Nguồn gốc và đặc điểm một số loại đất

Nguồn gốc và đặc điểm một số loại đất I. Phong hoá và đất tàn tích 1. Phong hóa – Khái niệm † Phong hóa là quá trình biến đổi đất đá do phá hủy cơ học và biến đổi hoá học và các hoạt động của sinh vật. † Xảy ra ở phần trên cùng của vỏ trái đất do các tác nhân bên ngoài (khí quyển, thủy quyển và sinh quyển) làm đất đá thay đổi thành phần, cấu trúc và trạng thái, suy giảm tính chất xây dựng. † Kết quả cuối cùng : đất 2. Các hình thức phong hóa † Phong hóa vật lý (phong hóa cơ học); † Phong hóa hóa học; † Phong hóa sinh học. Phong hóa vật lý † Phong hóa vật lý: đá bị phá hủy vỡ vụn, không thay đổi thành phần † Nguyên nhân: „ Do dao động nhiệt độ (chủ yếu); „ Do nước trong các khe nứt đóng băng; „ Do muối trong đá kết tinh; „ Do quá trình dỡ tải làm đá bị tróc vỡ. Phong hóa vật lý Phong hóa vật lý Phong hóa vật lý Do nước đóng băng Do giảm tải Phong hoá vật lý Phong hóa vật lý Phong hoá cầu Phong hoá cầu Sự tróc mảng - Do giảm tải Phong hoá vật lý Phong hóa hóa học † Phong hóa học: đá bị thay đổi thành phần † Nước đóng vai trò quan trọng † Các hình thức: „ Hòa tan „ Ôxy hóa „ Thủy phân „ Thủy hóa Phong hóa hóa học Tác dụng hòa tan nước có tính xâm thực: CO2, axit... hòa tan (rửa trôi) các khoáng vật dễ tan 23223 )HCO(CaCOOHCaCO ↔++ Phong hóa hóa học Hoà tan Phong hóa hóa học Tác dụng ô xy hóa Phản ứng ô xy hóa làm thay đổi thành phần hóa học của nhiều loại khoáng vật tạo thành các ôxit 442222 FeSOSOHOnHnOFeS +→++ ( ) O.nHOFeSOFeFeSO 2323424 →→ Limonit Pyrit 24322 1 3 2 SiO3OFeOSiO3Fe +→++ Pyroxen magnetit Thạch anh Phong hóa hóa học Kết quả quá trình ô xy hoá trong đá bazan Kết vón ô xít sắt Tác dụng thủy phân Khoáng vật (lớp silicat, alumosilicat) dưới tác dụng phân giải của nướcÆ thành khoáng vật mới [ ] ( ) [ ] 3222104842283 COKOnHSiOOSiOHAlOnHCOOAlSiK ++→++ cường độ thấp hơn, ổn định với phong hóa hơn Octocla (feldpar) Kaolinit Opan Phong hóa hóa học Tác dụng thủy hóa Khoáng vật hấp thụ nướcÆ khoáng vật mới O.2HCaSOO2HCaSO 2424 =+ Thạch cao khan thạch cao Phong hóa hóa học Phong hóa hóa học Phong hóa vật lý Do thế giới sinh vật Phong hóa sinh học Phong hóa sinh học Phong hóa sinh học 3. Tầng tàn tích và các đặc trưng ĐCCT † Tầng tàn tích: sản phẩm của quá trình phong hóa, nằm tại chỗ trên mặt đá gốc. † Đặc điểm: mức độ phong hóa giảm theo chiều sâu sâu, phân thành các đới có tính chất khác nhau, bề mặt không đều 1. Đới thổ nhưỡng 2. Đới vỡ mịn 3. Đới vỡ nhỡ 4. Đới dạng khối 5. Đới nguyên thể Đá mác ma Đá trầm tích 3. Tầng tàn tích và các đặc trưng ĐCCT S i n h v i ê n t ự đ ọ c g i á o t r ì n h v ề đ ặ c đ i ể m c ủ a t ừ n g đ ớ i Tham khảo Tham khảo Phong hoá hoá học do hoà tan Đá vôi cát kết Soil Soil Soil Đá granite giàu felpar Iron-rich basalt Phong hoá hoá họcdo ô xy hoá Phong hoá