Chương 1 Các tính chất vật lý của đất | Môn Cơ học đất - Đại học Xây Dựng Hà Nội

lOMoAR cPSD| 59054137 lOMoAR cPSD| 59054137
I. SỰ HÌNH THÀNH CỦA ĐẤT 1. KHÁI NIỆM Phong hoá Chuyển dời Đá gốc sản vật phong hoá trầm tích 2. QUÁ TRÌNH PHONG HOÁ
⁃ Quá trình làm thay đổi thành phần và phá vỡ đá gốc do ảnh
hưởng của các tác nhân vật lý, hoá học gọi là quá trình phong hoá.
⁃ Phân loại phong hoá : phong hoá vật lý, phong hoá hoá học. Phong hoá vật lý:
⁃ Do các tác nhân vật lý gây ra: Sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ,
áp suất, và sự va chạm đá gốc bị nứt,vỡ ra tạo ra các sản vật phong hóa vật lý. ⁃ Đặc điểm: lOMoAR cPSD| 59054137
+ Góc cạnh, gồ ghề, kích thước lớn.
+ Có thành phần khoáng giống đá gốc.
+ Không có tính dính, tính thấm lớn.
⁃ Các sản vật đó được gọi là các loại đất rời (đá dăm, cuội sỏi và các loại cát). Phong hoá hóa học:
⁃ Do các tác nhân hóa học gây ra: sự tác dụng giữa các khoáng
chất: là nước, muối, các axit hoà tan trong nướctương tác với các
thành phần khoáng của đá gốc => đá gốc bị vỡ vụn ra, tạo ra các
sản vật phong hóa hóa học. ⁃ Đặc điểm:
+ Kích thước hạt nhỏ, mịn d<0,002mm
+ Có tính dính, tính thấm nhỏ, rất nhỏ, lượng hút nước nhiều. lOMoAR cPSD| 59054137
+ Khi khô thì cứng và khó biến dạng, khi ẩm thì dẻo và dễ biến dạng.
+ Là những hạt mang điện tích âm.
3. QUÁ TRÌNH CHUYỂN DỜI VÀ TRẦM TÍCH
⁃ Sau khi PH, các sản vật PH có thể bị chuyển dời do tác động của
trọng lượng bản thân các hạt đất, do gió, nước cuốn trôi đi đến
những nơi khác vị trí hình thành.
⁃ Tàn tích và sườn tích:
+ Là sản phẩm phong hoá nằm ngay tại chỗ hoặc do tác dụng
của trọng lực, nước mưa và tuyết cuốn trôi từ trên núi cao
xuống lưng chừng hoặc xuống tận chân dốc rồi lắng đọng tại đó.
+ Đặc điểm của loại đất này là có thành phần không đồng nhất các
hạt to nhỏ lẫn nhau và chiều dầy của lớp đất không đều nhau (có lOMoAR cPSD| 59054137
chiều hướng tăng dần từ sườn dốc xuống chân dốc). Lớp đất này
cũng rất dễ bị mất ổn định do bề mặt đá gốc nghiêng.
⁃ Đất bồi tích và sa tích:
+ Là các sản phẩm phong hoá do dòng nước mang đi, có thể đến
những khoảng cách rất xa rồi mới lắng đọng lại.
+ Đặc điểm của loại đất này:
• Chiều dày và cỡ hạt tương đối đều (do phụ thuộc lưu tốc dòng chảy).
• Do quá trình hình thành lâu dài nên các lớp đất có cỡ hạt và
chiều dày khác nhau thường xen kẹp nhau hoặc chuyển hoá
dần từ lớp này sang lớp khác mà không có ranh giới rõ rệt. lOMoAR cPSD| 59054137 lOMoAR cPSD| 59054137
⁃ Ở trạng thái thông thường đất gồm 3 pha.
⁃ Trạng thái khô hoàn toàn: pha rắn và pha khí.
⁃ Trạng thái bão hoà hoàn toàn: pha rắn và pha lỏng.
