Cơ Học đất Võ Phán, Phan Lưu Minh Phượng - 123doc

PHUƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN h ạ t t r o n g PHÒNG THÍ NGHIỆM Định nghĩa: Thành phần hạt của đất là hàm lượng của các nhóm hạt có độ lớn khác aiau ở trong đất, được biểu d

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP Hồ CHÍ MINH

PGS TS VÕ PHÁN ThS PHAN LƯU MINH PHƯỢNG ٠

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP H ổ CHÍ MINH

PGS TS VO PHÁN ٢٠ hS PHAN lư u MINH PHƯỢNG

CVHOCDầT

(Tái bản)

» ا

أ أ

! ? ح

’ 1

í ' v Ị ỹ

؛

j : E [_

30027295

NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG

LÒI NÓI ĐẦU

C ơ ỈIỌC đất là môn liọc cơ sở , là tài lìệu tham khdo cho sinlt viên cóc Ngành Xciv đicng , ed it ق ường ١ τ h ا ١ ﻻ lợi thnộc các tiitòng dại học ل(ﻵ thnột Dồng thời tài liệit ncry giítp clio câc liọc viên cao học SI١ ditng làm tài liện nghiên ciftt chItالên

sdit , cốc ﻵﻵ sư có thêm cơ sở d ể thiết kếphdn nền móng công ttính .

Sdch gồm có 5 diương chinh nóì về bdn chdt vột 1 ﻷ clta dổt ١ phdn b ố 1'tng sndt tuong dát , biến dạng cíta dát nền , siCc chịit tdl cíta dốt và dp litc ngang cíta đdt tdc ditng lên tường cliắn N ộl dnng cốc diương dược tỉ . ình زةﻻ ١ site tich , thiết thitc kết hợp vởl nhlềư hlnli dnh mlnli họa , tli-ể hiện d قﻻ dít cdc van dề ٩ ưan ti.ọng cíta lĩnli vitc co học ddt D ặc blệt ١ nhằm glítp cho dộc gld có thể nấm bắt van dề một cdcli nlianli chOng , vộn ditng h.lệit qnd vào tliitc tlễn ١ san mỗl cOng thltc đểit có ví dit tlnli todn , san mỗl chitong đềư có plidn bai tộp mẫn Tác gld lil vọng , tliOng qita cưốn sdcli لاةﻻا dộc gld se cdm أﻼﻗﻻ C ơ học ddt la một Knh vitc rđt tint v Ị.v à ddng ditợc qnan tâm n . g ٠ ilên cíot .

Tdc gld ^In clidn tlidnh cdm ơn cdc ٤ 1 ﻞﻗﻻ ١ cô ttong Bộ mOn DỊa C ơ nền móng ,

Khoa k ^ tliưột xá >١ diqig,Ttttờng Đtil học Bdcli k h o a T P ĩ ỉ ồ C h i Minh , dd cnng cííp nhlểư tií llệư qnl bdn , gOp ﻻ chân thdnh d ể ﻊﻠﻟاﻻﺔﻠﻟ sdcli dược hodn thdnh ' 1 ' t'ong qưố ttlnh soqn tlido , tốc gld không thể tcdnli kliOl các thiến sót Rdt mong ỉtliộn dược nhhng ﻵ kiến dOng góp của dồng nglilệp và cdc dộc g ld .

Mql V klẻ'n đống góp xin llỂn hẹ: Bộ mồn Dịa cơ nền rnOng, Klioa tlinật xủ)١di.mg,Ttường Dt.il học Bdcli klioa - Dại học QitOc G laTPH ồ ClilMlnli

Diện thoql: 08.38636822

PGS TS Võ Phán ThS Phan Lưu M؛nh Phượng

Chương 1 BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA HẤT

11 QUÁ TRÌNH TẠO THÀNH DẤT

Đất dược hình thành trên bề mặt trái dất do sự phá hoại và là!n thay dổi thành phần cUa đá gốc do tác dụng vật lý và hoá học, do dó quá trinh phá hoại này gọi là phong hóa

Phong hóa vật lý: đá bị phá hủy ١'à biến dổi do các tác nhân vật lý nhir nhiệt

độ, gió D á bị vỡ vụn thành các hạt có kích thước khOng dều nhau nhimg thành phần klioáng vật ١'à hóa học ít bị thay dổi

.1.1.2 Phong hóa hóa học: đá bị phá hủy và biến dổi do các tác nhân hóa học như

nước, 0 ا và COj tjong kliOng khi Pliong hóa hóa học gây ra sự biến dổi thành phần hóa học của các loại khoáng vật cấu tạo nên đá, do dó Itình thành các khoáng vật thứ sinh bền vững hon trong tự nhiên, cấu tạo và tinh chất khác với đá gốc ban dầu

1.2 CÁC LOẠI TRẦM TÍCH ٧À ĐẶC DĩỂM c ủ a n ó

1.2.1 Tàn tích: Sau khi bl phong hóa, dất nằm nguyên tại chỗ, các hạt cùa nó dều có

góc cạnli và tliànli phần hóa học khOng thay dổi so với đá gốc

1.2.2 Sườn tích: Sản pliẩm phong liOa bỊ nước mua, tuyê't cuốn từ trên núi cao xuống

lu'ng chUng hoặc châ!i dốc rồi lắng dọng ở dó

1.2.3 Trầm tích: Các sản pltẩm phong liOa sẽ dược nước, gió cuốn di nên có đặc

điểm hạt trOn, cạnh và thành phần hóa học có sự thay dổi lớn so với đá gốc

Tàntích

Hình 1.1 Mô tả các dạng trầm tícli cíia đất

1.3 CÁC PHA TẠO t hAn h d ấ t v à tAc d ụ n g l ẫ n n h a u g iữ a c hUn g

Dất là loại vật thể rời, phân tán, không liên tục như các vật liệu khác, ở trạng thái tự nhiên dất là một hệ thống phức tạp bao gồm các hạt khoáng vật bé có kích tliước khác

nhau hợp thành Các hạt này tạo thành khung kết cấu có nhiều lỗ rỗng, trong đó chúa nước và khí Có thể xem đất gồm 3 thể (3 pha) tạo thành:

1.3.1 Pha rắn: Chiếm phần lớn thể tích của đất và ảnh hưỏíng đến tính chất cơ lý của

đất, gồm các hạt khoáng vật (hạt đất) có kích thước từ vài cm đến vài phần trăm hay vài phần nghìn mm

Tính chất của pha rắn phụ thuộc vào;