hoá học Do thuỷ hoá Tầng tàn tích Những vấn đề cần nghiên cứu † Loại đất đá bị phong hóa, sản phẩm phong hóa † Mức độ phong hóa: bề dày, mặt cắt phong hóa, tính chất xây dựng của đới phong hóa † Tốc độ phong hóa † Tác nhân gây phong hóa, hình thức phong hóa 4. Các biện pháp điều tra và xử lý tầng phong hóa trong xây dựng Các biện pháp xử lý tầng phong hóa † Chọn địa điểm xây dựng † Bóc bỏ toàn bộ hoặc một phần tầng phong hóa † Bảo vệ đất đá khỏi các tác nhân phong hóa † Cải tạo tầng phong hóa bằng các biện pháp: phun xi măng, phun dung dịch sét… † Trung hòa các nhân tố gây phong hóa † Sử dụng biện pháp công trình hợp lý 4. Các biện pháp điều tra và xử lý tầng phong hóa trong xây dựng ¾ Đất sét chứa sắt và nhôm (dưới dạng oxit và hydroxit), thường là sản phẩm của quá trình phong hóa. ¾ Đất có mầu đỏ, nâu và vàng. ¾ Có thể là các hạt mịn hay gồm các hạt cuội sỏi hoặc các hạt sỏi kết (do tích tụ oxit) ¾ Sự tích tụ của các oxit làm tăng khả năng tạo đá ong II. Đất laterit và đá ong II. Đất laterit và đá ong Đất laterit vùng nhiệt đới Đất laterit và đá ong III. XÓI MÒN VÀ ĐẤT SƯỜN TÍCH Dòng chảy tạm thời và xói mòn • Dòng nước tạm thời là dòng phát sinh và chảy không liên tục theo thời gian • Hai loại hình thức • Chảy tràn • Chảy theo dòng • Các tác dụng: • Xói mòn đất và tạo mương xói • Hoạt động tích tụ, hình thành tầng sườn tích † Nước chảy tràn: trên địa hình dốc thoải, nước chảy không tập trung, gây bào mòn mặt đất † Nước chảy theo dòng: khi điều kiện địa hình thuân lợi, nước chảy tập trung thành dòng, năng lượng dòng chảy tương đối lớn, đào phá bề mặt theo dòng, tạo rãnh xói, mương xói Tác dụng xói mòn III. XÓI MÒN VÀ ĐẤT SƯỜN TÍCH Sông, suối Rãnh xói Sườn tích Rãnh xói III. XÓI MÒN VÀ ĐẤT SƯỜN TÍCH † Dòng chảy làm xói mòn, lôi cuốn các vật liệu đất đá trên sườn dốc (kéo lê, xô lăn) xuống chân dốc tích tụ tạo thành tầng sườn tích † Quá trình tích tụ sườn tích tiếp diễn nhiều lần theo mùa mưa lũ † Đặc điểm thành phần tầng sườn tích tùy thuộc địa hình, dòng chảy, thường có dạng nón hình quạt bao quanh chân núi. Hoạt động tích tụ tạo tầng sườn tích III. XÓI MÒN VÀ ĐẤT SƯỜN TÍCH Đặc điểm của đất sườn tích: „ Thành phần phức tạp, không tuyển lựa: sét, sét pha, cát pha, thường lẫn mảnh dăm, hòn đá. Càng gần chân núi thì hạt càng thô. „ Hạt vật liệu không được mài tròn „ Không có sự phân lớp „ Các chỉ tiêu cơ lý thường thấp: độ rỗng lớn, xốp, tính ép co lớn, lực dính kết thấp, tan rã nhanh III. XÓI MÒN VÀ ĐẤT SƯỜN TÍCH IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SÔNG Khái niệm dòng thường xuyên • Dòng nước tập trung tạo thành dòng chảy thường xuyên, quanh năm (Sông) • Nguồn cung cấp • Nước mưa • Nước dưới đất • Các tác dụng: • Phá hủy đất đá (xâm thực) • Vận chuyển vật liệu • Lắng đọng vật liệu 1. Hoạt động xâm thực