THÍ NGHIỆM đất đá

THÍ NGHIỆM ĐẤT A. THÍ NGHIỆM VẬT LÝ 1. THÍ NGHIỆM THÀNH PHẦN HẠT Phân tích thành phần hạt trong một mẫu đất bao gồm hai bước: phân tích rây sàng cho nhóm hạt thô (>0.075mm) và phân tích bằng tỷ trọng kế cho nhóm hạt mịn (< 0.075mm).Kết quả phân tích của hai thí nghiệm được diễn tả trên đồ thị đường cong phân bố đường kính cỡ hạt theo theo tỷ lệ lôgarít thập phân và theo phần trăm cỡ hạt nhỏ hơn đường kính tương ứng trên cùng một tọa độ. Từ đường cong phân bố cỡ hạt có thể tính hệ số đồng nhất (Cu) dựa trên đường kính có hiệu (D60 &D10). Thí nghiệm này được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM D421 & D422. Phân tích bằng tỷ trọng kế THÍ NGHIỆM GIỚI HẠN ATTERBERG Nhằm xác định giới hạn chảy (LL) và giới hạn dẻo (PL) trong đất dính, đây là các chỉ tiêu thí nghiệm quan trọng trong việc phân loại và gọi tên đất dính. Ngoài ra thí nghiệm Atterberg cho ta biết được lịch sử ứng suất hình thành của lớp đất từ cường độ kháng cắt không thoát nước của trầm tích sét bão hòa đồng nhất liên hệ với độ ẩm của nó. Thí nghiệm hoàn toàn được thực hiện bằng thiết bị HUMBOLDT –USA và theo tiêu chuẩn ASTM, BS. Thí nghiệm giới hạn chảy bằng chùy xuyên Máy đập chày tự động B. THÍ NGHIỆM HÓA -Thí nghiệm xác định hàm lượng Clo -Thí nghiệm xác định hàm lượng Sulphate -Thí nghiệm xác định độ pH -Thí nghiệm xác định hàm lượng Carbonate -Thí nghiệm xác định hàm lượng hữu cơ. Mục đích của thí nghiệm này nhằm đánh giá đặc tính ăn mòn và tính nén lún của đất. Thí nghiệm được thực hiện theo tiêu chuẩn BS 1377 Part 3 Hình ảnh Thí nghiệm hóa C. THÍ NGHIỆM CƠ HỌC 1)THÍ NGHIỆM NÉN CỐ KÉT MỘT TRỤC Hệ thống nén cố kết một trục của hãng HUMBOLTD với 30 giàn nén cho phép thí nghiệm với cấp tải lên đến 64 kG/cm2. Bộ cảm biến chuyển vị MLT 30 kênh đo được kết nối trực tiếp với hệ thống thu thập số liệu tự động DATALOGER của hãng M-SYSTEM Nhật.Bản. Phần mềm M-SYSTEM sẽ liên tục cập nhật số liệu trong suốt thời gian thí nghiệm, cảnh báo khi cảm biến đo chuyển vị không nằm trong giới hạn an toàn Thí nghiệm nén cố kết một trục Thay thế cho thiết bị thí nghiệm nén cố kết một trục truyền thống với thời gian cho một thí nghiệm là 7 ngày, máy nén đa năng LOADTRAC II hoàn toàn có thể hoàn tất thí nghiệm trong vòng 1 ngày bao gồm cả xuất kết quả báo cáo. Phần mềm ICON tương thích với máy nén sẽ tự động điều khiển toàn bộ quá trình tăng tải và rỡ tải. Việc tự động hóa trong các bước thí nghiệm sẽ làm hạn chế khả năng sai sót do thao tác của nhân viên thí nghiệm, đồng thời duy trì được độ chính xác cao nhờ vào khả năng truyền dữ liệu và điều khiển lên đến 22bit của bộ điều khiển và bộ cảm biến. Thí nghiệm nén cố kết một trục điều khiển bằng phần mềm tự động 2) THÍ NGHIỆM CRCS Thí nghiệm nhằm xác định tốc độ và tính chất cố kết của đất thông qua việc tăng tải dọc trục với tốc độ biến dạng phù hợp. Việc chọn tốc độ biến dạng phụ thuộc vào tỉ số và dựa vào giới hạn chảy LL của đất theo tiêu chuẩn ASTM 4186. Phòng thí nghiệm Portcoast - geo được trang bị 3 buồng nén của hãng Geocomp và phần mềm điều khiển CRCS thông qua card mạng và máy tính. Thí nghiệm này rút ngắn thời gian thí nghiệm cố kết từ 1 tuần xuống còn 1 ngày. Thí nghiệm nén CRCS bằng phần mềm điều khiển tự động 2)THÍ NGHIỆM