Bài giảng Địa chất công trình: Chương 2.5 - Dr.-Ing. Nguyễn Quang Tuấn

Bài giảng Địa chất công trình: Chương 2.5 Hoạt động địa chất của sông cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm; Hoạt động xâm thực của sông; Hoạt động vận chuyển của sông; Hoạt động tích tụ của sông; Cấu tạo lũng sông và các loại trầm tích sông; Ảnh hưởng và các giải pháp xây dựng công trình. Mời các bạn cùng tham khảo!

Giảng viên: Dr.-Ing Nguyễn Quang Tuấn

Trường Đại học Thủy lợi

Bộ môn Địa kỹ thuật

Bài 5 HOẠT ĐỘNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG

Nội dung

1 Khái niệm

2 Hoạt động xâm thực của sông

3 Hoạt động vận chuyển của sông

4 Hoạt động tích tụ của sông

5 Cấu tạo lũng sông và các loại trầm tích

sông

6 Ảnh hưởng và các giải pháp xây dựng công

trình

1/ Khái niệm

Dòng thường xuyên (sông) là dòng nước tập

trung tạo thành dòng chảy thường xuyên, quanh năm

2/ Hoạt động xâm thực

Xâm thực là tác dụng phá hủy của dòng sông Quá trình phá hủy do tác dụng xói

mòn cơ học bởi thủy lực (chủ yếu) và xói mòn hóa học

2/ Hoạt động xâm thực

a Xâm thực đứng:

– Đào phá theo phương thẳng đứng, có

xu thế làm bằng địa hình đáy sông, đào sâu từ hạ nguồn về thượng nguồn

– Xảy ra khi địa hình đáy sông có độ dốc

lớn, thường gặp ở những vùng miền núi

– Hậu quả: quá trình này có xu thế làm

bằng địa hình đáy sông Có thể tạo ra thác, ghềnh, hiện tượng cướp dòng

Sơ đồ xâm thực về nguồn của sông

1

2

3

Xâm thực đứng

Quá trình nâng kiến tạo (uplift)  thay đổi

gốc xâm thực (base level)

– Hậu quả: gây sạt lở bờ sông, lòng sông

mở rộng, sông uốn khúc quanh co, tạo hồ ách trâu

Quá trình hình thành hồ ách trâu (hồ sừng trâu)

Xâm thực ngang

Mở rộng bãi bồi Sạt lở bờ

sông

 Lơ lửng: các vật liệu mịn như cát mịn, bột, sét lơ lửng

trong nước và di chuyển theo dòng chảy

 Xô lăn, nhảy cóc và kéo lê (trượt): thường xảy ra với

các vật liệu có kích thước hạt lớn như tảng, cuội, sổi

 Khả năng vận chuyển phụ thuộc vào:

 Tốc độ dòng chảy

 Địa hình đáy sông và độ sâu mực nước

 Kích thước, hình dáng và khối lượng hạt vật liệu

Lơ lửng: các hạt

vật liệu mịn, nhẹ

như bụi, sét

các chất hòa tan trong nước

Kéo lê (vật liệu tảng) Lăn

(vật liệu cuội sỏi)

Nhảy cóc (cát, sạn)

Quá trình vận chuyển vật liệu phóng hủy của dòng nước

Sự hình thành các dải

đất bồi tự nhiên

Bãi bồi

Trầm tích lòng sông Trầm tích bãi bồi

Lòng sông cổ

Quá trình xâm thực, tích tụ hỗn hợp

Lũ: Lưu lượng tăng, xâm thực phát triển Dòng chảy thường

Sau lũ; Các bãi bồi mới được hình thành

5/ Cấu tạo lũng sông và các loại trầm tích sông

Do các hoạt động địa chất của sông, tạo ra địa hình dạng thung lũng dọc theo dòng chảy, phần địa hình này gọi là lũng sông, thường thường gồm 3 phần: Lòng sông, bãi bồi, thềm sông

Ví dụ: mặt cắt cấu tạo lũng sông

1 Lòng sông: Phần lũng sông có dòng chảy thường xuyên

2 Bãi bồi: Phần lũng sông chỉ bị ngập nước vào mùa lũ

hỗn hợp

Khái niệm:

Thềm sông là những dải đất nằm ngang hoặc gần nằm

ngang kéo dài dọc theo sông

Bãi bồi là thềm sông thấp nhất (cũng là trẻ nhất), bị ngập

nước về mùa lũ

Các loại thềm sông:

