Ôn tập địa chất công trình

Ôn tập lý thuyết môn địa chất công trình chương 1, chương 2, chương 3, chương 4, chương 5, chương 6 , chương 7, chương 8 và bài tập sptu ctu sadasdasdalskdnasdnlasndasdkl,ándijasdisadsaodsaidjsaodjasp

CÂU HỎI ÔN TẬP MÔN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH PHẦN I: CÁC CÂU HỎI LÝ THUYẾT

Chương 1: Introduction

1.1 Nguyên lý/định nghĩa của Địa chất công trình là gì? Hãy liệt kê những lĩnh vực chính trong địa chất công trình

- Tất cả công trình xây dựng đều nằm trên hoặc dưới mặt đất Khả năng ổn định và làm việc của công trình không chỉ phụ thuộc vào độ bền kết cấu của bản thân mà còn phụ thuộc nhiều vào tính chất đất đá, hiện tượng địa chất,…Địa chất công trình nghiên cứu và đánh giá những điều kiện địa chất ảnh hưởng đến khả năng ổn định cũng như các điều kiện khai thác, sử dụng các công trình đó

1 cách bình thường

- Địa chất công trình là khoa học đia chất chuyên nghiên cứu các điều kiện địa chất để làm nền, làm môi trường và làm vật liệu xây dựng

- Các lĩnh vực chính trong địa chất công trình:

Địa chất động lực công trình

Địa chất công trình chuyên môn

Địa chất công trình các mỏ khoáng sản

Thạch luận công trình

Chương 2: Fundamentals of geology

2.1 Lý thuyết mảng kiến tạo (Plate tectonics) miêu tả/giải thích hiện tượng gì của vỏ trái đất? Vỏ trái đất có bao nhiêu mảng lớn?

- Lý thuyết mảng kiến tạo miêu tả và giải thích hiện tượng chuyển động và biến đổi của vỏ TD Theo thuyết này TD được chia thành một số lớp vỏ riêng việt, được gọi là mảng kiến tạo hay biển kiến tạo, các mảng này di chuyển trên bề mặt TD

- TD có 7 mảng kiến tạo lớn

- Các mảng kiến tạo nhẹ nổi lên trên lớp vật chất quánh dẻo chúg không đứng im mà chuyển động một cách tương đối Các mảng kiến tạo chuyển động một cách tương đối do quá trình đẩy sườn, kéo phiến và hoạt động đối lưu manti

2.2 Tâm chấn các trận động đất thường nằm ở đâu và tại sao? Các núi lửa thường xảy ra ở đâu và tại sao?

- Tâm chấn thường nằm ở ranh giới nơi hai mảng kiến tạo gặp nhau

- Những mảng kiến tạo khổng lồ va vào nhau và đè lên nhau, lực ma sát sinh ra từ những vụ va chạm này tạo ra năng lượng dọc các vết nứt gãy Cuối cùng khiến chúng bất ổn định vỡ ra và giải phóng một nguồn sóng xung kích Năng lượng đc giải phóng đó là một trận động đất

- Có 3 địa điểm mà núi lửa có thể xảy ra:

Tại các rặng núi giữa đại dương

Tại các vùng hút chìm nơi va chạm giữa mảng lục địa và mảng đại dương

Tại một điểm nóng nằm ở giữa các mảng kiến tạo

- Do các hoạt động kiến tạo địa tầng và sự chuyển động cũng nưh va chạm của các mảng kiến tạo trên lớp vỏ TD Các đới hút chìm xảy ra, lớp vỏ trong mảng đại dương bị kéo sâu hơn vào

TD, cuối cùng tan chảy để tạo ra magma rồi trồi lên bề mặt thông qua núi lửa

2.3 Giải thích các kiểu núi và cơ chế hình thành núi của mỗi kiểu

- Núi được hình thành chủ yếu là bởi sự di chuyển của các mảnh thạch quyển, chuyển động tạo núi hoặc chuyển động trồi do nén ép Các lực nén, ép, nâng đẳng tĩnh, và các lực của vật liệu xâm nhập khiến bề mặt đá được nâng lên, giúp tạo một dạng địa hình cao hơn xung quanh

- Các kiểu núi:

Núi khối tảng: được tạo ra khi các khu vực rộng lớn bị tách ra theo các đứt gãy có sự chuyển động theo phương thẳng

Núi uốn nếp: các lực nén ép khi va chạm lục địa có thể gây ra các khu vực bị nén ép khiến chúng trở nên dày hơn, tạo ra nếp uốn

Núi lửa: được hình thành khi mảng này bị hút chìm bên dưới mảng khác hay hình thành ở các sống nũi giữa đại dương hoặc điểm nóng Đá bị nung chảy tạo thành magma tràn lên bề mặt từ đó tạo thành núi lửa

