Bài giảng cơ học đất chương 1 tính chất vật lý của đất

CHƯƠNG I TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT Nội Dung: Các thể hợp thành đất tác dụng tương hỗ chúng Kết cấu, liên kết kết cấu cấu tạo đất Các tiêu tính chất vật lý đất Phân loại đất II.1 Các pha hợp thành đất & tác dụng tương hỗ chúng Đất thường sản phẩm trình phong hóa đá gốc, gồm thành phần vật chất: 1) Pha rắn (hạt đất) 2) Pha lỏng (nước đất) 3) Pha khí (khí đất) Hình 1: Ba thể hợp thành đất I.1.1 PHA RẮN (HẠT ĐẤT) Gồm hạt đất có kích thước khác nhau, chiếm phần lớn thể tích khối đất tạo thành khung cốt đất Có yếu tố ảnh hưởng đến tính chất đất là:  Thành phần khoáng vật hạt đất  Kích thước hạt đất  Hình dạng hạt đất THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT HẠT ĐẤT (TPKV) TPKV phụ thuộc chủ yếu vào TPKV tạo đá & hình thức phong hóa đá Các hình thức phong hóa khác  sản sinh khoáng vật khác a) Khoáng vật nguyên sinh: felspar; thạch anh & mica Đất có TPKV ngun sinh thường có kích thước > 0.005 mm b) Khoáng vật thứ sinh: chia loại Khoáng vật khơng hịa tan nước: kaolinite; ilite…chúng thành phần chủ yếu hạt sét đất → gọi khống vật sét Khống vật hịa tan nước, VD: canxite; dolomit; muscovite, Các khoáng vật thứ sinh thường có kích thước < 0.005mm c) Chất hóa hợp hữu sản phẩm tạo từ di tích động, thực vật giai đoạn phá hủy hồn toàn (mùn hữu cơ) TPKV yếu tố quan trọng đánh giá tính chất đất Kích thước hạt đất có quan hệ mật thiết với TPKV Hạt đất > hạt cát (2mm) có TPKV tương tự đá gốc Hạt cát (2- 0.05mm) khoáng vật nguyên sinh tạo thành Hạt bụi (0.05 – 0.005mm) chủ yếu khoáng vật nguyên sinh ổn định hóa học thạch anh, felspar…tạo thành Hạt sét (< 0.005mm) chủ yếu khoáng vật thứ sinh tạo thành THÀNH PHẦN CẤP PHỐI HẠT CỦA ĐẤT Đất thiên nhiên gồm vô số hạt đất có kích thước khác tổ hợp thành → khơng thể xác định kích thước riêng biệt hạt→ phân thành nhóm hạt → “cấp phối hạt” đất + Nhóm hạt: Tập hợp hạt đất có kích thước nằm phạm vi định + Cấp phối hạt: Lượng chứa tương đối nhóm hạt đất (% tổng lượng đất khơ) + Quan hệ đường kính hạt ~ lượng chứa tương đối → đường cong cấp phối hạt Xác định đường cong cấp phối hạt nào? Xác định đường cong cấp phối hạt Phân chia nhóm hạt & tính lượng chứa % nhóm mẫu đất dùng thí nghiệm phân tích hạt + Phương pháp sàng (rây): dùng với đất hạt thô (d > 0.1mm) + Phương pháp tỷ trọng kế (phương pháp lắng): dùng cho đất hạt mịn (d ≤0.1mm) a Phương pháp rây (sàng) Dùng với hạt có đường kính d > 0.1 mm, phương pháp dùng hệ thống sàng có kích thước mắt sàng khác “bộ rây tiêu chuẩn” Sấy khô đất/ giã tơi/ đổ vào rây/ lắc đều/ cân lượng sót sàng tính % b Phương pháp tỷ trọng kế Dùng với hạt có đường kính d ≤ 0.1 mm, phương pháp dựa ngun lý lắng chìm Stokes: hạt có đường kính khác lắng chìm nước lắng đọng với tốc độ khác Từ giá trị đo khoảng cách chìm lắng, thời gian chìm lắng, tính đường kính tương ứng d nhóm hạt & lượng chứa hạt < d tính = % trọng lượng mẫu đất Phương pháp tỷ trọng kế ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐƯỜNG CONG CẤP PHỐI HẠT Đường cong cấp phối hạt thoải hay dốc tốt? Để đánh giá mức độ không hạt đất, xây dựng dùng hệ số không hạt Cu & hệ số đường cong cấp phối Cc Cu = D60/D10 D302 & Cc  D60 D10 D60: đường kính cỡ hạt mà trọng lượng tất hạt nhỏ đường kính chiếm 60% trọng lượng mẫu đất khơ D10 gọi đường kính hiệu quả, D60 gọi đường kính chi phối Cu lớn đường cong cấp phối thoải, đất không hạt, ngược lại Cu nhỏ đất hạt (cấp phối xấu) Đất gọi có cấp phối tốt với Cu > – 6; Cc = - Nếu Cu = đất gọi cấp phối xấu Đánh giá chất lượng đường cong cấp phối hạt Cấp phối tốt Cấp phối trung bình Cấp phối ĐƯỜNG CONG CẤP PHỐI HẠT DÙNG ĐỂ LÀM GÌ? Ứng dụng đường cong cấp phối: Xác định cấp phối đất (TCXD 45 – 78) Xác định tên đất rời (TCXD 45 – 78) Xác định Cu Cc HÌNH DẠNG HẠT ĐẤT Hình dạng hạt đất khác có ảnh hưởng định đến tính chất đất Nhóm hạt có kích thước nhỏ từ hạt sét trở xuống thường có dạng phiến mỏng dạng hình kim mảnh Trường hợp hình dạng hạt đất khơng ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất đất Nhóm hạt có kích thước lớn từ hạt lớn (cát, cuội, sỏi), thường hạt có dạng hình khối cầu trơn nhẵn, hình góc cạnh Các hình dạng có ảnh hưởng lớn tới tính chất đất, đặc biệt tính chống cắt  ... hóa đá gốc, gồm thành phần vật chất: 1) Pha rắn (hạt đất) 2) Pha lỏng (nước đất) 3) Pha khí (khí đất) Hình 1: Ba thể hợp thành đất I .1. 1 PHA RẮN (HẠT ĐẤT) Gồm hạt đất có kích thước khác nhau,... thể hợp thành đất tác dụng tương hỗ chúng Kết cấu, liên kết kết cấu cấu tạo đất Các tiêu tính chất vật lý đất Phân loại đất II .1 Các pha hợp thành đất & tác dụng tương hỗ chúng Đất thường sản... thể tích khối đất tạo thành khung cốt đất Có yếu tố ảnh hưởng đến tính chất đất là:  Thành phần khoáng vật hạt đất  Kích thước hạt đất  Hình dạng hạt đất THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT HẠT ĐẤT (TPKV)