TÀI LIỆU học tập THỰC tập địa CHẤT CÔNG TRÌNH, đại học CÔNG NGHỆ GTVT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIA THÔNG VẬN TẢI
KHOA CÔNG TRÌNH
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT

TÀI LIỆU HỌC TẬP
THỰC TẬP ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
Giảng viên: Nguyễn Thị Bích Hạnh
Lê Văn Hiệp

HÀ NỘI, THÁNG 8/2014
1


Phần 1.
NHẬN BIẾT KHOÁNG VẬT CHÍNH, CÁC LOẠI ĐẤT, ĐÁ DÙNG
TRONG XÂY DỰNG
a. Mục đích, yêu cầu:
* Mục đích: Nhận biết khoáng vật chính, các loại đất, đá.
* Yêu cầu: Nhận biết được một số khoáng vật chính, đất, đá dùng trong xây dựng.
b. Nội dung chi tiết:
TT

NỘI DUNG CHI TIẾT
Quan sát các mẫu khoáng vật, đất, đá
-Mô tả màu sắc, các đặc tính (khoáng vật), các đặc điểm (đá,
đất).
- Phạm vi sử dụng của đất, đá dùng trong xây dựng.
Tổng cộng

THỜI GIAN
(giờ)

4,0

4

c. Hướng dẫn thực hiện:
* Trọng tâm: Quan sát, mô tả về một số đặc tính, phạm vi sử dụng của khoáng vật,
đất, đá.
* Kiến thức, kỹ năng cần đạt: Phạm vi sử dụng của một số loại khoáng vật, đất đá
dùng trong xây dựng.
* Đánh giá kết quả: Kiểm tra thường xuyên

2


TRÍCH BÀI: QUAN SÁT CÁC MẪU KHOÁNG VẬT
TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
1, Phòng thí nghiệm Địa chất công trình gồm có 398 mẫu khoáng vật, đất, đá (trong
đó có: 140 mẫu khoáng vật, 218 mẫu đá và 40 mẫu đất) được trang bị bởi dự án Jica và 50
mẫu đất, đá thu thập được trong quá trình đi thực tế ở Việt Nam thuộc dự án Jica.
2, Giới thiệu một số mẫu khoáng vật điển hình:
Bảng 1.1: Khoáng vật lớp silicat / nhóm orthorsilicat
Tên

Số hiệu

Tinh thể

Màu

olivin

57

dạng hạt

xanh
ôliu, nâu

topaz

65

tập hợp
khối hạt

xanh,
vàng,
hồng

Cát khai

Vết vỡ

Độ
cứng

Tỷ
trọng

Thành phần

k/v của đá

thuỷ tinh

không
hoàn
toàn

Không
bằng
phẳng

6,5÷
7

3,3÷3,
4

Magma bazơ,
(gabro), Magma
siêu bazơ
(peridotit, dunit)

thuỷ tinh

hoàn
toàn

Không
bằng

phẳng

8

3,4÷3,
6

Ánh

Bảng 1.2: Khoáng vật lớp silicat / nhóm silicat ngậm nước
Tên

talc

Khoáng
vật sét
(monmori
lonit)
Khoáng
vật sét
(kaolinit)

Số hiệu

Tinh thể

Màu

Ánh

Cát khai

Vết vỡ

Độ
cứng

Tỷ
trọng

86

dạng vảy
lá, vảy
đặc xít

trắng,
xanh
nhạt,
vàng
nhạt

Thủy
tinh,mỡ

rất hoàn
toàn

1,0

2,7÷2
,8

89

vảy nhỏ,
tập hợp
dạng đất

trắng
xám

thuỷ tinh

rất hoàn
toàn

1÷2

2÷2,
5

1÷2,5

2,6

91

dạng tấm
vảy nhỏ

đặc xít

Mica đen
(biotit)

87

tập hợp
dạng vảy

Mica
trắng
(muscovi)

