BÀI GIẢNG ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

M
U

M
U

I- Địa chất công trình học
1- Khái niệm:
ĐCCT là khoa học ứng dụng các tri thức địa chất phục vụ các công tác xây
dựng khác nhau: Quy hoạch, thiết kế, thi công, khai thác và bảo vệ CTXD.
2- Đối tợng nghiên cứu:
Đất đá xây dựng, bao gồm:
- Đất đá làm nền cho CTXD;
- Đất đá làm môi trờng cho CTXD;
- Đất đá làm VLXD.
Ngoài ra, còn nghiên cứu nớc trong đất đá và sự tác động qua lại của đất đá
và nớc.
Các loại đối tợng nghiên cứu rất đa dạng và luôn biến đổi theo không gian và
thời gian.

II- Nhiệm vụ nghiên cứu
1- Xác định, đánh giá điều kiện địa chất công trình:
- Điều kiện địa mạo;
- Điều kiện địa tầng;
- Điều kiện địa chất thuỷ văn;
- Các hiện tợng, quá trình địa chất động lực công trình.
2- Dự báo các hiện tợng, quá trình địa chất động lực bất lợi.
3- Đề xuất các biện pháp nhằm phòng ngừa và cải tạo điều kiện ĐCCT bất
lợi.
4- Xác định khả năng cung cấp VLXD tự nhiên, đề xuất biện pháp khai
thác.

Iii- Nội dung nghiên cứu
1- Điều kiện địa tầng.
2- Điều kiện địa chất thuỷ văn.
3- Các hiện tợng và quá trình địa chất động lực.
4- Các phơng pháp thăm dò và khảo sát địa chất công trình.

M
U
IV- Các phơng pháp nghiên cứu
1- Phơng pháp địa chất học (phơng pháp thực địa)
Là phơng pháp quan trọng nhất đợc tiến hành ở ngoài hiện trờng (khoan,
đào thăm dò, các thí nghiệm hiện trờng khác )
2- Phơng pháp trong phòng
2.1. Phơng pháp phân tích: Quang học, nhuộm màu, phân tích.
2.2. Phơng pháp tơng tự địa chất:
Dựa vào sự hiểu biết rất kỹ một vùng đã nghiên cứu để nhận biết cho vùng
có cấu trúc, kiến tạo tơng tự.
2.3. Phơng pháp mô hình hoá:
Sử dụng vật liệu có tính chất tơng tự với đối tợng ta nghiên cứu ở hiện
trờng nhng có kích thớc nhỏ hơn nhiều để nghiên cứu.
2.4. Phơng pháp tính toán lý thuyết:
Sử dụng các công thức toán học, các phơng trình toán học.

Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá
3- Cấu trúc khoáng vật

3.1. Khái niệm:
Cấu trúc khoáng vật là sự sắp xếp, phân bố một cách có quy luật trong không
gian các ion, nguyên tử hoặc phân tử tạo nên chúng.

a
b
Hình 1.1. Cấu trúc than chì (a) và kim cơng (b)
3.2. Vai trò của yếu tố cấu trúc đối với tính chất của khoáng vật.

Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá
I. Khoáng vật
1- Khái niệm
1.1. Định nghĩa:
Khoáng vật là những chất thiên nhiên đồng nhất theo thành phần và cấu tạo
đợc tạo thành sau những quá trình lý, hoá học khác nhau xảy ra trong hoặc
trên vỏ quả đất.
Có thể chỉ do 1 hoặc nhiều nguyên tố hóa học tạo thành.
1.2. Trạng thái khoáng vật: Khí (Mêtan), lỏng (thủy ngân, dầu mỏ), rắn.
1.3. Số lợng: khoảng 2.800;
- Khoáng vật tạo đất đá (thờng gặp trong thành phần đất đá): 50
1.4. Biến thể khoáng vật: khoảng 4.000
2- Quá trình thành tạo:
2.1. Quá trình nội động lực.
2.2. Quá trình ngoại động lực.
2.3. Quá trình biến chất.

Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá
4- Thành phần hoá học của khoáng vật
4.1. Các nguyên tố tự sinh
4.2. Các hợp chất hoá học
5- Một số tính chất lý học của khoáng vật
5.1. Độ cứng
- Độ cứng tơng đối (bảng 1)
- Độ cứng tuyệt đối: Tank - 2,4; Kim cơng - 10.060 KG/mm2
Bảng 1- Bảng độ cứng khoáng vật Mosh
Khoáng vật

ộ cứng

Khoáng vật

ộ cứng

Tank

1

Octoclaz

6

Thạch cao

2

Thạch anh

7

Canxit

3

Topaz

8

Fluorit

4

Coriđon

9

Apatit

5

Kim cơng

10

5.2. Tỉ trọng: phụ thuộc vào thành phần hóa học và cấu trúc tinh thể
- Giao động: 0,6 19
- Trung bình: 2,5 4,0

1


Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá

Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá

6- Phân loại khoáng vật theo thành phần hoá học
6.1. Lớp Silicat: Khoảng 800 khoáng vật, chiếm 75% khối lợng vỏ quả đất, là
thành phần chủ yếu của đá macma, biến chất và đất sét, nh: Thạch anh
SiO2, Fenspat- (Na,K)[AlSi3O8], Caolinhit-Al4[Si4O10][OH]6. Độ cứng:1-6,5;
không có tính hoà tan.
6.2. Lớp Cacbonat: Khoảng 80 khoáng vật, nh Canxit-CaCO3, DolomitCaCO3.MgCO3, thành phần chính của đá vôi, đôlômit. Độ cứng:3-4; có khả

năng hoà tan trong nớc.
6.3. Lớp Sunfat: Khoảng 260 khoáng vật, nh Anhidrit-CaSO4, Thạch caoCaSO4.nH2O. Độ cứng:2-3; dễ kết hợp và dễ mất nớc.
6.4. Lớp Oxyt: Khoảng 200 khoáng vật,nh: Hematit-Fe2O3, Manhêtit Fe3O4.
Độ cứng:5-7; không có khả năng hoà tan trong nớc.
6.5. Lớp Sunfua: Khoảng 200 khoáng vật, nh Pyrit FeS2, chancopyritCuFeS2, thần sa-HgS. Độ cứng:6-6,5; dễ bị ôxy hoá.
6.6. Lớp Halogen: Khoảng 100 khoáng vật, nh Halit- NaCl. Độ cứng: 2-2,5; dễ
hoà tan .
6.7. Các lớp khác:
Hợp chất hữu cơ (CH4); Nguyên tố tự sinh ( C,Cu, Pb); Hợp chất volfram

II. Đất đá
1- Khái niệm
1.1. Định nghĩa:
Đất đá là tổ hợp một lợng khoáng vật có chất lợng, cấu trúc, tính chất lý học
và điều kiện thành tạo nhất định.
1.2. Đất đá:
Đất đá đơn khoáng (1 loại kv), đất đá đa khoáng (nhiều loại kv).
1.3. Đất-đá, đá, đất:
Đá: thể địa chất có liên kết rắn chắc (ion, hóa trị, keo tụ) có biến dạng giòn,
biến dạng đàn hồi lớn.
Đất: liên kết rời rạc hoặc mềm dính (phân tử, tĩnh điện, keo nớc), đó là các
liên kết yếu, biến dạng nhiều, độ bền chống cắt thấp hơn đá.
2- Phân loại theo nguồn gốc thành tạo
2.1. Đá macma
2.2. Đất đá trầm tích
2.3. Đá biến chất

Chơ
ng I khá
Chơng

khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá
3- Thành phần của đất đá: Gồm 3 pha (hình 1.3)

3.2. Pha lỏng (chủ yếu là nớc): theo trạng thái tồn tại chia ra:

KH
Khớ
Air

H t t
(Solid)

Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá
3.1. Pha rắn : Gồm các khoáng vật ở trạng thái rắn.
* Nớc ở trạng thái hơi:

NC

* Nớc ở trạng thái lỏng: tùy mức độ ảnh hởng lực hút các hạt đất:
- Nớc tự do: không hoặc ít chịu ảnh hởng của lực hút hạt, tùy vị trí:

RN

+ Nớc trọng lực: nằm ngoài lớp nớc mao dẫn, chịu tác dụng hoàn toàn trọng
lực. Chúng phân bố chủ yếu trong các lỗ rỗng lớn đất, có thể vận động do
trọng lực và gradien áp lực. Khi vận động có khả năng hoà tan, truyền áp lực
thuỷ tĩnh, gây tác dụng cơ học.

N
c
Water

+ Nớc mao dẫn: nằm ở khoảng trung gian giữa nớc kết hợp với nớc trọng
lực. Nó không hoàn toàn tự do nh nớc trọng lực mà nó có thể bị ảnh hởng
lực hút các hạt đất mà trong điều kiện nhất định nó gây ra hiện tợng mao
dẫn.
Hình 1.3: Mô hình 3 pha của đất đá

Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá

Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá

- Nớc liên kết (kết hợp):

4- Kiến trúc của đất đá.

+ Nớc liên kết vật lý: bám ở bề mặt vật rắn, chịu tác dụng của lực hút phân tử
tĩnh điện và lực Vandervan các hạt rắn với các phân tử nớc.

4.1. Khái niệm:

-- Nớc liên kết chặt (nớc hấp phụ): chiều dày 11 ữ 23 phân tử, chiếm
đa 5ữ18% khối lợng đất.
-- Nớc liên kết yếu (nớc màng mỏng): chiếm tối đa 7 ữ 40 % khối
đất.

tối

lợng

Kiến trúc của đất đá là khái niệm tổng hợp về các yếu tố khác nhau, nh: Mức
độ liên kết, kết tinh, hình dạng, kích thớc của các thành phần khoáng vật tạo
nên đất đá.
4.2. Các kiểu kiến trúc đặc trng:
- Kiến trúc rời rạc: đặc trng cho đất hạt rời (cát, cuội, sỏi...), c = 0

+ Nớc liên kết hoá học: loại nớc dới dạng ion, phân tử tham gia vào thành
phần cấu trúc mạng tinh thể của khoáng vật.

- Kiến trúc dính kết: đặc trng cho đất mềm dính (sét, sét pha, cát pha), c > 0,
hạt liên kết với nhau yếu bằng mối liên kết vật lý.

-- Nớc kết tinh: Dới dạng nH2O chứa trong mạng tinh thể khoáng
nh: CaSO4.nH2O, SiO2.nH2O;

vật,

- Kiến trúc gắn kết: đặc trng cho đá, c >>0, các hạt liên kết với nhau bằng
mối liên kết hoá học.

-- Nớc kết cấu: Dới dạng H3O+, OH- trong mạng tinh thể khoáng
nh: Ca(OH)2,Al(OH)3...

vật,

* Nớc ở trạng thái rắn (nớc đá):
3.3. Pha khí: CO2, CO, O2, N2, CH4, H2S...

2


Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá

Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá

5- Cấu tạo:
5.1. Khái niệm:
Cấu tạo của đất đá là khái niệm về sự phân bố tơng đối giữa các thành
phần khoáng vật có trong đất đá.
5.2. Các kiểu cấu tạo đặc trng:

6- Thế nằm của đất đá
6.1. Khái niệm:
Thế nằm của đất đá là khái niệm về hình dạng, kích thớc, vị trí phân bố trong
không gian và quan hệ tiếp xúc của đất đá với môi trờng xung quanh.
6.2. Các kiểu thế nằm đặc trng: tùy điều kiện thành tạo và biến đổi

Hình 1.5. Một số kiểu cấu tạo đặc trng
a- Cấu tạo đặc xít; b- Cấu tạo dạng dải;
c- Cấu tạo phiến; d- Cấu tạo rỗng; e- Cấu tạo mắt

Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá
III. Đá macma
1- Quá trình thành tạo: Từ sự nguội lạnh và đông cứng của các khối silicat
nóng chảy có nhiệt độ 2000-30000.

Hình 1.6- Các kiểu thế nằm của đất đá
a- Kiểu khối; b- Kiểu phân lớp; c- Kiểu thấu kính

Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá
3.3. Cấu tạo: Chủ yếu có cấu tạo đặc xít, chỉ có một số đá macma phún xuất có
cấu tạo rỗng.
3.4. Thế nằm: Khối macma có thể có các dạng thế nằm khác nhau

2- Phân loại theo điều kiện thành tạo:
2.1. Đá macma xâm nhập.
2.2. Đá macma phún xuất.
3- Đặc tính chung:
3.1. Thành phần khoáng vật: pha rắn, gồm các khoáng vật có độ cứng lớn
chiếm u thế:
- Fenspat- (Ca, K, Na) (Al Si3O8): Độ cứng 6-6,5/10, hàm lợng 60% ;
- Thạch anh: SiO2, Độ cứng 7/10, hàm lợng 12%;
- Amphibol và Pirocxen: Ca (Mg, Fe,Al) [(Si, Al)2O6], ĐC 5,5-6/10,17% ;
- Mica: 2[AlSi3O10](OH)2, Độ cứng 2-3/10, hàm lợng 4%.
3.2. Kiến trúc: Đặc trng bởi kiểu kiến trúc gắn kết.

Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá

Hình 1.6- Sơ đồ các dạng thế nằm của đá macma

a- Đá biến chất và trầm tích; b- Macma xâm nhập; c- Mama phún xuất.
1- Dạng nền; 2- Dạng bớu; 3- Dạng nấm; 4- Dạng mạch;
5- Dạng vòm; 6- Dạng lớp phủ; 7- Dạng dòng chảy.

Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá

4- Tính năng xây dựng

IV. Đất đá trầm tích

4.1- Đá macma cha bị phong hoá:

1- Thành tạo: Từ sự trầm đọng và biến đổi tiếp theo của các trầm tích khác
nhau: cơ học, hoá học, sinh học.

Dung trọng 2,65 - 3 g/cm3, độ rỗng không đáng kể, hầu hết không thấm nớc,
không chứa nớc, không bị nớc tác dụng, cờng độ rất cao, khả năng chịu
tải rất lớn( 500 ữ 3.800 KG/cm2). Đây là nền lý tởng cho tất cả các CTXD.
4.2- Đá macma phong hoá:
Dung trọng 2,2 - 2,65 g/cm3, độ rỗng trên 10 - 15%, có khả năng thấm nớc
và chứa nớc, có khả năng nén lún dới tác dụng của tải trọng công trình.
Tính năng xây dựng phụ thuộc mức độ phong hoá của đá.

2- Phân loại theo điều kiện thành tạo:
2.1. Trầm tích cơ học.

2.2. Trầm tích hoá học.
2.3. Trầm tích hữu cơ.
2.4. Trầm tích hỗn hợp.
3- Đặc tính chung
3.1. Thành phần: đa dạng và phức tạp
- Pha rắn: ngoài các khoáng vật của đá macma còn có nhiều khoáng vật
khác, trong đó có các khoáng vật dễ bị nớc tác dụng.
- Pha nớc: có thể có đủ 6 dạng nớc khác nhau.
- Pha khí: có thể chứa một lợng khí lớn.

3


Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá
3.2. Kiến trúc: Có các kiểu kiến trúc khác nhau:
- Kiến trúc rời rạc: đặc trng cho đất hạt rời;
- Kiến trúc dính kết: đặc trng cho đất mềm dính;
- Kiến trúc gắn kết: :đặc trng cho đá trầm tích.
3.3. Cấu tạo: Có thể có các kiểu cấu tạo khác nhau: rỗng, dải, đặc xít... Nhng
cấu tạo rỗng là cấu tạo đặc trng cho đất trầm tích.
3.4. Thế nằm: đặc trng bởi kiểu thế nằm phân lớp và thấu kính.
4- Đá trầm tích hoá học
4.1. Thành tạo: do sự kết tủa các hợp chất hoá học từ các phản ứng hoá học
hoặc từ dung dịch nớc.
Ca(HCO3)2= H2O + CO2+ CaCO3

Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá
4.3. Tính năng xây dựng:
Mặc dù có một số đá có cờng độ khá cao nhng do có khả năng hoà tan
trong nớc nên trong chúng thờng gặp hiện tợng cáctơ.
5- Đất đá trầm tích cơ học
5.1. Thành tạo:
Từ sự lắng đọng và biến đổi tiếp theo của các mảnh vụn cơ học.
5.2. Phân loại:
Theo các yếu tố ảnh hởng đến tính năng xây dựng của chúng, nh: kích
thớc, hình dạng và mức độ gắn kết các hạt. (bảng 2, 3)

4.2. Phân loại theo thành phần hoá học
- Đá cacbonat: Đá vôi (CaCO3,...), đolomit (CaCO3.MgCO3)
- Đá sunfat: Anhiđrit ( CaSO4), thạch cao (CaSO4.nH2O)
- Đá Clorua: Halit (NaCl).

Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá

Chơ

ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá

Cuội,sỏi,dăm,sạn kết

Cát kết

Bột kết

Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá
6- Đất đá trầm tích sinh học
6.1. Quá trình thành tạo: từ tàn tích thực và động vật.
6.2. Phân loại:
- Trầm tích động vật: đá vôi vỏ sò, san hô, đá phấn...
- Trầm tích thực vật: đá vôi từ tảo, than bùn, than đá...

Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá

V. Đá biến chất
1- Thành tạo: Do tác động của quá trình biến chất (nhiệt độ lớn, áp suất cao)
vào đất đá có từ trớc.
2- Phân loại theo điều kiện thành tạo
2.1. Đá biến chất tiếp xúc (hình 1.7)
2.2. Đá biến chất khu vực (hình 1.8)

6.3. Tính năng xây dựng
7- Đất đá trầm tích hỗn hợp
7.1. Quá trình thành tạo: đợc thành tạo từ sự kết hợp các trầm tích có nguồn
gốc khác nhau.
7.2. Một số đá phổ biến: đá mácnơ (vôi sét), đá vôi cát.

4


Chơ
ng I khá
Chơng
khái niệ
niệm về Khoá
Khoáng vật và đất đá

Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá

I. Một số tính chất vật lý

2.3. Đá biến chất động lực

1- Tính rỗng xốp

3- Đặc tính
3.1. Thành phần khoáng vật: chủ yếu tan, mica, thạch anh, fenspat. Trong đó
các khoáng vật có độ cứng nhỏ có thể chiếm tỉ lệ lớn.

Khá
niệ
1.1. Kh
ái ni
ệm: tính chất gây nên do sự có mặt các lỗ rỗng trong đất đá.
chỉỉ ti
tiê
tr
1.2. Các ch
êu đặc tr
ng

n=

- Độ rỗng, n :

3.2. Kiến trúc: đặc trng bởi kiểu kiến trúc gắn kết.
3.3. Cấu tạo: gồm cấu tạo phiến, gnai, đặc xít. Trong đó cấu tạo phiến là cấu
tạo đặc trng cho đá biến chất.

Trong đó:

Vr- Thể tích lỗ rng trong đất; V= Vr+ Vh ;

Vr
Vh
n
;
e=
1- n
e=

- Hệ số rỗng, e:

4.2. Đá cấu tạo dải: đá gnai,...

- Liên hệ giữa n và e:

4.3. Đá cấu tạo phiến: đá phiến, ...

(1)

Vh- Thể tích hạt.

4- Tính năng xây dựng: chủ yếu phụ thuộc vào cấu tạo của đá
4.1. Đá cấu tạo đặc sít: đá sừng, quacdit, đá hoa

Vr
(%)
V

(2)

e
n=
1+ e

(3)

ởng
1.3. Các yếu tố ảnh hở
ng: kích thớc, độ chặt, sự phân bố các hạt (hình

2.1),...
- Độ rỗng trung bình cuội sỏi: 25 ữ35 %; cát 35 ữ 45%; sét 45 ữ 55 %

Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá

Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá

hoá lý của đất đá
Phơ
ơng
phá
1.4. Ph
ơ
ng ph
áp xác định

Đất hạt thô: có thể sử dụng phơng pháp b o hoà nớc.
Đất hạt mịn: dựa vào các đại lợng vật lý khác

n = 1

k
h

(%)

(4)

n = 1


(%)
h (1 + W)

(5)

Trong đó:

Hình 2.1- ảnh hởng của sự phân bố các hạt đối với độ rỗng
a-Cấu trúc kém chặt nhất, n = 47,6 %;
b- Cấu trúc chặt nhất, n = 26,2%;
c- Cấu trúc chặt trung bình, n = 37%

- , k, h: Dung trọng ớt, dung trọng khô, dung trọng hạt của đất;

Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá

Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá

1.5. ứng dụng : n, e đợc xác định để đánh giá độ chặt của đất và để tính

toán một số chỉ tiêu khác.
Độ chặt của đất đợc xác định dựa trực tiếp vào hệ số rỗng, e hoặc dựa
vào Độ chặt tơng đối, D:

D=

emax e0
emax emin

(6)

Phân loại trạng thái chặt của đất cát theo D (Bảng 1.2)
Bảng 1.2- Phân loại trạng thái chặt của đất cát

- W:

ộ ẩm của đất.

2- Tính nứt nẻ của đất đá

Khá
niệ
2.1. Kh
ái ni
ệm: tính chất gây ra do sự có mặt các khe r nh trong đất đá.
đá::
2.2. Các dạng nứt nẻ của đá

- Nứt nẻ kiến tạo: do quá trình vận động kiến tạo;
- Nứt nẻ phong hoá: do quá trình phong hóa;
- Nứt nẻ tạo đá: do quá trình tạo đá.
Chỉỉ ti
tiê
tr
ng::

2.3. Ch
êu đặc tr
ng

- Hệ số nứt nẻ:
Trong đó:

Fn
(%)
F

Kn =

(7)

Fn - Diện tích các khe nứt trên bề mặt đá;
F - Diện tích toàn bộ bề mặt đá.

Xá
2.4. X
ác định: Xác định trên bề mặt đá có diện tích: F= 5-8 m2
n

Fn = a ib i

(8)

i=1

Trong đó : ai , bi - Chiều rộng và chiều dài khe nứt thứ i

5


Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá

Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá
3- Khố
Khối lợng
ợng thể
thể tích đơn
đơn vị

2.5. ứng dụng:
dụng:

Kn đợc xác định để đánh giá mức độ nứt nẻ của đá(bảng 2.2)

3.1. Khá
Khái niệ
niệm: là khối lợng 1 đơn vị thể tích đất đá.

=

m
V

(g/cm3, t/m3)

(9)

khố
ợng
đơn
thể
tích::
3.2. Các dạng kh
ối lợ
ng đơ
n vị th
ể tích

- Khối lợng đơn vị thể tích ớt:
- Khối lợng đơn vị thể tích khô:
- Khối lợng đơn vị thể tích hạt:

mh + mn
Vh + Vr

m
k = h
V
mh
h =
Vh
=

(10)
(11)
(12)

- Khối lợng đơn vị thể tích chìm dới nớc (đẩy nổi):

dn = (h n )(1 n)

ịnh::
3.3. Xác định

(13)

dụng:: Để tính toán một số chỉ tiêu cơ, lý quan trọng liên quan
3.4. ứng dụng

Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá

hoá lý của đất đá

Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá

4-Trọ
Trọng lợng
ợng đơn
đơn vị của đất đá

5- Tỷ trọ
trọng:
ng:

Khá
niệ
4.1. Kh
ái ni
ệm: là tích số giữa khối lợng đơn vị thể tích của đất đá với gia tốc

Là tỉ số giữa khối lợng hạt đất đá với khối lợng của nớc có cùng thể tích.

trọng trờng.
= .g (G/cm3, KN/m3)

(14)

Trong đó: g - Gia tốc trọng trờng: g = 9,8 m/s2 10 m/s2
4.2. Các dạng trọ
trọng lợng
ợng đơn
đơn vị

- Trọng lợng đơn vị ớt:

= .g

(15)

- Trọng lợng đơn vị khô:

k = k.g

(16)

- Trọng lợng đơn vị hạt:

h = h.g

(17)

- Trọng lợng đơn vị đẩy nổi:

dn = dn.g

(18)

=
- Nớc: n = 0,981

g/cm3

mh h
=
m n3 n

(19)

1 g/cm = h

- Đất đá: = 2,3 ữ 3,1 (phần lớn 2,60 ữ 2,75)

dụng::
4.3. ứng dụng

Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá

Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,

Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá

1- Khá
Khái niệ
niệm: Là những tính chất sinh ra khi đất đá tiếp xúc với nớc.

