Bài giảng Địa chất công trình: Chương 2.1 Phong hóa cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm phong hóa; Các hình thức phong hoá đá; Tầng tàn tích và các đặc trưng địa chất công trình của nó; Các vấn đề cần điều tra và biện pháp xử lý tầng phong hóa trong xây dựng. Mời các bạn cùng tham khảo!
Trang 1Giảng viên: Dr.-Ing Nguyễn Quang Tuấn
Trường Đại học Thủy lợi
Bộ môn Địa kỹ thuật
Trang 3Bài 1 PHONG HÓA
Trang 44 Các vấn đề cần điều tra và biện pháp
xử lý tầng phong hóa trong xây dựng
Trang 51 Phong hóa – Khái niệm
Phong hóa là quá trình đất đá bị vỡ vụn và biến đổi thành phần khi do các tác nhân
khác nhau (VD: sự dao động của nhiệt độ, hơi
ẩm, nước và các chất hóa học trong nước, sinh vật) khi đất đá tiếp xúc với khí quyển, thủy quyển và giới sinh vật
Phong hóa xảy ra ở phần trên cùng của vỏ trái đất làm đất đá thay đổi thành phần, cấu trúc
và trạng thái, thường làm suy giảm tính chất xây dựng của đất đá
Trang 62 Các hình thức phong hoá đá
Theo các tác nhân gây phong hóa,
có 3 hình thức phong hoá:
a Phong hoá vật lý b.Phong hoá hoá học
c Phong hoá sinh học
Trang 7a Phong hóa vật lý
Phong hóa vật lý là hình thức phá hủy đá dưới tác động
vật lý, làm vỡ vụn đá mà không thay đổi thành phần
Nguyên nhân:
Do sự dao động nhiệt độ trong đá (nguyên nhân chủ
yếu), các khoáng vật giãn nở khác nhau, dẫn tới liên kết giữa các hạt khoáng vật bị phá hủy
Do nước đóng băng trong các kẽ nứt, hay thành phần muối trong các đất đá kết tinh tạo ra áp lực lên
vách khe nứt các khe nứt mở rộng và ăn sâu thêm
Do dỡ tải (các tầng đá phía trên bị bóc bỏ) làm đá bị
tróc vỡ do ứng suất được giải phóng
Do đá bị tẩm ướt, khô đi nhiều lần làm đá bị nứt vỡ,
tan rã
Trang 8b Phong hóa hoá học
Phong hóa hóa học là hình thức phá hủy đá
do tác dụng hóa học, làm biến đổi thành
Trang 9Tác dụng hòa tan
2 3 2
2 2
2
SO Fe O nH O Fe
Limonit Pyrit
2 4
3 2
2
1 3
2
SiO 3
O Fe O
SiO
Pyroxen magnetit Thạch anh
Trang 10Octocla (feldpar)
Trang 11Đá granite
tươi
Mức độ Phân loại Đặc điểm Minh họa
I Đá tươi Đá gốc không thay đổi, đá liên tục,
Trang 12c Phong hoá sinh vật
• Do giới sinh vật như địa y, rêu, giun,
kiến, chuột, vi khuẩn … gây phá huỷ đá, bản chất sinh vật làm phong hóa đá 2
hình thức (phong hóa vật lý và phong hóa hóa học)
• Ví dụ: Rễ cây phát triển gây phá huỷ cơ học đồng thời tiết ra các chất hữu cơ làm
đá biến đổi hóa học
Trang 13Phong hóa vật lý làm vỡ vụn đá, tăng diện tiếp
xúc của đá với các tác nhân của môi trường
Trang 14thúc đẩy phong hoá hoá học
Trang 153 Tầng tàn tích và các đặc trưng địa chất
công trình của nó
• Tầng tàn tích là sản phẩm của quá trình phong hóa nằm tại chỗ trên mặt đá gốc
• Đặc điểm: mức độ phong hóa giảm theo chiều sâu, phân thành các đới có tính chất khác nhau Càng xuống sâu thành phần, tính chất càng gần với đá gốc Giữa các đới phong hóa không có bề mặt ranh giới
rõ ràng, mặt cắt phong hóa có thể có nhiều dạng phức tạp
Trang 16Các đới trong mặt cắt phong hoá đầy đủ
Sinh viên tự đọc giáo trình về đặc điểm của từng đới
Trang 18Ví dụ một mặt cắt phong hóa
Phong hóa hoàn toàn
Phong hóa mạnh đến phong hóa vừa
Phong hóa vừa
Phong hóa nhẹ đến đá
tươi
Trang 19Các dạng mặt cắt phong hóa
thường gặp
Trang 204 Các vấn đề cần điều tra và biện pháp xử
lý tầng phong hóa trong xây dựng
Những vấn đề cần điều tra:
• Mức độ phong hóa: dựa trên các đặc
điểm tính chất của vật liệu phong hóa để chia ra các đới phong hóa, cần xác bề
dày và tính chất xây dựng của các đới phong hóa
• Tốc độ phong hóa: cần đánh giá khả
năng phong hóa nhanh hay chậm
• Hình thức phong hóa, các tác nhân gây
phong hóa
Trang 21Các biện pháp xử lý tầng phong hóa
• Chọn địa điểm xây dựng hợp lý
• Bóc bỏ toàn bộ hoặc một phần tầng phong
hóa
• Làm hệ thống thoát nước hạn chế xâm nhập
của nước vào trong đá
• Che phủ bảo vệ đá khỏi các tác nhân phong
hóa
• Cải tạo tầng phong hóa bằng các biện pháp
như phun xi măng, phun dung dịch sét…
• Chọn giải pháp công trình hợp lý
Trang 22Câu hỏi ôn tập
thức phong hóa đá?
tàn tích?
minh họa mặt cắt các đới phong hóa
4 Các vấn đề cần điều tra đối với hiện tượng
phong hóa trong xây dựng công trình?