a. Xâm thực đứng: „ Đào phá theo phương thẳng đứng, có xu thế làm bằng địa hình đáy sông, đào sâu từ hạ nguồn về thượng nguồn „ Thường xảy ra ở vùng địa hình cao, độ dốc đáy sông lớn „ Hậu quả: tạo ra thác, ghềnh, hiện tượng cướp dòng IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SÔNG IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SÔNG IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SÔNG b. Xâm thực ngang: „ Đào phá theo phương ngang, mở rộng lòng sông „ Thường xảy ra ở vùng địa hình thấp, phần hạ lưu sông „ Hậu quả: lòng sông mở rộng, sông uốn khúc quanh co, tạo hồ ách trâu, gây sạt lở bờ sông † Vật liệu phá hủy được dòng sông mang đi dưới các dạng: „ Hòa tan „ Lơ lửng „ Kéo lê † Khả năng vận chuyển phụ thuộc „ Địa hình lòng sông „ Động năng dòng chảy „ Kích thước, khối lượng hạt vật liệu 2. Hoạt động vận chuyển IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SÔNG † Vật liệu phá hủy tích tụ, hình thành bồi tích sông † Đặc điểm: „ Tuân theo quy luật tuyển lựa „ Có tính phân lớp „ Quy luật trầm đọng phức tạp 3. Hoạt động tích tụ IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SÔNG 2. Hoạt động vận chuyển 3. Hoạt động tích tụ 3. Hoạt động tích tụ 1. Trầm tích lòng sông: Các loại vật liệu trầm đọng trong lòng sông † Ở miền núi: vật liệu hạt lớn (đá hộc, đá tảng, cuội, sỏi, cát). Đặc điểm: Ít biến dạng, cường độ tương đối cao, tính thấm lớn. † Ở vùng trung du và đồng bằng: Chủ yếu là cát, sét và bùn xen kẽ, có thể có cuội, sỏi hạt nhỏ. Đặc điểm: Quy luật tuyển lựa thể hiện rõ. Thường có dạng phân lớp hoặc thấu kính. Æ Các vấn đề: sự phân bố, cát chảy, xói ngầm, lún không đều Các loại trầm tích sông IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SÔNG IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SÔNG 2. Trầm tích bãi bồi: Các vật liệu sông mang đến, lắng đọng ở hai bên sông bị ngập nước về mùa lũ. † Thường có 2 phần: „ Phần dưới: vật liệu khá thô (cuội, sỏi, cát) – gần giống trầm tích lòng sông. „ Phần trên: vật liệu mịn hơn (cát hạt mịn, sét pha, sét). † Đặc điểm: thường gặp nước có áp, dễ gặp các vấn đề cát chảy, xói ngầm, lún không đều. IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SÔNG 3. Trầm tích hồ ách trâu: Các vật liệu lắng đọng ở những chỗ sông cong (sông chết). † Thường có 2 tầng: „ Tầng dưới: vật liệu tương đối thô (trầm tích sông). „ Tầng trên: thường là bùn yếu gồm cát hạt mịn, bùn hữu cơ hoặc than bùn. † Đặc điểm: tính thấm nước nhỏ, thường bão hòa nước, mềm yếu, biến dạng lớn.Æ các vấn đề: mất ổn định trượt, lún nhiều, lún lâu dài. 4. Trầm tích cửa sông: Các vật liệu được sông mang đến lắng đọng tại cửa sông † Thường có 3 tầng: „ Tầng dưới: vật liệu mịn như bùn sét. „ Tầng giữa: vật liệu hạt vừa (cát pha, sét pha) „ Tầng trên: vật liệu thô (cát mịn) † Đặc điểm: bề dày lớn, phân bố rộng, độ rỗng lớn, chứa muối, xen kẹp sét. Các tính chất cơ lý thay đổi theo không gian.