 Thềm xâm thực: hình thành do quá trình xâm thực

đá gốc, mặt thềm không có vật liệu phủ Thường gặp

ở miền núi

 Thềm tích tụ: hình thành do trầm đọng vật liệu

Thường gặp ở đồng bằng, trung du

 Thềm hỗn hợp: là kết quả của cả 2 quá trình xâm

thực và tích tụ, thềm là đá gốc, trên mặt có lớp phủ

Mực nước sông

5.2/ Các loại trầm tích sông

1 Trầm tích lòng sông: Các loại vật liệu trầm

đọng trong lòng sông

• Ở miền núi: vật liệu hạt lớn (đá hộc, đá tảng,

cuội, sỏi, cát) Đặc điểm: Ít biến dạng, cường độ tương đối cao, tính thấm lớn

• Ở vùng trung du và đồng bằng: Chủ yếu là cát,

sét và bùn xen kẽ, có thể có cuội, sỏi hạt nhỏ Đặc điểm: Quy luật tuyển lựa thể hiện rõ Thường có dạng phân lớp hoặc thấu kính  Các vấn đề: sự phân bố, cát chảy, xói ngầm, lún không đều

2 Trầm tích bãi bồi: Các vật liệu sông mang đến, lắng

đọng ở hai bên sông bị ngập nước về mùa lũ

• Đặc điểm: thường gặp nước có áp, dễ gặp các vấn đề

cát chảy, xói ngầm, lún không đều

3 Trầm tích hồ ách trâu: Các vật liệu lắng đọng ở

những chỗ sông cong (sông chết)

• Thường có 2 tầng:

– Tầng dưới: vật liệu tương đối thô (trầm tích sông)

– Tầng trên: thường là bùn yếu gồm cát hạt mịn, bùn

hữu cơ hoặc than bùn

• Đặc điểm: tính thấm nước nhỏ, thường bão hòa nước,

mềm yếu, biến dạng lớn  các vấn đề: mất ổn định trượt, lún nhiều, lún lâu dài

4 Trầm tích cửa sông: Các vật liệu được sông mang đến

lắng đọng tại cửa sông

• Thường có 3 tầng:

– Tầng dưới: vật liệu mịn như bùn sét

– Tầng giữa: vật liệu hạt vừa (cát pha, sét pha)

– Tầng trên: vật liệu thô (cát mịn)

• Đặc điểm: bề dày lớn, phân bố rộng, độ rỗng lớn, chứa

muối, xen kẹp sét Các tính chất cơ lý thay đổi theo không gian  các vấn đề: mất ổn định mái hố móng, cát chảy, xói ngầm, lún nhiều, lún lâu dài

5 Phân loại lũng sông theo quan điểm ĐCCT

Để bố lựa chọn vị trí công trình, phương án công trình và phương pháp thi công, phụ thuộc rất nhiều vào địa hình, tính chất và bề dày các tầng đất đá của lúng sông Do đó, có thể phân loại lũng sông phục vụ xây dựng như sau:

a Theo hình dạng mặt cắt:

– Dạng hẻm vực: có bờ dốc đứng, không có lớp phủ hoặc lớp phủ mỏng

– Dạng phát triển 1 bên: mặt cắt ngang lũng sông không đối xứng

– Dạng phát triển 2 bên: mặt cắt đối xứng, bờ sông thoải, bãi bồi phát triển, tầng

phủ dày

b Theo mức độ đồng nhất của đất đá:

– Lũng sông có cấu tạo đồng nhất: đất đá ở 2 bên bờ và đáy sông như nhau

– Lũng sông có cấu tạo không đồng nhất: khi 2 bên bờ có các loại đất đá khác

nhau về tính chất, độ dày

c Theo chiều dày lớp vật liệu phủ:

– Khi bồi tích sông <10m;

– Khi bồi tích sông =10m-30m;

– Khi bồi tích sông >30m

Phân chia thung lũng sông theo hình dạng mặt cắt

Ý nghĩa việc nghiên cứu lũng sông trong xây dựng công trình thủy lợi

Giúp lựa chọn vị trí xây dựng công trình hợp lý

Giúp việc lựa chọn các giải pháp công trình khác nhau (Có giải pháp thiết kế và biện pháp thi công phù hợp)

6 Ảnh hưởng của các hoạt động địa chất

của sông và các giải pháp XDCT

a Ảnh hưởng:

tuổi thọ máy móc, thiết bị, ảnh hưởng đến giao thông thủy

b Các giải pháp xây dựng công trình:

Câu hỏi ôn tập

của sông?

yếu tố ảnh hưởng tới khả năng vận chuyển?