Đề cương lý thuyết ĐCCT - Full

- Là nước tái sinh hoặc được tách ra từ vỏ hydrat của hạt đất, khoáng vật, trong quá trình biến chất nhiệt hoặc biến chất động lự( do áp suất lớn).Trước khi trở thành thành phần của cá[r]

4 - Hãy trình bày nguyên lý và mục đích của thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT)?

5 - Phạm vi áp dụng của thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT)?

6 - Hãy trình nội dung chính cần nghiên cứu khi đánh giá điều kiện địa chất công trình của mộtlãnh thổ?

7 - Phân loại nước dưới đất theo môi trường tồn tại?

8 - Theo anh (chị) khi xây dựng công trình tại khu vực thành phố Hà Nội sẽ phát sinh những vấn đề địa chất công trình chủ yếu nào? Vì sao?

9 - Hiện tượng uốn nếp là gì? Ý nghĩa của việc nghiên cứu nếp uốn trong xây dựng?

10 - Hãy giải thích đặc tính lý hóa và gọi tên nước có công thức hóa học như dưới đây?

3 4

84 12 1,5 0,02 2 0,01 8 18 200

73 19

HCO SO

Ca Mg

11 - Trình bày nội dung phân loại đất đá theo mục đích xây dựng?

12 - Trình bày nguyên lý và mục đích của thí nghiệm nén tĩnh nền? Thí nghiệm nén tĩnh nền

và thí nghiệm nén 1 trục không nở hông trong phòng có những điểm giống và khác nhau cơ bản gì?

13 - Các thành phần hóa học chủ yếu của nước dưới đất? Phương pháp biểu diễn thành phần hóa học của nước dưới đất theo công thức Kurlov (Cuốc - lốp)?

14 - Khảo sát địa kỹ thuật là gì? Các dạng công tác chủ yếu cần thực hiện trong khảo sát địa kỹthuật?

15 - Trình bày nguyên lý thí nghiệm và giá trị thu được từ kết quả thí nghiệm xuyên

tĩnh(CPT)? Điều kiện áp dụng của thí nghiệm xuyên tĩnh (CPT)?

16 - Hãy nêu các kiểu nguồn gốc chủ yếu của nước dưới đất ?

17 - Kết quả phân tích thành phần hóa học một mẫu nước dưới đất được thể hiện theo công thức Kurlov (Cuốc - lốp) như sau:

Hãy gọi tên nước theo thành phần hóa học? Dựa vào công thức trên, hãy kể tên hàm lượng của các thành phần ion và các tính chất vật lý cơ bản của mẫu nước?

18 - Hiện tượng đứt gãy là gì? Ý nghĩa của việc nghiên cứu hiện tượng đứt gãy trong xây

19 - Báo cáo khảo sát địa kỹ thuật là gì? Một báo cáo khảo sát địa kỹ thuật cần trình bày nhữngnội dung chính gì?

20 - Hãy trình bày tính ổn định của đất đá đối với nước?

21 - Trình bày các dạng vận động chủ yếu của vỏ Trái Đất và các hình thái cấu tạo địa chất tương ứng?

22 - Trình bày nguyên lý cơ bản của định luật thấm của Darcy (Đắc - xi)?

23 - Hiện tượng phong hóa đất đá là gì? Hãy trình bày và phân tích các biện pháp phòng chốngphong hóa chủ yếu?

24 - Trình bày tính ổn định của đất đá đối với nước?

25 - Hãy trình bày các vấn đề về hiện tượng cát chảy theo các nội dung sau:

a) Phân biệt hiện tượng cát chảy thật và hiện tượng cát chảy giả?

b) Điều kiện phát sinh cát chảy và các biện pháp phòng chống cát chảy?

26 - Nêu tên các nhóm đá trầm tích chủ yếu và cho biết chúng được phân chia theo nguyên tắc nào?

27 - Hiện tượng Karst là gì? Điều kiện hình thành Karst và các biện pháp phòng chống Karst chủ yếu?

28 - Trình bày nội dung chủ yếu của các giai đoạn khảo sát địa kỹ thuật?

29 - Phân loại các đá chính trên vỏ Trái Đất theo nguồn gốc thành tạo?

30 - Trình bày các dạng tồn tại của nước dưới đất trong đất đá?

31 - Trình bày các bước tiến hành xác định khối lượng thể tích tự nhiên của mẫu đất ở trong phòng bằng phương pháp dao vòng?

32 - Hãy trình bày điều kiện thành tạo, kiến trúc, cấu tạo của đá trầm tích? Từ đó hãy đánh giá các đặc tính xây dựng chủ yếu của đá trầm tích?

33 - Một khu vực xây dựng có cấu trúc địa chất như hình vẽ:

a) Dựa vào hình vẽ hãy cho biết tại khu vực này có thể tồn tại những tầng chứa nước dưới đấtnào? (1 điểm)

b) Thể hiện chiều dày và mực nước (mực áp lực) giả định của chúng trên hình vẽ? Mô tả điềukiện thế nằm và đặc điểm của các tầng chứa nước đó? (1 điểm)

34 - Trình bày nguyên lý của thí nghiệm cắt cánh trong hố khoan? Ứng dụng của thí nghiệm cắt cánh trong xây dựng?

Cát hạt mịn

Sét cách nước

Cát lẫn sạn sỏi

35 - Hãy trình bày điều kiện thành tạo, kiến trúc, cấu tạo của đá biến chất? Từ đó hãy đánh giá các đặc tính xây dựng chủ yếu của đá biến chất?

36 - Phân loại nước dưới đất theo điều kiện tàng trữ? Vẽ hình minh họa?

37 - Nêu tiêu chuẩn dùng để dự báo xói ngầm theo E.A Jamazin và V.X Ixtomina? Các biện pháp phòng chống xói ngầm chủ yếu?

38 - Động đất là gì? Phân loại động đất theo nguyên nhân và theo độ sâu tâm chấn?

39 - Trình bày các giai đoạn phát triển của mương xói? Các biện pháp phòng chống mương xóichủ yếu?

40 - Trình bày sơ đồ, nguyên lý và trình tự thí nghiệm đổ nước trong hố đào theo phương pháp của A.K.Bônđưrep và Netxterop?

41 - Hãy trình bày các vấn đề về hiện tượng trượt lở sườn dốc theo các ý sau:

a) Phương trình biểu diễn điều kiện ổn định của một phân tố bất kỳ trên sườn dốc và giải thích các ký hiệu? (1 điểm)

b) Giải thích các nguyên nhân dẫn đến hiện tượng trượt? (1 điểm)

42 - Điều kiện địa kỹ thuật được đánh giá dựa trên những căn cứ và tài liệu nào?

43 - Kết quả phân tích thành phần hóa học một mẫu nước dưới đất được thể hiện theo công

thức Kurlov (Cuốc - lốp) như sau:

Hãy gọi tên nước theo thành phần hóa học? Dựa vào công thức trên, hãy kể tên hàm lượng của các thành phần ion và các tính chất vật lý cơ bản của mẫu nước?

44 - Phong hóa có ảnh hưởng như thế nào đến công tác xây dựng công trình? Trình bày các biện pháp phòng chống phong hóa chủ yếu?

45 - Theo điều kiện tàng trữ, nước dưới đất gồm những loại chủ yếu nào? Phân tích sự ảnhhưởng chúng đến công tác xây dựng công trình?

46 - Tại sao trước khi tiến hành xây dựng công trình người ta phải tiến hành nghiên cứu vềđiều kiện địa chất công trình?

47 - Thành phần hóa học chủ yếu của nước dưới đất Trong các thành phần đó, thành phần nào

có ảnh hưởng đến tính chất ăn mòn của nước đối với bê tông, vì sao?

48 - Khi xây dựng công trình trong vùng có sự phân bố của hiện tượng Karst cần lưu ý nhữngvấn đề gì? Các biện pháp phòng chống Karst chủ yếu?

49 - Khe nứt là gì? Phân loại khe nứt theo nguyên nhân hình thành? Ý nghĩa của việc nghiêncứu khe nứt trong xây dựng?

50 - Hãy trình bày các tác dụng xâm thực chủ yếu của dòng chảy sông? Các biện pháp phòngchống tác dụng xâm thực của sông?

51 - Hiện tượng trượt là gì? Viết phương trình biểu diễn điều kiện ổn định của một phân tố bất

kỳ trên sườn dốc Từ các yếu tố trong phương trình đó hãy phân tích các nguyên chủ yêu gây

53 - Hãy cho biết các giá trị có thể xác định trực tiếp từ các thí nghiệm nén tĩnh nền, thí

nghiệm xuyên tiêu chuẩn và thí nghiệm xuyên tĩnh?

54 - Phân biệt sự khác nhau giữa nước ngầm và nước có áp?