V
K =, m/ngđ, cm/s
I
Trong đó: V- vận tốc thấm; I- Độ dốc thuỷ lực dòng thấm.

2- Tính ẩm ớt

ởng
3.3. Các yếu tố ảnh hở
ng: Kích thớc hạt, độ chặt, mức độ nứt nẻ,...

II. Một số tính chất nớc (thuỷ tính) của đất đá

Chỉỉ ti
tiê
tr
3.2. Ch
êu đặc tr
ng : Hệ số thấm,

Khá
niệ
2.1. Kh
ái ni
ệm: là tính chất sinh ra khi đất đá chứa giữ một lợng nớc nhất

(21)

Bảng 2.3. Hệ số thấm của đất đá trầm tích

định.
Chỉỉ ti
tiê
tr
2.2. Ch
êu đặc tr
ng:

- Độ ẩm:
Phơ
ơng
phá
2.3. Ph
ơ
ng ph
áp xác định

W=

mn

(%)
mh

(20)

2.4. ứng dụng: W đợc xác định để đánh giá trạng thái ẩm của đất và để

tính toán một số chỉ tiêu cơ, lý khác liên quan.
3- Tính thấm nớc
ớc

Khá
niệ
3.1. Kh
ái ni
ệm: là tính chất sinh ra khi đất đá để nớc vận động qua các lỗ

rỗng và khe r nh trong chúng.

6


Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá
Phơ

ơng
phá
ịnh:: xác định ngoài hiện trờng hoặc trong phòng
3.3. Ph
ơ
ng ph
áp xác định

thí nghiệm.
3.4. ứng dụng: Để đánh giá khả năng thấm của đất đá, tính vận tốc, lu

lợng, trữ lợng dòng thấm.

Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá
4.4. ứng dụng:
Để đánh giá trạng thái ẩm (bảng 2.4) và tính toán các chỉ tiêu khác liên
quan.
Bảng 2.4- Đánh giá trạng thái ẩm của đất theo G

4- Tính b o hoà
hoà

4.1. Khá
Khái niệ

niệm: là tính chất khi một phần lỗ rỗng, khe r nh của đất đá chứa

đầy nớc.
Chỉỉ ti
tiê
tr
4.2. Ch
êu đặc tr
ng: độ b o hoà, G:

G=

Vn
(%)
Vr

(22)

Trong đó: Vn- Thể tích nớc chứa trong các lỗ rỗng, khe r nh của
đất đá.
Phơ
ơng
phá
4.3. Ph
ơ
ng ph
áp xác định: Dựa vào việc xác định các đại lợng khác

G=

h
en

(23)

Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá

Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá

5- Tính mao dẫn

Chỉỉ ti
tiê
tr
ng::
5.2. Ch
êu đặc tr
ng

Khá
niệ
5.1. Kh
ái ni
ệm: là tính chất sinh ra khi các khe lỗ mao dẫn của đất đá tiếp

Chiều cao mao dẫn,

Hm =

2 cos
r ng

(24)

Trong đó:
T - Sức căng bề mặt giữa nớc và không khí( lực mao dẫn)
- Góc thẩm ớt
r- Bán kính khe mao dẫn
n- Dung trọng nớc
g- Gia tốc trọng trờng

xúc với nớc.

5.3-- Xác định
ịnh::
5.3
dụng::
5.4. ứng dụng

Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá

Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá
Bảng 2.6- Chỉ số dẻo của đất loại sét

III. Một số tính chất hóa lý của đất đá
1- Tính dẻo

Khá
niệ
1.1. Kh
ái ni
ệm: là tính chất của đất loại sét thay đổi hình dạng dới tác dụng

của ngoại lực mà không lm mất đi tính nguyên khối, liên tục và vẫn giữ
nguyên hình dạng đó sau khi chấm dứt ngoại lực tác dụng lên chúng.
ởng

ng::
1.3. Các yếu tố ảnh hở
ng

Chỉỉ ti
tiê
tr
ng::
1.2. Ch
êu đặc tr
ng

Chỉ số dẻo, Id:

Id = Wc- Wd

(25)

Trong đó: Wd - Độ ẩm giới hạn dẻo (độ ẩm làm cho đất chuyển
từ trạng thái rắn qua trạng thái dẻo);
Wc- Độ ẩm giới hạn chảy (độ ẩm làm cho đất chuyển
từ trạng thái dẻo qua trạng thái chảy).

- Hàm lợng hạt sét,
- Thành phần khoáng vật sét,
- Kích thớc hạt,...
ịnh:: Dựa vào việc xác định
1.4. Xác định

- Độ ẩm giới hạn dẻo quy ớc, Wd

- Độ ẩm giới hạn chảy quy ớc, Wc

7


Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá

dụng::
1.5. ứng dụng

2- Tính trơ
trơng
ơng nở và co ngót của đất đá

- Chỉ số dẻo, Id xác định để phân loại đất loại sét;
- Chỉ số sệt, Is xác định để phân loại trạng thái đất loại sét:
Chỉ số sệt:

Is =

W Wd
Wc Wd

Chơ

ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá

(26)

Trong ó: W- Độ ẩm tự nhiên của đất.

Khá
niệ
2.1. Kh
ái ni
ệm: là tính chất đất đá tăng thể tích khi hấp phụ nớc và giảm

thể tích khi bị mất nớc.
2.2. Chỉ
Chỉ tiê
tiêu đặc tr
trng

- Trị số trơng nở:
Trong đó:

Rt =

Vt V0
=

V0

h t h0
, (%)
h0

(22)

V0,Vt - Thể tích đất đá trớc và sau khi trơng nở;
h0,ht - Chiều cao đất đá trớc và sau khi trơng nở.

- áp lực trơng nở, Pt: áp lực đất trơng nở tác động vào môi trờng xung
quanh.
ởng
ng::
2.3. Các yếu tố ảnh hở
ng

- Thành phần khoáng vật;
- Hàm lợng hạt sét;
- Kích thớc hạt;
- Độ ẩm...

Chơ
ng Ii Một số tính chất vật lý,
Chơng
lý, nớc
ớc,
hoá
hoá lý của đất đá

Chơ
ng IiI tính chất cơ học của đất đá
Chơng

2.4. Xác định

I. Khái niệm

dụng::
2.5. ứng dụng

1. Định nghĩ
nghĩa: Là tính chất sinh ra trong đất đá khi có ngoại lực tác dụng lên

Xác định để đánh giá khả năng trơng nở của đất đá.
Bảng 11- Phân loại đất trơng nở

chúng.
trng của đất đá:
đá:
2. Các tính chất cơ học đặc tr

2.1. Tính biến dạng:

Pkt < P < Pth

(hình 3.1b)

Trong đó: Pkt - Lực liên kết cấu trúc giữa các thành phần tạo nên

khoáng vật;
Pth - Ngoại lực làm cho đất đá chuyển từ trạng thái biến
dạng qua trạng thái phá hoại.
bền::
2.2. Tính bền

P Pth

Chơ
ng IiI tính chất cơ học của đất đá
Chơng

(hình 3.1c)

Chơ
ng IiI tính chất cơ học của đất đá
Chơng
4- Trạ
Trạng thá
thái ứng suất của đất đá:
đá:

Trong điều kiện tự nhiên, cũng nh dới tác động của tải trọng công
trình đất đá ở trạng thái ứng suất 3 hớng.

Hình 3.1- Sơ đồ các trạng thái đất đá dới tác dụng ngoại lực
3. Nguyê
Nguyên nhâ
nhân phá
phát sinh tính chất cơ học của đất đá

liê
trú
giữ
phầ
khoá
đá;;
3.1. Mối li
ên kết cấu tr
úc gi
ữa các ph
ần tử kho
áng vật tạo ra đất đá
liê
giữ
cá
hạ
3.2. Lực li
ên kết gi
ữa c
ác h
ạt ;
sá
cá
hạ
chuyể
3.3. Lực ma s
át khi c
ác h
ạt dịch chuy

ển.

Hình 3.2- Sơ đồ ứng suất trong đất đá
Trạng thái ứng suất ba hớng; b- Đẳng ứng suất

8


Chơ
ng IiI tính chất cơ học của đất đá
Chơng

Chơ
ng IiI tính chất cơ học của đất đá
Chơng
3-Tính biến dạng của các nhóm đất đá

II. Tính biến dạng của đất đá

3.1. Đất hạt rời : yếu tố ảnh hởng chủ đạo là đặc tính tải trọng

1-Khá
Khái niệ
niệm:

- Độ ẩm;

- Tải trọng tĩnh: tính biến dạng hầu nh không phụ thuộc vào độ ẩm;
dới tác dụng của tải trọng công trình đại lợng nén lún nhỏ, thời gian nén
lún nhanh.

- Tải trọng động: Tính biến dạng phụ thuộc nhiều vào các yếu tố nêu
trên, có thể đạt mức độ lớn.
3.2. Đất mềm dính: Tính biến dạng phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau, có
thể đạt mức độ lớn.

- Trạng thái;

ch
hoá
3.3. Đá cứng ch
a bị phong ho
á:

Là tính chất đất đá thay đổi hình dạng, kích thớc dới tác dụng của ngoại
lực P, khi: P< Pth.
2- Các yếu tố ảnh hởng
ởng:
ng:

- Kích thớc hạt;

- Biến dạng có tính chất đàn hồi;
- Biến dạng tổng quát: biến dạng đàn hồi + biến dạng d; đại lợng biến
dạng d nhỏ.
- Dới tác dụng của tải trọng công trình đá hầu nh không bị biến dạng.
3.4. Đá phong hoá
hoá: Tính biến dạng phụ thuộc vào mức độ phong hoá; vật
chất lấp nhét các khe r nh và thành phần khoáng vật của đá.

- Thành phần khoáng vật;

- Mức độ b o hoà nớc;
- Đặc tính ngoại lực,...

Chơ
ng IiI tính chất cơ học của đất đá
Chơng

Chơ
ng IiI tính chất cơ học của đất đá
Chơng

4- Các chỉ
chỉ tiê
tiêu đặc tr
trng:
ng:

Hệ
4.1. H
ệ số nén lún, a:

a 1- 2

Bảng 3.1- Phân loại đất theo hệ số nén a

e1 e2 2
cm /KG
=
P2 P1

(3.1)

4.2. Mođ
Mođun biến dạng:
ng:

E

1-2

= (1

Trong đó: - à: Hệ số Poisson,
Hình 3.3- Đờng cong nén của đất dới tác dụng của tải trọng ngoài
1-Đờng cong nén; 2- Đờng cong dỡ tải

Chơ
ng IiI tính chất cơ học của đất đá
Chơng
Bảng 3.2- Hệ số Poisson của các loại đất đá

-

2à2 1 + e0
, KG /cm2
)
1 à
a 1- 2

à = ;x

z

(3.2)

e0- Hệ số rỗng tự nhiên

d
: Biến dạng tơng đối theo phơng ngang;
do
h
z = : Biến dạng tơng đối theo phơng thẳng đứng.
ho

x =

Chơ
ng IiI tính chất cơ học của đất đá
Chơng
III. Tính bền
1.Kh
1.Khá
Khái niệ
niệm:

Là tính chất của đất đá chống lại sự phá hoại dới tác dụng của ngoại lực P,
khi P Pth .