⁃ Tính chất của đất phụ thuộc vào tính chất của các pha trong đất,
phụ thuộc vào tỷ lệ giữa các pha và sự tương tác giữa chúng. 2. PHA RẮN CỦA ĐẤT
⁃ Pha rắn của đất bao gồm các hạt khoáng vật có kích thước từ vài
cm đến vài phần trăm hoặc vài phần nghìn mm.
⁃ Tính chất của pha rắn phụ thuộc vào cỡ hạt, hình dạng hạt và thành phần khoáng vật.
a.Thành phần khoáng vật của hạt đất ⁃ Khoáng vật nguyên sinh:
+ Là khoáng vật do phong hoá vật lý gây ra. lOMoAR cPSD| 59054137
+ Thường gặp: fespat, mica, thạch anh + Đặc
điểm: kích thước lớn, góc cạnh, rời rạc ⁃ Khoáng vật thứ sinh:
+ Là KV do phong hoá hoá học gây ra
+ Thường gặp: Kaolinit, Ilit, Montmorilonit + Đặc điểm:
• Kích thước rất nhỏ;
• Có cấu trúc dạng lưới lớp; • Bề mặt mang điện tích âm.
(còn được gọi là khoáng vật sét) b. Hình dạng hạt đất
⁃ Nhóm hạt có kích thước nhỏ từ hạt sét trở xuống thường có dạng
phiến mỏng hoặc dạng hình kim mảnh. lOMoAR cPSD| 59054137 lOMoAR cPSD| 59054137 lOMoAR cPSD| 59054137 lOMoAR cPSD| 59054137
Hµm l­îng c¸c nhãm h¹t ®­êng kÝnh d(mm) 2­ 0.01 <0.00 0. 0.5­ 0.1­ 0.25 0.05 ­ 5 5 0.05 0.2 ­ ­ 0.00 5 0.1 0.01 5 2 28 6 10 22 21 11 11 32 54 82 92 98 100
Hµm l­îng tÝch luü c¸c h¹t cã ®­êng kÝnh d(mm) lOMoAR cPSD| 59054137 lOMoAR cPSD| 59054137 lOMoAR cPSD| 59054137 10 30 g 60 . 10 lOMoAR cPSD| 59054137 lOMoAR cPSD| 59054137
⁃ Trong điều kiện tự nhiên, trong đất bao giờ cũng chứa một lượng
nước nhất định chúng ta gọi là fa lỏng của đất. Căn cứ vào sự
ảnh hưởng tới tính chất của đất ta phân đất ra làm ba loại.
a. Nước trong khoáng vật của hạt đất
⁃ Là loại nước ở trong mạng tinh thể của hạt đất, tồn tại dưới dạng
phân tử (H2O), hoặc ion (H+, OH­)
b. Nước kết hợp mặt ngoài hạt đất
⁃ Là loại nước nằm trên bề mặt hạt đất chủ yếu do lực hút điện
phân tử. Được chia làm hai loại:
⁃ Nước hút bám: bám rất chặt ngay ở bề mặt hạt đất (khoảng
0.1 m). Lực hút điện phân tử rất mạnh, nó không có khả năng
hoà tan các muối, không thể trực tiếp di chuyển từ hạt này sang
hạt khác. Nước này xem như một phần của hạt rắn lOMoAR cPSD| 59054137
⁃ Nước liên kết: nằm xa hơn một chút so với nước hút bám (bao
bên ngoài nước hút bám) có thể chia ra làm hai loại là nước liên
kết mạnh và nước liên kết yếu:
+ Nước liên kết mạnh (khác nước thông thường):
• Tỷ trọng = 1,2­1,4; nhiệt độ sôi = 105
• Độ nhớt cao; không di chuyển dưới t/d của áp lực • Khi
chỉ có màng nước LK chặt, đất ở trạng thái nửa rắn
+ Nước liên kết yếu (gần giống nước thông thường): • Tỷ trọng = 1
• Khi có màng nước liên kết yếu, đất có tính dẻo. c. Nước tự do
⁃ Là loại nước nằm ngoài phạm vi tác dụng của lực hút điện phân
tử, có thể chia làm hai loại nước mao dẫn và nước trọng lực. lOMoAR cPSD| 59054137 lOMoAR cPSD| 59054137 3 4