55 - Trình bày các vấn đề về động đất theo các ý sau đây:

PHẦN TRẢ LỜI:

Câu 1 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 đông cứng của dòng dung nham magma nóng chảy phun nên từ trong lòng đất Dòng dung nham này là dung dịch silicat nóng chảy có thành phần phức tạp và chứa các loại khí, hơi nước khác nhau

Dựa vào vị trí thành tạo, người ta chia đá magma thành 3 loại:

- Đá magma xâm nhập sâu: Vị trí thành tạo ở độ sâu hơn 3 km;

- Đá magma xâm nhập nông: Được tạo thành ở độ sâu từ từ 0 đến 3 km;

- Đá magma phun trào: Được thành tạo trên mặt đất

Các loại đá magma thành tạo ở những vị trí khác nhau sẽ có các đặc điểm khác nhau về thành phần, cấu trúc, tính chất,…

b, Kiến trúc

khi nghiên cứu đá magma, mức độ kết tinh, tức là độ lớn và hình dạng của tinh thể khoáng vật và mức độ đồng đều của nó là cơ sở đặc trưng cho kiến trúc của đá.Kiến trúc của đá phản ánh nguồn gốc của chúng và trên một mức độ nhất định đoán biết điều kiện thế nằm

+ Theo mức độ kết tinh có các loại kiến trúc:

- Kiến trúc toàn tinh: tất cả các khoáng vật trong đá đều kết tinh, ranh giới phân cách giữachúng rõ rệt có thể nhìn thấy bằng mắt thường Kiến trúc này đặc trưng cho đá xâm nhập

- Kiến trúc pocfia: chỉ tháy bằng mắt thường một số tinh thể lớn rải rác trên nền tinh thể rất nhỏ ( tinh vi ) hay thủy tinh Kiến trúc này thấy ở đá phun trào, trong các mạch đá

- Kiến trúc ẩn tinh: tinh thể rất nhỏ không phân biệt được bằng mắt thường chỉ thấy dưới kính hiển vi

- Kiến trúc thủy tinh: các khoáng vật trong đá ở dạng thủy tinh

+ Theo kích thước hạt có các loại kiến trúc :

- Cấu tạo khối ( cấu tạo đồng nhất ): các khoáng vật tạo đá sắp xếp không theo một sự định hướng nào, theo các hướng bất kì thành phần của khoáng vật đều như nhau;

- Cấu tạo dải ( cấu tạo dòng): các khoáng vật trong đá tập hợp thành từng dải theo

phương dịch chuyển của dòng dung nham

+ Theo mức độ sắp xếp chặt sít chia ra:

- Cấu tạo đặc sít: khi trong đá không có lỗ rỗng;

- Cấu tạo lỗ rỗng: khi trong đá có các lỗ rỗng được tạo thành do sự thoát khí và hơi nước

từ dòng dung nham

Cấu tạo khối đảm bảo sự đẳng hướng về các tính chất vật lý, cơ học của đá.Các lọa cấu tạo dải, cấu tạo lỗ hổng tạo ra tính định hướng cũng như làm giảm cường độ, sự ổn định đối với phong hóa

d, Tính chất xây dựng

Nhìn chung, hầu hết các khoáng vật tạo thành đá magma liên kết với nhau bằng mối liên kết hóa trị bền vững và được tạo thành ở điều kiện nhiệt độ cao Do vậy, các đá magma thường

có độ bền cao, không hòa tan trong nước Độ lỗ rỗng của đá rất nhỏ (<1%), riêng đá phun trào

có lỗ rỗng thay đổi lớn từ 19 – 60% ở tuf núi lửa ( loại đá phun trào chứa vật liệu núi lửa ), dung làm nền thiên nhiên cho nhiều công trình đều rất ổn định Nhưng cần lưu ý đến mức độ phong hóa và nứt nẻ của đá vì chúng làm cho độ bền của đá giảm đi đáng kể, ảnh hưởng đến

độ ổn định của công trình trên nó

Câu 2 : Em hiểu như thế nào về điều kiện thế nằm của tầng chứa nước? Hãy phân loại tầng chứa nước theo điều kiện thế nằm của chúng?

- Định nghĩa tầng chứa nước : tầng chứa nước là thể tích đất đá đồng nhất về khả năng chứa và vận động NDĐ

- Nước dưới đất phân bố có quy luật trong tự nhiên Dựa vào điều kiện tàng trữ, đặc điểm

áp lực, động thái, nguồn gốc, A.M.Ovtsinicov và P.P.Klimentov (1967) đã phân chia nước dưới đất thành các tầng chứa nước sau:

a) Tầng chứa nước thượng tầng

Là tầng chứa nước nằm trên một thấu kính sét ở đới thông khí , thường gặp trong tầng đất rời, đới phong hoá nứt nẻ và đá bị karst hoá Địa hình thành tạo nước thượng tầng thuận lợi là nơi địa hình bằng phẳng hoặc hơi hơi trũng, ở thềm sông, Ở nước ta gặp phổ biến trong đất đá vỏ phòng hóa vùng gò đồi miền trung du

Hình 3.1: Nước thượng tầng

1-Tầng chứa nước thượng tầng;

2-Thấu kính sét; 3-Tầng chứa nước không áp

Động thái nước thượng tầng phụ thuộc vào lượng mưa và nước thải ngấm xuống; phụ thuộc chiều dày, quy mô và chiều sâu của thấu kính cách nước

- Nước thượng tầng có thể gây ảnh hưởng đến trạng thái, độ ổn định của nền đất dưới công trình, gây khó khăn cho công tác thi công hố móng, đường hầm,

b) Tầng chứa nước không áp (nước ngầm)

- Là tầng chứa nước thứ nhất kể từ mặt đất, có liên hệ với đới thông khí Phía trên nó không có tầng cách nước (nếu có chỉ là tầng cách nước cục bộ), phía dưới thường có tầng cách nước liên tục (hình 3.2)

Hình 3.2: Mặt cắt, cấu tạo tầng nước không áp1-Tầng nước không áp; 2-Đới thông khí; 3-Mực nước; 4-Chiều dòng thấm;

5-Đáy cách nước; 6-Nước áp cục bộ; 7-Nước thượng tầng; 8-Mạch nước;

A-Miền cung cấp; B-Miền thoát

- Nước ngầm thường chứa trong trầm tích xốp rời, đá nứt nẻ hoặc đá bị karst hoá

- Khoảng cách từ mực nước ngầm đến đáy cách nước là chiều dày tầng chứa nước, nó thường nhỏ, thay đổi từ vài mét đến trên dưới chục mét, nhưng diện phân bố lại rất lớn,

từ vài trăm mét đến vài nghìn mét Do đó có thể khai thác sử dụng trong sinh hoạt

- Động thái của nước ngầm (tức là sự biến đổi của mực nước, lưu lượng, nhiệt độ, thành phần của của nước theo thời gian) thay đổi theo mùa và phụ thuộc vào nước mưa, nước mặt ngấm xuống; miền cung cấp và tàng trữ trùng nhau; nước ngầm có quan hệ mật thiết với các bồn nước mặt.

- Trong xây dựng, tầng nước ngầm thường ở vào độ sâu đặt móng công trình, nên nó thường gây trở ngại cho thi công và bảo vệ móng công trình ở vùng sườn dốc, mái kênh, nước ngầm dao động gây xói ngầm và sạt lở mái dốc

b) Tầng chứa nước áp lực (nước actezi)

Hình 3.3: Mặt cắt, cấu tạo tầng nước áp lực (actezi)

1-Tầng nước có áp; 2, 3-Tầng cách nước; 4-Mực áp lực; 5-Giếng phun;

M-Chiều dày tầng chứa nước; H-Chiều cao cột áp lực;

A-Miền cung cấp; B-Miền tàng trữ; C-Miền thoát

- Là tầng chứa nước nằm giữa 2 tầng cách nước liên tục, có mực áp lực cao hơn nóc tầng chứa nước - đáy tầng cách nước bên trên, do đó tạo ra áp lực và không có mặt thoáng tự

do (hình 3.3) Tầng chứa nước này thường được hình thành ở vùng đất trũng dạng nếp lõm hoặc cấu tạo đơn nghiêng, hình thành trước đệ tứ

- Miền cung cấp của tầng chứa nước áp lực thường rất xa và tầng chứa nước ở sâu nên nước có độ sạch cao, lưu lượng khá ổn định, động thái ít thay đổi theo mùa Chúng là đối tượng tìm kiếm, khai thác phục vụ sinh hoạt và công nghiệp

- Nước áp lực có thể gây ra hiện tượng bục đáy hố móng khi thi công, tạo áp lực nước ở đáy móng, áp lực lên vỏ áo các công trình ngầm

Hình 3.4: Ảnh hưởng của nước áp lực tới hố móng

Khi thi công, điều kiện để cho đáy hố móng không bị bục là trọng lượng của tầng cách nước ở đáy hố móng phải bằng hoặc lớn hơn áp lực đẩy ngược của nước áp lực (hình 3.4), tức là:

γwt  γn(h + t) (3.1)trong đó: γw là khối lượng thể tích của đất ở tầng cách nước;

t là bề dày tầng cách nước ở đáy hố móng;

γn là khối lượng riêng của nước;

h là độ cao mực nước áp lực trên đáy hố móng

Câu 3: Giải thích nguyên nhân gây hiện tượng trượt ? Các biện pháp phòng chống trượt chủ yếu ?