+ Thành phần khoáng

+ Thành phần hạt

Thành phần khoáng■ Phụ thuộc chủ yếu vào thành phần của đá gốc, cũng như tác

dụng phong hóa đối với chính bản thân đá đó Tùy thuộc vào các tác dụng phong hóa khác nhau mà nó các tính chất khác nhau Các khoáng hợp thành đất có thể chia ra làm

2 loại:

- Khoáng vật nguyên sinh: chúng thường gặp trong thực tế dưới dạng fenfat, thạch anh, mica các hạt đất có thành phần khoáng này thường có kích thước lớn

- Khoáng vật thứ sinh:

+ Loại hòa tan trong nước: thạch cao, mica trắng, canxit, muối mỏ

+ Loại kliông hòa tan: kaolinit, illit, montmorilonit, sét

Khi các nhóm hạt có kích thước lớn, thành phần khoáng 'không ảnh hưởng nhiều dến tính chất cơ-lí của đất Nhưng khi chúng có kích thước nhỏ thì thành phần khoáng đóng vai trò chủ yếu quyết định đến tính chất cư-lí của đất

Thành phần hạt:

Kích thirtk: Tên hạt đất được phân theo từng nhóm tùy thuộc vào kích thước của nó

Theo tiêư chuẩn của các nước khác nhau thì việc phân loại đất theo kích thước hạt có thể khác nhau (xem phần 1.6)

- Dạng bậc thang (3): cấp phối trung bình

Hình 1.3 Các dạng đường cong cấp phối hạt

Đường cấp phối càng thoải, đất càng không đồng nhất, la có đường cấp phối tốt Đường cấp phối càng dốc, đất càng đồng nhất, ta có đưòng cấp phối xấu

Khi đất không đồng nhất, trong đất bao gồm các hạt lcrn và bổ khác nhau Những hạt

bé sẽ lấp đầy lổ rỗng giữa các hạt l(Vn làm cho đâì có độ chặt cao, tính thấm nhỏ, tính nén lún nhỏ, khả năng chịu tải và sức chống cắt lớn

14 PHUƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN h ạ t t r o n g

PHÒNG THÍ NGHIỆM

Định nghĩa: Thành phần hạt của đất là hàm lượng của các nhóm hạt có độ lớn khác

aiau ở trong đất, được biểu diễn bằng tỷ lệ phần trăm so với khối lượng của mẫu đất khô tuyệt đối đã lấy để phân tích

Đất do các hạt to nhỏ khác nhau tạo thành Để thuận tiện, kích thước của mỗi nhóm hit quy định trong một khoảng nhất định nào đấy, vì vậy trong mỗi nhóm hạt sẽ gồm tất

CI các hạt to nhỏ khác nhau nằm trong giới hạn đó

Xác định thành phần hạt là phân chia đất thành từng nhóm các cỡ hạt gần nhau về độ Icn và xác định hàm lượng phần trăm của chúng

Thành phần hạt của đất hạt thô (cát) được xác định bằng phương pháp rày sàng tleo 2 cách;

٠ Rây khô để phân chia các hạt có kích thước đến 2mm (N 10)

• Rây có rửa nước để phân chia các hạt có kích thước đến 0,074mm (N'\200)

Thành phần hạt của đất loại sét được xác định bằng phưoìig pháp tỷ trọng kế đối với các hạt có kích thước nhỏ hơn 0,074mm

1.4.1 Phương pháp rây sàng và rây rửa

Bảng 1.1: Sô hiệu và kích thước mác rây theo tiêu chuẩn ASTM

Bước 1: Lấy 1 lượng đất sấy khô vừa đủ lấy bằng phương

pháp chia tư để tiến hành thí nghiệm Khối lượng đất lấy làm thí

nghiệm được ước lượng bằng mắt theo hàm lượng hạt lớn hơn

Tách rời các hạt bằng chày và cối, tránh làm cho các hạt bị vỡ

Cân chính xác khối lượng đất đem thí nghiệm

Bước 2: Lắp các rây thành chồng theo thứ tự tăng dần kích

thước lỗ, bên dưới là đáy rây, bên trên là nắp rây

Cho loàn bộ đất lên râv trên cùng, dật bộ rây lẽn máy rây khoảng 10 phút (chú ý không làm rơi đất ra ngoài).

Birớc 3: Cán cộng dồn khối lượng cúc nhóm hạt từ lớn dến nhỏ (cân khối lượng dất

trên rây lớn, cán dồn tiếp đến rây nhó) la dược khối lượng dất giũ' lại cộng dồn

Sau khi cán, kiểm tra lại lượng thâì thoát không được quá 1%

Ỉ3ước 4: Sau khi rây khô lấv từ dưới đáy rây một lượng đất từ 50 - lOOg để thí

nghiệm rây có rửa nước

h) Phương pháp ráy rửa

Râv có rửa nước dược tiến hành lươne lự đất ướt trên rây được cân cộng dồn sau khi sấy khô

1.4.2 Phương pháp lắng đọng

a) Cơ sở lý thuyết của phương pháp tỷ trọng ké

Phương pháp tỷ trọng kế dựa vào định luật Stoke: “Vận tốc giới hạn cửa một vật thể hình cầu rơi trong một chất lỏng, phụ thuộc vào đường kính hạt, tỷ trọng hạt, tỷ trọng cửa dung dịch và độ nhót cứa dưng dịch”

trong dó:

Hị^ (cm) - cự ly chìm lắng của các hạt, lính từ bề mặt chất lỏng cho đến trọng tâm

của bầu tỷ trọng kế ứng với số dọc đã hiệu chỉnh R trong thời gian t;1] (g/cm.sec) - hệ số nhớt của nước phụ thuộc vào nhiệt độ, xác định bằng cách tra

bảng 1.2 ;

g (crn/sec؛) - gia lốc trọng trirờng, lấv bằng 980,7 cm/sec";

p (g/cm'٦) - khối lượng riêng của hat dát (g/cm ١);

p١١, (g/cnr^) - khối lượng riêng của nước, lấv bằng 1 g/cm؟;

t (giây) - thời gian chìm lắng ké lừ lúc bắt dầu thỏi khuấy huyền phù cho đến lúc

đọc được R

Cơ sỏ’ của phương pháp phân tích hạt bằng tv trọng kế là lợi dụng đặc tính phân bố các hạt đâl trong nước để xác định thành phần hạt của đất Như đã biết, khi cho mẫu đất được chê bị, gọi là huyền phù, vào trong bình chứa thì các hạt đất có đường kính khác nhau sẽ lắng chìm với vận tốc khác nhau Nếu giả thiết tất cả trong điều kiện như nhau thì hạt lớn sỗ lắng chìm nhanh hơn hạt bé, hạt có cùng đường kính sẽ lắng chìm cùng tốc

độ Như vậy, sau một llìời gian t thì tại một độ sáu /ỉ nào đó chỉ còn lại các hạt nhỏ hơn