Chương 3: Các quá trình bề mặt

3.1 Định nghĩa về quá trình phong hóa (weathering process), quá trình xói mòn (erosion process), quá trình trầm tích (deposition process)

- Phong hóa là quá trình phá hủy đất đá và các khoáng vật trong đó, dưới tác dụng của thời tiết, chủ yếu là không khí và nước Phong hóa có thể được gây ra bởi nước, không khí, hóa học, thực vật và cả động vât

- Quá trình xói mòn là quá trình di chuyển và loại bỏ các tảng đất, đá và các vật liệu khác từ một vị trí địa lý đến nơi khác bằng sự tác động của các yếu tố như nước, gió, băng tuyết và sự va chạm của các hạt vật lí Quá trình này diễn ra trong thời gian dài và tạo thay đổi lớn đối với môi trường địa lí

- Quá trình trầm tích là quá trình mà các hạt bùn, cát, sỏi hoặc các tảng đất và vật liệu rời khác được kết tủa hoặc đặt xuống tại một vị trí vụ thể trong môi trường tự nhiên Quá trình này thường xảy ra khi lực tác động lên các hạt này không còn đủ mạnh để dy trì chúng trong trạng thái nâng lên hoặc di chuyển đi xa

3.2 Trầm tích băng (glacial deposits) được hình thành như thế nào?

- Trầm tích băng được hình thành do hoạt động của băng và tuyết trong quá trình di chuyển và

Di chuyển của băng

Thu thập trầm tích

Hoàn trả và chuyển đổi (tan chảy, bốc hơi,…_)

3.3 Trầm tích núi lửa (volcanic deposits) được hình thành như thế nào?

- Magma, khí và tro bị giải phóng từ lòng đất ra khỏi khí quyển

- Magma bị vỡ thành các hạt nhỏ do sự giãn nở của khí hoặc sự tiếp xúc với nước

- Quá trình lắng đọng tạo ra các lớp trầm tích núi lửa

- Quá trình nguội

Chương 4: Công tác khoan và lấy mẫu

4.1 Kể tên một số giàn máy cơ sở (drill rig) phục vụ công tác khoan đất đá?

- Giàn máy quay ( Rotary Drill Rigs) sử dụng để khoan vào các thành tạo đất và đá Chúng rất linh hoạt có thể được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau như thăm dò khoáng sản, khoan giếng nước và điều tra địa kỹ thuật

- Giàn máy gõ ( percussion Drill Rigs) sử dụng lực gõ thông qua một công cụ khoan để phá vỡ

và chiết xuất đá hoặc đất

- Dàn khoan dầu khi ( Oil and Gas Drilling Equipment ) dành riêng cho việc khai thác dầu và khí tự nhiên

4.2 Kích thước của cần khoan và ống casing được qui định trong tiêu chuẩn nào? W-series và

X-series (vẽ hình minh hoạ) miêu tả đặc tính nào của cần khoan và ống casing?

- Kích thước của cần khoan và ống casing được quy định trong tiêu chuẩn ASTM 2113-08

- W-series và X-series miêu tả đặc tính vỏ của cần khoan và ống casing

W-series (vỏ khớp nối phẳng, ren bên trong): cần khoan được thiết kế để chịu lực uốn và nén cao

X-series (vỏ được ghép bằng phẳng, có cả ren trong lẫn ren ngoài): ống casing có độ bền cao, chịu lực nén và uốn tốt, thích hợp cho các điều kiện khoan khắc nhiệt

4.3 Để là một ống mẫu thành mỏng, các tỷ số Ci, C và Ct phải thảo mãn các tiêu chí nào? Các tiêu chí này quy định ở đâu?

Được quy định trong tiêu chuẩn ASTM D6169

Tỷ số độ mở trong Ci: phân theo từng loại đất Đối với đất không dẻo Ci nằm trong khoảng 0,5 đến 1%; đối với đất có độ dẻo trung gian từ 1-2%; đối với đất dẻo từ 2-3%

Tỷ lệ diện tích thành ống Cα bé hơn 15%

Tỷ lệ độ dày thành ống Ct bé hơn 2,5%

4.4 Mẫu đất thu được trong ống thành mỏng có thể dùng để làm những thí nghiệm nào? Tương tự cho

mẫu thu được trong ống mẫu thành dày

Chương 5 Laboratory tests

5.1 Thí nghiệm cắt trực triếp (direct shear test) dùng để làm gì? Trình bày cách xác định giá trị c và 

của đất

- Thí nghiệm dùng để xác định cường độ chống cắt của đất sét và đất cát có kết cấu nguyên dạng hoặc được chế bị, không áp dụng cho đất cát thô, đất lẫn sỏi sạn hoặc đất sét ở trạng thái chảy hoặc bị chảy dưới áp lực thnawgr đứng nhỏ hơn hoặc bằng 100kPa trong điều kiện nở hông

5.2 Trong thực hành có mấy loại thí nghiệm ba trục hay được thực hiện? Thông số đạt được của mỗi

loại thí nghiệm?