Modun biến dạng của các nhóm đất đá :
- Đá cứng : E > 100.000 KG/cm2
- Đá nửa cứng: E < 100.000 KG/cm2

- Đất hạt rời : E = 50 ữ 1.000 KG/ cm2
- Đất mềm dính : E = 20 ữ 100KG/cm2
5- Phơ
Phơng
ơng phá
pháp xác định.
ịnh.

9


Chơ
ng IiI tính chất cơ học của đất đá
Chơng

Chơ
ng IiI tính chất cơ học của đất đá
Chơng
2- Tính bền của các nhóm đất đá

2.1. Đá cứng:
ng: Lực chống cắt từ 5 -10 đến 20 - 30 KG/cm2 hoặc lớn hơn.
2.2. Đất rời rạc:

- Lực chống cắt của đất hạt rời đợc xác định bởi (3.3):
= .tg

- Các yếu tố ảnh hởng: kích thớc, độ mài mòn, thành phần hạt, độ
ẩm, độ chặt...

P- Trọng lực của M
- Lực pháp tuyến
s- Lực trợt (cắt)
- Lực chống trợt (cắt)
ở trạng thái cân bằng :
= s = . tg

(3.3)


= f : Hệ số ma sát trong ; - góc ma sát trong ;


tg =

Chơ
ng IiI tính chất cơ học của đất đá
Chơng

Hình 26- Đồ thị quan hệ giữa lực chống cắt và lực pháp tuyến
1- Đất mềm dính ; 2- Đất hạt rời

Chơ
ng IiI tính chất cơ học của đất đá
Chơng

Bảng 3.3- Tính chống cắt của cát có kích thớc
thành phần khoáng vật và hình dạng hạt khác nhau

dính:: Sức chống cắt đợc xác định theo công thức

2.3. Đất mềm dính

= tg + c

(3.4)

- Các yếu tố ảnh hởng: ngoài các yếu tố nêu trên còn có thành phần cation
trao đổi (Ca++, Na+), độ muối của đất và nớc.
3-Các chỉ
chỉ tiê
tiêu đặc tr
trng:
ng: , c,
4- Phơ
Phơng
ơng phá
pháp xác định

Chơ
ng IV phâ
Chơng
phân loạ
loại đất đá xây dựng

Chơ
ng IV phâ
Chơng
phân loạ
loại đất đá xây dựng

I. Khái niệm

II. Phân loại tổng quát đất đá xây dựng

1- Mục đích phâ
phân loạ
loại : phục vụ cho xây dựng.

1- Nhóm đá cứng:
ng: Đá macma, đá biến chất, đá trầm tích gắn kết chắc

2- Nguyê
Nguyên tắc phâ
phân loạ
loại: Dựa vào tính năng xây dựng các loại đất đá.
3- Tiê
Tiêu chí phâ
phân loạ
loại:

- Tính chất cơ, lý, nớc
- Thành phần kích thớc hạt;
- Trạng thái và hàm lợng vật chất hữu cơ của đất đá.
4- Tổng quan phâ
phân loạ
loại đất đá xây dựng:
ng:

4.1-- Ph
Phâ

loạ
quá
4.1
ân lo
ại tổng qu
át:

- Đối tợng phân loại bao gồm đất và đá;
- Tiêu chí phân loại: Tính chất vật lý, nớc, cơ học của đất đá.
4.2-- Ph
Phâ
loạ
tiết::
4.2
ân lo
ại chi tiết

cha bị phong hoá.
2- Nhóm đá nửa cứng:
ng: Gồm các đá trên đ bị phong hoá và đá trầm

tích gắn kết yếu( Thạch cao, anhidrit, đá phấn,
đá vôi vỏ sò...).
3- Đất hạt rời:
rời: Cuội, sỏi, dăm, sạn, cát.
4- Đất mềm dính:
dính: Bột, cát pha, sét pha, sét.
5- Đất đặc biệ
biệt: Đất có thành phần, tính chất, trạng thái đặc biệt (bùn,

bùn hữu cơ, than bùn, đất chảy, đất muối hoá, thổ
nhỡng).

- Đối tợng phân loại: Chỉ phân loại riêng đất hoặc đá trong
từng bảng phân loại.
- Phân loại đất và đá theo các tiêu chí khác nhau.

10


Bảng 3.4- Phân loại tổng quát đất đá xây dựng

Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất
I. Nguồn gốc của nớc dới đất
1- Nguồ
Nguồn gốc khí quyể
quyển (thấm)
thấm)
2- Nguồ
Nguồn gốc biể
biển (trầ
trầm tích)
tích)
3- Nguồ
Nguồn gốc macma (nguyê

nguyên sinh)
sinh)
4- Nguồ
Nguồn gốc biến chất (thứ
thứ sinh)
sinh)

II. Một số đặc tính hoá học nớc dới đất
1- Độ khoá
khoáng hoá
hoá nớc
ớc dới
ới đất

nghĩĩa:
1.1. Định ngh

Là tổng lợng khoáng chất có trong nớc dới đất.
ịnh::
1.2. Xác định
Phâ
loạ
ớc
ớii đất theo độ kho
khoá
hoá
1.3. Ph
ân lo
ại nớ
c dớ

áng ho
á (bảng 5.1)

Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất

Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất
2- Độ pH

Bảng 5.1- Phân loại nớc dới đất theo độ khoáng hoá

nghĩĩa: Biểu diễn nồng độ ion hydro có trong trong nớc.
2.1. Định ngh

H20 = OH- + H+
pH = -lgH+
ịnh::
2.2. Xác định
Phâ
loạ
ớc

ớii đất theo độ pH (bảng 5.2)
2.3. Ph
ân lo
ại nớ
c dớ

Bảng 5.2- Phân loại nớc dới đất theo độ pH

1.4-- ứng dụng
dụng:: Xác định để đánh giá chất lợng nớc dới đất.
1.4

- Nớc dùng cho các mục đích xây dựng có M 1g/l
(Vùng hiếm nớc 3g/l ).
- Nớc càng có M cao càng làm giảm độ bền của đất đá và VLXD.

Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất

Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất
Phâ

loạ
ớc
ớii đất theo độ cứng
3.3. Ph
ân lo
ại nớ
c dớ

dụng::
2.4. ứng dụng

Bảng 5.3- Phân loại nớc dới đất theo độ cứng

Xác định để đánh giá chất lợng nớc dới đất.
- Nớc dùng cho các mục đích xây dựng có pH= 6,5-8,5.
- Nớc siêu axit, siêu bazơ có tính ăn mòn kim loại, phá hoại bê
rât nhiều.

tông

3- Độ cứng

nghĩĩa:
3.1. Định ngh

Gây nên do sự có mặt các ion canxi và magie có trong nớc.
ng::
3.2. Các dạng độ cứng

- Độ cứng toàn phần;

- Độ cứng tạm thời;
- Độ cứng vĩnh cửu.

- Độ cứng nớc dùng cho các mục đích khác nhau < 7 mg-dl/ l
4- Tính xâm thự
thực của nớc
ớc dới
ới đất

nghĩĩa: Là tính chất phá hoại bê tông, kim loại của nớc dới đất
4.1. Định ngh

do một số đặc tính hoá học của chúng.

11


Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất
thự
4.2. Tính xâm th
ực bê tông

Bảng 5.4- Đặc tính hoá học nớc dới đất có tính phá hoại bê tông

Chơ

ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất
III. Phân loại nớc dới đất theo điều kiện tàng trữ
1- Khá
Khái niệ
niệm về điều kiệ
kiện tàng trữ
trữ nớc
ớc dới
ới đất

Gồm: Điều kiện môi trờng chứa nớc và điều kiện phân bố nớc dới
đất trong đất đá.
kiệ
tr
chứ
ớc
1.1. Điều ki
ện môi tr
ờng ch
ứa nớ
c:

- Môi trờng Đất đá rỗng, chủ yếu là đất.
thự
loạ
4.3. Tính xâm th

ực kim lo
ại

Bảng 5.5- Đặc tính hoá học nớc dới đất có tính xâm thực kim loại

- Môi trờng Đá nứt nẻ.
- Môi trờng Đá castơ hoá.
kiệ
phâ
ớc
ớii đất
ất::
1.2. Điều ki
ện ph
ân bố nớ
c dớ

Là các điều kiện về vị trí và quan hệ tiếp xúc giữa nớc dới đất với môi
trờng xung quanh.
2- Phâ
Phân loạ
loại nớc
ớc dới
ới đất theo điều kiệ
kiện tàng trữ
trữ

Phâ
loạ
tr

chứ
ớc
2.1. Ph
ân lo
ại theo môi tr
ờng ch
ứa nớ
c (bảng 5.6)

Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất
- Nớc lỗ rỗng: là nớc chứa trong môi trờng rỗng (hình 5.1).

Hình 5.1- Sơ đồ tàng trữ nớc ngầm trong môi trờng lỗ rỗng
1-Mực nớc; 2- Cát pha, sét pha xen kẽ; 3- Cát; 4- Sỏi cuội, cát thô;
5- Trầm tích gắn kết không chứa nớc 6- Mácma nứt nẻ, phong hoá;
7- Sét kết; 8- Sét.

Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất
- Nớc castơ: Nớc chứa trong môi trờng đá castơ hoá (hình 5.3)

Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất
- Nớc khe nứt: nớc chứa trong môi trờng đá nứt nẻ (hình 5.2).

Hình 5.2- Sơ đồ tàng trữ nớc trong đá nứt nẻ.
1- Giếng khoan; 2- Đá nứt nẻ chứa nớc; 3- Đá nứt nẻ không chứa nớc

Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất
Phâ
loạ
kiệ
phâ
2.2. Ph
ân lo
ại theo điều ki
ện ph
ân bố (hình 5.4)

- Nớc trong đới thông khí:
+ Nớc thổ nhỡng (a);
+ Nớc lầy (b);

+ Nớc trên thấu kính cách nớc (c);
- Nớc trong đới b o hoà:
+ Nớc ngầm có mặt thoáng (d);
+ Nớc giữa vỉa không áp (e);
+ Nớc giữa vỉa có áp (f)

Hình 5.3 - Sơ đồ tàng trữ nớc trong đá castơ hoá
1. Mực nớc castơ; 2. Đới castơ bão hoà nớc

12


Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất

Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất
IV. Đặc tính các loại nớc dới đất

1- Nớc trong đới thông khí
1.1. Khái niệm: gồm các loại nớc trong đới thông khí: Nớc thổ nhng,
nc trên thu kính cách nớc, nớc lầy.

1.2. Đặc tính:
- Trữ lợng nhỏ;

- Chất lợng kém, rất dễ bị nhiểm bẩn;
Hình 5.4- Sơ đồ điều kiện phân bố nớc dới đất
1- Cát; 2- Cát chứa nớc; 3- Sét pha; 4- Sét; 5- Mực nớc trên thấu kính cách
nớc; 6- Mực nớc ngầm có mặt thoáng; 7- Mực nớc giữa vỉa không áp; 8Mực nớc có áp; 9- Mạch nớc; 10- Hớng nớc chảy; 11- Giếng khoan; 12Cột nớc áp lực .

Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất

- Động thái (sự giao động mực nớc, vận tốc, lu lợng, thành phần hóa học
của nớc dới đất theo thời gian phụ thuộc trực tiếp vào các yếu tố thuỷ văn,
khí tợng, nhân tạo, thay đổi rất m nh liệt theo mùa.
- Môi trờng tồn tại: đất rỗng xốp.

Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất

2. Nớc ngầm có mặt thoáng tự do
2.1. Khái niệm: là nớc chứa trong tầng chứa nớc thờng xuyên thứ nhất tính
từ mặt đất trên đáy cách nớc. (hình 5.4)

2.2. Đặc tính:
- áp lực thuỷ tĩnh tại biên trên tầng chứa nớc, P: P = 0 (nớc không áp).

