làm cho khối đá giảm độ bền hoặc thậm chí mất tính liên tục Khe nứt là những đứt gãy nhỏ ở trong đá nhưng không

có sự dịch chuyển hoặc sự dịch chuyển có độ lớn không đáng kể

2.3.1 Phân loại khe nứt (xem tài liệu)

Hệ thống khe nứt: (a) Một hệ khe nứt; (b) Ba hệ khe nứt

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu đánh giá khe nứt

Chỉ tiêu chất lượng đá RQD (Rock Quality Designation)

là tỷ số giữa tổng chiều dài các lõi đá dài hơn 10cm và tổng chiều dài mét khoan được biểu diễn bằng đơn vị phần trăm (%)

Căn cứ trên giá trị RQD, phân chia chất lượng đá: Rất tốt (khi RQD: 90 – 100%), Tốt (khi RQD:

75 – 90%), Trung bình (khi RQD: 50 – 75%), Xấu (khi RQD: 25 – 50%) và Rất xấu (khi RQD: <25%)

lõi khoan từ 0 – 25m.

1.0m

25.0m 7.0m

16.0m

Bề mặt khối đá

Đồ thị hoa hồng 22

0 2 4 6 8

Bước 1: Vẽ vòng tròn và thước tỷ lệ biểu hiện số lượng khe nứt

Bước 4: Nối điểm

Bước 2: Vẽ các tia bán kính: 2 0 -5 0 thể hiện góc phương vị hướng dốc

Bước 3: Chấm điểm

Ưu điểm: góc phương vị hướng dốc và số lượng khe nứt

Nhược điểm: Không biết góc dốc và hướng đổ của các mặt khe nứt

B

180

90 270

90 80 70

Bước 3: Vẽ OC, OD, CD

Ưu điểm: góc phương vị đường phương, góc dốc và số lượng khe nứt

Nhược điểm: Cách vẽ phức tạp,khó phân biệt khi số lượng khe nứt lớn

B 0

180

90 270

Hiện nay, trong tính toán thiết kế công trình trên đá với các mô hình hiện đại, đặc trưng cho độ bền toàn khối đá thường được sử dụng nhất là chỉ tiêu bền địa chất GSI (Geological Strength Index)

Bảng ước tính giá trị GSI chung cho các quan sát đánh giá địa chất

PHÂN PHI? N M? NG/B? C? T - Không có s? k?t dính do các phi?n m?ng hay nhi?u m?t ph?ng c?t

PHÁ H? Y - C?u trúc liên k?t y?u, kh?i

đá t?o thành b?i s? pha tr?n gi? a các kh?i đá tam giác và tròn

PHÂN KH? I/KHÔNG NGUYÊN TR? NG/ N? T - U?n n?p v?i các phân kh?i tam giác đư?c t?o thành b?i r?t nhi?u các v?t n? t giao c?t nhau Lâu d?n t?o thành phân l?p hay phi?n

C? U TRÚC PHÂN KH? I M? NH Phân kh?i , kh?i đá không nguyên tr?ng t?o thành b?i các phân kh?i tam giác giao c?t nhau do b?i 4 hay nhi?u v?t c?t

CH? TIÊU BÊN Đ?A CH? T CHO KH? I ĐÁ Đ? NG NH? T

(Hoek và Marinos, 2000) T? các đi?u ki?n th?ch h?c, c?u trúc và b? m?t kh?i đá v? tính liên t?c, ư?c tính giá tr? GSI trung bình Đ? ng quá c? g?ng đ? chính xác Ch?ng h?n như n?m trong kho?ng 33 đ?n 37 thì h? p lý hơn là ch?n v?i GSI =35 Ghi chú r?ng b?ng này không

áp d? ng cho c?u trúc đã ki?m soát s? phá ho?i

Nh? ng nơi mà các m?t đ?t gãy có hư? ng b?t l?i khi đào s? làm ?nh hư?ng t?i ? ng x? c?a đá S? c ch?ng c?t c?a b? m?t s? gi?m khi có nư? c Khi đánh giá kh?i đá trong vùng trung bình đ?n r?t y?u thì v?i đi?u ki?n ?m ư?t nên d?ch chuy?n qua bên ph?i Áp l? c nư?c ng?m s? đư? c gi?i quy?t b?ng vi?c phân tích ? ng su?t có hi?u T

C? U TRÚC PHÂN KH? I - Có c?u trúc phân kh?i ch?t ch? hình l?p phương t?o b? i b? 3 v?t c?t

Bảng hệ số xáo trộn do điều kiện thi công.

2.4 CÁC DẠNG CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA VỎ TRÁI ĐẤT VÀ GIẢ THUYẾT ĐỊA KIẾN TẠO

Sơ đồ các mảng nền và sự dịch chuyển của chúng

Biểu đồ phân bố ứng suất lớn nhất theo phương ngang tại các khu vực rìa mảng

1 2

ẢNH HƯỞNG CỦA TÁC DỤNG KIẾN TẠO ĐỐI VỚI XÂY DỰNG

Bài tập