Æ các vấn đề: mất ổn định mái hố móng, cát chảy, xói ngầm, lún nhiều, lún lâu dài. IV. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG VÀ TRẦM TÍCH SÔNG V. ĐẤT BỤI VÀ HOÀNG THỔ ‰ Nguồn gốc: trầm tích do gió ‰ Đặc điểm:¾ Các hạt thường tròn cạnhÆ sự sắp xếp của các hạtÆ độ lỗ rỗng, hệ số rỗng, dung trọng tự nhiên, dung trọng khô ¾ Bụi và cát hạt mịnÆ trương nở, phụ thuộc điều kiện môi trường (độ ẩm từ 16 đến 35%) ¾ Kích thước hạt, độ lỗ rỗng, độ ẩm của đất bụiÆ Tính cố kết của đất bụi (cố kết sơ cấp có thể chiếm tới 75%) ¾ Đất hoàng thổ có hàm lượng hạt bụi từ 50%-90% ¾ Hệ số rỗng, chỉ số dẻo, liên kết giữa các hạt, độ chặtÆ sức kháng cắt V. ĐẤT BỤI VÀ HOÀNG THỔ Kết cấu xốp của đất hoàng thổ được gắn kết bằng ximăng cacbonat Dung trọng: 1.2 – 1.36 kg/cm3, khi ướt có thể lên tới 1.6 kg/cm3 Giới hạn chảy khoảng 30%, giới hạn dẻo khoảng 4% - 9%, chỉ số dẻo 6% Góc ma sát trong khoang 300 đến 340 Ở trạng thái khô (w=10%)Æ sức chịu tải khá cao, nhưng khi ướt Æ bùn nhão Tính thấm của đất hoàng thổ tốt hơn so với đất bụi (k = 10-5 – 10-7 cm/s) Đất bụi và hoàng thổ dễ bị hóa lỏng và khó nén chặt. Có khả năng hình thành các lỗ rỗng dạng ống trong đất hoàng thổ V. ĐẤT BỤI VÀ HOÀNG THỔ V. Đất trầm tích mềm rời và mềm dính < 0.002Sét 0.002 – 0.006Hạt mịn 0.006 – 0.02Hạt vừa 0.02 – 0.06Hạt thôBụi 0.06 – 0.2Hạt mịn 0.2 – 0.6Hạt vừa 0.6 – 2Hạt thôCát 2 - 6Hạt mịn 6 - 20Hạt vừa 20 - 60Hạt thôDăm 60 - 200Sỏi > 200Cuội Cỡ hạt (mm)Loại vật liệu Phân loại đất theo kích thước hạt (Tiêu chuẩn Anh) Trầm tích mềm rời ‰ Đặc điểm: ¾ Cấu trúc đất hạt rời (cát, sỏi, sạn) phụ thuộc vào sự sắp xếp của các hạt và sự lấp đầy các lỗ rỗng. ¾ Hệ số rỗng của đất có mức độ hạt đồng đều cao và hoàn toàn không dính có thể dao động trong khoảng 0.35 đến 1.00 ¾ Mức độ mài tròn V. Đất trầm tích mềm rời và mềm dính V. Đất trầm tích mềm rời và mềm dính ¾ Là sản phẩm của sự tích tụ các di tích thực vật đã được phân tán và phân hủy một phần, nó được hóa thạch trong điều kiện thiếu khí và độ ẩm cao ¾ Có thể được chia ra thành ba nhóm cơ bản: dạng hạt vô định hình, dạng sợi thô và dạng sợi mịn ¾ Hàm lượng hữu cơ trong đất than bùn dao động từ 50% tới trên 90% Đất than bùn ¾ Hệ số rỗng từ 9 đến 25 (có xu hướng giảm theo chiều sâu) ¾ Độ ẩm rất lớn, thay đổi tùy thuộc vào loại than bùn, với nhóm vô định hình khoảng 500%, ở nhóm sợi thô đã ghi nhận được độ ẩm vượt quá 3000% ¾ Lượng co ngót thể tích thường thay đổi từ 10 đến 75% ¾ Khối lượng riêng, dung trọng khô và dung trọng đẩy nổi rất thấp ¾ Sức kháng nén không thoát nước rất nhỏ, khoảng 20 đến 30 kPa và môdun đàn hồi khoảng 100 đến 140 kPa ¾ Sức kháng nén, kháng cắt phụ thuộc vào loại vật chất hữu cơ Đất than bùn