Bài giảng ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - Chương 2 ppsx

Ch¬ng ii
ĐẤT ĐÁ
1
Chơng ii. đất đáChơng ii. đất đá
Ni dung:Ni dung:
I.I. Khoáng vậtKhoáng vật
II.II. Các loại đáCác loại đá
III.III. ĐĐấtất
IV.IV. NhNhữững tính chất cơ bản của đất đá thờng ng tính chất cơ bản của đất đá thờng
dùng trong xây dựng công trdùng trong xây dựng công trììnhnh
V.V. Phân loại đất đáPhân loại đất đá
2
I. Khoáng vật
Khái niệm
Khoáng vật là những hợp chất của các
nguyên tố hoá học hay các nguyên tố tự
sinh, đợc hình thành do các quá trình hoá
lý khác nhau xảy ra trong vỏ Trái đất hay
trên mặt đất.
Dạng tồn tại: Thể khí (C02, H2S); Thể lỏng
(nớc, thuỷ ngân ); Thể rắn (thạch anh,
mica ).
3
I. Kho¸ng vËt
 ý nghÜa cña viÖc nghiªn cøu kho¸ng vËt
Khoáng vật là những thành phần cấu tạo
nên đá, quyết định tính chất xây dựng của
đá. Do vậy nghiên cứu khoáng vật ta hiểu
biết được nguồn gốc và điều kiện hình
thành đá.
Nghiên cứu khoáng vật giúp ta nhận xét

khả năng sử dụng của đất đá trong xây
dựng công trình.
4
I.1. Một số đặc tính của khoáng vật
a. Trạng thái vật lý
b. Hình dáng tinh thể
c. Màu sắc và vết vạch
d. Độ trong suốt và ánh
e. Tính cát khai (tính dễ tách)
f. Vết vỡ
g. Độ cứng
h. Tỷ trọng
5
a. Tr¹ng th¸i vËt lý
6
 Dạng kết tinh
 Dạng vô định hình
a. Trạng thái vật lý
Các nguyên tử hay ion đợc sắp xếp theo
một trình tự nhất định, tạo thành mạng lới
không gian.
Đặc điểm:
Có hình dáng bên ngoài nhất định;
Có tính đẳng hớng hay dị hớng (tuỳ
theo cấu tạo mạng lới không gian).
7
Dạng kết tinh
a. Trạng thái vật lý
Các phân tử vật chất tạo thành khoáng vật
không sắp xếp theo một trật tự nhất định (hay

không tạo thành mạng tinh thể không gian).
Đặc điểm:
Không có hình dáng bên ngoài nhất định;
Có tính đẳng hớng.
8
Dạng vô định hình
b. H×nh d¹ng tinh thÓ kho¸ng vËt
9
 Lo¹i ph¸t triÓn
theo 3 ph¬ng:
H¹t, côc … (halit,
pyrit …)
 Lo¹i ph¸t triÓn theo 2
ph¬ng:
TÊm, vÈy, l¸ (mica, barit…)
 Lo¹i ph¸t triÓn theo 1
ph¬ng:
L¨ng trô, que, kim … (th¹ch
anh, amphibol…)
Mica
Halit
Th¹ch anh
c. Màu và vết vạch
10
Màu của khoáng vật:
Khoáng vật chứa nhiều Fe, Mg thờng có màu sẫm; chứa nhiều Si, Al thì
có màu nhạt.
Nhiều khoáng vật chỉ có một màu cố định, khi lẫn tạp chất khoáng vật
mang nhiều màu khác nhau (nh thạch anh có thể có màu trắng, tím, đen,
nâu, vàng ).

Do thành phần hoá học và các tạp chất trong nó quyết định.
Màu khoáng vật quyết định màu đá > ảnh hởng tới khả năng hấp thụ
nhiệt của đá.
Màu của vết vạch là màu bột của khoáng vật khi ta vạch nó lên tấm sứ
tráng và nhám. Màu vết vạch thờng giống màu khoáng vật, tuy nhiên có
một số khác màu khoáng vật.
Vết vạch:
c. Mµu vµ vÕt v¹ch
11
Th¹ch anh
c. Mµu vµ vÕt v¹ch
12
Limonit Berin (hång ngäc)
13
Kho¸ng vËt sÉm mÇu
14
Kho¸ng vËt s¸ng mµu
d. Độ trong suốt và ánh
15
Trong suốt:
thạch anh, thuỷ tinh, spat

Độ trong suốt: Là khả năng cho ánh sáng đi qua của khoáng vật
Nửa trong suốt:
calcit, thạch cao,
sphalerit
Không trong suốt:
pyrit, magnetit, graphit