đường kính dị tương ứng (các hạt có đường kính lớn hơn d؛ đã lắng chìm xuống dưới h|)

Lúc bấy giờ nếu ta thả tỷ trọng kế vào huyền phù để đo tv trọng của nó thì sẽ nhận được một trị sô vạch khắc R tương ứng trên cán tỷ trọng kế

Bảng 1.2 Bảng tra độ nhớt dơn vị hoặc Pơỉse (dynes.s/tm^) Nhiệt độ (٥c ) Độ nhớt N hiệt độ (٥C) Độ nhớt

0,9988

R c - R + C +C m

R - số dọc từ tỷ trọng kê';

Rc" số dọc sau khi hiệu chỉ.nh;

C |- hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, tra

bảng 1.3;

Cm- hệ SỐ hiệu chỉnh mặt cong

Hiệu chỉnh mặt cong: Tỷ trọng kế sản xuất dược chia độ theo mép dưới của mặt

khum Thông thường khi dọc số dọc ngươi ta thường dọc theo mép trên của mặt khuiu

do huyền phu khOng trong suốt

Cm : chiều cao mặt khum từ đỉnh số dọc dến mặt chất lỏng Có thể lấy Cm = 0,0004 cho tỷ trọng kế thương dUng

Hiệu chỉnh nhiệt độ: Số dọc ghi trên cán của tỷ trọng kế lấy tỷ trọng cíia các chất

lỏng ở 20.C làm chuẩn Khi tiến hành thi nghiệm ơ nhiệt độ khác cần thiết phải hiệu chỉnh lại số, dọc theo bảng 1.3

Hảng 1.3: Bảng tra sỏ hiệu chính nhiệt Độ Cj

‘t dộ (٠C) Sô hiệu chỉnh Nhiệt độ (٥C) SỐ hiệu chỉnh

Ta có công thức đường kính hạt tính bàng mm: d = I 8OO.Ĩ1H R

g (p -P w )t

Từ côr.g thírc trên ta nhận thấy nếu xác định được cự ly lắng chìm thì có thể xác định được đường kính d của hạt

Để tính được thật chính xác ta nhận thấv, do diện tích của ống đo nhỏ nên khi cho

tỷ trọng kế vào thì mặt huyền phù sẽ dâng lên một độ cao nhất định

Nếu goi F là diện lích tiết diện ngang ống đo đựng huyền phù thí nghiêm, V là thể tích bầu tv trọng kế (thể tích phần còn lại phía trên mặt huyền phù xem như không đáng

kể) thi chiều cao dâng lên khi có tỷ trọng kế là V؛/F Klii dó chất điểni ờ độ sâu H ١

(tương ứng với tâm bầu) trong liuyền phù lại dâng lèn một độ cao là V(>/2F

Gọi h là độ sâu (cm) lừ mặt liuyền phù dến tâm bầu tỷ trọng kế tltì:

h = L ( N - M ) + a N

ﻻﺀب- Cltiều cao rơi cùa hạt dến tâm bầu tỷ trọng kế (cm)

A - Diện tích ngang cùa binh dựng huyền phù thi nghiệm; A= 20cn٦2

li - Độ sâu từ mặt huyền phù dến tâm bầu tỷ trọng kế (cm)

Dối với tỷ trọng kế sử dụng tại phOng thi nghiệm là íỷ trọng k ế lS Ỉ Ỉ I , ta có các số

liệu sau:

٧h - Thể tícli cùa bầu tỷ trọng kế ٧ h = 73ml = ТЗсщЗ

a - Khoảng cách từ tâm bầu dến vạch cliia thấp nhất (1030); a = 9,51 lcin

L - Khoảng cách tù' vạch chia thấp nhất (1030) dê'n vạch chia 1000; L = 8,0cm

N - số vạch cltia pliần nghln trên thang tỷ trọng kếtínli từ vạcli 1030 dến vạch cltia 1000; N = 30

M - số dọc cùa mặt huyền phù trên thang tỷ ti-ọng kế M luOn bằng số dọc trên tỷ trọng kế

Dể tiện tinh toán, ngươi ta lập sẵn bảng tra Hr từ số dọc cùa tí ti-ọng kế sau khi dã hiệu chỉnh (bảng 1.4)

Tại thời điểm do dược ti١ số R, ờ độ sảu H (,sần tâm bầu tỷ ti-ọng kê^ chỉ còn các hạt

có dương kinh nhỏ hơn d và mật độ phân bố cLia chúng hoàn toàn giống như ban đầu Nếu gọi p ỉà trọng lư ơ g của nhOm hạt, nhỏ hơn d trong toàn bộ mẫu dấl dUng chế bị

1000 cm^ huyền phù, thl trọng lượitg một dơn vỊ thể tích httyền pliU ở gần tâm bầu tv ti-ọng kế lUc bấy giờ sẽ gồm trọng lượng nhóm hạt nhỏ hơn d là Ρ/1000 (chiếm một thể tích là Ρ/1000) và trọng lượng pliần nirOc còn lại l à ( l - ρ/1000ρ)ρ١ν· Do đó, tỷ ti-ọng của huyền phù ở độ sâu H có thể tinh tlieo cOng tliức sau:

Gọi m là trọng lượng mẫu đất khô dùng làm lOOOcm^ huyền phù thì hàm lượng phần trăm tích lũy y'của nhóm hạt có đường kính nhỏ

y = — X 100%

m

٠■- p x ^ x i o o %Hay:

( p - 1) m

x ^ x lO O %( G , - l ) m

Cho mẫu đất vào trong chén sứ và nghiền bằng chày có bọc cao su Đổ hỗn hợp đất

và nước cất vào trong bình tam giác và đun trong khoảng 5 đến 10 phút để tách rời các hạt mịn

Để tránh đông tụ (kết tủa) cho thêm 25cm^ pirôphốtphat natri (Na4P207) có nồng độ 4% hoặc 6,7% đối pirôphốtphat natri ngậm nước và ngậm dung dịch trên trong khcảng 16h

Bước 2: Cho hỗn hợp vừa trộn vào trong bình thủỹ tinh và thêm nước cho vừa đúng

lOOOcm^ (1 lít)

Dùng que để khuấy huyền phù trong khoảng thời gian 1 phút 20 giây sau khi thôi khuấy, ta thả tỷ trọng kế vào trong huyền phù

Đọc và ghi nhận các số đọc trên tỷ trọng kế ở các thời điểm 30 giây, Ị phút, 2 phút, 4 phút, 8 phút (theo nguyên tắc nhân đôi).

