Cơ học đất nâng cao 01

Bài giảng A. Prof. Dr. CHÂU NGỌC ẨN

1. Tên môn học:

Cơ học đất nâng cao

(Advanced Soil Mechanics)


Bài giảng A. Prof. Dr. CHÂU NGỌC ẨN

Tính chất vật lý của đất
(tự đọc)


Bài giảng A. Prof. Dr. CHÂU NGỌC ẨN

ĐỊNH NGHĨA ĐẤT

* Đất là lớp vật liệu phong hóa nằm trên cùng của vỏ trái
đất, là đối tượng nghiên cứu của nhiều ngành khoa học – kỹ
thuật trong đó có ngành Cơ học đất.
* Lớp vật liệu không bò phong hóa là đá nằm bên dưới trở
thành mục tiêu nghiên cứu của môn Cơ học đá.
* Lớp đất có thể dễ dàng đào thành các hố bằng tay hay
những máy đào đơn giản; còn đá cần sử dụng những thiết bò
khoan, đục mạnh hơn đôi khi cần phải nổ mìn để mở hố
móng.
* Do cách nhìn nhận trên, các loại đá dăm, đá cuội có thể
xem là ĐẤT.

Bài giảng A. Prof. Dr. CHÂU NGỌC ẨN

Phong hóa tự nhiên là tác động lâu dài của sự thay đổi nhiệt độ,
của mưa, của gió, của hiện tượng đóng băng và tan băng, của
sinh vật, ..., biến đá thành đất.
Có ba loại phong hóa chính:

*phong hóa vật lý: nhiệt; va chạm
*phong hóa hóa học: acid tự nhiên
*phong hóa sinh học: rễ cây; côn trùng
Các khối đá do phong hóa biến thành đá cuội, sỏi sạn, cát, bột,
sét.


Các khoáng trong đá

Các khoáng do phong hóa Loại đất hình thành

Thạch anh (quartz)

Thạch anh

Cát

Moscovite

muscovite

Cát mica

Biotite mica

Clorite hoặc vermiculite

Sét sẫm màu

Orthoclase feldspar

Illite hoặc Kaolinite

Sét sáng màu

Plagioclase felspar

Monmorilonite

Sét trương nở


Bài giảng A. Prof. Dr. CHÂU NGỌC ẨN

(a) hình dạng hạt sét kaoline có dạng bảng (ảnh của Lambe,
1951)
(b) hình dạng hạt sét Illite có dạng bảng (ảnh của Martin-MIT)


Bài giảng A. Prof. Dr. CHÂU NGỌC ẨN

(trái) hình dạng nhóm hạt sét kaolinite, kích thước ngang ảnh

là 17m
(phải) hình dạng nhóm hạt sét Halloysite có dạng kim


Bài giảng A. Prof. Dr. CHÂU NGỌC ẨN

gibbsite

+16

Cấu trúc silic

Ký hiệu gibbsite-silic

G

cấu trúc cơ bản của khoáng kaolinite


Bài giảng A. Prof. Dr. CHÂU NGỌC ẨN

n-H2O

cấu trúc cơ bản của khoáng illite (trái) và montmotilonite (phải)


Đặc điểm cấu trúc hạt của sét kaolinite, illite và
montmorillonite tích điện tích âm trên bề mặt do các
ion O2- hoặc (OH)-.
Trong tự nhiên phân tử nước phân ly ion một đầu mang

điện tích âm và một đầu khác có điện tích dương nên bò
giữ chặt trên bề mặt khoáng sét hình thành một vỏ
nước bao quanh.


Bài giảng A. Prof. Dr. CHÂU NGỌC ẨN

Các sản phẩm phong hóa bò vận chuyển bởi nước chảy tràn hoặc chảy
thành dòng đến các nơi thấp hơn hình thành các lớp đất trầm tích,
cũng có thể bò vận chuyển bởi gió tạo ra đất phong tích loại này rất tơi
xốp.
Các hạt đất to chỉ di chuyển với các dòng chảy vận tốc lớn nên thường
không đi quá xa nơi hình thành, trừ những cơn lũ quét thật lớn.
Ngược lại, các hạt nhỏ như cát, bột, sét di chuyển với các dòng nước
có vận tốc trung bình đi rất xa đến các vùng bằng phẳng và hình
thành các đồng bằng, các lưu vực các dòng sông. Như châu thổ sông
Cửu Long, sông Hồng và các châu thổ các sông khác trên thế giới.
Sông có lưu lượng càng lớn mang theo được nhiều sản phẩm phong
hóa sẽ tạo ra châu thổ càng rộng.
Các sản phẩm phong hóa không bò di chuyển được gọi là đất tàn tích
(residual soil), loại này có thành phần khoáng và kích thước thay đổi
rất lớn.
Các lớp trầm tích thường xen kẻ bởi các lớp đất thô - mòn khác nhau
tùy theo đặc tính mưa bảo trên trái đất


Baứi giaỷng A. Prof. Dr. CHAU NGOẽC AN


Baứi giaỷng A. Prof. Dr. CHAU NGOẽC AN

Baứi giaỷng A. Prof. Dr. CHAU NGOẽC AN

Soils - What are they?
Particulate materials

- Sedimentary origins (usually)
- Residual
Wide range of particle sizes
- larger particles: quartz, feldspar
- very small particles: clay minerals
Voids between particles


Baứi giaỷng A. Prof. Dr. CHAU NGOẽC AN

A ra g on ite-rich so il x 20 0 0


Baứi giaỷng A. Prof. Dr. CHAU NGOẽC AN

Cemented calcareous sand


Bài giảng A. Prof. Dr. CHÂU NGỌC ẨN

Sản phẩm của phong tích trong vùng khô nóng thường có cở hạt đồng
nhất và rất xốp, hình thành các vùng đất hoàng thổ (loess), loại đất
giảm sức chòu tải rất mạnh khi độ ẩm tăng đến một giá trò nhất đònh.

Bài giảng A. Prof. Dr. CHÂU NGỌC ẨN

Đất tự nhiên thông thường gồm ba thành phần: rắn-lỏng-khí, giữa
các hạt rắn là phần rỗng chứa nước và các bọt khí


Baứi giaỷng A. Prof. Dr. CHAU NGOẽC AN


Bài giảng A. Prof. Dr. CHÂU NGỌC ẨN

On peut donc les classifier en des groupes différents: Les cailloux, les graviers,
les sables, les silts, les argiles. Il existe de nombreuses définitions.

Blocs erratiques ou
enrochements.

Cailloux

Graviers

Sables

Silts

Argiles

Collọdes

Atterberg

200

20

2

0.02

0.002

0.0002

ASTM

300

75

4.75

0.075

0.005

0.001

75

2.0

0.075

0.005

0.001

75

4.75

0.075

AASHO
USCS

300

Classes granulométriques (l’unité de diamètre des grains est en mm)


Baứi giaỷng A. Prof. Dr. CHAU NGOẽC AN


Baứi giaỷng A. Prof. Dr. CHAU NGOẽC AN


Baứi giaỷng A.

Dr Prof.
CHAU
Dr.NGOẽ
CHA
CUANGOẽ
N C AN


Baứi giaỷng A. Prof. Dr. CHAU NGOẽC AN


Baứi giaỷng A. Prof. Dr. CHAU NGOẽC AN