- Thí nghiệm không cố kết, không thoát nước (UU) Thông số cường độ chống cắt thu được với trường hợp ứng suất tổng là lực dính không thoát nước cu và góc ma sát trong phi u=0

- Thí nghiệm cố kết, không thoát nước, đo áp lực nước lỗ rỗng (CU) Với trường hợp ứng suất tổng: thông số cường độ chống cắt thu được là ccu và φcu Với trường hợp ứng suất có hiệu: thông

số cường độ chống cắt thu được là ccu’ và φcu’.

- Thí nghiệm cố kết, thoát nước (CD) Đặc trưng cường độ chống cắt nhận được, theo sơ đồ thí nghiệm, ở trạng thái ứng suất có hiệu với các thông số c’ và φ’

5.3 Thí nghiệm cố kết (consolidation test) dùng để làm gì? Nếu các thông số biến dạng đạt được từ

thí nghiệm nén cố kết

Để nghiên cứu độ lún cố kết sơ cấp của đất (nén không nở hông)

Từ thí nghiệm nén cố kết, các thông số biến dạng các bạn có thể xác định bao gồm:

1 Hệ số nén (a): Hệ số này thể hiện mức độ biến dạng của mẫu đất khi chịu tải

2 Chỉ số nén (Cc): Chỉ số này thể hiện khả năng nén lún ban đầu của đất khi tải lên đất tăng từ

áp suất tiền cố kết trở lên:

c lg( 2/ )1

e C

p p





3 Chỉ số nén lại hay nở (Cs): Chỉ số này diễn tả khả năng nén lại (hoặc phân hủy) của đất khi tải trên đất giảm từ áp suất tiền cố kết xuống:

lg( / )2 1

s s

e C

p p





4 Áp suất tiền cố kết (Pc): Áp suất này là áp suất từng tác động lên đất trước khi thực hiện thí nghiệm

5 Module tổng biến dạng (Eo): Đây là module đàn hồi tổng hợp trong quá trình biến dạng nén

cố kết

6 Hệ số cố kết (Cv): Hệ số này thể hiện tốc độ nén cố kết theo thời gian:

2 0

v

C



Chương 6 Cone penetration test

6.1 Một cách tổng quát, liệt kê những ứng dụng của các kết quả CPTu trong khảo sát và phân tích

đất?

Kết quả từ thí nghiệm (CPTu) cung cấp thông tin quan trọng về tính chất của đất đai dưới mặt đất Dưới đây là một số ứng dụng chính của kết quả CPTu trong khảo sát và phân tích đất:

*Đánh giá Tải Trọng Cơ Học: Xác định sức kháng cắt của đất, bao gồm góc ma sát nội và độ bám dính

*Phân Tích Tổng Hợp Cơ Học: Sử dụng thông số sức kháng cắt và đặc trưng biến dạng để xây dựng các mô hình cơ học đất và dự đoán biến dạng đất trong các tình huống khác nhau

*Kiểm Tra Điều Kiện Đất: Sử dụng CPTu để kiểm tra điều kiện của đất đai trong các dự án xây dựng, đặc biệt là trong việc xây dựng đường hầm, cầu, và cơ sở hạ tầng quan trọng khác

*Đánh Giá Môi Trường: Đo lường áp suất nén nước cùng với thông tin về đặc tính đất có thể được sử dụng để đánh giá tác động của hoá chất và ô nhiễm môi trường lên đất đai vvv

* Ứng dụng của máy

- Ứng Dụng của thiết bị xuyên tĩnh: Dùng để đo sức kháng xuyên đầu mũi; ma sát thành bên; áp lực nước lỗ rỗng (với đầu côn xuyên điện tử CPTu); vận tốc sóng nén và sóng cắt (với đầu côn xuyên kết hợp đo địa chấn )

6.2 Phân loại đất theo Eslami and Fellenius (1997)?

 MPa  q u2

Chương 7 Standard penetration test (SPT)

7.1 Mẫu đất thu được từ ống mẫu SPT có thể dùng để làm gì?

- Mẫu đất thu được từ ống mẫu SPT (Standard Penetration Test) có thể được sử dụng để thực hiện các phân tích và đánh giá về tính chất cơ học của đất Các ứng dụng chính của mẫu đất SPT bao gồm:

Xác định chỉ số SPT

Phân loại và xác định tính chất cơ học

Đánh giá khả năng chịu tải của nền đất

Nghiên cứu khoa học

- Tóm lại, mẫu đất thu được từ ống mẫu SPT là nguyên liệu quan trọng để phân tích tính chất cơ học của các lớp đất và xác định khả năng chịu tải của nền móng trong thiết kế và xây dựng công