Kiểm tra nhiệt độ của huyền phù, khuấy lại huyén phù

Tiếp tục ghi nhận các số đọc trên tỷ trọng kế sau 15 phút, 30 phút, 24 giờ

Chú ỷ: Để tránh hiện tượng bám dính của các hạt đất xung quanh tỷ trọng kế, sau

mổi 2 phút do, ta phải rửa tỷ trọng kế (bằng bình 2)

Là nước trong các lỗ rỗng của đất, bao gồm:

a) Nước trong hạt khoáng vật: là loại nước trong mạng tinh thể của đất tồn tại ờ dạng

phân tử H2O hoặc dạng ion Nước nàv chỉ có thể tách rời hạt khoáng vật ở nhiệt độ cao hoặc áp suất lớn

Loại nước này không ảnh hưởng nhiều đến tính ổn định và biến dạng của đất nền.b) Nước liên kết mặt ngoài: gồm 2 loại

• Nước hút bám: là loại nước bám rất chặt vào mặt ngoài hạt đất Loại nước này không có khả năng hòa tan trong muối, không có khả năng dịch chuyển từ hạt này sang hạt khác, không truyền áp lực thủy tĩnh

٠ Nước màng mỏng: gồm nước liên kết mạnh và nước liên kết yếu

+ Nước liên kết mạnh: bám tương đối chặt vào các hạt khoáng vật, không có khả năng hòa tan trong muối, không truyền áp lực thủy tĩnh nhưng có khả năng dịch chuyển

từ hạt này sang hạt khác

+ Nước liên kết yếu: là lớp nước ngoài cùng của hạt đất có tính chất giống như nước ở thể lỏng thông thường

Nước màng mỏng

Hình 1.8 Các dạng nước trong hạt khoáng vật

c) Nước tự do: bao gồm nước mao dẫn và nước trọng lực

٠ Nước mao dẫn: phát sinh do trong đất có lỗ rỗng, dưới lực cãng mặt ngoài rnà chúng tồn tại trong các lỗ rỗng chằng chịt đó

٠ Nước trọng lực: tồn lại do quá trình cliênh lệch cột áp.

Nước này có tính chất như nước ở thế lỏng trạng thái thường Dưới tác dụng của tải

trọng ngoài, nước này sẽ thoát ra ngoài gâv nên độ lún đáng kể của nền công trình.

Các công nghệ xử lý nền hiện nay như giếng cát, bấc thấm kết hợp với gia tải trước V(VÌ mực đích làm cho nước tự do thoát ra trước khi xâv dựng công trình nhằm giảm độ lún của nền

1.6 PH \K H Í

Tồn tại bên trong lỗ rỗng, có thể hòa tan trong nước hoặc khônghòa tan, gồm:

٠ Khí kín: không thông với khí quyển bên ngoài Nó ảnh hưởng rõ rệt đến tính biến dạng của đất nền, tạo nên tính nén và tăng tính đàn hồi của đất

٠ Khi' hở: thông với khí quyển, khi chịu tải trọng khí này sẽ thoát ra ngoài gây nên độ lún của đất nền

1.7 CÁC CHỈ TIÊU TÍNH CHẤT VÀ TRẠNG THÁI CỦA DAT

Trọr.g lượng riêng (dung trọng) là một

chỉ tiêu quan trọng phản ánh độ chãt của

'؛đát, được sử dụng nhiều trong tính toán

1’rọng lượng riêng (dung trọng) tự nhiên : là trọng lượng

một đơn vị thể tích đất ở trạng thái tự nhiên (đất ướt):

Q

VY

y > 19 kN/mY= 17 ^ 19kN/m■

Đô với đất dính, hạt mịn: dùng dao vòng đã biết thể tích V để lấy mẫu, cân trọng

lượng mẫu, từ đó xác định được y

ỉ/ỉ, có hạt sỏi sạn: mâu đất, sau khi cân tiọng lượng mầu, dược nhúng

vào paraíin nOng chảy dể bọc kin rồi nhdng vào nước xác định thể tích

thể líchparaíin: Vparaíin : د .pararin

paratin

NhUng mẫu (dât + paraíin) vào binh cliứá

nưó'c dầy uãt t p؛ira!in

1 ا ا 1 ذ đal + paraiin ٠ parattn

M

D aođộn^D ,H ,V KhốilitcíngM؛

Daovòng+đã't Khối lượng M,

V

Khối lượng đ،'، 't + ParaíinMi

Dối với các loại dất hạt thô, vị tri thi

nghiệm gần mặt dất: dUng các thi nghiệm

nón cát, túi nước hoặc phOng xạ dể xác dị

-khối lượng riêng tự nhiên, thường dược sử Klĩối lượng đất M

dụng dể kiểm tra cOng việc dầm chặt tại

hiện trường

؛

٧ dụ 1.2: Xác định trọng lượng riêng bằng pliưong pháp dao ١'òng

Thi nghiệm xác dỊnh trọng lượng riêng cùa một mẫu dâ't cát bằng phưưng pháp dao vOng có các thOng số như sau: Dao vOng sù dụng có chiều cao h = 2cm, dường kínli trong d = 6,2cm Khối lượng cùa dao vOng và dất (dã dược cắt và gọt phẳng): 209,2g Khối lượng cùa dao vOng: 95g

D10 <2

Bình chứa ١

-,

cát chuấn

^ -

^ ٠

- ^ ١١٠

^ ١

PHƯƠNG PHÀP NÓN CÀT

PHƯƠNG PHÀPTÚINƯỚC

lỉìn h 1.9, Dụng cụ vù sơ do ị I ú ỉỉíỊlìiệm nón cát và ĩúì nước Trình íựílỉí ngìĩìệm:

- Làm phảng mặl vị trí cần đo, đào hố Ihí nghiệm Cân mẫu đất đào lên Mị.