88

tấm, vảy,
lá

trắng
đục,
vàng
nhạt,
xám
xanh
đen, nâu
sẫm
sáng,
vàng,
không

màu

Thành phần
k/v của đá

Đất
ánh đất

rất hoàn
toàn

Thủy
tinh, xà
cừ

rất hoàn
toàn

2÷3

3÷3,
1

Thủy
tinh, xà
cừ

rất hoàn
toàn

2÷3

2,7÷3
,1

Magma trung tính
(syenit, diorit)

3


Bảng 1.3: Khoáng vật lớp oxyt và hydroxyt
Tên

Số hiệu

Tinh thể

Màu
trắng,
dạng vô
vàng,
định hình
xám

opal

34

hematit

25

dạng
tấm, vảy

limonit

40

dạng
nâu sẫm,
hình lập
nâu vàng
phương

Ánh
mỡ,
xà cừ

nâu đỏ,
kim loại
xám đen
-

Cát khai
không
hoàn
toàn

Vết vỡ

Độ cứng

Tỷ trọng

Vỏ sò

5,5÷6,5

1,9÷2,3

không
cát khai

Không
bằng
phẳng

5,5

không
cát khai

đất

5÷5,5

3,3÷4

Độ cứng

Tỷ trọng

4,9÷5,3

Bảng 1.4: Khoáng vật lớp carbonat
Tên

Số hiệu

Tinh thể

calcit

43

tập hợp
khối
trứng cá

đolomit

44

tập hợp
khối hạt

Màu
trắng

sữa,
không
màu
xám,
vàng
phớt lục

Ánh

Cát khai

Vết vỡ

thuỷ tinh

hoàn
toàn

3

2,7

thuỷ tinh

hoàn
toàn

3,5÷4,5

2,8÷2,9

Bảng 1.5: Khoáng vật lớp sunfua
Tên

Số hiệu

pyrit

15

Tinh thể
lập
phương,
tập hợp
khối hạt
xâm tán

Màu

Ánh

Cát khai

Vết vỡ

Độ cứng

Tỷ trọng

vàng

đồng
thau

kim loại
mạnh

trung
bình

Không
bằng
phẳng

6÷6,5

5

Độ cứng

Tỷ trọng

4

3÷3,2

Bảng 1.6: Khoáng vật lớp halogenur
Tên

Số hiệu

fluorit

20

Tinh thể
lập
phương,
giòn dễ
vỡ

Màu
tím,
vàng,
xanh lá
cây

Ánh

Cát khai

thuỷ tinh

rất hoàn
toàn

Vết vỡ

Bảng 1.7: Khoáng vật lớp các nguyên tố tự sinh

4

Tên

Số hiệu

Gold

2

Tinh thể

Màu

Ánh

Đồng

Kim loại

Cát khai

Vết vỡ
Không
bằng
phẳng

Độ cứng

Tỷ trọng

2,5÷3

15,6÷19,3

Phần 2.
KHẢO SÁT, LẬP BẢN VẼ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
a. Mục đích yêu cầu:
* Mục đích: Khảo sát, thí nghiệm đất đá và lập bản vẽ địa chất công trình;
* Yêu cầu: Thực hiện quy trình khảo sát, thí nghiệm đất đá và lập bản vẽ địa chất
công trình.
b. Nội dung chi tiết:
TT

NỘI DUNG CHI TIẾT

2.1 Mục đích, yêu cầu và các chú ý khi tiến hành thí nghiệm hiện
trường
2.2 Thực hành các thí nghiệm ngoài hiện trường
2.2.1 Thí nghiệm khoan lấy mẫu
2.2.2 Các thí nghiệm về đất
-Thí nghiệm mẫu nguyên dạng (chi tiết ở học phần Cơ đất)
-Thí nghiệm mẫu không nguyên dạng (chi tiết ở học phần Cơ
đất)
2.2.3 Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT)
2.2.4 Thí nghiệm xuyên tĩnh (CPT)
2.2.5 Thí nghiệm cắt cánh (FVT)
2.2.6 Thí nghiệm nén ngang (PMT)
2.3 Các thí nghiệm về đá
2.3.1 Đo thế nằm của đá

