Bài giảng Địa chất công trình - Chương 2: Các hiện tượng địa chất ngoại sinh (Phần 5) - Trường Đại học Thủy Lợi

1 
Bài giảng môn học 
Địa chất công trình 
Chương 2 
CÁC HIỆN TƯỢNG 
ĐỊA CHẤT NGOẠI SINH 
Giảng viên: Dr.-Ing. Nguyễn Quang Tuấn 
Trường Đại học Thủy lợi 
Bộ môn Địa kỹ thuật 
Bài 5. HOẠT ĐỘNG ĐỊA CHẤT CỦA SÔNG 
Nội dung 
1. Khái niệm 
2. Hoạt động xâm thực của sông 
3. Hoạt động vận chuyển của sông 
4. Hoạt động tích tụ của sông 
5. Cấu tạo lũng sông và các loại trầm tích 
sông 
6. Ảnh hưởng và các giải pháp xây dựng công 
trình 
1/ Khái niệm 
Dòng thường xuyên (sông) là dòng nước tập 
trung tạo thành dòng chảy thường xuyên, 
quanh năm. 
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 (tích tụ) 
2/ Hoạt động xâm thực 
Xâm thực là tác dụng phá hủy của dòng sông. Quá trình phá hủy do tác dụng xói 
mòn cơ học bởi thủy lực (chủ yếu) và xói mòn hóa học. 
2/ 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 
– Xảy ra khi địa hình đáy sông có độ dốc 
lớn, thường gặp ở những vùng miền 
núi. 
– Hậu quả: quá trình này có xu thế làm 
bằng địa hình đáy sông. Có thể tạo ra 
thác, ghềnh, hiện tượng cướp dòng 
Sơ đồ xâm thực về nguồn của sông 
1 
2 
3 
Gốc xâm thực 
Gốc xâm thực (Base level): Là giới hạn xâm 
thực đứng của sông 
Sự thay đổi gốc xâm thực dẫn tới thay hoạt 
động xâm thực bị ảnh hưởng 
Xâm thực đứng 
Quá trình nâng kiến tạo (uplift)  thay đổi 
gốc xâm thực (base level) 
b. Xâm thực ngang: 
– Đào phá theo phương ngang, mở rộng 
lòng sông 
– Xảy ra khi địa hình đáy sông thoải, 
thường gặp ở vùng địa hình thấp, phần hạ 
lưu sông 
– Hậu quả: gây sạt lở bờ sông, lòng sông 
mở rộng, sông uốn khúc quanh co, tạo hồ 
ách trâu. 
Quá trình hình thành hồ ách trâu (hồ sừng trâu) 
Xâm thực ngang 
Mở rộng 
bãi bồi 
Sạt lở bờ 
sông 
3/ Hoạt động vận chuyển 
 Vật liệu phá hủy được dòng sông mang đi dưới các 
hình thức: 
 Hòa tan: các thành phần hóa học bị hòa tan và di 
chuyển cùng dòng nước 
 Lơ lửng: các vật liệu mịn như cát mịn, bột, sét lơ lửng 
trong nước và di chuyển theo dòng chảy 
 Xô lăn, nhảy cóc và kéo lê (trượt): thường xảy ra với 
các vật liệu có kích thước hạt lớn như tảng, cuội, sổi 
 Khả năng vận chuyển phụ thuộc vào: 
 Tốc độ dòng chảy 
 Địa hình đáy sông và độ sâu mực nước 
 Kích thước, hình dáng và khối lượng hạt vật liệu 
Lơ lửng: các hạt 
vật liệu mịn, nhẹ 
như bụi, sét 
các chất hòa tan 
trong nước 
Kéo lê 
(vật liệu tảng) Lăn 
(vật liệu 
cuội sỏi) 
Nhảy cóc 
(cát, sạn) 
Quá trình vận chuyển vật liệu phóng hủy của dòng nước 
4/ Hoạt động tích tụ 
• 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 
Sự hình thành các dải 
đất bồi tự nhiên 
Bãi bồi 
Trầm tích lòng sông Trầm tích bãi bồi 
Lòng sông cổ 
Quá trình xâm thực, tích tụ hỗn hợp 
Lũ: Lưu lượng tăng, 
xâm thực phát triển 
Dòng chảy thường 
Sau lũ; Các bãi bồi mới 
được hình thành 
5/ Cấu tạo lũng sông và các loại trầm tích sông 
Do các hoạt động địa chất của sông, tạo ra địa hình dạng thung lũng dọc theo dòng chảy, 
phần địa hình này gọi là lũng sông, thường thường gồm 3 phần: Lòng sông, bãi bồi, thềm 
sông 
Ví dụ: mặt cắt cấu tạo lũng sông 
1. Lòng sông: Phần lũng sông có dòng chảy thường xuyên 
2. Bãi bồi: Phần lũng sông chỉ bị ngập nước vào mùa lũ. 
3. Thềm sông 
5.1. Cấu tạo lũng sông 
Bãi bồi Thềm I 
Thềm II 
Thềm 
xâm thực 
Sông 
Thềm 
tích tụ 
Thềm 
hỗn hợp 
Khái niệm: 
Thềm sông là những dải đất nằm ngang hoặc gần nằm 
ngang kéo dài dọc theo sông 
Bãi bồi là thềm sông thấp nhất (cũng là trẻ nhất), bị ngập 
nước về mùa lũ. 