- Khái niệm

Trượt đất đá là hiện tượng khối đất đá trên sườn dốc hay mái dốc dưới tác dụng của trọnglực, nước mưa và nước dưới đất, của địa chấn và tác động nhân tạo, bị mất trạng thái cânbằng vốn có và dịch chuyển chậm chạp hoặc đột ngột xuống chân dốc

Trượt có thể phá huỷ các công trình dân dụng, giao thông, thuỷ lợi, gây trở ngại cho côngtác thi công hố móng và khai thác mỏ lộ thiên,

- Nguyên nhân

Có rất nhiều nguyên nhân gây trượt, nhưng có thể gộp lại thành các nhóm sau:

- Nhóm nguyên nhân làm thay đổi hình dạng, kích thước sườn dốc: cắt xén sườn dốc, khaiđào hoặc xói lở khi thi công,

- Nhóm nguyên nhân làm giảm độ bền của đất đá sườn dốc: do biến đổi trạng thái vật lý khi

ẩm ướt, trương nở, phong hoá,

- Sử dụng đồng thời nhiều phương pháp phòng chống trượt, sau khi đã luận chứng khả năng

kỹ thuật và kinh tế để chọn phương án hợp lý

Dưới đây là các giải pháp phòng chống trượt được áp dụng:

- Điều tiết dòng mặt:

- Tháo khô đất đá bị sũng nước:

- Bảo vệ chân sườn dốc khỏi bị rửa xói:

- Gia cố khối đất đá bằng công trình neo giữ, chắn đỡ:

- Cải tạo tính chất của đất đá:

- Trồng cây, cỏ bảo vệ:

- Giảm độ dốc của sườn dốc:

Câu 4: Hãy trình bày nguyên lý và mục đích của thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn ( SPT )

- Nguyên lý : Thí nghiệm SPT được tiến hành bằng cách đóng một mũi xuyên dài 80cm có dạng hình ống mẫu vào trong đất từ đáy lỗ khoan , mũi xuyên được nối với cầnkhoan và trên cùng nối với bộ phận đập do búa nặng 63.5 kg rơi tự do từ chiều cao 76cm Thí nghiệm SPT được tiến hành trên đoạn 45cm và đọc số búa tuowng ứng với từng 15cm đi xuống của mũi xuyên Giá trị SPT ( N30 ) là số búa cần thiết để đóng mũi xuyên vào trong đất để nguyên dạng 30cm sau cùng Đất ở trong mũi xuyên có thể dùng để thí nghiệm một số chỉ tiêu vật lý vaft hành phần hạt Thí nghiệm SPT được tiếnhành trong hố khoan với mật độ 1.0 – 3.0 m/l lần N được biểu diễn bằng biểu đồ theo chiều sâu

- Mục đích : Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT ( Standard Penetration Test) được dùng đểphân chia địa tầng, phát hiện các thấu kính đất, độ chặt của đất rời, dự báo sức mang tải của móng nông trên đất rời, sức chịu tải của cọc Ngoài ra , thí nghiệm SPT còn đánh giá một số chỉ tiêu động lực như khả năng hóa lỏng của đất rời, tốc độ truyền sóng trong đất

Câu 5 : Phạm vi áp dụng của thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) ?

- Phạm vi áp dụng : Đây là thí nghiệm hiện trường được sử dụng rộng rãi trog khảo sát ĐCCT hiện nay vì dễ thực hiện , dễ kiểm soát Với công tác khảo sát ĐCCT phục vụ xây dựng nhà cao tầng, thí nghiệm SPT không thể thiếu.

Câu 6 - Hãy trình nội dung chính cần nghiên cứu khi đánh giá điều kiện địa chất công trình của một lãnh thổ?

Các yếu tố của điều kiện ĐCCT như sau:

- Vị trí địa lý, dân cư và kinh tế khu vực xây dựng: yếu tố này quan trọng đối với công tácthiết 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 caotuyệt đối, tương đối, độ dốc, mức độ phân cắt, lồi lõm, nguồn gốc của các loại địa hình, Yếu

tố này có ảnh hưởng lớn tới việc lựa chọn vị trí công trình, sự ổn định của hố móng cũng như

tổ chức thi công

- 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 hiệntượng phong hoá, 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, môi trường hay vật liệu xây dựng Chúng đóng vai trò quyết địnhđối với sự ổn định của công trình Đối với mỗi loại đất đá, cần nghiên cứu đặc điểm phân bố(chiều dày và sự biến đổi trong không gian), đặc điểm kiến trúc, thành phần, màu sắc, trạngthái và các đặc trưng cơ lý của chúng

- Đặc điểm ĐCTV khu vực: Nước dưới đất có ảnh hưởng tới độ bền, độ ổn định của đất đácũng như khả năng thi công, cung cấp nước trong quá trình xây dựng và sử dụng công 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 hoá học, tính chất ăn mòn cũng như mức độ phong phú của nước dướiđất

- Các hiện tượng địa chất động lực khu vực: Tuỳ trường hợp cụ thể mà các hiện tượng địa chất đóng vai trò khác nhau đối với sự ổn định cũng như hiệu quả xây dựng công trình Cần làm sáng tỏ nguồn gốc phát sinh, quy mô phát triển, các yếu tố ảnh hưởng cũng như tác hại của chúng đối với việc xây dựng công trình Từ đó đề ra các biện pháp ngăn chặn ảnh hưởng bất lợi của chúng

- Vật liệu xây dựng và khoáng tự nhiên: Đối với một số công trình như thuỷ lợi, giao thông

có khối lượng đào đắp nhiều, yếu tố này có thể đóng vai trò quyết định tới việc lựa chọn loại,kết cấu, quy mô cũng như giá thành xây dựng công trình Khi nghiên cứu vật liệu xây dựng,cần làm sáng tỏ chất lượng, trữ lượng, khả năng khai thác và vận chuyển đến công trình

tối ưu Đồng thời đưa ra giải pháp nền móng hợp lý về mặt kinh tế và đảm bảo kỹ thuật, hoặc

đề ra các biện pháp khai thác, sử dụng đất đá một cách hợp lý (trong hoạt động kinh tế khác).Ngoài ra, có thể dự báo được sự biến đổi của điều kiện ĐCCT, ĐCTV khi xây dựng và sửdụng công trình

Câu 7 - Phân loại nước dưới đất theo môi trường tồn tại?

Nước dưới đất được chia làm các dạng sau :

1 Nước kết hợp bên trong khoáng vật

- Nước kết cấu : là loại nước tồn tại ở những vị trí nhất định trog mạng inh thể khoáng vật dưới dạng ion H+ và OH- ( như trong tầng 8 mặt Al-O-OH), ở điều kiện nhiệt độ 300-1300oC thì nước này mới bị tách ra khỏi khoáng vật làm mạng tinh thể khoáng vật phá hủy chuyển sang khoáng vật mới

- Nước kết tinh : Là loại nước nằm trong mạng tinh thể khoáng vật với một ssoos lượng nhất định ( ví dụ CaSO4.2H2O – thạch cao ), lực liên kết yếu hơn so với lực kết cấu.ở khoảng 250 – 3000C nó bị tách ra khỏi mạng tinh thể khoáng vật làm khoáng vật bị phá hủy chuyển sang khoáng vật mới

- Nước zeolit : tồn tại dưới dạng phân tử , nằm giữa các mạng tinh thể khoáng vật với khối lượng không cố định ( ví dụ SiO2.nH2O ) Khi bị tách ra ở nhệt độ 2000C thì nó không làm phá vỡ khoáng vật

2 Nước kết hợp mặt ngoài ( nước liên kết vật lý )

- Nước có cấu tạo phân tử lưỡng cực , khi gặp các ion có hóa trị tự do trong nước thì chúng bị hút và sắp xếp chặt xít xung quanh các ion; các ion này cùng các phân tử nước

bị hút chặt lên bề mặt hạt sét ( thường mang điện tích âm ) tạo thành các màng nước kếthợp mặt ngoài Dựa vào lực liên kết với mặt hạt, người ta chia thành nước kết hợp mạnh và nước kết hợp yếu