- Trữ lợng, chất lợng rất khác nhau, phụ thuộc vào nguồn cấp nớc, đất đá
chứa nớc, dễ bị nhiễm bẩn.
- Động thái phụ thuộc trực tiếp vào các yếu tố thuỷ văn, khí tợng, nhân tạo,
thay đổi m nh liệt theo mùa.
- Môi trờng tồn tại: trong cả 3 môi trờng đất đá chứa nớc dới các dạng:

+ Dòng nớc ngầm: V > 0 ; Trữ lợng gồm trữ lợng tĩnh và trữ lợng
động.
+ Bồn nớc ngầm: V = 0; Chỉ có trữ lợng tĩnh.

Hình 5.5- Sơ đồ các dạng thế nằm nớc ngầm có mặt thoáng tự do
2.3. Bản đồ thuỷ đẳng cao: Bản đồ thể hiện mặt nớc ngầm bằng các đờng
thuỷ đẳng cao.
- Đờng thuỷ đẳng cao: Đờng nối các diểm có cùng độ cao tuyệt đối của
mực nớc ngầm không áp.

+ Dòng - bồn nớc ngầm

Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất

Hình 5.6- Bản đồ thuỷ đẳng cao
Đờng thuỷ đẳng cao;

đờng đồng mức địa hình;

hớng dòng thấm.

3. Nớc giữa vỉa có áp (nớc áp)
3.1. Khái niệm: Nớc chứa trong tầng chứa nớc giữa các vỉa cách nớc có cột nớc
áp lực trên tầng chứa nớc.
3.2. Đặc tính:
- áp lực thuỷ tĩnh tại biên trên tầng chứa nớc, p: p > 0.
- Trữ lợng có thể rất lớn phụ thuộc vào dạng tầng chứa nớc.
- Chất lợng phụ thuộc vào nguồn gốc, quan hệ với môi trờng xung quanh; khó bị
nhiễm bẩn
- Môi trờng tồn tại: Có thể tồn tại trong cả 3 môi trờng chứa nớc dới dạng bồn
nớc áp (H.5.7) và dốc nớc áp (H.5.8).

Hình.5.7- Sơ đồ bồn nớc giữa vỉa có áp
a) Miền cung cấp và tạo áp b) miền phân bố áp lực; c) miền thoát nớc;
1- Mực nớc không áp; 2- Mực nớc áp; 3- Tầng chứa nớc; 4- Đất đá cách nớc; 5Hố khoan.

13


Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất

Chơ
ng V Nguồ
Chơng
Nguồn gốc và đặc tính nớc
ớc dới
ới đất
4. Nớc giữa vỉa không áp
4.1. Khái niệm: Nớc chứa trong tầng chứa nớc giữa các vỉa cách nớc
không có cột nớc áp lực trên tầng chứa nớc.
4.2. Đặc tính:
- áp lực thuỷ tĩnh tại biên trên tầng chứa nớc, p: p=0.
- Môi trờng tồn tại: thờng trong đất rỗng xốp (hình 5.9)

Sông

Hình5.8- Sơ đồ dốc nớc áp
1- Tầng chứa nớc; 2- Đất đá cách nớc; 3,4- Mực nớc áp.
3.3. Bản đồ thuỷ đẳng áp:
Biểu diễn mực nớc áp bằng các đờng thuỷ đẳng áp.

Chơ
ng VI Cơ sở động lực nớc
Chơng
ớc dới
ới đất
I. Một số khái niệm cơ bản
1- Tầng chứ
chứa nớc
ớc

1

2

3

4

Hình 5.9- Sơ đồ tàng trữ nớc giữa vỉa không áp
1- cát; 2- cát chứa nớc; 3- sét; 4- mực nớc giữa vỉa không áp

Chơ
ng VI Cơ sở động lực nớc
Chơng
ớc dới
ới đất
+ Tầng chứa không đồng nhất, K const (hình 6.2)

Khá
niệ
1.1. Kh
ái ni
ệm: là tầng đất đá thấm nớc, b o hoà nớc trọng lực.
Phâ
loạ
1.2. Ph
ân lo
ại:

- Theo mức độ đồng nhất về hệ số thấm:

+ Tầng chứa đồng nhất, K = const (hình 6.1)

Hình 6.1- Sơ đồ tầng chứa nớc đồng nhất

Chơ
ng VI Cơ sở động lực nớc
Chơng
ớc dới
ới đất

Hình 6.2 - Sơ đồ tầng chứa nớc không đồng nhất gồm hai lớp
- Theo đặc tính thuỷ lực:
+ Tầng chứa nớc không áp.
+ Tầng chứa nớc có áp.

Chơ
ng VI Cơ sở động lực nớc
Chơng
ớc dới
ới đất

2- Dòng thấm nớc
ớc dới
ới đất

Khá
niệ
2.1. Kh
ái ni
ệm dòng thấm: Dòng nớc dới đất vận động qua các lỗ rỗng và

khe r nh của đât đá.
2.2. Các dạng dòng thấm: Đợc phân theo các yếu tố khác nhau.

- Theo sự ổn định của dòng thấm theo thời gian:
+ Dòng thấm ổn định: H (V, Q) = f (x, y, z)
+ Dòng thấm không ổn định: H (V, Q) = f (x,y,z,t)
- Theo đặc tính đờng dòng:
+ Dòng thấm phẳng (H.6.3a)
+ Dòng thấm toả tia (H.6.3b)
+ Dòng thấm hội tụ (H.6.3c)

Hình 6.3 - Sơ đồ các yếu tố và các dạng dòng thấm nớc dới đất
1- Đờng đẳng áp; 2- Đờng dòng .
a- Dòng thấm phẳng; b- Dòng thấm toả tia; c- Dòng thấm hội tụ
- Theo vận tốc dòng thấm:
+ Thấm tầng: Vận tốc thấm,V nhỏ: V < Vth
+ Thấm rối: Vận tốc thấm lớn: V Vth

14


Chơ
ng VI Cơ sở động lực nớc
Chơng
ớc dới
ới đất

Chơ
ng VI Cơ sở động lực nớc

Chơng
ớc dới
ới đất
ớc
thuỷ
ng,, Hd : Cột nớc tính từ mặt phẳng chuẩn 0-0 đến
3.3. Cột nớ
c áp lực thu
ỷ động

3. Cột nớc
ớc áp lực

thuỹ
nh,, P: gây nên bởi cột nớc tại đáy cột nớc đó.
3.1. áp lực thu
ỹ tĩnh

P = hp.n = hp.
n.g

(1)

ớc
thuỷ
nh,, H: Cột nớc tính từ mặt phẳng chuẩn 0-0 đến
3.2. Cột nớ
c áp lực thu
ỷ tĩnh

P
+z
n g

Chơ
ng VI Cơ sở động lực nớc
Chơng
ớc dới
ới đất

- Do nh nên: sin
tg
hay

P
ng

+z+

V2
2g

4- Độ dốc thuỷ
thuỷ lực dòng thấm nớc
ớc dới
ới đất

Hình 6.4 - Sơ đồ cột nớc áp lực thuỷ tĩnh
1- Giếng khoan; 2- mực nớc thuỷ tĩnh; 3- mặt phẳng so sánh

- dc dòng thm trong on AB:

Hd = H + Hv =

Theo chiều dòng thấm cột nớc thuỷ động giảm dần: Hd1 > Hd2

mực nớc khi dòng thấm có V = 0 (hình 6.4 )

H = hp + z =

mực nớc khi dòng thấm có V > 0

AC AC
=
= sin (3)
AB AB
AC y
I=
=
BC x
I=

Hình 6.4- Mặt cắt dòng thấm

Hình 6.5- Đồ thị đờng cong mực nớc

nớc dới đất

Chơ
ng VI Cơ sở động lực nớc

Chơng
ớc dới
ới đất
5- Điều kiệ
kiện biê
biên dòng thm
th m nớc
ớc dới
ới đất

Biê
thẳ
5.1. Bi
ên theo chiều th
ẳng đứng (hình 6.7)

- Dòng thm nớc ngầm không áp
- Dòng thm nớc áp

- Trên ton b ng cong mc nc độ dốc dòng thấm:

y dy
I = lim =
x dx

(4)

x
0

- Theo chiu dòng thm khi x tng giá tr y gim, nên:

I=

dH
dx

(5)

Trong ó: H - Mc nc so vi mt phng chun

Chơ
ng VI Cơ sở động lực nớc
Chơng
ớc dới
ới đất
Biê
phơ
ơng
5.2. Bi
ên theo ph
ơ
ng ngang

- Dòng thm không giới hạn
- Dòng thm giới hạn

Hình 6.7- Điều kiện biên theo phơng thẳng đứng
1- Tầng nớc không áp; 2- Đất đá nửa cách nớc; 3- Đất đá cách nớc;
4- Tầng chứa nớc áp; 5- Mực nớc ngầm không áp; 6- Mực nớc áp;

7- Hớng nớc thấm.

Chơ
ng VI Cơ sở động lực nớc
Chơng
ớc dới
ới đất
II. Định luật thấm tuyến tính cơ bản Dacxi
1- Thí nghiệ
nghiệm thấm Dacxi (hình 6.10)

H1
H2

H
I
II

Hình 6.8- Dòng thấm không giới hạn
Hình 6.9- Dòng thấm giới hạn
vào giếng khoan
bởi biên cấp nớc (sông) và biên
Ht- Mực nớc tĩnh; Hđ- Mực nớc động
cách nớc (đá không thấm)

1

L
2

3

Hình 6.10- Sơ đồ thí nghiệm thấm Dacxi

15


Chơ
ng VI Cơ sở động lực nớc
Chơng
ớc dới
ới đất

Chơ
ng VI Cơ sở động lực nớc
Chơng
ớc dới
ới đất

2. Định luậ
luật thấm Dacxy:
Dacxy:

Q =K

- Công thức Dacxy:
Trong đó :

H1 H2
F = K.I.F

L

(6)

+ Q: lu lợng dòng thấm(m3/ngđ, l/s) ;
+ K: H s t l, ph thuc vo tính cht vt lý ca t á v
nc (m/ngđ, cm/s);
+ F= Fh+ Fr: Diện tích tiết diện ngang dòng thấm.
+Q/F=V

(7)

- Vận tốc thấm thực, U: Lu lợng dòng thấm qua 1 đơn vị diện tích các
khe lỗ đất đá.
U = Q / Fr = Q/ F.n = V/n
(9)
U = (3-4).V
(10)
Trong đó: Fr- Diện tích các khe lỗ trên tiết diện ngang của dòng thấm;
n- Độ rỗng của đất đá.

ở đây:

* V: Vận tốc dòng thấm (lu lợng dòng thấm qua 1
đơn vị tiết diện ngang dòng thấm)
- Định luật thấm tuyến tính Dacxy:

V= K.I

(8)

Chơ
ng VI Cơ sở động lực nớc
Chơng
ớc dới
ới đất

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản
I. dòng thấm phẳng, ổn định trong tầng chứa nớc đồng nhất

4. Thấm trong đất sét

1. Tầng chứ
chứa nớ
nớc
ớc ngầ
ngầm có đáy
đáy cá
cách nớ
nớc
ớc phẳ
phẳng nằ
nằm ngang.

Vận tốc thấm V trong đất sét đợc xác định:
V = (I - Ith)K = (I

5. Phạ
Phạm vi sử dụng

4
I0)K
3

L
ợng
1.1. L
u lợ
ng dòng thấm

(11)

I0 = 1ữ
ữ 30

Q = k.B.

