Địa chất thi công - Chương 4: Vận động kiến tạo

Nội dung Khái niệm chung1 Các kiểu vận động2 Ý nghĩa của vận động kiến tạo đối với xd3 1. Vận động thẳng đứng. (dao động) 2. Vận động uốn nếp. 3. Vận động đứt gãy. Chương 4: Vận động kiến tạo Yêu cầu đối với bài học  Phân biệt được 2 thuyết kiến tạo chính: Địa máng và địa mảng  Hiểu và nhận dạng được các kiểu vận động kiến tạo: vận động uốn nếp, vận động đứt gãy và các yếu tố của nó.  Ý nghĩa của vận động kiến tạo đối với xây dựng. CỞ SỞ NÀO ĐỂ CÓ THỂ KHẲNG ĐỊNH CÓ SỰ VẬN ĐỘNG KiẾN TẠO. ???? MẶC DÙ HiỆN TƯỢNG XẢY RA RẤT CHẬM TRONG TỰ NHIÊN CÂU HỎI CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO 4.1- Khái niệm Các đá trầm tích đều được lắng đọng thành các lớp hầu như nằm ngang, nhưng tất cả các lớp đá trầm tích về sau đều nằm nghiêng ,thậm chí còn sinh ra những uốn nếp, đứt gãy Nguyên nhân chính là do vận động kiến tạo, là sự vận động của vỏ quả đất do hoạt động của nội lực. Có hai giả thuyết chính ứng với hai kiểu vận động:  Thuyết địa máng ứng với vận động thẳng đứng. Vận động thăng trầm là cách nói khác của thuyết địa máng.  Thuyết địa mảng ứng với vận động ngang hình thành các lục địa. Vận động tạo sơn là cách nói khác của thuyết địa mảng. CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO Thuyết địa mảng Do dòng đối lưu ở tầng manti làm vỏ quả đất vận động. CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO Thuyết địa mảng Phần lục địa hiện nay và trước đây (250 triệu năm) CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO 4.2. Các kiểu vận động 4.2.1. Vận động dao động (thẳng đứng). Do nội lực theo phương đứng là chính tác dụng làm một phần vỏ Trái đất nâng lên (hiện tượng biển lùi) hay hạ xuống (hiện tượng biến tiến), thường xảy ra trong phạm vi rộng lớn (lục địa hay một phần lục địa)  chuyển động tạo lục. Chu kỳ vận động được chia thành 4 giai đoạn: Giai đoạn khởi đầu: Sụt võng. Giai đoạn trước tạo núi: Tạo nên các hệ trầm tích (flysh) Giai đoạn tạo núi sớm: Tạo nên các uốn nếp mạnh mẽ. Giai đoạn tạo núi chính thức: Các uốn nếp được nâng lên thành núi. CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO Ví dụ về sự vận động thẳng đứng. Đồng bằng sông Cửu long và dạng bồi tụ ven biển, (Quá trình biển lùi) CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO Dấu vết biển lùi ở Hà Tiên Ví dụ về sự vận động thẳng đứng. CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO 4.2.2. Vận động uốn nếp. 4.2.2.1. Khái niệm Vận động uốn nếp là một dạng của vận động ngang mà tốc độ chuyển động thấp. Kết quả sẽ làm đất đá nghiêng đi (thế nằm nghiêng) hay tạo ra các uốn nếp. Nói chung các tầng đất đá vẫn giữ nguyên tính liên tục ban đầu của nó. 4.2.2.2. Thế nằm nghiêng của đá. Lớp có thế nằm nghiêng là lớp nghiêng về một phía trên khu vực rộng lớn. Ta cũng gặp thế nằm nghiêng khi nghiên cứu cánh nếp uốn.(Hình 4.1a)thay đổi thay đổi thế nằm ban đầu (biến vị) nên trong địa chất công trình quan tâm đến nhiều hơn. CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO Thế nằm đơn nghiêng CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO  a ab b * Đường phương là giao tuyến của mặt lớp với mặt phẳng nằm ngang. (Đường aa) * Đường hướng dốc vuông góc với đường phương và hướng về phía chân dốc. (Đường bb) * Góc dốc là góc kẹp bởi đường hướng dốc và hình chiếu của nó trên mặt phẳng nằm ngang. (Góc ) §Ó x¸c ®Þnh híng nghiªng, ®é nghiªng cña tÇng ®¸, cÇn x¸c ®Þnh 5 yÕu tè thÕ n»m sau:  §êng ph¬ng (a)  §êng híng dèc (b)  Gãc dèc ()  Gãc ph¬ng vÞ ®êng ph¬ng (1 vµ 2 )  Gãc ph¬ng vÞ ®êng híng dèc () Tuy nhiªn: a  b → i =  ± 90 Nªn thùc tÕ chØ cÇn x¸c ®Þnh  vµ  lµ x¸c ®Þnh ®îc thÕ n»m cña c¸c líp ®¸. C¸ch x¸c ®Þnh: dïng La bµn ®Þa chÊt (®Þa bµn). B 1 2  a b 0 90 180 270 360 I IIIII IV 13540 a b  CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO  Hướng Bắc Phương vị hướng dốc Đường phương   Hướng Bắc Phương vị hướng dốcĐường hướng dốc Đường phương CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO 4.2.2.3. Thế nằm uốn nếp.  Hình thành khi các tầng đá bị uốn cong, có thể bị nghiêng đảo đi nhưng vẫn không mất tính liên tục của nó. Có hai loại uốn nếp cơ bản là nếp uốn lồi và nếp uốn lõm:  Nếp lồi là nếp uốn mà phần trung tâm của nó phân bố các đá cổ hơn so với phần rìa xung quanh.  