GraphitCalcitThch anh

d. Độ trong suốt và ánh
16
ánh của khoáng vật: Là khả năng phản xạ màu sắc
trên mặt khoáng vật khi ta chiếu ánh sáng vào
khoáng vật.
ánh kim: là ánh của các kim loại điển hình nh vàng,
bạc, chì, pyrit
ánh phi kim: ánh thuỷ tinh (thạch anh, calcit), ánh
xà cừ (mica)
d. §é trong suèt vµ ¸nh
17
Pyrit
Ánh kim
Calcit
Ánh thuỷ tinh
e. Tính cát khai (tính dễ tách)
Tính cát khai: Là khả năng những tinh thể khoáng
vật hoặc mảnh tinh thể khoáng vật có thể bị tách ra
thành tấm theo những mặt phẳng song song khi
chịu tác dụng của lực.
Cát khai rất hoàn toàn: Mica, clorit
Cát khai hoàn toàn: Calcit, halit
Cát khai trung bình: Pyroxen, amphibon
Cát khai kém: apatit, cassiterit
Cát khai không hoàn toàn: Thạch anh, apatit
18
e. TÝnh c¸t khai (tÝnh dÔ t¸ch)
19
f. Vết vỡ
Vết vỡ: Là mặt vỡ không theo quy tắc của khoáng vật

khi bị đập vỡ.
Vết vỡ phẳng: Mica
Vết vỡ vỏ sò: Thạch anh
Vết vỡ nham nhở: Bạc, đồng
Vết vỡ dạng đất: Kaolinit
20
g. Độ cứng
21
Độ cứng: Là năng chống lại lực cơ học bên ngoài (khắc, vạch) lên bề mặt
khoáng vật.
Khoáng vật có bán kính điện tử càng nhỏ thì độ cứng càng lớn.
Phân ra độ cứng tuyệt đối và độ cứng tơng đối
Thang độ cứng tơng đối của F.Mohs - 10 bậc (tơng ứng có 10 khoáng
vật chuẩn):
1
Talc
2
Thạch
cao
3
Calcit
4
Fluorit
5
Apatit
6
Orthoclas
7
Thạch
anh

8
Topaz
9
Corindon
10
Kim cơng
h. Tỷ trọng
22
Các khoáng vật có tỷ trọng rất khác nhau và thay đổi trong phạm vi khá
lớn, phụ thuộc vào thành phần hoá học và cấu trúc tinh thể.
Theo giá trị của tỷ trọng,
chia thành 3 nhóm khoáng vật:
Nhẹ: Tỷ trọng < 2,5
Trung bình: Tỷ trọng = 2,5 4,0
Nặng: Tỷ trọng > 4,0
Khoáng vật Tỷ trọng Khoáng vật Tỷ trọng
Thạch anh 2,65 2,66 Plagioclas 2,60 2,78
Calcit 2,71 2,72 Muscovit 2,50 3,10
Đolomit 2,80 2,99 Biotit 2,69 3,40
Anhydrit 2,50 2,70 Piroxen 3,20 3,60
Thạch cao 2,30 2,40 Amphibon 2,99 3,47
Orthoclas 2,50 2,62 Olivin 3,18 3,45
Tỷ trọng một số khoáng vật tạo đá chính
Phân loại khoáng vật
 Mục đích của phân loại khoáng vật:
 Mô tả khoáng vật một cách có hệ thống;
 Làm rõ mối quan hệ giữa các khoáng vật trong đá.
 Đánh giá sơ bộ tính chất của khoáng vật và
tính chất xây dựng của đất đá.
23

2. Phân loại khoáng vật
 Theo nguồn gốc hình thành
 Khoáng vật nguyên sinh
 Khoáng vật thứ sinh
 Theo điều kiện hình thành
 Khoáng vật nội sinh
 Khoáng vật ngoại sinh
 Theo vai trò tạo đá
 Khoáng vật chính
 Khoáng vật phụ
 Khoáng vật hiếm
24
I.2. Một số khoáng vật tạo đá chính
• Theo thành phần hóa học: chia thµnh 8 líp
 Lớp 1 (silicat): Plagioclas (Na2O.Al2O3.6SiO2), orthoclas
(K
2
O.Al2O3.6SiO2) …
 Lớp 2 (oxyt và hydroxyt): Thạch anh (SiO
2
), Coridon (Al
2
O
3
)…
 Lớp 3 (carbonat): Calcit (CaCO
3
), dolomit (CaMg(CO
3
)

2
)…
 Lớp 4 (sulfat): Thạch cao (CaSO
4
.2H
2
O), Anhydrit (CaSO
4
)…
 Lớp 5 (sulfur): Pyrit (FeS
2
), Calcopyrit (CuFeS2), galenit (PbS)
 Lớp 6 (phosphat): Apatit Ca5(F, Cl)(PO4)3 …
 Lớp 7 (halogenur): Halit (NaCl), Fluorit (CaF2) …
 Lớp 8 (nguyên tố tự sinh): Vàng (Au), kim cương (C) …
25