Định luật thấm Dacxy đợc sử dụng cho dòng thấm tầng, ổn định.

h

h1 h 2
2L
2

x

2

k

ớc
1.2. Xác định mực nớ
c

h1

h h2
h x = h1 1
a
L
2

1

2

hx

h2

2

2

0

x
a

x1

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản

2. Tầ
Tầng chứ
chứa nớ
nớc
ớc ngầ
ngầm có đáy
đáy cá
cách nớ
nớc
ớc phẳ
phẳng nằ
nằm nghiê
nghiêng.

3. Tầ
Tầng chứ
chứa nớ
nớc
ớc áp.

L
ợng
đơn
2.1. L
u lợ
ng đơ
n vị dòng thấm

khô
đổii (m = const)
3.1. Độ dày kh
ông đổ

H

1

h + h 2 H1 H 2
q=k 1
2
L

x

3.1.1. Lu lợng đơn vị dòng thấm

2

q = k.m
Mực nớc ngầm

ớc
2.2. Xác định mực nớ
c

H H2
(h1 + h 2 ) 1
=
L
H1 H x
= (h1 + H x Z x )
0
a

K

h1
H1

hx
Hx

H2

x

a

x2

L

Hình 7.2

H1 H 2
L

H

3.1.2. Xác định mực nớc

h2

Zx
x1

L

x2
Hình 7.1

(H H 2 )
H x = H1 1

x
L

1

2

m

H1

0

x1

x2

L

K

H2

x

Hình 7.3

16

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản

3. Tầ
Tầng chứ
chứa nớ
nớc
ớc áp.

II. dòng thấm phẳng vận động ổn định trong tầng chứa nớc
không đồng nhất

đổii (m const)
3.2. Độ dày thay đổ

3.2.1. Lu lợng đơn vị dòng thấm
- Công thức Camenski
H

q=k
-

1. Tầng chứ
chứa nớc
ớc gồm hai lớp đất đá có độ thấm nớc
ớc khá
khác nhau

1

x

m 1 + m 2 H1 H 2
2
L

phâ
1.1. Dòng thấm song song với mặt ph
ân lớp
1.1.1. L
Lu lợng
ợng đơn
đơn vị dòng thấm:
thấm:
1

2

Công thức Bindeman

q=k

H1

m1

3.2.2. Xác định mực nớc

Hx
x

mx

K

H2

q = k1

m2

ln

H1

H2

k2
L
Hình 7.5

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản
phâ
2.1. Dòng thấm song song với mặt ph
ân lớp

1

s
2

2

n

q = k TB .I. h i

Sông

k1

h1

ớc
1.2.2. Xác định mực nớ
c:

h2

2. Tầng chứ
chứa nớc
ớc gồm nhiều lớp đất đá có độ thấm nớc
ớc khá
khác nhau

h1 h 2
L
L
2( 1 + 2 )
k1 k2
2

h1

x

vuô
phâ
1.2. Dòng thấm vu
ông góc với mặt ph
ân lớp

q=

k1

Hình 7.4

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản
L
ợng
đơn
thấm::
1.2.1. L
u lợ
ng đơ
n vị dòng thấm

2

ớc
1.1.2. Xác định mực nớ
c:

L

mx
0
m 2 m1
m1 (H1 H 2 )
H x = H1
x
m x m 1 ln m 2

L
m1

Sông

h1 h 2
H H2
+ k 2 .m. 1
2L
L
2

m 2 m 1 H1 H 2
m
L
ln 2
m1

2

hs

i=1

k2

1 k 1,h 1
2 k 2,h 2
3 k 3 ,h 3

h2

n k n,h n

hs =

k 1L 2 h1 + k 2L 1h 2
k 1L 2 + k 2 L 1
2

2

L

L

1

Với:

n

2

Hình 7.6

k TB

k h + k 2 h 2 + ..... + k nhn
= 1 1

=
h1 + h 2 + ..... + h n

k h
i

i

Hình 7.7

i =1
n

h

i

i=1

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản
vuô
phâ
2.2. Dòng thấm vu
ông góc với mặt ph
ân lớp

III. dòng thấm vận động ổn định đến kênh, mơng, đờng hầm
thoát nớc.

Có đặc tính rất khác nhau, phụ thuộc vào điều kiện địa chất thuỷ văn, kết
cấu và hình dạng của các công trình này.

n

q = k TB .I. h i

k 1,h 1

i =1

Kênh

k 2,h 2

Với:

k TB =

h1 + h 2 + h 3 + ..... + hn
=
h1 h 2 h 3
h
+
+
+ ..... + 1
k1 k 2 k 3

k1

i =1
n

Sông

k 3,h 3

n

h

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản

i

hi

i=1 k i

+79,0

k n,h n

+80.0

Sông
+81.0

Hình 7.8

Hình 7.8
Hình 7.9
+ Công trình hoàn chỉnh: đáy công trình có độ sâu đến đáy cách nớc của
tầng chứa nớc.
+ Công trình không hoàn chỉnh: đáy công trình không đào sâu đến đáy
cách nớc của tầng chứa nớc.

17


Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản
L
ợng
đơn

vị::
1.1.1. L
u lợ
ng đơ
n vị

1. Dòng thấm nớc
ớc dới
ới đất đến công trì
trình hoà
hoàn chỉ
chỉnh

phẳ
1.1. Dòng thấm ph
ẳng:

q=k
Trong đó:

H 2 h0
R

2

+ H: mực nớc tĩnh;
+ R: khoảng ảnh hởng - khoảng cách từ kênh đến biên cấp
nớc cho kênh;

k

H

H

h0

+ h0: mực nớc trong kênh.
ợng
ng::
1.1.2. Tổng lu lợ
ng

Với chiều dài kênh là L, ta có:

R

R

Q = k.L.

Hay:

Hình 7.10

H2 h0
R

2

Q = k.L.I(H + h0 )

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản
2. Dòng thấm nớc
ớc dới
ới đất đến kênh khô
không hoà
hoàn chỉ
chỉnh

tia::
1.2. Dòng thấm tia

Có thể xác định bằng phơng pháp phân dòng. Lúc đó, dòng thấm vào
mơng, kênh sẽ đợc chia thành các băng dòng khác nhau và lu lợng dòng
thấm đơn vị q sẽ là:

phẳ
2.1. Dòng thấm ph
ẳng:

n

q = qi

Trong đó:

H0

i=1

2

Với:

b 2 b 1 h1 h 2
lnb 2 lnb 1
2L

2

R

+ ki: hệ số thấm băng dòng thứ i;
+ b1, b2: chiều rộng băng dòng thứ i ở mặt cắt 1 và 2;
+ h1, h2: chiều dày tầng chứa nớc ở mặt cắt 1 và 2;
+ L: khoảng cách giữa 2 mặt cắt 1 và 2.

L
ợng

đơn
vị::
2.1.1. L
u lợ
ng đơ
n vị

Hình 7.11
+ t: cột nớc trong kênh
+ s: độ hạ thấp mực nớc ngầm tại kênh.

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản
tia::
2.2. Dòng thấm tia

2

H h0
q=k 0
R

2

Có thể xác định bằng phơng pháp phân dòng nh trong trờng hợp công
trình hoàn chỉnh và lu lợng dòng thấm đơn vị q sẽ là:
n

+ R: khoảng ảnh hởng - khoảng cách từ kênh đến biên cấp
nớc cho kênh;
ợng
ng::
2.1.2. Tổng lu lợ
ng

Với chiều dài kênh là L, ta có:
Hay:

R

+ H0: Khoảng cách từ mực nớc tĩnh đến độ sâu kênh chịu ảnh hởng

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản

Trong đó:

4
H 0 = (s+t)
3

h0

- qi: lu lợng băng dòng thứ i. Nếu tầng chứa có đáy cách nớc phẳng thì

qi có thể đợc xác định theo công thức sau:

qi = k i

s
t

k

q = qi
i=1

Trong đó:

- qi: lu lợng băng dòng thứ i, có thể xác định theo công thức:
2

2

H h0
Q = k.L. 0
R

2

Q = k.L.I(H0 + h0 )

Với:

qi = k i

b 2 b1 H0 h0
lnb 2 lnb 1
2L

2

+ ki: hệ số thấm băng dòng thứ i;
+ b1, b2: chiều rộng băng dòng thứ i ở mặt cắt 1 và 2;
+ h1, h2: chiều dày tầng chứa nớc ở mặt cắt 1 và 2;
+ L: khoảng cách giữa 2 mặt cắt 1 và 2.

18


Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản
3. Dòng thấm chả
chảy vào hố móng

3.1. Hố móng có a >> b
khá
3.2. Hố móng các hình dạng kh
ác (hình 64):

Hố móng đợc coi nh một "giếng lớn" có bán kính r =
(F- diện tích vòng tròn ngoại tiếp đáy hố móng).

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản
IV. Giếng khoan và dòng thấm vào giếng khoan

F


1. Cấu tạo giếng khoan
1. ống chống: để bảo vệ
không cho đất đá sập lấp
giếng khoan.

1

2. ống lọc: để nớc thấm
vào giếng khoan.

5

2

3. ống lắng: đất đá theo
nớc dới đất thấm vào
trong giếng khoan sẽ lắng
ở bộ phận này.

4. Mực nớc tĩnh

4

3

Hình 7.13- Sơ đồ cấu tạo giếng khoan

5. Đờng dòng thấm
Hình 7.12- Sơ đồ dòng thấm hội tụ vào hố móng

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản

2. Các dạ
dạng giếng khoan:

khô
hoà
chỉỉnh
2.2. Giếng khoan kh

ông ho
àn ch

Phụ thuộc vào quan hệ giữa ống lọc với phần chứa nớc của tầng chứa
nớc khi nó hoạt động chia thành 2 dạng:

Giếng khoan có phần ống lọc chỉ chiếm một phần của phần chứa nớc
tầng chứa nớc khi nó hoạt động. Nớc thấm vào trong giếng khoan qua diện
tích xung quanh của ống lọc và có thể qua cả đáy.

hoà
chỉỉnh
2.1. Giếng khoan ho
àn ch

Giếng khoan hoàn chỉnh là giếng khoan có phần ống lọc chiếm toàn bộ
phần chứa nớc của tầng chứa tại giếng khoan khi nó hoạt động.

R

R
Hình 7.14- Giếng khoan
nớc ngầm hoàn chỉnh

Hình 7.16- Giếng khoan
nớc ngầm không hoàn chỉnh

Hình 7.15- Giếng khoan
nớc áp hoàn chỉnh

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản

Hình 7.17- Giếng khoan
nớc áp không hoàn chỉnh

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản
Bán kính ảnh hởng phụ thuộc điều kiện biên của tầng chứa nớc, số
lợng giếng khoan và đợc xác định bằng các công thức khác nhau.
-

Vận động ổn định:
+ Theo I.P Cuxakin:

(m)

(không áp)

R = 2.S H.k (m) (có áp)
R = 10S
k
H: độ dày tầng chứa
nớc (m);

+ Theo Dikhart:
Với:

R

R

Hình 7.18- Giếng khoan nớc áp không hoàn chỉnh
3. Sự hình thà
thành dòng thấm vào giếng khoan

Bơm hút nớc mực nớc hạ xuống dòng thấm. Mặt nớc tạo thành một
hình phễu. Bán kính của đáy phễu (R) sẽ là bán kính vùng cấp nớc cho giếng
khoan và đợc gọi là bán kính ảnh hởng.
Khi mực nớc dới đất nằm ngang, dòng thấm gần giếng là dòng thấm hội tụ
và đối xứng qua trục giếng.

k: hệ số thấm (m/ngđ);
S: Mức hạ thấp mực nớc tại giếng khoan bơm hút (m)
Quan hệ giữa lu lợng giếng khoan nớc không áp với bán kính ảnh
hởng đợc phản ánh trong công thức Coden:

R=

12t Qk
à


à: hệ số nhả nớc của đất đá chứa nớc

t: thời gian bơm hút (h)
Q: lu lợng giếng khoan (m3/h)

19


Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản

Sử dụng công thức Diupi để tính toán (đề cập cụ thể ở chơng sau).
Tóm lại, các công thức chỉ mang tính gần đúng vì R phụ thuộc vào nhiều
thông số và đặc biệt là điều kiện biên và thời gian hút.

V. Dòng thấm không giới hạn vào giếng khoan nớc không áp
hoàn chỉnh
1. Xác định lu lợng
ợng dòng thấm

- Khi dòng thấm vận động không ổn định thì có thể xác định bán kính
ảnh hởng theo công thức sau:

Q = .k.