Trong các nếp lõm thì ở phần trung tâm của chúng là đá trẻ hơn so với các đá ở phần rìa. D1 D2 D3 C1 C1 C2 C2 C3 C3 C1 C2 P1 C3 C2 C1 P1 C3 C2 C1 Hçnh 4.4.a. Nãúp läöi Hçnh 4.4.a. Nãúp loîm CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO Nếp uốn CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO Nếp lõm CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO Nếp lõm CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO Nếp lõm CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO Nếp lồi Chúng ta cần phân biệt giữa cấu tạo của đất đá và hình thể mặt đất vì ở thực địa nhiều khi núi là nếp lõm còn thung lũng lại là nếp lồi. CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO T P T P C T P Núi là nếp lõm; thung lũng là nếp lôi CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO Nếp lõm CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO Các yếu tố hình học của nếp uốn Cánh (Limb) Đường trục (Fold Axis) Vòm Mặt trục •Người ta phân biệt các yếu tố sau trong nếp uốn: •Mặt trục là mặt đi qua đỉnh vòm, chia nếp uôn ra làm hai phần đều nhau. •Cánh là phần tầng đá bị nghiêng đi ở hai bên mặt trục. •Đường trục là giao tuyến giữa mặt trục và mặt tầng đá. •Vòm hay nhân nếp uốn, chỗ các lớp bị uốn đi. •Góc  của nếp uốn là góc hợp bởi những đường cánh của nếp uốn. •Bản lề của nếp lồi là giao tuyến của mặt trục và mặt lớp nào đó của nếp uốn. Đứt gãy thuận Đứt gãy nghịch Mặt đứt gãy CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO 4.2.3.2. Phân loại đứt gãy và các yếu tố hình học của đứt gãy. a) Đứt gãy thuận. Đứt gãy thuận là đứt gãy có mặt đứt gãy nghiêng về phía đất đá sụt xuống, cánh treo sụt tương đối so với cánh nằm. b) Đứt gãy nghịch. Là đứt gãy có mặt đứt gãy nghiêng về phía đất đá bị trồi lên. Cánh treo nâng lên tương đối so với cánh nằm Đứt gãy - Các yếu tố của đứt gãy A B H N S  S: Cự ly dịch chuyển tương đối N: Cự ly dịch chuyển ngang H: Cự ly dịch chuyển đứng  : góc nghiêng của mặt trượt A: Cánh treo B: Cánh nằm CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO Đứt gãy thuận CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO Đứt gãy nghịch CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO c) Đứt gãy ngang. Là đứt gãy có hai cánh không dịch chuyển theo phương đứng mà dịch chuyển tương đối theo phương ngang. Đứt gãy ngang d) Địa hào. Địa hào là hợp bởi đứt gãy thuận hay đứt gãy nghịch mà phần trung tâm ở trên mặt gặp các đá trẻ hơn phần ở ngoài rìa. Đặc trưng của địa hào là phần trung tâm sụt xuống so với phần ngoài rìa dọc theo các đứt gãy. e) Địa lũy. Địa lũy là hợp bởi đứt gãy thuận hay đứt gãy nghịch mà phần trung tâm ở trên mặt gặp các đá cổ hơn phần ở ngoài rìa. Đặc trưng của địa lũy là phần trung tâm trồi lên so với phần ngoài rìa dọc theo các đứt gãy. Khäúi caïnh nàòm (a) (b) Khäúi caïnh treo Khäúi caïnh nàòm Khäúi caïnh treo Khäúi caïnh treo Khäúi caïnh nàòm Âëa haìo Âëa luîy CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO Địa hào và địa lũy Địa luỹ (hệ đứt gãy)Địa hào (hệ đứt gãy) CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO Tổng hợp về sự dịch chuyển của các mảng nền CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO 4.3. Ý nghĩa của vận động kiến tạo đối với xây dựng. Khi các tầng đá nghiêng về hạ lưu thì đập dễ xảy ra trượt, thấm mất nước 1 2 Trường hợp 2 dễ trượt, mất nước hơn trường hợp 1.  Ở vùng uốn nếp thì hồ chứa nước trong cấu tạo nếp lồi thường dễ bị mất nước  Trong cấu tạo lõm thì khả năng mất nước giảm đi rõ rệt.  Lũng sông có cấu tạo đơn nghiêng thường xảy ra mất nước về một bên CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO 4.3. Ý nghĩa của vận động kiến tạo đối với xây dựng. Mái đường, nền đường ổn định hơn trong trường hợp tầng đá cắm về sườn dốc. 1 2 3 4 Tuyến đường ổn định trong trường hợp 1; không ổn định trong các trường hợp 2,3,4. CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO 4.3. Ý nghĩa của vận động kiến tạo đối với xây dựng. a. Nàòm ngang b. Nàòm nghiãng hay caïnh nãúp uäún c. Thàóng âæïng e. Âènh nãúp loîmd. Âènh nãúp läöi Khi tuyến đường hầm chạy song song với đường phương các tầng đá thì có các trường hợp sau Khi tuyến đường hầm vuông góc với đường phương các tầng đá thì việc thiết kế và thi công tương đối phức tạp, do tuyến cắt qua nhiều loại đất đá khác nhau. CHƯƠNG 4- VẬN ĐỘNG KIẾN TẠO 4.3. Ý nghĩa của vận động kiến tạo đối với xây dựng.