+ Nước kết hợp mạnh : loại nước này nằm sát bề mặt hạt đất, bị hút chặt đất và tương đương với tầng ion cố định Nó gồm nhiều lớp phân tử nước và độ dày thay đổi tùy theo vị trí beefmawtj hạt, lực hút giữa mặt hạt khoáng vật và phân tử nước đạt tới hàng vạn atmotphe Do đó nó có đặc điểm khác nước thường : tỷ trọng 1.2-1.4 , tính chất cơ học giống như các vật thể rắn, tính chống cắt, tính đàn hồi lớn không truyền áp lực thủytĩnh, thoatsra ở nhiệt độ 100- 1200C , đóng băng ở - 180C

+ Nước kết hợp yếu: Nươc kết hợp yếu phủ bên ngoài nước kết hợp manhjchieems phần chủ yếu của nước kết hợp mặt ngoài tương đương với tầng khuyech tán Nó đượcgiữ lại trên mặt các hạt bởi lực hút hàng chục đến hàng trăm at Khi chịu tác dụng của lực ngoài lớn hơn lực hút thì nó bị ép thoát chậm chạp ra khỏi đất đá Nước kết hợp yếu

có độ nhớt cao, tỷ trọng lớn hơn 1, đóng băng ở nhiệt độ nhỏ hơn 00C , khả năng hòa tan hơi thấp, có tính đàn hồi và không chịu tác dụng của trọng lực

3 Nước tự do

- Nước trọng lực : Phân bố chủ yếu trong các lỗ rỗng, khe nứt của đất đá, chịu tác dụng của trọng lực , có thể vận động hoặc nằm tại chỗ Đặc điểm của nước trọng lực :

+ Có khả năng hòa tan và phân giải ( có tính xâm thực và ăn mòn đất đá)

+ Có khả năng truyền áp lực thủy tĩnh trong điều kiện bình thường ( áp lực thủy tĩnh làm giảm trọng lượng đất đá và đẩy nổi đất đá )

+ Có khả năng gây tác dụng cơ học khi nước vận động

- Nước mao dẫn

+ Là nước nằm ở vị trí trung gian giữa nước kết hợp và nước trọng lực, nó vừa chịu tác dụng của trọng lực vừa chịu lực hút của hạt đất Nó không hoàn toàn tự do như nước trọng lực nhưng khi tác dụng một lực cắt nhỏ thì nó thoát ra như nước trọng lực và chảytầng Trong đất cát nói chung chỉ có nước mao dẫn và nước kết hợp; nước mao dẫn là chủ yếu Trong đất sét chỉ có nước kết hợp là chủ yếu, nước mao dẫn không đáng kể

+ Nước mao dẫn thường có trong đất đá bị ẩm nhiều và vừa, nó chỉ choán các lỗ rỗng

và khe nứt mao dẫn

4 Nước ở trạng thái khí

Là hơi nước ở trong đất, là một dạng di chuyển của nước , giữ trạng thái cân bằng giữa

3 pha của nước trong đất

5 Nước ở trạng thái rắn

Khi nhiệt độ giảm xuống 00C nước bắt đầu đóng băng Khi ở trạng thái rắn, nước liên kết các hạt đất lại bền vững; khi băng tan mối liên kết bị phá vỡ làm đất giảm độ bền nhanh chóng và thấp hơn so với ban đầu

Câu 8 - Theo anh (chị) khi xây dựng công trình tại khu vực thành phố Hà Nội sẽ phát sinh những vấn đề địa chất công trình chủ yếu nào? Vì sao? Tham khảo câu 19.

Câu 9 - Hiện tượng uốn nếp là gì? Ý nghĩa của việc nghiên cứu nếp uốn trong xây dựng? Nếp uốn

Nếp uốn là kết quả của hiện tượng biến dạng dẻo các lớp đất đá, xảy ra do các lực theo phương ngang tác động từ từ, trong một khoảng một khoảng thời gian rất dài với tốc độ

chuyển động rất nhỏ làm đất đá bị uốn cong, lượn sóng nhưng không bị mất tính liên tục của chúng (hình 1.3)

Các nếp uốn được chia làm hai loại cơ bản là nếp lồi và nếp lõm: Nếp lồi (bồi tà) khi các lớp đá bị cong lên; Nếp lõm (hướng tà) khi các lớp đá bị võng xuống

Mỗi nếp uốn được đặc trưng bởi yếu tố sau (hình 1.4):

- Vòm là phần uốn cong của nếp uốn chuyến tiếp từ cánh này sang cánh khác;

- Mặt trục nếp uốn là mặt giả thiết đi qua đỉnh vòm, phân chia nếp uốn hai phần bằng nhau Mặt này có thể phẳng hoặc cong

- Cánh là phần đất đá bị nghiêng đi ở hai bên mặt trục;

- Đường trục là giao tuyến giữa mặt trục và mặt tầng đất đá;

- Góc cắm của nếp uốn là góc nghiêng của đường trục với mặt phẳng nằm ngang

Ảnh hưởng của nếp uốn

- Khi xây dựng các công trình ngầm cắm vào cấu trúc của nếp lõm thì tại đó áp lực đất,

áp lực nước lớn gây khó khăn cho thiết kế và thi công

- Khi công trình ngầm cắm vào cấu trúc của nếp lồi thì tại đó áp lực đất, áp lực nước bé thuận lợi cho việc thiết kế và thi công, nhưng phần nóc của công trình thường xuất hiệnnhiều khe nứt làm sạt lở phần nóc

- Khi xây dựng hồ chứa nếu xây trên cấu trúc của nếp lồi thì gây ra hiện tượng mất nước,

do đó nên xây dựng trên cấu trúc của nếp lõm vì tại đó nước tập trung lớn

Câu 10 - Hãy giải thích đặc tính lý hóa và gọi tên nước có công thức hóa học như dưới đây?

3 4

84 12 1,5 0,02 2 0,01 8 18 200

73 19

HCO SO

Ca Mg đọc tên Bicacbonat-sunfat-canxi

- M1,5 là độ tổng khoáng hóa của nước , Nước lợ M = 1÷3g/l

- Độ pH = 8 là nước bazơ

- Hàm lượng các chất hòa tan trong nước với Ph= 8 chủ yếu là HCO3

Tiến hành ở nhiệt độ 180C

- lưu lượng nước 200 m3/ ngày

Câu 17 - Kết quả phân tích thành phần hóa học một mẫu nước dưới đất được thể hiện theo công thức Kurlov (Cuốc - lốp) như sau:

Hãy gọi tên nước theo thành phần hóa học? Dựa vào công thức trên, hãy kể tên hàm lượng của các thành phần ion và các tính chất vật lý cơ bản của mẫu nước?

 tên Clorua – sunfat-bicacbonat-canxi- magie-natri

 CO2- 0.5g/l, Cl- 50mgdl/l, SO2- 25mgdl/l, HCO- 25mgdl/l

 Ca2+ 63mgdl/l, Mg2+ 22mgdl/l, Na+ 10.5mgdl/l

 Tổng độ khoáng hóa của nước M > 35g/l là nước muối

Câu 43 - Kết quả phân tích thành phần hóa học một mẫu nước dưới đất được thể hiện theo công thức Kurlov (Cuốc - lốp) như sau:

Hãy gọi tên nước theo thành phần hóa học? Dựa vào công thức trên, hãy kể tên hàm lượng của các thành phần ion và các tính chất vật lý cơ bản của mẫu nước?

- Vì độ khoáng hóa > 35 g/l nên đây là dạng nước muối

- Ph > 7 là nước bazơ, thành phần chủ yếu là HCO3

Đất đá được chia thành 5 nhóm chủ yếu sau:

a, Đá cứng – đá rắn chắc

Gồm đá magma, đá biến chất, đá trầm tích gắn kết chắc chưa bị phong hóa

- Tính chất: dung trọng lớn rô= 2.65 – 3.1 g/cm3; độ rỗng tự nhiên trong đá gần như bằng không n=1 – 2 %; tính chất không thấm nước không bị nước phá hoại ( trừ đá cacbonat); cường độ chống cắt lownstoo = 200-1000kG/ cm2; mô đun tổng biến dạng E>100000 kG/cm2; độ bền nén từ 500 – 4000 kG/cm2; hệ số bền trắc f>8

- Tính năng xây dựng: đá có độ ổn định cao; biến dạng nhỏ; thấm nước ít; là nền lý tưởng cho hầu hết các công trình xd

b, Đá nửa cứng – đá tương đối rắn chắc

Gồm các loại đá cứng đã bị phong hóa, và nứt nẻ mạnh gồm các đá trầm tích gắn kết yếu