H hk
lnR lnr

Hay:

R = 1,5 at

Trong đó:

Q = 1,366.k.

+ a: hệ số dẫn mực nớc (nớc không áp) và hệ số dẫn áp
(nớc áp) (m2/ngđ);
+ t: thời gian bơm hút nớc thí nghiệm (ngđ).



Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản

- Có thể xác định mức hạ thấp mực
nớc trong giếng khoan với lu lợng
tơng ứng hoặc có thể xác định đợc
lu lợng giếng khoan khi biết mức hạ
thấp mực nớc tơng ứng.

2

Q max = 1,366.k.


Q TK = Q max

Q

Hình 7.20




- Khi s nhỏ: coi R = const q = Q/s = const
giữa Q và s là quan hệ tuyến tính.

2 + 4s
2

H Hk
lnR lnr
s
lgR lgr

k = 0,366Q
lgR =

lgR lgr

m.s

2,73.k.m.s
+ lgr
Q

R
2r

s
H
k

h4 h
t 2h t

(có đáy không thấm)

Q
=
Q KHC
Hình 7.22

0

R

x1

x2

Hình 7.21

1. Phơ
Phơng
ơng phá
pháp Focgeimer

Q
=
Q KHC

s

y2

y1

Hk

m

VII. Dòng thấm không giới hạn vào giếng khoan không hoàn
chỉnh
Q
ớc
ngầ
khô
1.1. Giếng nớ
c ng

ầm kh
ông áp

Trong đó : , là các hệ số phụ thuộc vào
sức cản khi nớc vận động qua đất đá và ống
lọc vào giếng khoan.

Q=

Q
y

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản
Q

- Khi s lớn: s = .Q + .Q2



x1

Hình 7.19

s
2

2. Quan hệ giữ
giữa lu lợng
ợng giếng khoan với độ hạ thấp mực nớc
ớc

s 2 s1
1

2
2
Q 2 + Q1
Q 2 Q1

0

x2

1. Xác định lu lợng
ợng dòng thấm

Q = 2,73.m.k

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản

=

R

k

VI. Dòng thấm không giới hạn vào giếng khoan nớc áp hoàn
chỉnh

s max

(2H s TK )s TK
2
smax

s 2 s1
(Q 2 + Q 1 )
Q 2 Q1

h1

hk

Hay:

smax
smax
=Q
lgR lgr
(2H s)s

=

h2

lgR lgr
(2H s)s

Q = 2. .m.k

s

- Khi s = H = smax thì lu lợng dòng
thấm nớc dới đất đạt giá trị tối đa

H

Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản

2. Quan hệ giữ
giữa lu lợng
ợng giếng khoan với độ hạ thấp mực nớc
ớc

Q s Q max

s

s(2H s)
lgR lgr

k = 0,732Q

R
2r

1,366k(2H s)s
lgR =
+ lgr
Q



- Dựa vào tài liệu bơm hút nớc

Q
y

2

2

h
t + 0,5r

(có đáy thấm)

4

s

2r

t

H
h

h
2h t
Hình 7.23

+ h: mực nớc động trong giếng khoan tính đến đáy cách nớc của tầng
chứa nớc;
+ t: cột nớc trong giếng khoan không hoàn chỉnh tính đến đáy giếng
khoan;
+ r: bán kính đáy giếng khoan.

20


Chơ
ng VII Một số tính toá
Chơng
toán ĐCTV cơ
cơ bản
1. Phơ
Phơng

ơng phá
pháp Focgeimer

I- Hoạt động địa chất của ma và nớc mặt

1.2. Giếng nớc
ớc áp

1. Tác dụng địa chất của ma và
và nớc
ớc mặt

- Có đáy không thấm

- Có đáy thấm:

Phá
đá,, địa hình
1.1. Ph
á hủy đất đá

Q
=
Q KHC
Q
=
Q KHC

Chơ
ng VIII : Các quá

Chơng
quá trì
trình liê
liên quan vớ
với hoạ
hoạt động
động
địa chất củ
c m
của nớ
nớc
ma và
và nớc
ớc mặ
mặt

m4 m
t 2m t

m
t + 0,5r

4

1.2. Vận chuyể
chuyển đất đá
tụ,, tr
trầ
1.3. Tích tụ
ầm đọng đất đá

m
2m t

Hình 8.1- Sơ đồ hoạt động địa chất của ma và dòng chảy tạm thời
1- Đá gốc; 2- vỏ phong hoá; 3- sờn tích; 4- lũ tích; 5- ma;
6- dòng chảy mặt.

Chơ
ng VIII : Các quá
Chơng
quá trì
trình liê
liên quan vớ
với hoạ
hoạt động
động
địa chất củ
c m
của nớ
nớc
ma và
và nớc
ớc mặ
mặt

Chơ
ng iX : Các quá
ng liê
Chơng

quá trì
trình, hiệ
hiện tợ
tợng
liên quan vớ
với
hoạ
c dớ
hoạt động
động địa chất củ
của nớ
nớc
dớii đất

2- Các quá
quá trì
trình địa chất do hoạ
hoạt động địa chất của ma, nớc
ớc mặt

I. Hiện tợng cactơ

trô
nh,, th
thà
tích,, lũ tích
tích..
2.1. Xói mòn, rửa tr
ôi bề mặt địa hình
ành tạo sờn tích

1- Khá
Khái niệ
niệm:

Thà
ơng
xói.(h
(hìình ảnh
nh))
2.2. Th
ành tạo mơ
ng xói.
(h
Thà
2.3. Th
ành tạo lũ bùn đá ( v = 2 - 8m/s)

Là hiện tợng hoà tan, rửa lũa đất đá có tính hoà tan tạo ra các hình
thái cactơ trong chúng.

thự
bờ.. (t
(t
liệ
2.4. Xâm th
ực, bồi lắng bờ
li
ệu)

2- Điều kiệ
kiện phá
phát sinh,
sinh, phá
phát triể
triển hiệ
hiện tợng
ợng cáctơ
ctơ

3- Biệ
Biện phá
pháp phò
phòng chố
chống

2.1-- Đất đá có tính ho
hoà
2.1
à tan và nứt nẻ ;

3.1-- Quy ho
hoạ
lý;;
3.1
ạch, xây dựng hợp lý

2.2-- Nớ
ớc
hoà

ng..
2.2
c có tính ho
à tan và vận động

3.2-- Điều tiết dòng ch
chả
m
ớc
biệ
phá
3.2
ảy tạm thời do m
a, nớ
c mặt bằng các bi
ện ph
áp
trìình
nh,, tr
trồ
rừng;;
công tr
ồng cây gây rừng

3- Phâ
Phân đới cactơ
cactơ

3.2-- Gia cố, bảo vệ bờ bằng kè ch
chắ

3.2
ắn,...

I: Đới thông khí
II: Đới dao động mực nớc
theo mùa
III: Đới b o hòa hoàn toàn
IV: Đới ngng trệ

Chơ
ng iX : Các quá
ng liê
Chơng
quá trì
trình, hiệ
hiện tợ
tợng
liên quan vớ
với
hoạ
c dớ
hoạt động
động địa chất củ
của nớ
nớc
dớii đất

Chơ
ng iX : Các quá
ng liê

Chơng
quá trì
trình, hiệ
hiện tợ
tợng
liên quan vớ
với
hoạ
c dớ
hoạt động
động địa chất củ
của nớ
nớc
dớii đất

4- Biệ
Biện phá
pháp phò
phòng chố
chống:
ng:

II. Hiện tợng đất chảy

4.1-- Đối với đất đá
đá::
4.1

1- Khá
Khái niệ

niệm:

- Các biện pháp nhằm giảm thiểu hoặc triệt tiêu tính nứt nẻ của đá và
tăng độ bền của chúng;
- Các biện pháp nhằm cách ly đất đá với nớc mặt và nớc dới đất;
4.2-- Đối với nớ
ớc
4.2
c: Các biện pháp nhằm giảm thiểu, triệt tiêu khả năng vận

động của nớc dới đất.

Là hiện tợng đất b o hoà nớc tự chảy vào các công trình khai đào.
2- Các loạ
loại đất chả
chảy

chả
giả
2.1. Đất ch
ảy gi
ả: Đất hạt rời không có liên kết cấu trúc, chủ yếu là cát. Đất

này chỉ chảy khi áp lực thuỷ động, P của dòng thấm :
P > Pth I > Ith.
- áp lực thuỷ động P là áp lực dòng thấm tác động lên 1 đơn vị thể tích hạt
đất :
P = n. I

(1)

- Khi ở trong nớc hạt đất có trọng lợng đơn vị đẩy nổi dn,:
dn = (h- n)(1-n)

(2)

21


Chơ
ng iX : Các quá
ng liê
Chơng
quá trì
trình, hiệ
hiện tợ
tợng
liên quan vớ
với
hoạ
c dớ
hoạt động
động địa chất củ
của nớ
nớc
dớii đất
- Khi hạt đất ở trạng thái lơ lửng (cân bằng) áp lực thuỷ động dòng thấm cân
bằng với trọng lợng đơn vị đẩy nổi. áp lực thuỷ động đó đợc gọi là áp lực
thuỷ động tới hạn, Pth:
Pth= n. Ith

(4)

Ith = (h/n - 1)(1 - n)

(5)

Ith = ( - 1)(1-n)

(6)

Ith = ( - 1)/(1+e)

(7)

Đất chảy

3- Phâ
Phân biệ
biệt đất chả
chảy giả
giả, đất chả
chảy thậ
thật

(3)

n. Ith = (h - n) (1 - n)

- Khi dòng thấm có: I > Ith

Chơ
ng iX : Các quá
ng liê
Chơng
quá trì
trình, hiệ
hiện tợ
tợng
liên quan vớ
với
hoạ
c dớ
hoạt động
động địa chất củ
của nớ
nớc
dớii đất

(8)

chả
thậ
2.2. Đất ch
ảy th
ật: Sét pha, cát pha, cát hạt mịn chứa 8-13% sét

monmorolonit và keo sinh vật. Tính chất chảy không phụ thuộc vào áp lực
thuỷ động của dòng thấm.

Hình 8.4- Xác định dạng cát chảy
Cát chảy giả; b- Cát chảy thật
Các dấu hiệu phân biệt :
- Hình dạng khối đất ;
- Độ nhẵn bóng của khối đất ;
- Lợng nớc thoát ;
- Độ đục của nớc .

Chơ
ng iX : Các quá
ng liê
Chơng
quá trì
trình, hiệ
hiện tợ
tợng
liên quan vớ
với
hoạ
c dớ
hoạt động
động địa chất củ
của nớ
nớc
dớii đất

Chơ
ng iX : Các quá
ng liê
Chơng

quá trì
trình, hiệ
hiện tợ
tợng
liên quan vớ
với
hoạ
c dớ
hoạt động
động địa chất củ
của nớ
nớc
dớii đất

4. Biệ
Biện phá
pháp xử lý

III. Hiện tợng xói ngầm

- Tháo khô đất chảy, giảm áp lực thuỷ động dòng thấm;

1- Khá
Khái niệ
niệm :

- Ngăn đất chảy bằng tờng vây cọc ván, giếng chìm,...

Là hiện tợng các hạt đất bị nớc thấm cuốn đi, làm cho đất rỗng xốp
hoặc tạo thành các hang hốc trong chúng.

- Gia cố đất chảy bằng các phơng pháp khác nhau (Phụt silicát, ximăng,
điện thẩm, điện hoá, đông lạnh,...)

Hình 8.6- Hiện tợng Xói ngầm trong đất
1- Hang hốc thành tạo trong quá trình xói ngầm; 2- Đới sụp; 3- 4- Đất hoàng
thổ; 5- Dòng chảy nớc ngầm; 6- Đất sét; 7- Đá vôi.