CẮT TRỰC TIẾP Hệ thống máy cắt trực tiếp của HUMBOLDT bao gồm các thiết bị cảm biến đo lực và đo chuyển vị được kết nối với hệ thống DATALOGER thu thập và truyền dữ liệu tự động. Mục đích của thí nghiệm nhằm xác định cường độ kháng cắt cố kết thoát nước của đất theo tiêu chuẩn thí nghiệm ASTM 3080. Thí nghiệm cắt trựctiếp với cấp tải trọng nén lên tới 32 kG/cm2 , kích thước hộp nén tương thích với mẫu có đường kính 2.5 inch và chiều cao 1 inch. Cảm biến đo lực LoadCell với tải trọng 1KN Cảm biến đo chuyển vị theo phương đứng và phương ngang 0.6 inch Tốc độ cắt từ 0.001 đến 15mm/phút 4) THÍ NGHIỆM NÉN BA TRỤC Thiết bị cho thí nghiệm nén ba trục bao gồm hệ thống bơm lưu lượng FlowTrac II và hệ thống máy nén đa năng LoadTrac II của hãng GEOCOMP- USA. Với phần mềm TRIAXIAL được viết riêng cho hệ thống, thông qua card mạng và máy tính chương trình sẽ điều khiển tự động toàn bộ quá trình thí nghiệm bao gồm giai đoạn bão hòa, cố kết đẳng hướng hoặc theo điều kiện ko, và cắt với tốc độ không đổi hoặc với bất kì một lộ trình ứng suất nào. Kết thúc thí nghiệm chương trình sẽ tự động xuất kết quả báo cáo chi tiết. -Thí nghiệm nén Ba trục cho đất dính với các sơ đồ: UU, CIU, CID, CKOU, Multistage. -Thí nghiệm UU được thực hiện trên mẫu đất có đường kính Φ 70mm nhằm hạn chê tối đa khả năng phá hoại mẫu khi gia công cắt gọt. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH SỨC CHỐNG CẮT KHÔNG THOÁT NƯỚC Mục đích thí nghiệm nhằm xác định sức chống cắt không thoát nước của mẫu đất Thí nghiệm cắt cánh bằng motor Thí nghiệm cắt cánh và xuyên bỏ túi THÍ NGHIỆM ĐÁ D. Thí nghiệm vật lý Việc xác định các chỉ tiêu cơ lý của đá là vô cùng quan trọng khi móng của công trình xây dựng được đặt trên nó. Các đặc trưng của đá được xác định trong phòng thí nghiệm bao gồm các chỉ tiêu vật lý, cường độ về biến dạng, về kiểu phá hoại, môđun đàn hồi… Chỉ tiêu vật lý cơ bản của đá bao gồm:. -Độ ẩm -Dung trọng -Tỷ trọng -Độ rỗng 1) DUNG TRỌNG Thí nghiệm xác định dung trọng và độ rỗng của mẫu đá nhằm mục đích xác định độ rỗng hữu hiệu và dung trọng của mẫu đá có dạng hình học bất kì. Mẫu đại diện được chọn, lau sạch và cân khối lượng bản thân sau đó được bão hòa trong nước. Khối lượng mẫu bão hòa trong nước được xác định bằng cân thủy tĩnh. Tiếp theo đó mẫu đất được lấy ra khỏi bồn nước, làm khô bề mặt và cân khối lượng của mẫu đá bão hòa sau khi lau khô bề mặt Thiết bị thí nghiệm dung trọng 2) ĐỘ ẨM Thí nghiệm độ ẩm của đá hầu như giống với quy trình thí nghiệm xác định độ ẩm của đất. Độ ẩm của đá được xác định là tỷ số phần trăm của khối lượng nước chứa trong lỗ rỗng của mẫu đá với khối lượng khô của mẫu đá. Mẫu đá được cân sau đó sấy tới khối lượng không đổi tại nhiệt độ 105oC ± 3oC. Khối lượng sau khi sấy là khối lượng khô của mẫu đá. Thí nghiệm này được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM 2216. Thiết bị thí nghiệm độ ẩm Thí nghiệm cơ học Các chỉ tiêu của đá về cường độ bao gồm các thí nghiệm cơ bản sau: -Thí nghiệm nén tải trọng điểm -Thí nghiệm nén một trục -Thí nghiệm xác định chỉ số phân rã -Thí nghiệm cắt trực tiếp 1)THÍ NGHIỆM NÉN TẢI TRỌNG ĐIỂM Thí nghiệm nén tải trọng điểm cho phép xác định nhanh cường độ kháng cắt điểm của mẫu đá. Trong thí nghiệm này mẫu đá sẽ được kẹp giữa hai điểm của máy nén sau đó tăng tải trọng cho đến khi mẫu bị phá hoại. Giá trị lớn nhất sẽ được ghi lại để tính toán cho cường độ nén điểm trên mẫu đá. Thí nghiệm này được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM 5731. Thí nghiệm nén tải trọng điểm 2)THÍ NGHIỆM NÉN MỘT TRỤC Thí nghiệm nén một trục nhằm xác định cường độ kháng nén một trục của mẫu lõi đá (qu), và modun biến dạng (Es50¬) của mẫu đá có dạng hình trụ. Thí nghiệm được thực hiện bằng máy nén thủy lực, TYA-2000 (Trung Quốc), lực và chuyển vị được đo bằng cảm biến đo lực và chuyển vị và được DATALOGER thu thập số liệu thông qua máy tính.Quá trình thí nghiệm tuân thủ theo tiêu chuẩn ASTM D 2938-95 Thí nghiệm nén 1 trục 3)THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ PHÂN RÃ Thí nghiệm xác định chỉ số phân rã của đá phiến sét hoặc các loại đá tương tự sau hai chu trình mài mòn khô và ướt. Tốc độ phân rã của đá là tỷ lệ phần trăm của khối lượng khô của mẫu đá phiến sét còn lại trên rây 2.00mm (Rây số 10). Thí nghiệm này được tiến hành theo tiêu chuẩn ASTM 4644 Thí nghiệm xác định chỉ số phân rã 4)THÍ NGHIỆM CẮT TRỰC TIẾP Thí nghiệm cắt trực tiếp cho mẫu đá nhằm xác định cường độ sức kháng cắt đỉnh và cường độ sức kháng cắt dư, đồng thời xác định góc ma sát trong của mẫu đá. Mẫu đá được đặt vào khuôn nghiêng sau đó đưa vào giữa hai tấm phẳng của máy ép thủy lực. Dữ liệu thí nghiệm được ghi lại bằng các thiết bị cảm biến đo lực và đo chuyển vị thông qua hệ thống DATALOGER Thí nghiệm cắt trực tiếp CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÝ CỦA ĐẤT Thông thường đất có ba thành phần tạo nên là rắn - lỏng - khí. Trong tự nhiên tỷ lệ giữa ba thành phần này thay đổi rất nhiều, đặc biệt là thành phần nước, có khi chứa đầy trong các lỗ rỗng của đất. Tỷ lệ giữa ba thành phần này thay đổi thì trạng thái vật lý cũng thay đổi theo. Tỷ lệ phân phối về trọng lượng và thể tích của ba thành phần trong đất gọi chung là các chỉ tiêu tính chất vật lý của đất. Trong công tác xây dựng, để đánh giá được tính chất và khả năng chịu lực của đất, người ta phải dựa vào các chỉ tiêu vật lý và cơ học của nó. Những chỉ tiêu cơ học (tính nén lún, tính chống cắt, v.v ) của đất sẽ được trình bày trong các chương có liên quan với chỉ tiêu này, ở đây chỉ trình bày các chỉ tiêu vật lý của đất. Việc xác định trị số các chỉ tiêu vật lý của đất là một vấn đề rất quan trọng, vì nó được dùng rộng rãi trong tính toán thiết kế công trình. Tùy theo từng loại đất, tùy theo nguyên nhân tạo thành và điều kiện tồn tại của đất mà các chỉ tiêu vật lý của các loại đất rất khác nhau. Trong các chỉ tiêu vật lý của đất, có loại thì phải trực tiếp làm thí nghiệm mới xác định được - gọi là các chỉ tiêu xác định bằng thí nghiệm, có loại thì có thể tính toán từ các chỉ tiêu thí nghiệm mà ra - gọi là các chỉ tiêu tính toán, ngoài ra trong các [...]