7.2 Nêu phương trình xác định giá trị SPT đã hiệu chỉnh (N60) Xác định khoảng giá trị của 4 thông số hiệu chỉnh

- Trong thí nghiệm đánh giá tính chất cơ lý của đất, giá trị SPT đã hiệu chỉnh (N60) được tính dựa trên số lần đập của máy đếm trong quá trình đóng đoạn SPT Phương trình xác định giá trị N60 như sau:

N60 = CE CB CS CR Nmeas (giá trị hiệu chỉnh hoàn toàn)

Cr : rod length correction : hiệu chỉnh chiều dài của thanh Cs: split spoon liner correction : hiệu chỉnh lớp lót thìa chia

Cb : borehole diameter correction : hiệu chỉnh dường kính lỗ khoan Ce: energy correction : hiệu chỉnh năng lượng

Nmeas : là giá trị đo thực tế của độ rung đất

Khoảng giá trị thông số hiệu chỉnh thường có trong các báo cáo nghiên cứu và tùy thuộc vào điều kiện địa chất cụ thể Tuy nhiên, để tham khảo, thông thường các giá trị thông số hiệu chỉnh có khoảng giá trị như sau:

+)CR: có giá trị từ 0,5 đến 2

+) CS : có giá trị từ 0,8 đến 1

+) CE : không có giá trị cụ thể vì giá trị CE phụ thuộc vào năng lượng của máy đo rung đất được sử dụng trong quá trình đo Mỗi loại máy đo rung đất có hiệu suất năng lượng khác nhau, và do đó, giá trị CE cũng sẽ khác nhau

+) CB : không có giá trị cụ thể vì giá trị CBphụ thuộc vào đường kính lỗ khoan được sử dụng trong quá trình đo độ rung đất Khi đường kính lỗ khoan tăng lên, độ rung của đất xung quanh

lỗ khoan có thể bị giảm

Lưu ý rằng khoảng giá trị này có thể thay đổi tùy thuộc vào loại đất cụ thể và điều kiện địa chất trong khu vực nghiên cứu Thông tin chi tiết hơn về các thông số hiệu chỉnh nên được lấy

từ nguồn tham khảo chính xác hoặc từ báo cáo thí nghiệm cụ thể

Chương 8 Field van test

1 Trong thiết kế, chúng ta phải hiệu chỉnh giá trị su đạt được ngoài hiện trường Tại sao chúng ta lại phải hiệu chỉnh trước khi sử dụng Giá trị su của một loại đất từ nhiều loại thí nghiệm cho bằng nhau hay khác nhau, tại sao?

- Sức kháng cắt không thoát nước cực đại từ phòng thí nghiệm cắt cánh hiện trường cần được nhân với

hệ số hiệu chỉnh cắt cánh (µ) để đưa ra giá trị sức kháng cắt huy động khi phân tích địa kỹ thuật

Sumobilized = µ*Su Trong đó:

µ là hệ số hiệu chỉnh( theo Bjerum) xét đến ảnh hưởng bất đẳng hướng của đất, tốc độ cắt và tính toán phá hoạt liên tiếp của nền đất yếu phụ thuộc vào chỉ số dẻo PI:

( Nội suy bậc nhất giữa các khoảng trong bảng) Chỉ khi không có cách nào có được thiết bị thí nghiệm cắt cánh hiện trường thì mới được dùng đặc trưng sức chống cắt theo kết quả thí nghiệm cắt nhanh không thoát nước ở trong phòng thí nghiệm

- Đối với mỗi điều kiện khác nhau như áp lực, môi trường, hay điều kiện thí nghiệm thì sẽ cho Su khác nhau

Chương 9 Groundwater

9.1 Trong thực tế, có mấy loại loại piezometer phổ biến, phân loại ra sao?

- Trong thực tế, có nhiều loại piezometer phổ biến, được phân loại dựa trên cách họ hoạt động và thiết kế cụ thể Dưới đây là một số loại piezometer phổ biến:

1.Loại dây rung thường được dùng để đo áp lực nước lỗ rỗng trong đất Chúng thường được chôn trong lỗ khoan hoặc đặt trong lớp đất phủ hoặc treo trong giếng

2.Loại khí nén :Piezometer khí nén là một thiết bị đo áp lực được sử dụng để đo áp lực của chất lỏng hoặc khí trong các vùng khác nhau của một công trình xây dựng Nó được sử dụng để theo dõi áp suất của nước trong các vùng ngập úng, các hệ thống thoát nước và các công trình khác Ngoài ra còn có các loại có thể kể tên :

-Piezometer dây rung

-Piezometer ống đôi

-Piezometer ống xả