“ Mở van cho cát chảy từ bình vào hố Dựa vào thể tích cát còn lại trong bình để xác định:

٧ cál sau khi rót — ٧ cát tnrớc khi rót ~ (٧cál trong hố ٧ cát trong nón)

- Biết thể tích phần nón (do nhà sản xuất cung cấp):

V cát trong hô u.' - đát = V y = Mị

VNguyên Iv được thực hiện tương tự với thí nghiệm túi nước

Ví dụ 1.3: Thí nghiệm rót cát (sand cone)

Trọng lượng riêng khô tại một điểm thí nghiệm ngoài hiện trường được xác định bằngphương pháp rót cát (sand cone) có các số liệu như sau

:

.14,5kN/m٠٩

=

،,؛؛؛

:Trọng lượng riêng khô của cát thí nghiệm

Khối lượng cát chứa trong phần nón : 1620g

٠

Khối lượng bình chứa cát + nón + cát trước khi rót: 5324g

٠

•Khối lượng bình chứa cát + nón + cát sau khi rót: 3065g

Khối lượng đất ẩm lấy lên từ nền đất: 864 g

٠

Xác định trọng lượng riêng tự nhiên của đất đã đầm chặt tại hiện trường

)5324-3065-

1620

=639)g

=

،,.؛؛

Khối lượng cát trong lỗ: Q

Tliể tích lỗ đào = Thể tích đất = V = Q 639

- 1 rọng lương riêng ám của đất: y = — = l,9 6 (g /cm ^) = 19,6(kN /m 2)

V 440,69Trọng lượng riêng (dung trọng) khô : là trọng lượng một đơn vị thể tích đất ở trạng thái hoàn toàn khô, nghĩa là trọng lượng hạt rắn trong một đon vị thể tích đất

Yd = 0.1VCách xác định Ỵ٥: có thể xác định trực tiếp như dung trọng tự nhiên với Q, là khối lượng hạt đất đã sấy khô hoàn toàn (105.C, trong 24h) hoặc gián tiếp qua các công thức tính đổi

Trọng lượng riêng (dung trọng) hạt; là trọng lượng một đơn vị thể tích đất ở trạng thái hoàn toàn chật khô, nghĩa là trọng lượng hạt rắn trong một đơn vị thể tích hạt

Trọng lượng riêng (dung trọng) đẩy nổi: là trọng lượng riêng của đất nàm dưới mực nước ngầm có xét đến lực đẩy Archimède

Y■ ■■.Q s - Q w _ Q s - V s Y w

Nếu mẫu đất hoàn toàn bão hòa thì y' = Ỵ؛؛؛؛ị

-Với Ỵ١١, là trọng lượng riêng (dung trọng) của nước - thường lấy Y١١, = 10 kN/m^

1.7.1.2 Tỷ trọng hạt: Là tỷ số giữa trọng lượng riêng hạt và trọng lượng riêng nước.

G١ < 2,0

Ta dùng 1 dụng cụ đặc biệt là bình đo tỷ trọng (pycnometre) 500 cm^ và máy bơm chân không

Có 2 phương pháp để đo tỷ trọng hạt là phưoiig

pháp đun sôi và phương pháp bơm hút chân không Vì

phương pháp đun sôi gặp nhiều khó khăn nêĩi phưoTng

pháp bơm hút chân kliông thông dụng hơn cả

Phương pháp bơm hút chân không:

Dùng bơm hút chân không để hút tất cả bọt khí

có trong đất để thể tích của nước bị chiếm chỗ trong

bình hoàn toàn là thể tích của các hạt dất

Bước ỉ : Dùng trọng lượng m100 ؛) g đã được ٠

sấy khô hoàn toàn và lọt qua rây N^.IO hoặc rây 2

mm ngâm trong cốc nước cho đất hoàn toàn bão hòa

Bước 2: Dùng phễu và bơm xịt nước để đổ đất vào trong bình đo tỷ trọng, thêm nước

đổ đủ khoảng 1/3 bình

Bước 3: Lắc bình bằng cách xoay tròn để bọt khí nổi lên trên mặt thoáng nước.

Bước 4: Cho lên máy bơm hút lần thứ 1 trong 1 giờ.

Bước 5: Đem ra và cho thêm nước tới khoảng 2/3 bình, (khi đổ thêm nước vào phải

để nước men theo thành bình, tránh sự xáo trộn đất trong nước) và cho lên hút trong vòng 1 giờ

Bước 6: Đem ra và cho thêm nước để hút trong 1 giờ.

VỚI ba lần hút gọi khi trong ba tiếng như vậy, các bọt khi hoàn toàn tỉược rút khỏi ،!ất,

ta cho nước vào dầy miệng binh, lắc nhẹ dể bọt khi trào ra ngoài Dể yên binh trong vòng 12 dến 24 giờ dể toàn bộ các hạt bụi lắng xuống, sau dó rút hết nước dến vạch cltia

500 cm^, lau sạch và dùng giấy thấm lau kho nước trong miệng binh Dem cân và do nhiệt độ m؛

Bước 7.- Đổ dất và rửa sạch binh, cho nước vào dầy binh, cân khối lư ơ g binh tỷ trọng

chứa dầy nước nt3

Phương pháp ditn sôi

Tỷ trọng hạt phải được xác định ở nhiệt độ tiêu chuẩn là 20.C, nên khi xác định m3 ở

các nhiệt độ khác, ta phải tiến hành hiệu chỉnh theo bảng 1.5

Binh tỷ trọng

Hlnh 1.10 Sơ đồ phương pháp thi nghiệm t-ỷ tí'ọng ١ iạt bằng cách đun sôi

Bảng 1.5: Hệ sỏ hiệu chỉnh nhiệt độ trong thí nghiệm xác định tỷ trọng hạt

Nhiệt độ (٥C) Số hiệu chỉnh A Nhiệt độ (٥C) SỐ hiệu chỉnh A

Sau đó châm thêm nước cất vào bình để tạo hỗn hợp nước và đất có dung tích là

lOOml rồi đem cân ở 20٥c được khối lượng là 138,73g Cho khối lượng bình tỷ trọng chứa đầy nước cất ở 20٥c là 132,5g và khối lưọng riêng cửa nước là 1 g/cm^.

Xác định tỷ trọng hạt của mẫu đất trên

Khối lượng đất khô;

Khối lượng bình + nước + đất:

Khối lượng bình + nước:

Tv trọng hạt ở nhiệt độ 20٥c (A = 1)

m, = lOg

1112 = 138,73g ، ni3 = 132,5g

Độ ẩm được xác định theo biểu thức sau:

Α - Β

w =

B - C X 100%

trong dó:

A - khối lượng dất ướt t lon;

B - khối lượng dất khô t lon (sấy ở 105.C ± 2.C);

c - khối lượng lon.

Lấy mẫu dất 10 ة sấy ra nên dể nguội rồi mới dem cân Thời gian sấy thường dược chia làm ít nhất 2 lần và tùy thuộc vào loại dất:

+ Sấy lần dầu trong khoảng thOi gian:

« 5 giờ - dối với dất sét và sét pha

٠ 3 giờ - dối với dất cát và cát pha

٠ 8 giờ - dối với dất chứa thạch cao và chứa hàm lượng hữu cơ lớn hơn 5%

t Sấy lại trong khoảng thơi gian:

٠ 2 giờ - dối với dất sét, sét pha và dất chứa thạch cao hoặc tạp chất hữu cơ

٠ 1 giơ - dối với dất cát và cát pha

Sấy dến khi khối lượng chênh lệch gi٥a 2 l,ần khOng quá 0,02g thi ngừng

Ví dụ 1.5: Thi nghiệm xác dinh độ ẩm của mẫu dất.