- Tính chất: đá có độ bền nén nhỏ hơn 500 kG/cm2, modul tổng biến dạng từ

20000-100000 kG/ cm2; hệ số bền trắc f= 2-8; hệ số nứt nẻ Kn = 10-15%; khả năng chứa nước

và thấm nước qua các khe rãnh trên bề mặt, hệ số thấm K>30 m / ngày đêm, nhiều đá

dễ bị nước phá hoại, tính biến dạng cường độ chống cắt đạt 3 – 50 kG/cm2

- Tính năng xây dựng: đá nửa cứng có thể bị biến dạng dưới tác dụng của tải trọng công trình, cần đánh giá mức độ phong hóa đá trước khi sử dụng trên đó

C, Đất rời xốp

Được cấu tạo từ những hạt cứng chắc như cuội, sỏi, dăm , sạn, cát

- Tính chất: dung trọng trung bình rô = 1,4- 1,9 g/ cm3; độ lỗ rỗng n= 25-40% ; có khả năng chứa nước và thấm nước cao ; hệ số thấm đạt vài chục đến vài trăm m trên ngày đêm, ít bị nước phá hoại Modul tổng E= 50- 1000 kG/cm2; không có lực liên kết cấu trúc giữa các hạt( lực dính kết bằng 0)

- Tính năng xây dựng: dưới tác động của tải trọng tĩnh ( tải trọng công trình thì cuội, sỏi, dăm, sạn hầu như không bị biến dạng còn cát thì bị biến dạng rất ít và thời gian biến dạng ngắn.Phù hợp với các loại công trình

d, Đất mềm dính

Gồm các loại sét, sét pha, cát pha và hoàng thổ,…

- Tính chất : giữ ẩm nhiều, thấm nước kém K<0,1 m/ngày đêm; dung trọng hạt 1.1-1.2 g/cm3; độ rỗng lớn 45-55%.có tính dính, độ bền phụ thuộc độ chặt và độ ẩm

- Tính năng xây dựng: phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố : thành phần khoáng vật, độ

ẩm, độ chặt, mức độ liên kết giữa các hạt

e, Đất đá có thành phần, trạng thái và tính chất đặc biệt

Gồm đất thổ nhưỡng , đất muối hóa, đất lún ướt, than bùn,…

- Tính chất: có thành phần khoáng học phức tạp, chứa hàm lượng vật chất hữu cơ cao, độrỗng rất lớn để ngậm nước.Diện tích phân bố của chúng thường dưới dạng các thấu kính trong các tầng đất khác nhau, với kích thước khác nhau;

- Tính năng xd: đây là nhóm đất yếu, cường độ chịu lực rất thấp, thường gây ra các hiện tượng bất lợi cho công trình: lún, không đều, hiện tượng đất chảy Không thích hợp choxây dựng.\

Câu 12 - Trình bày nguyên lý và mục đích của thí nghiệm nén tĩnh nền? Thí nghiệm nén tĩnh nền và thí nghiệm nén 1 trục không nở hông trong phòng có những điểm giống và khác nhau cơ bản gì?

Mục đích của thí nghiệm nén tĩnh nền:

- Nghiên cứu đặc tính biến dạng của đất nền

- Xác định môđun tổng biến dạng và khả năng chịu tải của đất nền

- Nghiên cứu đặc tính lún ướt của đất có khả năng lún ướt

Trong khảo sát ĐCCT, nhiều trường hợp không lấy được mẫu nguyên dạng để xác định chỉtiêu cơ lý (như đất chứa nhiều dăm sạn, nền đất rời, nền được gia cố bằng cọc tre, cọc cát, cọc

xi măng, đất vôi hay đệm cát, hoặc công trình sử dụng lớp phủ như đường, ) thì thường sửdụng phương pháp này do diện tích bàn nén lớn Ngoài ra, thí nghiệm này thường được sửdụng khi thiết kế móng nông cho công trình

Nguyên lý

Thí nghiệm được thực hiện trong hố đào (kích thước 1.0 x 1.0m) hoặc dưới đáy hố khoan với

độ sâu thí nghiệm nhỏ hơn 20m Bản chất của phương pháp này là nén đất bằng bàn nén kimloại phẳng, hình tròn (hoặc vuông) với diện tích 600 - 10000cm2

Hình 4.9: Biểu đồ lún theo thời gian và theo cấp áp lực

Tiến hành thí nghiệm bằng cách tăng tải trọng lên bàn nén bằng kích thuỷ lực theo các cấpkhác nhau và xác định độ lún bằng đồng hồ đo biến dạng Các cấp tải trọng thí nghiệm phụthuộc vào loại đất, có thể là 0.5, 1.0, 1.5 kG/cm2 Tải trọng tối đa xác định theo yêu cầu thínghiệm, phụ thuộc vào tải trọng công trình Sau đó xây dựng biểu đồ quan hệ giữa tải trọng và

độ lún, giữa tải trọng và độ lún theo thời gian

Môđun tổng biến dạng được xác định như sau:

- Thí nghiệm nén 1 trục không nở hông

Thí nghiệm được tiến hành trong điều kiện không nở hông (đường kính mẫu đất không thayđổi) do đó:

trong đó ho: Chiều cao ban đầu của mẫu đất;

Vo: Thể tích ban đầu của mẫu đất;

Δh: Sự thay đổi chiều cao mẫu đất dưới tác dụng của tải trọng;

Δh: Sự thay đổi thể tích của mẫu đất dưới tác dụng của tải trọng.

- Vì sự nén chặt đất xảy ra chủ yếu do sự giảm thể tích lỗ rỗng cho nên biến dạng lún củamẫu đất sẽ được biểu thị qua sự thay đổi của hệ số rỗng theo biểu thức:

Trên cơ sở biểu thức (2.71) người ta tác động lên mẫu đất các cấp tải trọng nén (σi) khác nhau,

ở mỗi cấp tải trọng đo được độ lún si và tính được hệ số rỗng ei tương ứng Biểu diễn mối quan

hệ giữa áp lực nén đất và hệ số rỗng tương ứng ta thu được một đồ thị có dạng một đườngcong, khi áp lực tăng, thì hệ số rỗng giảm Đường cong này được gọi là đường cong nén lúncủa đất (hình vẽ) Độ dốc của đường con nén lún được gọi là hệ số nén lún của đất (ký hiệu làchữ a) Theo toán học:

de a

d



(2.72)Trong phạm vi thay đổi không lớn của áp lực nén (Δσ không quá lớn), có thể coi đườngcong là đường thẳng

1 ( 1)

Thành phần hóa học: Trong thành phần hóa học của nước dưới đất có đến hơn 60 nguyên tố

trong bảng tuần hoàn Men-đê-lê-ép Các nguyên tố này chứa trong nước dưới các dạng:

- Ion: Na+, Ca2+, Mg2+ , Fe2+ , Cl- , HCO3-, SO42-, …

- Phân tử: O2, CO2, H2S , CH4, N2,…

- Keo: H2SiO3, Fe(OH)3,…

Ngoài ra trong nước còn có các chất hữu cơ như: humin, bitum, phê-nôn,…

1 Các chất khí trong nước

Trong nước chủ yếu có các loại khí:

* Khí O2: hòa tan trong nước, cung cấp bởi oxy từ không khí và từ phản ứng quang hợp của

TV Hàm lượng giảm dần theo chiều sâu, nước có hàm lượng O2 cao sẽ làm tăng phản ứngoxy hóa gây ăn mòn đối với kim loại

* Khí CO2: cung cấp cho NDĐ từ không khí và khí quyển, bởi quá trình tách CO2 từ phảnứng hóa học và sinh học xảy ra trong các lớp đất đá trong vỏ Trái đất Hàm lượng thường từ 15

~ 40mg/L (ít khi vượt quá 150 mg/L) Sự có mặt của CO2 làm tăng khả năng ăn mòn của NDĐđối với bê tông

* Khí H2S (sunfua hydro): tồn tại trong NDĐ phân bố ở độ sâu lớn (kết quả của quá trình khửsunfat trong môi trường Clorua hydro) và ở khu vực đầm lầy (các chất hữu cơ phân hủy trong

MT thiếu ô xy) Có tính ăn mòn đối với bê tông nên khi XD trong khu vực đầm lầy cần chú ýphân tích thành phần hóa học của NDĐ

* Các khí khác: ngoài ra trong nước còn có các chất khí khác như Mêtan (CH4), Nitơ (N2),các khí hiếm (Hêli, Neon, Argon )

- Mặc dù chiếm hàm lượng không đáng kể, tuy nhiên sự có mặt của các chất khí trong NDĐ lại

là một dấu hiệu quan trọng trong việc phản ánh môi trường địa hóa mà nó tồn tại, hàm lượngcủa một số chất khí ảnh hưởng đến mức độ hòa tan các muối trong NDĐ, đồng thời nó còn làchỉ tiêu quan trọng để đánh giá giá trị sử dụng của nước dưới đất

K+ Ít gặp trong NDĐ, thường biến đổi do trao đổi chất của sinh vật và hấp phụ

của sétCa2+ Gặp trong NDĐ có độ khoáng hóa cao, phụ thuộc vào hòa tan muối chứa Ca,

trao đổi hấp phụ với NaMg2+ Hàm lượng không đáng kể

Biểu diễn kết quả phân tích nước bằng công thức Kurlov

- Để biểu diễn thành phần hóa học của nước dưới đất, hiện nay người ta thường dùng công thức của M.G Kurlov, công 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) có hàm lượng lớn hơn 10% theo thứ tự giảm dần Phía trước phân số theo thứ tự từ trái sang phải, ghi

độ khoáng hóa (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)

Anion > 10mgdl/lM(g/l)CO (g/l) T ( C)pH Q(m /ng)

- Nhìn vào công thức Kurlov có 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:

- Tên nước là: Bicacbonat - natri, canxi

Câu 14 - Khảo sát địa kỹ thuật là gì? Các dạng công tác chủ yếu cần thực hiện trong khảo sát địa kỹ thuật?

