Bài giảng Địa chất - Hiện tượng phong hóa đất đá

HIỆN TƯỢNG PHONG HÓA ĐẤT ĐÁ Khái niệm Phong hóa đất đá là hiện tượng biến đổi, phá hủy tại chỗ đất đá ở phần trên cùng của vỏ Trái đất do các tác nhân bên ngoài (không khí, nước, sự biến đổi nhiệt độ và hoạt động của sinh vật) làm đất đá thay đổi thành phần, cấu trúc và trạng thái (thường cũng suy giảm tính chất xây dựng). Các tác nhân phong hóa Nước và chất hòa tan trong nước, Không khí (đặc biệt là oxi) Sự thay đổi nhiệt độ Các quá trình kết tinh Do sinh vật I. Các kiểu phong hóa Theo tác nhân gây ra phong hóa và đặc điểm biến đổi đá gốc: Phong hóa vật lý Phong hóa hóa học Phong hóa sinh vật 1. Phong hóa vật lý Là sự phá huỷ đất đá dưới tác động vật lý, đá bị vỡ vụn nhưng không thay đổi thành phần hoá học và khoáng vật. Chủ yếu do dao động nhiệt độ, nước đóng băng hoặc tan chảy, muối kết tinh trong các khe nứt của đá. 1. Phong hóa vật lý 2. Phong hóa hóa học Là quá trình phá hủy đất đá do tác dụng hoá học giữa các khoáng vật của đất đá với nước, không khí, các chất hóa học chứa trong nước. Đất đá bị biến đổi về thành phần khoáng vật và hoá học. Các hình thức: Hòa tan Ôxy hóa Thủy phân Thủy hóa 2. Phong hóa hóa học Tác dụng hòa tan Nước có tính xâm thực: CO2, axit... hòa tan (rửa trôi) các khoáng vật dễ hoà tan Tác dụng ô xy hóa Phản ứng ô xy hóa làm thay đổi thành phần hóa học của nhiều loại khoáng vật thuộc tạo thành các ôxit Limonit Pyrit Tác dụng thủy phân Khoáng vật (lớp silicat, alumosilicat) dưới tác dụng phân giải của nước  thành khoáng vật mới cường độ thấp hơn, ổn định với phong hóa hơn Orthorlas Kaolinit Opal Potat Tác dụng thủy hóa Khoáng vật hấp thụ nước  khoáng vật mới Thạch cao khan Thạch cao Phong hóa hóa học Phong hóa vật lý Do thế giới sinh vật 3. Phong hóa sinh vật III. Tầng tàn tích và các đặc điểm ĐCCT của nó Tầng tàn tích: do quá trình phong hóa, đá bị biến đổi thành đất, sau khi hình thành chưa bị di rời mà nằm tại chỗ trên mặt đá gốc. Vỏ phong hóa: càng xuống sâu, mức độ phong hóa càng yếu  hình thành các tầng tàn tích (phân đới) Đới thổ nhưỡng Đới vỡ mịn Đới vỡ dăm Đới dạng khối Đới nguyên thể III. Tầng tàn tích và các đặc điểm ĐCCT của nó Một vài hình ảnh ví dụ Những vấn đề cần nghiên cứu Mức độ phong hóa Dùng hệ số phong hoá kph kph = 1 ®¸ kh«ng bÞ phong ho¸ kph = 1 - 0,9 ®¸ phong ho¸ nhÑ kph = 0,9 - 0,8 ®¸ phong ho¸ võa kph <0,8 ®¸ phong ho¸ m¹nh Tốc độ phong hóa: dựa vào bề dày, mức độ biến đổi, thời gian. Tác nhân gây phong hóa IV. Nghiên cứu và xử lý phong hoá trong xây dựng Các biện pháp xử lý hiện tượng phong hoá 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 bằng cách che phủ bằng VL chống phong hoá. Cải tạo tầng phong hóa bằng các biện pháp: phun xi măng, phun dung dịch sét… Trung hòa các nhân tố gây phong hóa IV. Nghiên cứu và xử lý phong hoá trong xây dựng