Thi nghiệm xác dỊnh độ ẩm cùa lĩiột máu đất sét có các thông số như sau:

Khối lượng đất ẩm và lon: 24,92 g

Khối lượng dất khô và lon (sấy ỏ nhiệt độ I0.؟ c , 24І1): I7,53g ٥

Khối lượng lon: 4,58 g

4 's24,92 -17,53

17,53-4,58

1.7.1.4 Độ bão hòa (độ no nước): là tỷ lệ nước chứa trong lỗ rỗng của dất, dược định

nghĩa là tỷ số giữa thể tích nước V\v và thể tích lỗ rỗng ٧٧, dơn vị tinh % ;

1.7.1.7 Độ chứa không khi A ; là tỷ số

giữa thể tích không khi trong lỗ rỗng ٧؛ا١’à

V = 1 + e; v١١, = s٠.e;

= >٧a = V v - V w = e - S٢e = e ( l - S٨ ٠٢4) ٠ ؛ < ( , i = M = „ a - s

V

1 + e

Nhận xét: trong các chỉ tiêu vật lý của đất, chỉ có 3 đại lượng là dung trọng tự nhiên,

độ ẩm và tỷ trọng hạt (hoặc dung trọng hạt) được xác định trực tiếp từ thí nghiệm Các đại lượng còn lại sẽ được xác định bằng các công thức tính đổi

Các công thức quy đổi; dựa vào sơ đồ 3 pha và ý nghĩa vật lý của các chỉ tiêu, mô hình thể tích rắn đơn vỊ, ta chứng minh được các công thức sau:

1) Y d = Y s(l-n ) = Y

) 2

Y

y w

؛,G

1 + e

1.7.2 Các chỉ tiêu trạng thái của đất

1.7.2.1 Các c h ỉ tiêu trạng thái của đất dính (sét, sét pha, cát pha)

Tùy theo độ ẩm mà đất hạt mịn

có thể ở những trạng thái khác nhau

Ta có thể biểu diễn các trạng thái

của đất theo quan hệ w - V

Độ ẩm tự nhiên w

i 1 1

Các phương pháp xác định giới hạn nhão :

Dùng chỏm cầu Casagrande:

- Dùng khoảng 100 g đất đã được sấv khô, nghiền nhỏ cho qua rây N 40 Trộn đất với nước vừa đủ nhão trên kính phảng (hoặc trong cốc sứ) và ủ đất tối thiểu trong khoảng thời gian là 2 giờ

- Cho đất vào khoảng 2/3 đĩa khum, tránh tạo bọt khí trong đất, để một khoảng trống

ở phẩn trên chỗ tiếp xúc với móc treo chừng 1/3 đường kính đĩa, đảm bảo độ dày của lớp đất không nhỏ hơn 10 mm

- Dùng dao cắt rãnh chia đất ra làm 2 phần theo phương vuông góc với trục quay

- Quay đều cần quay với vận tốc khoảng 2 vòng/sec, đếm số lần rơi N cho đến khi đất trong đĩa khép lại một đoạn dài 12,7mm ( 1/2 inch)

- Lấy khoảng lOg - 20g đất ở vùng xung quanh rãnh khép để xác định độ ẩm

- Giảm độ ẩm của mẫu đất và thực hiện lại thí nghiệm như trên khoảng 3 lần sao cho sô' lần rơi của lần thí nghiệm thứ nhất khoảng 10-r20; lần hai khoảng 20-f30; lần ba khoảng 30-40-؛

Trét đất vào chòm cầu Dùng dao cắt rãnh

vạch 1 đường

W

Đất khép lại sau khi quay

Hinh LI3 Mặĩ cắt figang và thông số của clỉỏrn cầu Casagrande

.' VC :;؛

Hình 1.14 Biểu đồ xác định giới hạn nhão bằng phương pháp Casagrande

Giới hạn nhão là độ ẩm của mảu đất ứng với số lần quay là 25

Dùng xuyên côn (Cone Penetrometer):

- Mặt côn thép không ri, có góc đỉnh 30٥, dài 35mm, trọng lượng côn là 80g, được lắp trên giá giữ Cho đất đã chế bị (như phưcíng pháp Casagrande) vào lon chứa mãu sao cho không lẫn bọt

- Đặt lon vào vị trí dưới côn rơi, chỉnh cho mũi côn rơi tiếp xúc với mặt đất trong lon, chỉnh đồng hồ đo chuyển dịch đứng côn

- Nhả khớp giữ côn để côn xuyên vào đất trong 5 giây

- Khóa khớp giữ yên côn, đọc độ xuyên côn vào đất

- Lấy một mẫu đất nhỏ trong lon xác định độ ẩm

- Tiến hành nhiều lần với các độ ẩm của mẫu khác nhau

- Vẽ kết quả thí nghiệm độ xuyên (trục tung) theo độ ẩm (trục hoành)

Hình 1J5 Biểu đồ xác định giới hạn nhão bằng phương pháp xuyên côn

Giới hạn nhão là độ ẩm của mẫu đất ứng với độ xuyên côn là 2cm

Dùng chùy xuyên Vaxiliev

y /

Kiếng mài nhám 450x350x6

Lấy 40-50g đất GH nhão, để khô 1 chút

Sấy khô - -.►GH dẻo

Hình 1.17 Trình tự thí nghiệm xác định giới hạn dẻo

- Một côn thép không gỉ có góc đỉnh 30° dài 35mm, trọng lượng côn là 76g, được lắp

trên giá giữ

- Mẫu đất thí nghiêm lọt qua rây 0,lmm

- Các bước tiến hành tương tự như phương pháp xuyên côn, nhưng thời gian côn xuyên vào đất là 15 giây

—> Giới hạn nhão là độ ẩm của mẫu đất ứng với độ xuyên côn là Icm.

Phương pháp xác định giới hạn dẻo wỊJ:

- Lấy phần đất dư ở thí nghiệm xác định giói hạn nhão, để khô cho gần đến giới hạn

dẻo (cầm nắm không dính tay nhưng vẫn còn tính dẻo)

- Dùng 4 đầu ngón tay để lăn đất trên kính mờ cho đến khi trên thân các dây đất có

D « 3mm xuất hiện các vết nứt mà khoảng cách giữa các vết nứt khoảnglOmm.