2.3.2 Lấy mẫu
2.3.3 Thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý của đá (cường độ)
2.4 Lập bản vẽ địa chất công trình
Tổng cộng

THỜI GIAN
(giờ)
1
27
10
1

4
4
4
4
3
1
1
1
1
32

c. Hướng dẫn thực hiện:
* Trọng tâm: Quy trình khảo sát, thí nghiệm đất đá, lập bản vẽ địa chất công trình.
* Kiến thức, kỹ năng cần đạt: Thực hiện quy trình khảo sát, thí nghiệm đất đá,, lập
được bản vẽ địa chất công trình.

5

* Đánh giá kết quả: Kiểm tra thường xuyên
TRÍCH DẪN “CÁCH SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM NÉN NGANG (PMT)”
* Nguyên lý tiến hành thí nghiệm:
Phương pháp thí nghiệm nén ngang trong
hố khoan được xác định theo tiêu chuẩn
ASTM D4719-00. Nguyên lý thí nghiệm
là đưa vào trong hố khoan tạo trước một
ống đo hình trụ có thể giãn nở ngang để
ép vào thành hố khoan tại một chiều sâu
nhất định. Ống đo dạng hình trụ cấu tạo
bằng thép, đường kính 60cm, ngoài bọc
màng cao su được ngăn cách thành 3
buồng, buồng đo nằm ở giữa và buồng
bảo vệ nằm ở hai đầu. Ống đo được nối
với hộp điều khiển để đo biến thiên áp lực
– thể tích. Áp lực được cung cấp bằng
bơm nước vào buồng nén ở giữa lõi thép
và màng cao su, làm giãn nở màng ra ép
vào thành hố khoan. Do tiếp xúc với đất
đá bên thành lỗ khoan nên khả năng giãn
nở theo chiều ngang của buồng nén dưới
các cấp áp lực khác nhau phụ thuộc vào
bản chất và tính chất biến dạng của các
loại đất đá trên thành lỗ khoan. Bằng quan
hệ giữa áp lực nén và thể tích buồng nén,
người ta xác định được các đặc trưng biến
dạng của đất đá.

Thiết bị nén ngang gồm một số bộ phận sau:

6


Máy tính xử lý số liệu
ống thép làm thành lỗ khoan

Buồng nén
Bơm áp lực nước

Ngoài ra còn có cần khoan là các đoạn cần rỗng được nối lại với nhau bằng ren, để
đưa buồng nén xuống vị trí nào đó. Ống đồng trục làm bằng chất dẻo, dài liên tục, trong
ống có đường dẫn khí vào các ngăn bảo vệ và đường dẫn nước vào ngăn để đo. Nguồn
điện, Bộ phận điều khiển

7


Tác dụng áp lực theo các cấp tăng dần vào ống đo, để ép vào môi trường đất đá
quanh hố khoan một ứng suất dạng hình trụ đồng tâm, đồng đều và tăng dần. Biến thiên
của mực nước trên hộp điều khiển cho phép xác định độ biến dạng tương ứng với các cấp
áp lực tác dụng và thời gian.
* Kết quả thí nghiệm nén ngang trong hố khoan

- Kết quả thí nghiệm nén ngang PMT sử dụng trong tính toán công trình móng cọc.
* Ưu nhược điểm của thí nghiệm nén ngang trong hố khoan (PMT)
- Thí nghiệm nén ngang tiến hành nhanh, phù hợp với loại đất chặt và đá mềm yếu,
kết quả thí nghiệm còn được sử dụng trong tính toán công trình móng cọc. Thí nghiệm có
nguyên tắc tương tự cũng được áp dụng cho đá cứng.
- Nhược điểm là thí nghiệm đắt tiền, chỉ được tiến hành nếu có các đối tác châu Âu

yêu cầu.

8