Skip to content

Chương 12 — Cấu trúc địa chất

Đá ứng xử với ứng suất theo hai cách: uốn nếp nếu dẻo, hoặc nứt vỡ nếu giòn. Cả hai kết quả đều tạo ra những đặc trưng cấu trúc quyết định hành vi của khối đá.

12.1 Ứng suất và biến dạng

  • Nén — ép đá; tạo uốn nếp và đứt gãy nghịch.
  • Kéo giãn — kéo đá; tạo đứt gãy thuận và địa hào.
  • Cắt — trượt đá qua đá; tạo đứt gãy trượt bằng.

12.2 Uốn nếp

Dưới nén, đá phân lớp uốn thành nếp lồi (vòm lên) và nếp lõm (võng xuống). Uốn nếp làm thay đổi góc dốc của mặt phân lớp — và góc dốc là thứ kỹ sư đo để đánh giá ổn định mái dốc và móng.

12.3 Nứt vỡ và đứt gãy

Khe nứt là mặt gãy không có dịch chuyển; đứt gãy là mặt gãy có dịch chuyển.

  • Đứt gãy thuận — kéo giãn; cánh treo hạ xuống.
  • Đứt gãy nghịch — nén; cánh treo nâng lên.
  • Đứt gãy chờm — đứt gãy nghịch góc rất thoải; có thể đẩy đá khoẻ chờm lên đá yếu.
  • Đứt gãy trượt bằng — dịch chuyển ngang dọc theo chiều dài đứt gãy.

Hình: geology-fault-offset.png

Hình. Một đứt gãy trong đá xâm nhập ở đảo Quadra, B.C. Một mạch đá màu hồng bị dịch chuyển khoảng 10 cm theo chiều phải. © Steven Earle, CC BY 4.0 — Physical Geology, 2nd ed., Hình 12.3.4.

Hình: geology-thrust-mt-yamnuska.jpg

Hình. Đứt gãy nghịch McConnell tại Mt. Yamnuska, Alberta: đá vôi kỷ Cambri chờm lên bột kết kỷ Creta. Khi đứt gãy nghịch đặt đá khoẻ lên đá yếu, chính lớp yếu quyết định thiết kế. © Steven Earle, CC BY 4.0 — Physical Geology, 2nd ed., Hình 12.3.9.

Hình: geology-graben-horst.jpg

Hình. Cấu trúc địa hào và địa luỹ hình thành trong điều kiện kéo giãn. Tất cả các đứt gãy đều là đứt gãy thuận. © Steven Earle, CC BY 4.0 — Physical Geology, 2nd ed., Hình 12.3.6.

12.4 Đo cấu trúc địa chất

Hai đại lượng cần đo là phương (hướng địa bàn của giao tuyến giữa mặt phẳng với mặt nằm ngang) và góc dốc (góc nghiêng của nó). Hai đại lượng này xác định phương của mặt phân lớp, mặt phiến hoặc một hệ khe nứt — dữ liệu cấu trúc hữu ích nhất cho thiết kế.

Điểm then chốt cho kỹ sư địa kỹ thuật

  • Cấu trúc, chứ không phải loại đá, thường chi phối thiết kế. Đá khoẻ vừa nhưng có mặt phân lớp dốc bất lợi còn tệ hơn đá yếu hơn nhưng không có.
  • Đứt gãy là mặt yếu và có thể là đường dẫn nước dưới đất — và là mặt gián đoạn trong mô hình nền.
  • Đứt gãy chờm có thể đặt đá khoẻ lên đá yếu; lớp yếu khi đó chi phối lún và ổn định.
  • Phương và góc dốc phải được đo, không được giả định, và phải ghi vào mọi bản mô tả khối đá.

Thuật ngữ

Tiếng Anh Tiếng Việt
stress / strain ứng suất / biến dạng
fold / anticline / syncline uốn nếp / nếp lồi / nếp lõm
joint khe nứt
fault (normal / reverse / thrust / strike-slip) đứt gãy (thuận / nghịch / chờm / trượt bằng)
graben / horst địa hào / địa luỹ
strike / dip phương / góc dốc

Tổng hợp Chương 12, Physical Geology – 2nd Edition, Steven Earle (CC BY 4.0).