+ Nếu với đường kính đó, que đất vẫn chưa nứt thì đem vè thành hòn và tiếp tục lãn đến chừng nào đạt được kết quả như trên

+ Nếu trên dây đất có D > 3mm mà đã xuất hiện vết nứt thì ta thêm nước vào, xe lại.Lấy những dây đất đạt được điều kiện như trên đem xác định độ ẩm Độ ẩm này chính là giới hạn dẻo của đất

Bảng 1.6: Xác định trạng thái của đất dính dựa vào độ sệt

'К /О ^٠

VỚ1 ;

е - hệ số rỗng của đất ớ trạng thái tự nhiên;

hệ số rỗng của đất ở trạng thái rời rạc nhất;

e٢٠٦|j٦ - hệ số rỗng của đất ở trạng thái chặt nhất

Cách xác dịnh D,.;

،؛

٠ max ■ Sây khô mẫu đất rồi cho dố nhẹ nhàng vào bình

có khắc vạch đo thể tích với khoảng cách là 50cm Đem

cân bình ta được khối lượng đất ở trạng thái rời nhất ứng

với một thể tích xác định, sẽ tìm được dung trọng khô nhỏ

nhất ٢nị٢.· Từ đó xác định được

_ Ysmax

y،i.min

• : Dùng chấn động để nén chặt mẫu đất đến một

thể tích không đổi trong bình có khắc dộ Đem cân bình ta

đirợc khối lượng đất ở trạng thái chặt nhất ứng với một thể

tích xác định được dung trọng khô lớn nhất Ỵ|.| Từ đó

xác định được e٢٢|ị^

^min _ Ys

У ci.ma.xídiương pháp này còn hạn chế vì do ánh hướng của cách thực hiện xác định e ؛٠٣٠jx ١ e chưa Ihưc sư chính xác

Dầm chạt thường dược thực hiện bằng cách cơ học

như dần lăn, dầm nện hơậc rung dất

1.8.2 Mục tỉêu của vỉệc dầm chạt

Giảm hệ số rỗng dãn dến việc giảm hệ số thấm của đất

Tăng độ bền chống cắt, do dó, tăng sức chỊư tải của dất

Làm giảm độ lún của công trinh

Làm giảm sự thấm nước qua cOng trinh

- Thêm nước vào dất khô dể tạo độ ẩm ban dầu cho mẫu dất, trộn dều

Nếu khối lượng dất bị hạn chế cho phép sử dụng lại dất sau lần làm thi nghiệm dầu tiên dể chế bị mẫu cho lần làm thi nghiệm tiếp theo

Độ ẩm yêu cầu cho lần thi nghiệm dầu tiên dối với cát là khoảng 5%; dối với dat sét

là khoảng!0% Những lần tiếp theo độ ẩm sẽ tầng lên 2-3%

- Cho dất vào k,huôn và tiến hành dầm làm 3 lớp Tùy theo mỗi loại dất mà sô' bUa dầm trên mỗi lớp như sau:

- Tháo cổ khuOn và dUng dao gạt bằng mặt

- Cân dất ướt và khuOn dể xác dỊnh khối lượng riêng dất ẩm DUng một ít dất trong khuOn sau khi cân dể xác định độ ẩm

- Lặp lại thi nghiệm với độ ẩm tăng dần khoảng 4 6 ؛ lần cho dến khi khối lượng thể tích giảm

* Tinh toán kết quả thi nghiệm

Bước 1\ Xác định khối lượng thổ tích đất ẩm: y =

Với p (g) - khối lượng đất ẩm ;

úhg với một độ bão hòa xác định, khi cho trước 1 giá trị w sẽ tính được giá trị y٥

tương ứng: vẽ quỹ tích các cặp điểm (\v, y،j) với độ bão hòa bằng 80% và 100%

1.8.4 Quan hệ giữa dung trọng khô và độ ẩm

Hình 1.18 Biểu đổ thí nghiệm đầm chặt

Độ ẩm của đất: công đầm sẽ đạt được hiệu quả cao nhất khi mẫu đất đạt đến một độ

ẩm thích hợp nhất đối với loại đất đó độ ẩm đó gọi là độ ẩm tốt nhất (W.P؛)

Độ ẩm tốt nhất (tối thuận) (W„pj) là lượng ngậm nước thích hợp để đạt được khối lượng thể tích khô lớn nhất ứng với một công đầm tiêu chuẩn nào đó

Giải thích hiện tượng trên:

- Khi độ ẩm của mẫu đất còn nhỏ ma sát giữa các hạt rất lớn làm cho các hạt khó di

chuyển dưới tác dụng của công đầm do đó dung trọng khô của đất cũng chưa lớn

- Khi độ ẩm của mẫu đất dạt dến độ ẩm thích hợp nhất ( w ٥ p[) thi xung quanh các hạt dất xuất hiện nuớc liên kết m^t ngoài làm cho các hạt dất dễ dàng dịch chuyển duó'i tác dụng của cOng dầm, từ dó các hạt sắp xếp chặt lại, dung trọng khô cùa dất dạt đuợc dung trọng khô lớn nhất.

- Khi độ ẩm của mẫu dất tăng lên nữa thi dung trọng khô của dất sẽ giảm xuống

do cOng dầm chỉ truyền lên phần áp lực nước lỗ rỗng trong dất làm cho ứng suât có hiệu giảm

SơỔQnguvèn\v6otruvền ١ rực\iếp Sơ đồ nguvên \γ đo tản xạ ngược

Hììih ІІІ9, Sơ đồ thi nghiệm plióỉĩg xạ theo 2 nguyên lý

Hệ số đầm chật k được xác định theo cOtig thức:

/ci(site)

k =

/d.maxílab)

V Ớ I :

Yđ max - dung trọng khô lớn nhất, xác định bằng phươig pháp thi nghiệm Proctor

trong phOng thi nghiệm

γ،ι (site) - dung trọng kho xác dỊnl١ tại hiện truOng, bằng phương pháp dao vOng, nón

cát, túi nước

Các phương pháp kể trên dểu tlieo một nguyên lý chung: xác dỊnh dược dung trọng tự nhiên tại hiện trường, sau dó dem mẫu dấl về phOng thi nghiệm sấy kho, tlm độ ẩm dể xác định dung trọng kho Các phương pháp trên khá mất tliOi gian Ta có thể xác định dií(?c trụ'c tiếp giá trỊ dung trọng kho tạí hiện trường nhơ vào phương pháp phOng xạ, có thể do ờ điểm các mặt dất khoảng ЗОст

N guyên tốc xác dinh dung trọng tự nliiên;

Phương pháp dựa trên sự yếu dần của tia gamma xuất phát từ nguồn dến dầu thu tin hiệu CưCmg độ tia gamma khi tới dẩu tliu sẽ tỷ lệ thuận với mật độ diộn tù Tương tác giữa tia gamma và nguyên tử vật liệu càng mạnh thi vật liệu bị chiếu - dất, càng dặc chắc do dó xác dinh dược dung trọng tự nhiên của

dất tliOng qua cường độ cùa tia gamma kill truyền

ti'ong dất trên cơ sở so sánh với một biểu giá trị

chuẩn, pliU hợp với từng loại máy

Cỏ 2 phitong plidp do vơi ngا tχ جاا 1 ؛ khdc 'tli.au:

٠ Phương pliáp do pliOng xạ truydn trực tiếp:

NguOn tia gamma dược gắn ờ dầu do tli d()ng và

dược dưa xuống sâu dến vị tri cần do ٦'ia gamma

dư(.,c dầu thu ghi nliận sau khi dã dt qua mOi trrrOng

vật liệu cần do

٠ Phương pháp do phOng xạ truyền gián tiếp:

NguOn tia gamma dược gắn ở dầu dò dưtíc gắn ơ

bản dáy của máy Tia gamma dược dầu thu ghi

nhận sau khi dã di qua vật liệu và tán xạ ngược trở

lại bề mặt tiếp xúc giữa mOi trương cần do và máy

Nguyên tốc xdc dỊnh d.ộ ẩm;

Phương pháp dựa trên sự giảm tốc cùa nơt,rơn xuất phát từ một nguồn nơtrơn nhanh

do va chạm chù yê'u với các hạt nhân liidro Bằng cách do số nơtrơn bị làm chậm trong quá trinh tương tác trên khi di qua môi trường vật liệu cần do, ta có thể xác định số lượng nguyên tử liidro có trong vật liệu, từ dó, xác định lượng nước có trong dất

S060

9 PHÂN LOẠI ĐẤT

1.9.1 Theo tiêu chuẩn ASTM

Bảng 1.9: Phân loại đất theo kích thước hạt - theo American Society for Testing and Materials (ASTM)

Bảng 1.11: Ký hỉệu Tíếng Anh tên dất và trạng thái

Hữu cơ (Organic) 0 Lượng hạt rnịn (Fine) lọt qua rây

Đất hạt thô: khi có > 50% hạt trCn rây #200 (0,074 mm)

Đất hạt mịn: khi C Ó > 50% hạt dưới rây- #200

Sỏi, sạn (G) : > 50% là hạt tho (trê.n rây #200: 0,074 mm) và > 50% trên rây #4 (4,76 mm)

- w (well) kill с( > 4 và 1 < Cg < 3 => ÜW

- P (poor) ngược lạí => GP

Cát (S): > 50% là hạt tho (t!'ên rây #200) và > 50% trên rây #4:

- w (well) ,khi Cy > 6 và 1 < Cg < 3 => s w

- p (poor) ngược lại => SP

- Khi c liay M chứa trên 12% là dất hạt mịn và căn cứ vào dường A —> GC hay GM

- Khi c hay M chứa khoảng 5 % - 12% dùng kí hiệu kép: GW-GC, GP-GC

^ t (C): > 50% là hạt mịn (lọt qua râv # 200.) và trên dường A (giản dồ Casagrande) Bụi (M): > 50 % là hạt mịn (lọt qua rây # 200) và dưới dường A:

QUI TRÌNH PHÂN LOẠI ĐẤT

Theo tiêu chuẩn Việt Nam

Bảng 1.12: Phân loại đất theo kích thước hạt - theo Tiêu chuẩn Việt Nam

Đất cát

Chỉ số dẻo Ip Tèn đất

^ t pha

ÍAai ỷ: Theo TCVN, giới hạn nhão Wj sẽ clưực xác định từ thí nghiệm chùy xuyên

Vaxiliev, vốn cho giá trị sai lệch đói chút với phưcíng pháp thí nghiệm dùng chỏm cầu Casagrande Nếu dùng dụng cụ Casagrande để xác định giới hạn nhão, muốn phân loại đất theo TCVN, ta có thể chuyển đổi:

,Vaxl

L

w , - '- = a w i - - - - b.CasaL

wLvaxl , W ic a s a là các giới hạn chảy theo Vaxiliev và Casagrande: với a = 0,73 và

b = 6,47% ứng với dất có giới hạn chảy từ 20% 100 ؛ %

Bài 1.1: Clio một mẫu dất sét, trạng thiíi dẻo cứng, bão hòa hoàn toàn, có chiếu cao 4

cin và dường kinh d = 6,4cm, cân nặng 23.٩g KliOi lượng hạt sau khi sấy kho là I75g

Tỷ trọng híỊt Gs = 2,68 Lấy trọng lượng riêng của nước là Yw = lOkN/m^ Xác định các

dặc trưng sau của mẫu dất trên:

a) Trọng lưc„ig riêng tự nliiCii y (kN/nl

b )D ộ ẩ m W ٠/٥

34,28%

=100%

ت

Dất bão hòa hoàn toàn -> Sr

-G s W _ 2 ١ 68x34,28 _ n r n _

- Trọng lượng riêng khô của mẫu đất: y٥ = 7 ﻞﻗا k N /m 3 ) 13,606 = 27 )

l t W 1 + 0,3428

Bàỉ 2.1: Xác định các giới hạn Atterberg của một mẫu dất có độ ẩm tự nhiồn là

49,5%, các số liệu thi nghiệm dược thể hiện trong bảng sau:

.'h iệ u lon Dơn vị

Giới hạn nhão Giới hạn dẻo

Gíảỉ:

Ta có bảng tinh và dồ thị w - log (N) như sau:

Khối lượitg dất kho + lon g 17,53 14,16 13,43 25,41 24,81

٠ ٠

— ٠ - ﻻ

Ip =28,72Theo tiêu chuẩn ASTM, dưa vào hình 1.20;

Wp =52,15 Đất sét rất dẻo (CH)Theo TCVN 5747:1993, các giới hạn chảy và dẻo được xác định theo phương pháp Vaxilieve nên để xác định tên và trạng thái của đất, ta phải tiến hành chuyển đổi:

lĩài 1.3: Một mẫu đất ở trạng thái lự nhiên có đường kính 6,3cm và chiều cao 10,2cm,

càn nặng 590g Lấy 14,64g đất trên đem sấy khô hoàn toàn, đem cân lại được 12,2g

Giới hạn nhão w = 25,0%, giới hạn dẻo Wp = 15,0% Tỷ trọng hạt G2,67 = ؛؛ Lấy trọng

lượng riêng của nước là = lOkN/m^ Xác định các đặc trưng sau của mẫu đất trên;

a) Hệ sô' rỗng e ở trạng thái tự nhiên của mẫu đất

b) Độ bão hòa s٢

c) Độ rỗng n (% )

d) Trọng lượng riêng đẩy nổi Y١ (kN/m^)

e) Xác định tên và trạng thái của đất theo TCVN, ASTM