Bài giảng Cơ học đất - Phan Hồng Quân

Bài giảng Cơ học đất cung cấp cho người học những kiến thức như: Phân loại theo nguồn gốc và sự hình thành, các thành phần của đất, cấu trúc và kết cấu của đất, các chỉ tiêu vật lý của đất, trạng thái & chỉ tiêu trạng thái của đất. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ học đất - Phan Hồng QuânCHƯƠNG 1: BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT PHAN HỒNG QUÂN Bộ môn Cơ học đất – Nền móng Trường Đại học Xây dựng $1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH Khái niệm đất xây dựng: Tập hợp các hạt khoáng vật ở vỏ ngoài trái đất – trong đó/trên đó các công trình xây dựng được thực hiện.Hạt khoáng vật đất: Các hạt có kích thước hạn chế, được tạo ra trong quá trình phá hủy đá gốc – quá trình phong hóaTập hợp các hạt: Giữa các hạt không có liên kết nhau (rời rạc)/có liên kết yếu có tuyển lựa kích thước/không tuyển lựaQuá trình tập hợp: quá trình trầm tích/tàn tích/sườn tíchĐặc điểm chung nổi bật: Tồn tại lỗ rỗng giữa các hạt – lấp đầy bằng nước/khí/ cả hai Phan Hồng Quân ĐHXD $1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNHGiản lược về cấu tạo quả đất Lớp áo ngoài Lớp vỏ ngoài: Đất + Đá Lớp áo trong Lõi ngoài Bán kính Lõi trong Phan Hồng Quân ĐHXD$1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH Phan Hồng Quân ĐHXD$1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH Phan Hồng Quân ĐHXD $1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNHPhong hóa: Phá vỡ đá nhờ hoạt động kiến tạo, tác động vật lý/hóa học… Hoạt động kiến tạo – phá vỡ sự liên tục của đá gốc Tác động vật lý (va chạm/thay đổi nhiệt độ…) – phong hóa vật lý  các hạt đất có bề mặt gồ ghề/thành phần khoáng không thay đổi/kích thước bất kì/hình dạng bất kì vì phụ thuộc vào vị trí mặt giảm yếu – hạt đặc trưng: đất rời/hạt thô Tác động hóa học (nước/khí từ môi trường qua tiếp xúc) – phong hóa hóa học  bề mặt hạt nhẵn nhụi/thay đổi thành phần/kích thước nhỏ - hạt đặc trưng: hạt mịn/đất dính Phan Hồng Quân ĐHXD $1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH- Phong hóa vật lý là tiền đề của phong hóa hóa học- Phong hóa hóa học thúc đẩy phong hóa vật lý- Phong hóa vật lý phụ thuộc vào liên kết bên trong – bản chất khoáng- Phong hóa hóa học phụ thuộc diện tích tiếp xúc bề mặt – kích thước Hạt kích thước đơn vị, 8 hạt kích thước ½ dv thể tích đơn vị. Dt xq As = 23 x [6 x (1/2)2] = 6 x 2 =Diện tích xung quanh: 12 (d.v.d.t)/d.v.t.tAs = 6 (d.v.d.t)/d.v.t.t Phan Hồng Quân ĐHXD $1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH Hạt đơn vị hạt kích thước ½ dv As = 6 (d.v.d.t)/d.v.t.t As = 12 (d.v.d.t)/d.v.t.tAs = (2)3n x (1/2n)2 x 6 = 6 x 2nHạt có d = 1cm (hạt sỏi): As = 6cm2(/1cm3)Hạt có d = 10-7cm (hạt sét): As = 6000 m2/(1cm3) Mười triệu lần ! Phan Hồng Quân ĐHXD $1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNHTập hợp các hạt: các hạt được vận chuyển đi/dịch chuyển và tích tụ lạiTác nhân gây dịch chuyển: - Tự dịch chuyển do trọng lượng bản thân, tích tụ tại chỗ/sườn dốc – đất tàn tích/sườn tích - Dòng nước mang đi: tùy vận tốc dòng chảy, kích thước hạt, hạt đất chìm lắng và tích tụ lại ở: đáy sông, đồng bằng, hồ, ven biển, biển – trầm tích sông/hồ/cửa sông/tam giác châu/biển - Gió mang đi: chủ yếu là các hạt mịn – phong tích - Do băng/tuyết mang đi …Đất là kết quả của hai quá trình nói trên, có thể xảy ra lần lượt/đồng thời – đất xây dựng là sản phẩm hỗn hợp từ nhiều loại. Phan Hồng Quân ĐHXD $1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNHTóm tắt chu trình lịch sử thành tạo đất – đá Nguội lạnhMagma phun trào Đá magma Phong hóa Biến chất Chuyển dời Phong hóa Đất Hạt đất Đá biến chất Tích tụ Hóa thạch Phong hóa Biến chất Đá trầm tích Phan Hồng Quân ĐHXDPhan Hồng Quân ĐHXDPhan Hồng Quân ĐHXDPhan Hồng Quân ĐHXD$1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH Phan Hồng Quân ĐHXD $1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNHTổng kết phân loại đất theo nguồn gốc- Theo tác nhân phong hóa: đất hạt thô/đất hạt mịn.Đặc điểm cơ bản: đất hạt thô không có liên kết giữa các hạt – đất rời; đất hạt mịn có liên kết giữa các hạt – đất dính.Đất có hàm lượng hạt thô chiếm ưu thế - đất hạt thô;Đất có hàm lượng hạt mịn chiếm ưu thế - đất hạt mịn. Phan Hồng Quân ĐHXD $1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNHMột số tính chất xây dựng của các loại đấtĐất hạt thô/đất rời: Cường độ cao, dựa chủ yếu vào ma sát giữa các hạt; biến dạng thường nhỏ - lún của công trình nhỏ; tính thấm cao – không giữ được nước. Nói chung thích hợp cho làm nền công trình.Đất hạt mịn/đất dính: Cường độ thấp hơn, thậm chí rất thấp, dựa một phần vào ma sát, một phần vào liên kết (dính) giữa các hạt; biến dạng lớn – công trình bị lún nhiều; tính thấm thấp. Có thể làm nền cho công trình hoặc cần phải xử lý (cho “tốt” lên). Có thể làm vật liệu xây dựng tốt. Phan Hồng Quân ĐHXD $1. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH- Theo tác nhân tích tụ: đất tàn tích/sườn tích/ trầm tích các loại. Đất tàn tích/sườn tích: tích tụ từ các hạt có kích thước hỗn tạp, không phân lớp; chiều dày tầng đất thay đổi nhiều; đáy nghiêng theo mặt đá gốc – tí ...