- Khảo sát Địa kỹ thuật (hay còn gọi Địa chất công trình) là công tác nghiên cứu và đánhgiá điều kiện địa chất tự nhiên của khu vực xây dựng Đó là điều kiện địa hình, địamạo; cấu tạo địa chất; địa tầng và tính chất cơ lý đất đá; điều kiện ĐCTV; các hiệntượng địa chất động lực; vật liệu xây dựng, khoáng tự nhiên Những yếu tố đó có ảnhhưởng đến công trình xây dựng và được gọi là điều kiện ĐCCT

Công tác địa chất công trình gồm những nội dung chính sau :

1 Công tác thu thập tài liệu

Thu thập, phân tích và tổng hợp những tài liệu về điều kiện tự nhiên của khu vực xây dựng, những khu vực đã nghiên cứu, khảo sát trước đây ( nếu có), Công tác này đem lại hiệu quả kinh tế, tránh lãng phí do sự trùng lặp giữa các công trình thăm dò Tài liệu thu thập được phải đảm bảo tin cậy, chính xác, rõ ràng

2 Công tác trắc địa

Nhằm đưa vị trí các công trình thăm dò từ sơ đồ ra ngoài thực địa ( gồm có tọa độ và độcao ) Với những vị trí khó xác định, hoặc đòi hỏi độ chính xác cao thì sử dụng

maystrawcs địa trên cơ sở mốc tọa độ có sẵn Ngoài ra, có thể dùng phương pháp giao hội từ các vật thể đã có tên mặt bằng hiện trạng để xác định vị trí công trình thăm dò

3 Công tác đo vẽ ĐCCT

Đo vẽ ĐCCT là một trong những công tác quan trọng nhất được tiến hành với mục đích nghiên cứu điều kiện ĐCCT lãnh thổ một cách tổng hợp tong phạm vi xây dựng công trình Kết quả đo vẽ ĐCCT là thành lập các bản đồ ĐCCT phục vụ mục đích quy hoạch

và khai thác lãnh thổ, thiết kế xây dựng công trình, bảo vệ môi trường địa chất , khai thác mỏ khoáng sản,…

Bao gồm các công tác sau:

 Nội dung đo vẽ ĐCCT

Phân loại theo nội dung biểu thị :

- Bản đồ đk ĐCCT

- Bản đồ phân khu ĐCCT

- Bản đồ ĐCCT chuyên môn

4 Công tác địa vật lý

Pp địa vật lý ( ĐVL) dựa trên sự nghiên cứu các trường vật lý của một khu vực nào đó

để đánh giá và xác định một số đặc điểm, tính chất, địa chất của khu vực, đồng thời định

hướng cho công tác khảo sát ĐCCT bói chung Phương pháp ĐVL có hiệu quả khi các đối tượng vật chất có kích thước tương đối lớn và nằm không sâu, môi trường địa chất

có tính không đồng nhất ( đất đá khác nhau rõ rệt về trạng thái vật lý , độ ẩm, độ nứt nẻ,hang hốc trong đá, tốc độ truyền són đàn hồi,…)

5 Công tác thí nghiệm trong phòng

Các mẫu đất đá nguyên dạng, không nguyên dạng, mẫu nước lấy được khi khảo sát ĐCCT được đưa về phòn thí nghiệm Ở đó chúng được thí nghiệm xác định tính chất vật lý , tính chất cơ học, tính chất đối với nước, gọi tên,…

6 Công tác khoan đào thăm dò

Là công tác quan trọng nhất trong khảo sát ĐCCT, chiếm một phần lớn khối lượng, kinh phí và thời gian khảo sát

7 Công tác chỉnh lý tài liệu và viết báo cáo

Câu 15 - Trình bày nguyên lý thí nghiệm và giá trị thu được từ kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh(CPT)? Điều kiện áp dụng của thí nghiệm xuyên tĩnh (CPT)?

 Thí nghiệm xuyên tĩnh dùng để xác định ranh giới địa tầng, mức độ đồng nhất của đất

đá, đối chứng với khoan thăm dò và thí nghiệm trong phòng để phân chia loại đất, xác định độ chặt của đất loại cát, sức chịu tải của móng cọc, kiểm tra chất lượng các công trình bằng đất đắp như đường, đê, đập,

 Thí nghiệm xuyên tĩnh thực hiện bằng cách ấn vào trong đất một đầu xuyên cùng với hệthống cần xuyên bằng lực tĩnh với tốc độ 2cm/s Các thông tin về sức kháng xuyên của đất sẽ được truyền lên mặt đất một cách liên tục qua cáp điện (đối với xuyên điện); hoặcđược đo gián đoạn 20cm/lần và truyền lên bằng hệ thống cần xuyên (đối với xuyên cơ) Hai thông số cơ bản thu được là sức kháng xuyên đầu mũi (qc) và ma sát thành đơn vị (fs) ở từng độ sâu khác nhau

- Sức kháng mũi xuyên đơn vị là sức kháng của đất tác dụng lên mũi xuyên:

2

c c c

f  kG cm

Trong đó: Qc: lực tác dụng thẳng đứng lên mũi xuyên

Qs: lực tác dụng lên bề mặt măng xông do ma sát

Ac: tiết diện đáy mũi xuyên

As: diện tích bề mặt măng xông

Ta có thể dùng tỷ sức kháng xuyên Fr để phân loại đất

.100%

s r c

f F q



- Hạn chế của xuyên tĩnh là chỉ áp dụng đối với đất có hàm lượng các hạt lớn hơn 10mmnhỏ hơn 25% Ngoài ra, kết quả xuyên tĩnh phụ thuộc hoàn toàn vào hệ thống máymóc, thiết bị đo nên chất lượng khó kiểm soát

Một số đầu xuyên còn đo được áp lực nước lỗ rỗng, áp lực nước lỗ rỗng tiêu tán nhưGouda, GeoMil (Hà Lan), PVS (Pháp), Pillcon (Anh), Geotech (Thụy Điển),

qc < 10  trạng thái dẻo mềm - dẻo chảy

• Đây là một phương pháp thí nghiệm hiệu quả để nghiên cứu đất ở trạng thái tự nhiên bởi về lý thuyết nó chặt chẽ hơn các phương pháp khác, ngoài ra các thông tin do thiết bị xuyên tĩnh ghi nhận được tương đối đa dạng và đạt độ chính xác cao Trong một số trường hợplấy mẫu khó hoặc không lấy mẫu được như cát bão hoà nước, bùn hoặc sét chảy thì dùng xuyên tĩnh ưu việt hơn các phương pháp khác Xuyên tĩnh được sử dụng khá rộng rãi đối với các đất dính và đất rời

Câu 16 - Hãy nêu các kiểu nguồn gốc chủ yếu của nước dưới đất ?