Chơ
ng iX : Các quá
ng liê
Chơng
quá trì
trình, hiệ
hiện tợ
tợng
liên quan vớ
với
hoạ
c dớ
hoạt động
động địa chất củ
của nớ
nớc
dớii đất
2- Điều kiệ
kiện chung để phá
phát sinh xói ngầ
ngầm

Chơ
ng iX : Các quá
ng liê
Chơng
quá trì
trình, hiệ
hiện tợ
tợng
liên quan vớ
với
hoạ
c dớ
hoạt động
động địa chất củ
của nớ
nớc
dớii đất
E.A.Jamarin::
2.2. Theo E.A.Jamarin

Thà
phầ
2.1. Th
ành ph
ần hạt của đất: không đồng nhất;

- Cát không đồng nhất, không phân lớp;

thuỷ
2.2. áp lực thu

ỷ động dòng thấm, P: P > Pth

- I > Ith :

2.3. Tồn tại 1 miền xả vật liệ
liệu xói ngầ
ngầm.
3- Một số tiê
tiêu chuẩ
chuẩn đánh
đánh giá
giá xói ngầ
ngầm

V.C.Istomina::
3.1. Theo V.C.Istomina

- Đất không đồng nhất, không phân lớp có:

d 60
> 20
d 10
- I > 5;
- Tồn tại 1 miền xả.

Ith = ( - 1)(1- n) + 0,5n ;

- Tồn tại 1 miền xả.
2.3. Theo L.I.Kazlova:
L.I.Kazlova:

- Tầng đất không đồng nhất
- V > Vth:

Vth = 0,26d 60 (1 + 1000

- Tồn tại 1 miền xả.

2

d 260
(cm/s)
)
D 260

3. Biệ
Biện phá
pháp xử lý

- Đối với đất: Các biện pháp nhằm tăng độ chặt, mức độ liên kết của đất(
Đầm lèn, phụt xi măng, silicát,...)
- Đối với nớc: Các biện pháp nhằm giảm thiểu, triệt tiêu áp lực thuỷ động
của dòng thấm.
- Các biện pháp nhằm triệt tiêu miền xả.

22


Chơ
ng X : Các hiệ

Chơng
hiện tợng
ợng quá
quá trì
trình
địa chất nội ngoạ
ngoại động lực khá
khác

Chơ
ng X : Các hiệ
Chơng
hiện tợng
ợng quá
quá trì
trình
địa chất nội ngoạ
ngoại động lực khá
khác

I. Quá trình phong hóa

3- Sản phẩ
phẩm phong hoá
hoá

1- Khá
Khái niệ
niệm:

tích):
3.1. Eluvi (tàn tích
): Là sản phẩm của quá trình phong hoá.

Là quá trình biến đổi, phá huỷ đất đá dới tác dụng của các nhân tố lý học,
hoá học, sinh học.
2- Các dạng phong hoá
hoá: phụ thuộc vào nhân tố gây nên phong hoá và sản

- Cấu tạo vỏ phong hoá:
+ Đới thổ nhỡng ;

phẩm phong hoá chia ra:

+ Đới vỡ mịn ;

hoá
lý:: do tác động của to, P vào đất đá.
2.1. Phong ho
á vật lý

+ Đới vỡ nhỏ ;

hoá
hoá
2.2. Phong ho
á ho
á học: do tác động của các quá trình hoá học

- Hoà tan:

CaCO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2

(1)

+ Đới nguyên khối ;

- Thuỷ hoá:

CaSO4 + 2H2O CaSO4.2H2O

(2)

+ Đới nguyên thể

- Ô xy hoá:

FeS2 + O2 + H2O FeSO4 + H2SO4

(3)

FeSO4 Fe2(SO4)3 Fe2O3.nH2O

(4)

Hình 10.1 - Sơ đồ cấu tạo vỏ phong hoá
1- Vỏ phong hoá với các mức độ phong hoá
khác nhau theo chiều sâu.
2- Đá gốc cha bị phong hoá.

- Thuỷ phân: K2O Al2O3.6SiO2 + H2O + CO2 SiO2.nH2O + K2CO3 +
Al2O3.2SiO2.2H2O
(5)
hoá
2.3. Phong ho
á sinh học: do tác động của thực vật, động vật, vi sinh.

Chơ
ng X : Các hiệ
Chơng
hiện tợng
ợng quá
quá trì
trình
địa chất nội ngoạ
ngoại động lực khá
khác
3.3-- Ch
Chỉỉ ti
tiê
tr
ng::
3.3
êu đặc tr
ng

Hệ số phong hoá:

Kp =

p


o2

hoá
3.2. Vỏ phong ho
á: Tàn tích phủ trên bề mặt đá gốc bị phong hoá.

Chơ
ng X : Các hiệ
Chơng
hiện tợng
ợng quá
quá trì
trình
địa chất nội ngoạ
ngoại động lực khá
khác
II. Hiện tợng trợt

.100%

- Phân loại đất đá theo mức độ phong hoá:
Bảng 10.1 - Phân loại đá theo mức độ phong hoá

1- Khá
Khái niệ
niệm:

Là hiện tợng chuyển dời đất đá xuống phía dới sờn, mái dốc dới tác
dụng trọng lực bản thân và nớc dới đất.
2. Các dạng trợ
trợt
ợt:

4- Biệ
Biện phá
pháp phò
phòng chố
chống

- Cách ly đất đá khỏi các nhân tố gây ra phong hoá (phủ đất đá bằng các vật
liệu sét, bitum, bê tông).
- Gia cố đất đá bằng các vật liệu khác nhau (phụt silicat, bitum, sét).
- Vô hiệu hoá các nhân tố nớc mặt, nớc dới đất gây nên phong hoá bằng
các công trình thoát nớc.

Chơ
ng X : Các hiệ
Chơng
hiện tợng
ợng quá
quá trì
trình
địa chất nội ngoạ
ngoại động lực khá
khác
3- Sự ổn định của sờn,
ờn, mái dốc

Hệ
ờn,, mái dốc
3.1. H
ệ số ổn định sờn

Chơ
ng X : Các hiệ
Chơng
hiện tợng
ợng quá
quá trì
trình
địa chất nội ngoạ
ngoại động lực khá
khác
- Phơng trình cân bằng tới hạn:
+ Đối với 1 phân tố trợt: S = T
S = Psin

Trong đó
(6)

T = N. tg
+C = Pcos
.tg
+C

(8)

Psin = Pcos
.tg
+C

(9)

+ Đối với cả khối trợt: S = T
Psin = Pcos
.tg
+ CF

Hay:
- Hệ số định:

Hình.10.3 - Sơ đồ khối trợt

Hình.10.4- Sơ đồ phân bố lực trong một
1- Khối trợt; 2- vị trí sờn dốc lúc phân tố trợt
cha xẩy ra trợt; 3- mặt trợt ABCD;
4- đất đá gốc

(6)
(7)

=

T = Pcos tg + CF
Psin
S

=1

sờn, mái dốc ở trạng thái cân bằng;

>1

sờn, mái dốc ở trạng thái ổn định;

<1

sờn, mái dốc trợt.

(10)
(11)
(12)

23


Slide 134
o2

dấu vết, vết tích của cái cũ còn sót lại
GCEI, 10/28/2009


Chơ
ng X : Các hiệ
Chơng
hiện tợng

ợng quá
quá trì
trình
địa chất nội ngoạ
ngoại động lực khá
khác

Chơ
ng X : Các hiệ
Chơng
hiện tợng
ợng quá
quá trì
trình
địa chất nội ngoạ
ngoại động lực khá
khác
III. Vận động kiến tạo vỏ quả đất

4- Các biệ
biện phá
pháp phò
phòng chố
chống

ớc
4.1. Điều tiết dòng mặt, nớ
c ma

1- Khá

Khái niệ
niệm

Thá
khô
4.2. Th
áo kh
ô đất đá

nghĩĩa
1.1. Định ngh
Cá
dạ
1.2. C
ác d
ạng vận động kiến tạo

Phâ
khố
4.3. Ph
ân bố lại kh
ối đất
trìình ch
chắ
giữ
4.4. Gia cố bằng công tr
ắn đỡ, neo gi
ữ
Tạ
đỡ,, bệ ph

phả
4.5. T
ạo bệ đỡ
ản áp
4.6. Gia cố, cải tạo đất đá

- Vận động thẳng đứng (dao động)
- Vận động ngang (uốn nếp)
- Vận động đứt g y
2- Các dạng biến vị đất đá

2.1. Định nghĩ
nghĩa
2.2. Các dạng biến vị

- Biến vị uốn nếp

Hình 10.5- Các dạng biến vị uốn nếp
a- Đơn nghiêng; b- Nếp oằn; c- Nếp lồi; d- Nếp lõm

Chơ
ng X : Các hiệ
Chơng
hiện tợng
ợng quá
quá trì
trình
địa chất nội ngoạ
ngoại động lực khá
khác

Chơ
ng X : Các hiệ
Chơng
hiện tợng
ợng quá
quá trì
trình
địa chất nội ngoạ
ngoại động lực khá
khác
3- ảnh hởng
ởng vận động kiến tạo dối với điều kiệ
kiện xây dựng

- Biến vị đứt g y

ởng
trự
tiếp:: Gây động đất
3.1. ảnh hở
ng tr
ực tiếp
ởng
giá
tiếp:: cấu trúc, trạng thái, tính năng xây dựng của đất đá
3.2. ảnh hở
ng gi
án tiếp

bị biến đổi.

Hình 10.6- Các dạng biến vị đứt g y.
a) Phay thuận; b- Phay thuận bậc thang; c- Phay nghịch;
d- Phay nghịch chờm; e- địa hào; f- địa luỹ.
: chiều vận động của đất đá.

1-Thuận lợi nhất; 2- thuận lợi; 3- ít thuận lợi; 4- không thuận lợi;

Chơ
ng X : Các hiệ
Chơng
hiện tợng
ợng quá
quá trì
trình
địa chất nội ngoạ
ngoại động lực khá
khác

Chơ
ng X : Các hiệ
Chơng
hiện tợng
ợng quá
quá trì
trình
địa chất nội ngoạ
ngoại động lực khá
khác

IV. Hiện tợng địa chấn
1. Khá
Khái niệ
niệm: Là hiện tợng chấn động vỏ quả đất do những nguyên nhân

khác nhau
2. Nguyê
Nguyên nhâ
nhân địa chấn :

- Nội sinh: Hoạt động của núi lửa, vận động kiến tạo, hoạt động đứt
g y

Hình 10.7- Sơ đồ cấu tạo địa chất các khu vực xây dựng

chấn::
3.2. Sóng địa chấn

- Sóng dọc: lớn hơn sóng ngang 1,7 lần (Vận tốc đến hàng trăm hàng ngàn
m/s), gây nên sự co d n đất đá theo hớng vận động của chúng.
- Sóng ngang gây nên biến dạng trợt đất đá theo phơng vuông góc với
phơng truyền sóng.
- Sóng trọng lực truyền ngay trên bề mặt địa hình.

- Ngoại sinh: thiên thạch va chạm vào Trái đất, trợt lở đất đá

ởng
khả
phá

hoạ
3.3. Các yếu tố chính ảnh hở
ng đến kh
ả năng ph
á ho
ại của động đất

- Nhân sinh:

- Địa tầng;

3. Động đất

- Nớc dới đất;

Tâ
3.1. T
âm động đất

- Mức độ phức tạp về điều kiện địa chất.

- Tâm trong
- Tâm ngoài

3.4--Ph
Phâ
3.4
ân cấp động đất

Hình 10.8- Sơ đồ tâm và sóng động đất

a- Tâm trong; b- Tâm ngoài
1- Sóng dọc; 2- Sóng ngang; 3- Sóng bề mặt

Theo mức độ ảnh hởng của động đất đối với cảm nhận của con ngời và
CTXD (thang 12 cấp). Theo biên độ sóng đàn hồi đợc ghi tại trạm địa chấn
(thang Richter).

24