Các loại thềm sông: 
 Thềm xâm thực: hình thành do quá trình xâm thực 
đá gốc, mặt thềm không có vật liệu phủ. Thường gặp 
ở miền núi. 
 Thềm tích tụ: hình thành do trầm đọng vật liệu. 
Thường gặp ở đồng bằng, trung du. 
 Thềm hỗn hợp: là kết quả của cả 2 quá trình xâm 
thực và tích tụ, thềm là đá gốc, trên mặt có lớp phủ. 
Sự hình thành thềm sông 
nâng 
Bãi bồi 
ban đầu 
Bãi bồi 
hiện tại 
Thềm 
Mực 
nước 
sông 
5.2/ Các loại trầm tích sông 
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.  
Các vấn đề: sự phân bố, cát chảy, xói ngầm, lún 
không đều 
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) – 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. 
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  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  các vấn đề: mất ổn định mái hố móng, 
cát chảy, xói ngầm, lún nhiều, lún lâu dài. 
5. Phân loại lũng sông theo quan điểm ĐCCT 
Để bố lựa chọn vị trí công trình, phương án công trình và phương pháp thi công, 
phụ thuộc rất nhiều vào địa hình, tính chất và bề dày các tầng đất đá của lúng 
sông. Do đó, có thể phân loại lũng sông phục vụ xây dựng như sau: 
a. Theo hình dạng mặt cắt: 
– Dạng hẻm vực: có bờ dốc đứng, không có lớp phủ hoặc lớp phủ mỏng 
– Dạng phát triển 1 bên: mặt cắt ngang lũng sông không đối xứng 
– Dạng phát triển 2 bên: mặt cắt đối xứng, bờ sông thoải, bãi bồi phát triển, tầng 
phủ dày 
b. Theo mức độ đồng nhất của đất đá: 
– Lũng sông có cấu tạo đồng nhất: đất đá ở 2 bên bờ và đáy sông như nhau 
– Lũng sông có cấu tạo không đồng nhất: khi 2 bên bờ có các loại đất đá khác 
nhau về tính chất, độ dày 
c. Theo chiều dày lớp vật liệu phủ: 
– Khi bồi tích sông <10m; 
– Khi bồi tích sông =10m-30m; 
– Khi bồi tích sông >30m. 
Phân chia thung lũng sông theo hình dạng mặt cắt 
HÎm vùc Ph¸t triÓn mét bªn Ph¸t triÓn 2 bªn
Ý nghĩa việc nghiên cứu lũng sông trong 
xây dựng công trình thủy lợi 
Giúp lựa chọn vị trí xây dựng công trình 
hợp lý. 
Giúp việc lựa chọn các giải pháp công trình 
khác nhau. (Có giải pháp thiết kế và biện 
pháp thi công phù hợp). 
6. Ảnh hưởng của các hoạt động địa chất 
của sông và các giải pháp XDCT 
a. Ảnh hưởng: 
• Gây phân cắt địa hình; 
• Xói lở bờ làm ảnh hưởng đến các công trình ven bờ; 
• Lắng đọng vật liệu làm giảm dung tích hồ chứa, giảm 
tuổi thọ máy móc, thiết bị, ảnh hưởng đến giao thông 
thủy. 
b. Các giải pháp xây dựng công trình: 
 Điều chỉnh hướng dòng chảy bằng các kè, mỏ hàn; 
 Gia cố bờ và các công trình ven bờ; 
 Điều tiết dòng chảy bằng các hồ chứa 
Câu hỏi ôn tập 
1. Xâm thực? Gốc xâm thực? Các dạng hoạt động xâm thực 
của sông? 
2. Giải thích quá trình hình thành hồ ách trâu? 
3. Giải thích quá trình hình thành thác nước? 
4. Các hình thức vận chuyển vật liệu trầm tích của sông? Các 
yếu tố ảnh hưởng tới khả năng vận chuyển? 
5. Phân biệt thềm sông và bãi bồi? Các loại thềm sông? 
6. Lũng sông là gì? Vẽ hình minh họa cấu tạo lũng sông? 
7. Khái niệm thềm sông và bãi bồi? 
8. Trình bày khái quát đặc điểm của trầm tích bãi bồi? 
9. Trình bày khái quát đặc điểm của trầm tích lòng sông? 
10. Trình bày khái quát đặc điểm của trầm tích hồ ách trâu? 
11. Trình bày khái quát đặc điểm của trầm tích cửa sông? 
12. Trình bày phân loại lũng sông theo quan điểm ĐCCT?