Khái niệm: Nước dưới đất bao gồm các loại nước có trong lỗ rỗng, khe nứt và các hang hốc của các lớp đất đá Nước còn tham gia vào thành phần cấu tạo mạng tinh thể của khoáng vật tạo ra các đá

1 Nước co nguồn gốc khí quyển (nước thấm)

- Được thành tạo do nước khí quyển ngấm vào trong đất đá, do nước sông hồ…,chảy theo các khe nứt, lỗ hổng của đất đá hoặc nơi xâm nhập từ không khí rồi ngưng tụ lại

- Nước được thành tạo trong quá trình trầm đọng các trầm tích trong các bồn chứa nước ngọt cũng được xếp vào nguồn gốc này Tuy nhiên sự thấm của nước mưa, nước mặt có

ý nghĩa quan trọng nhất trong việc thành tạo nước có nguồn gốc khí quyển vì vậy người

ta gọi nước có nguồn gốc khí quyển cong gọi là nước thấm

- Quá trình cơ bản quyết định thành phần hóa học của nước có nguồn gốc thấm là sự hòa tan và rửa lũa đất đá, sự hòa lẫn với nước có nguồn gốc khác nhau, sự trầm đọng muối,

sự cô đặc do bốc hơi, do quá trình hóa lí hóa keo và hoạt động của vi sinh vật

2 Nước có nguồn gốc biển(nước trầm tích)

- Nước được hình thành trong quá trình thành tạo đất đá trầm tích ở đại dương, biển, vũng vịnh Khác với nước mưa, nước sông, nước đại dương hiện đại có thành phần clorua natri, chứa một hàm lượng ion sunfat và magie cao

- Sự biến đổi thành phần hóa học của nước đại dương bắt đầu trong các loại bùn ở đáy

Do sự vận động kiến tạo, sự thành tạo các tầng trầm tích ở bên trên, quá trình biến đổi của nước có nguồn gốc biển xâm nhập từ đại dương, biển, vũng vịnh vào các đá đã được thành tạo hoặc bị nước ép đẩy ra từ các đá bị nén chặt ( sét kết, cát kết ) thúc đẩy quá trình thay thế cho nước có nguồn gốc thấm đã có từ trước , sự pha trộn và trao đổi cation…

3 Nước có nguồn gốc macma (nước nguyên sinh )

- Là nước nguyên sinh được tách ra từ các thể nóng chảy macma rong quá trình hoạt động núi lửa hay quá trình hoạt động của thể macma xâm nhập và phun trào

Nước được hình thành do kết hợp giữa oxy và hydro dưới nhiệt độ cao và áp suất lownstrong quá trình phun trào hoặc phun nghẹn của núi lửa dưới dạng hơi và ngưng đọng, được tàng trữ trong các đới nứt nẻ, hang hốc Thành phần nước bao gồm nước nhạt tinh khiết, hoặc nước khoáng, hoặc nước nóng nhưng luôn không bị nhiễm khuẩn.Loại nước ngầm này phân bố ở khắp nơi có hoạt động núi lửa: miền núi, trung du, ven biển,đáy biển,trong hang, trên sa mạc,

…

4 Nước có ngồn gốc biến chất ( nước thứ sinh)

- Là nước tái sinh hoặc được tách ra từ vỏ hydrat của hạt đất, khoáng vật, trong quá trìnhbiến chất nhiệt hoặc biến chất động lự( do áp suất lớn).Trước khi trở thành thành phần của các mạng tinh thể hay đất đá chúng tham gia vào vòng tuần hoàn chung của nước

và theo nguồn gốc có thể là nước có nguồn gốc thấm hay nguồn gốc trầm tích

- Nước thứ sinh hình thành mãnh liệt nhất trong quá trình khử hydrat các khoáng vật, đất

đá trong các khu vực hoạt động núi lửa hiện đại hay mới tắt và cả trong những độ sâu

- Nước thứ sinh cũng có thể được hình thành do các phản ứng hóa học khi điều kiện hóa

lí của môi trường trong đất thay đổi các phản ứng hóa học có sự tách nước Quá trình này xảy ra trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp

Câu 18 - Hiện tượng đứt gãy là gì? Ý nghĩa của việc nghiên cứu hiện tượng đứt gãy trong xây dựng?

 Đứt gãy

Khi đá bị các lực kiến tạo tác dụng, trong đá xuất hiện ứng lực Khi ứng lực vượtquá một giới hạn nào đó (gọi là giới hạn bền), đá bị biến dạng phá hủy, trong đá xuất hiện các mặt nứt gọi là các khe nứt Nếu dọc theo các mặt nứt này các khối đá bị nứt ra, dịch chuyển tương đối với nhau thì các khe nứt đó được gọi là đứt gãy Vậy đứt gãy là sản phẩm biến dạng của đá, là một mặt hoặc một đới, dọc theo mặt hoặc đới ấy có hiện tượng dịch chuyển theo phương song song với mặt hoặc đới đó Khối đá ở 2 phía của đứt gãy gọi là 2 cánh của đứt gãy

 Để nhận biết đứt gãy có thể dựa vào các dấu hiệu:

- Sự bất chỉnh hợp địa tầng: Thế nằm không chỉnh hợp là thế nằm của các lớp đất

đá phản ánh sự gián đoạn, không liên tục của quá trình thành tạo

- Đới dăm kết kiến tạo nằm giữa đứt gãy: các đá nằm song song với mặt đứt gãy

bị phá huỷ vỡ vụn và được gắn kết lại

- Mặt đứt gãy còn sót lại với kích thước nhỏ

- Sự định hướng của các dãy núi, sông, thung lũng theo phương đứt gãy

- Sự xuất lộ thuỷ văn hoặc có mặt của thảm thực vật dọc theo đứt gãy

 Ảnh hưởng của khe nứt, đứt gãy kiến tạo

- Gây ra hiện tượng thấm mất nước, trượt lở và kém ổn định đối với nền đập, mái đường, mái kênh

- Khi xây dựng tuyến đường, đường hầm cần bố trí vuông góc hoặc chéo với đườngphương của mặt đứt gãy thì việc xử lý nền yếu ở khu vực mặt đứt gãy ít, nếu bố trí songsong hoặc trùng với mặt đứt gãy thì vần đề xử lý nền móng và thi công khó khăn

Câu 19 - Báo cáo khảo sát địa kỹ thuật là gì? Một báo cáo khảo sát địa kỹ thuật cần trình bày những nội dung chính gì?

- Báo cáo khảo sát là phần việc cuối cùng của công tác khảo sát ĐCCT Công tác này được thực hiện trong phòng nên được gọi là công tác nội nghiệp Giai đoạn đầu là thống kê , chỉnh lý tài liệu thu được, hệ thống hóa và hoàn chỉnh toàn bộ tài liệu trong quá trình khảo sát ĐCCT Từ đó thành lập báo cáo kết quả khảo sát ĐCCT và phụ lục

kèm theo Báo cáo khảo sát ĐCCT phải phản ánh nội dung của điều kiện ĐCCT cho khu đất dự kiến xây dựng.

- Phụ lục báo cáo có thể gồm các tài liệu : Bản đồ địa chất chung ; bản đồ thực tế đo vẽ ĐCCT , ĐCTV, bản đồ địa hình và vị trí khu vực khảo sát; sơ đồ bố trí các điểm thăm dò; hình trụ hố khoan ; mặt cắt địa chất công trình; biểu đồ và kết quả các thí nghiệm hiện trường như thí nghiệm thấm, xuyên tĩnh, xuyên tiêu chuẩn, cắt cánh, nén ngang,

…; biểu đồ và tổng hợp kết quả thí nghiệm tính chất cơ - lý - hóa mẫu đất đá và mẫu nước trong phòng; các tài liệu khí tượng thủy văn ; biểu đồ và mặt cắt địa lý; bảng tổng hợp cao độ , tọa độ các điểm thăm dò, album ảnh và các tài liệu khác có liên quan (nếu

có )…

Câu 20 - Hãy trình bày tính ổn định của đất đá đối với nước?

Được đặc trưng bằng độ hóa mềm và được đánh giá bằng hệ số hóa mềm Hệ số hóa mềm là tỷ

số giữa sức chống nén tức thời một trục của mẫu đá sau khi bão hòa nước và độ bền nén tức thời một trục trước khi bão hòa nước:

Km = Rnbh / Rnk

+ Rnbh : độ bền kháng nén tức thời của mẫu đá ở trạng thái bão hòa

+ Rnk : độ bền kháng nén tức thời của mẫu đá ở trạng thái khô

Km phụ thuộc vào loại đá : Đá cứng Km > 0,9 với đá chịu nước ; 0,7 – 0,8 với đá kém chịu nước ; đá nửa cứng Km < 0,5; với đá không chịu nước ( khi bão hòa nước thì đá bở, tách lớp) thì Km = 0

Nguyên nhân gây hóa mềm là do :

- Khi bão hòa nước, đá chịu tác dụng của một cột nước mạnh, cột nước gây ra ứng xuất bên trong làm giảm độ bền cơ học của đá

- Hơi nước khi xâm nhập vào vi khe nứt và lỗ rỗng gây ra áp lực chèn của các mành mỏng, có thể đạt tới hàng chục hàng trăm kG/cm2 và lớn hơn làm giảm độ bền của đá

- Do sự hòa tan, rửa lũa của các vật liệu gắn kết của đá trầm tích Cũng có thể do nước ngấm không đều, sinh ra áp lực cục bộ trong đá, gây ra sự nứt nẻ và làm giảm độ bền của đá

- Sự bão hòa, được làm khô, co ngót, lặp đi lặp lại nhiề lần gây ra ứng suất phs hủy đá,

Câu 21 - Trình bày các dạng vận động chủ yếu của vỏ Trái Đất và các hình thái cấu tạo địa chất tương ứng?

Vận động kiến tạo

Vận động kiến tạo, còn gọi là chuyển động kiến tạo hay hoạt động kiến tạo Đó là quá trìnhvận động của vỏ Trái đất do hoạt động của nội lực Kết quả của sự vận động này là tạo ra cácđặc điểm cơ bản của bề mặt Trái đất như: nếp uốn, đứt gãy, thay đổi thế nằm các lớp đất đá,gây ra hoạt động magma - núi lửa,…

Theo phương vận động của vỏ, vận động kiến tạo được chia làm 2 dạng: vận động thẳng đứng

và vận động ngang

a) Vận động thẳng đứng (thăng trầm)

Vận động thẳng đứng hay vận động lên xuống còn được gọi là vận động thăng trầm đượcbiểu hiện bằng sự nâng lên hay hạ xuống một cách rất chậm của các khu vực khác nhau của vỏTrái đất

b) Vận động ngang

Vận động ngang bao gồm những vận động do áp lực theo phương ngang gây ra, làm đất đá

bị uốn nếp tạo thành các nếp uốn hay bị phá hủy tạo thành các khe nứt và đứt gãy

Nếp uốn

Nếp uốn là kết quả của hiện tượng biến dạng dẻo các lớp đất đá, xảy ra do các lực theophương ngang tác động từ từ, trong một khoảng một khoảng thời gian rất dài với tốc độchuyển động rất nhỏ làm đất đá bị uốn cong, lượn sóng nhưng không bị mất tính liên tục củachúng

Các nếp uốn được chia làm hai loại cơ bản là nếp lồi và nếp lõm: Nếp lồi (bồi tà) khi các lớp

đá bị cong lên; Nếp lõm (hướng tà) khi các lớp đá bị võng xuống

Đứt gãy

Khi đá bị các lực kiến tạo tác dụng, trong đá xuất hiện ứng lực Khi ứng lực vượt quámột giới hạn nào đó (gọi là giới hạn bền), đá bị biến dạng phá hủy, trong đá xuất hiện các mặtnứt gọi là các khe nứt Nếu dọc theo các mặt nứt này các khối đá bị nứt ra, dịch chuyển tươngđối với nhau thì các khe nứt đó được gọi là đứt gãy

Câu22 - Trình bày nguyên lý cơ bản của định luật thấm của Darcy (Đắc - xi)?

Thí nghiệm Darcy

Hình 3.8: Mô hình thí nghiệm Darcy

Giới hạn áp dụng định luật Darcy

Trong thực tế định luật Darcy chỉ đúng khi vận tốc dòng thấm nhỏ (thấm tầng) Ngoài phạm

vi ứng dụng định luật Dacxy Quan hệ giữa I và v còn được thể hiện bằng định luật Proni:

tỉ lệ thuận với hệ số thấm và với căn bậc 2 của gradien áp lực" v = k I

Câu23 - Hiện tượng phong hóa đất đá là gì? Hãy trình bày và phân tích các biện pháp phòng chống phong hóa chủ yếu?

của các tác nhân phong hoá như nhiệt độ, nước, các axit, sinh vật,

Tác dụng phong hóa làm suy yếu độ bền của đá, của các công trình xây dựng lên trên và vàotrong chúng, do đó rất có ý nghĩa đối với công tác xây dựng công trình

B, Các biện pháp phòng chống phong hoá

Tuỳ thuộc vào công trình và đặc điểm phong hoá người ta có thể phòng chống tác dụng củaphong hoá với nền đất bằng các phương pháp:

- Tạo lớp phủ chống phong hoá: nhằm ngăn cản tác nhân gây phong hóa

- Tiêu thoát nước: Nước không những là tác nhân phong hoá mà còn là môi trường cho cáctác nhân khác hoạt động Để ngăn không cho nước mặt và nước dưới đất tiếp xúc với đất đácần phải sử dụng các phương pháp như san phẳng những chỗ trũng, xây lát, làm rãnh thoátnước mặt,…

- Cải tạo đất đá phong hoá: bằng cách phun vào trong đất đá các dung dịch hoá học có tácdụng lấp nhét các lỗ rỗng và tăng cường độ của đất đá

Câu 24 - Trình bày tính ổn định của đất đá đối với nước?( câu 20)

Câu 25 - Hãy trình bày các vấn đề về hiện tượng cát chảy theo các nội dung sau:

a) Phân biệt hiện tượng cát chảy thật và hiện tượng cát chảy giả?

b) Điều kiện phát sinh cát chảy và các biện pháp phòng chống cát chảy?

a) Khái niệm

Cát chảy là hiện tượng di chuyển của cả khối cát ra khỏi trạng thái tồn tại của nó dưới tácdụng của dòng thấm

Các loại cát chảy và dấu hiện nhận biết chúng

Theo đặc tính chảy của cát chảy, có thể phân biệt 2 loại: cát chảy giả và cát chảy thật

- 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 ngoài, khi áp lực nước giảm, cát có thể nhanh chóng đạt tới trạng thái ổnđịnh 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 rađống cát trong và sau khi nước chảy ra hết, để lại đống cát có dạng hình chóp (hình 3.25a)

- Cát chảy thật: thường xảy ra trong cát hạt mịn, hạt bụi có tính linh động cao Dưới tác

dụng của trọng lượng bản thân, trong điều kiện bão hoà nước, cát có thể tự chảy khi lộ rangoài

Ở trạng thái tự nhiên (mới khai đào lên), cát chảy thật thường có màu xám sáng, xám lục,xám xanh đậm hay nhạt Khi gặp không khí, mầu của chúng thay đổi nhanh chóng và khôngđều thành màu sáng hơn, phớt hồng, phớt vàng do bị ôxy hoá Cát chảy thường có mùi mốc, bềmặt hơi nhám, độ chứa ẩm lớn và độ thải nước bé

Dấu hiệu nhận biết cát chảy thật là, bốc nắm cát lên một tấm cứng phẳng, nước chảy ra đốngcát đục và để lại đống cát có dạng hình cong khum, hay hình chiếc bánh dày (hình 3.25b).

Hình 3.25: Cát chảy thật (a) và cát chảy giả (b)

b ) Điều kiện phát sinh

g dt



   

(3.64)trong đó: Idn - gradien thủy lực của dòng thấm;

γn - khối lượng riêng của nước;

dn n I

Để xử lý hiện tượng cát chảy có thể dùng một số biện pháp sau:

tương hỗ để hạ thấp mực nước dưới đất;

- Ngăn chặn cát chảy bằng phương pháp cơ học:

- Ngăn chặn cát chảy bằng phương pháp hóa học:

- Dùng khí nén để cân bằng áp lực thủy động gây ra cát chảy

Câu26 - Nêu tên các nhóm đá trầm tích chủ yếu và cho biết chúng được phân chia theo nguyên tắc nào?

Căn cứ vào điều kiện tạo thành, đá trầm tích được chia làm 3 loại:

- Đá trầm tích cơ học

Đá trầm tích cơ học được hình thành từ sản phẩm phong hoá của nhiều loại đá, thành

phần khoáng vật rất phức tạp Có loại hạt rời phân tán như cát sỏi, đất sét; có loại các hạt rời bịgắn với nhau bằng chất gắn kết thiên nhiên như sa thạch, cuội kết Đá trầm tích cơ học được phân loại chi tiết hơn dựa trên thành phần độ hạt (xemkích thước hạt) cả độ hạt trung bình và khoảng dao động của độ hạt để phân loại và thành phần xi măng gắn kết chúng, và được định tên từ loại đá hạt thô cho đến đá sét Theo các thang phân chia độ hạt khác nhau mà việc phân chia đá trầm tích cũng như tên gọi của đá trầm tích cơ học cũng khác nhau

 Các loại đá hạt thô dựa trên độ mài tròn được chia thành loại tròn cạnh (cuội, sỏi kết) vàloại sắc cạnh (dăm kết)

 Các loại đá có độ hạt vừa là cát (nếu rời rạc) hay cát kết (nếu gắn kết)

 Loại đá hạt mịn được gọi là bột hay bột kết

 Loại nhỏ nhất là đá sét Riêng đối với đá sét, việc phân loại và định tên dựa trên thành phần các khoáng vật sét

- Đá trầm tích hoá học

Loại đá này được tạo thành do các chất hoà tan trong nước lắng đọng xuống rồi kết lại Đặc điểm là hạt rất nhỏ, thành phần khoáng vật tương đối đơn giản và đều hơn đá trầm tích cơ học Loại này phổ biến nhất là đôlômit, manhezit, túp đá vôi, thạch cao, anhydrit và muối mỏ

- Đá trầm tích hữu cơ

Đá trầm tích hữu cơ được tạo thành do sự tích tụ xác vô cơ của các loại động vật và thực vật sống trong nước biển, nước ngọt Đó là những loại đá cacbonat và silickhác nhau như đá vôi, đá vôi vỏ sò, đá phấn, đá điatômit và trepen