... trong hố đào để xác định dung trọng của đất Thông thường trị số dung trọng của các loại đất trong thiên nhiên như sau: đất cát từ (1,45-1,85)T/m3; đất cát pha, sét pha từ (1,40-1,65)T/m3; đất sét pha khoảng 1,75T/m3; đất sét bị nén chặt từ (1,8-2,1)T/m3 Độ ẩm của đất: Độ ẩm của đất là tỷ số giữa trọng lượng nước chứa trong đất và trọng lượng hạt đất trong một khối đất tự nhiên, đơn vị thường tính là phần... rỗng của đất và là một chỉ tiêu kết cấu của đất Vì vậy người ta thường dùng để biểu thị trạng thái kết cấu của đất, khi ăk càng lớn tức là đất càng chặt, ăk càng nhỏ thì đất càng xốp Độ rỗng của đất: Độ rỗng của đất hay cũng có thể gọi thể tích lỗ rỗng trong một đơn vị thể tích đất tự nhiên Theo như cách gọi trên có thể định nghĩa như sau: Độ rỗng của đất là tỷ số giữa thể tích lỗ rỗng trong đất và thể... nước của đất Khi xác định cần dùng mẫu nguyên dạng và tùy theo từng loại đất mà chọn dùng các phương pháp thí nghiệm cho thích hợp Đất loại sét, hạt nhỏ dính kết, dễ cắt, ta có thể dùng phương pháp dao vòng, đất vụn to, đất chứa sỏi, cuội không cắt được bằng dao vòng thì ta nên dùng phương pháp bọc parafin Ngoài thực địa trong điều kiện nhất định ta có thể đào hố, xác định trọng lượng và thể tích đất trong... ngược lại Độ ẩm toàn phần của đất: Độ ẩm toàn phần của đất, thực ra là một chỉ tiêu phụ trợ của Cơ học đất Độ ẩm toàn phần của đất nghĩa là độ ẩm về lý thuyết ứng với lúc nước chứa đầy các lỗ rỗng trong đất, do đó có biểu thức xác định là: Độ bão hòa của đất: Theo định nghĩa, độ bão hòa là tỷ số giữa thể tích nước trong một khối đất và thể tích lỗ rỗng của đất trong khối đất đó, hay cũng có thể định... đất Dung trọng bão hòa là dung trọng của đất khi các lỗ rỗng của đất chứa đầy nước Trong trường hợp này đất chỉ gồm hai thành phần tạo nên, đó là hạt rắn và nước, dó đó ta có biểu thức xác định như sau: Dung trọng đẩy nổi của đất Dung trọng đẩy của đất là dung trọng của đất khi bị ngập dưới mặt nước tự do, tức là bằng tỷ số giữa trọng lượng nổi của phần thể rắn trong khối đất và thể tích của khối đất. .. độ sệt đối với đất dính Đối với đất rời: Chỉ tiêu đánh giá độ chặt của đất rời: Độ chặt tự nhiên của các đất rời là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá trạng thái của đất rời khi làm nền cho các công trình Vì những loại đất rời này hoàn toàn không có tính dẻo, cho nên trạng thái vật lý của nó được biểu thị bằng độ chặt là hợp lý nhất, nó được xác định từ các số liệu thí nghiệm trong phòng và hiện trường... có vạch đo dung tích, rung chặt từ đó xác định được và tính emin e - Là hệ số rỗng của đất cát đó ở trạng thái tự nhiên Căn cứ vào độ chặt tương đối D người ta đánh giá độ chặt của đất cát như sau: D ≤1/3 Đất cát xốp 1/3< D ≤2/3 Đất cát chặt vừa 2/3< D ≤ 1 Đất cát chặt Việc xác định độ chặt của đất cát bằng thí nghiệm trong phòng vẫn còn nhiều nhược điểm do biện pháp thực hiện trạng thái xốp nhất,... xác định được vì không lấy được mẫu đất nguyên dạng Khi đó có thể dùng các phương pháp thí nghiệm tại hiện trường để xác định độ chặt của đất cát ở trạng thái tự nhiên của nó, trong thực tế thường dùng các phương pháp thí nghiệm xuyên động và xuyên tĩnh sẽ được giới thiệu ở chương VI Bảng (I-5) và (I-6) giới thiệu trạng thái (độ chặt) của đất thông qua kết quả thí nghiệm ở hiện trường bằng xuyên động... còn trị số thì bằng nhau Tỷ trọng của đất không phụ thuộc vào độ lỗ rỗng và độ ẩm của đất mà chỉ phụ thuộc và tỷ trọng của các hạt khoáng vật có trong đất Tỷ trọng của các đất thiên nhiên thay đổi từ 2,5 - 2,8 Đất chứa mùn hữu cơ thì tỷ trọng nhỏ hơn đất chứa các khoáng vật nặng (pirit, sắt oxít) thì tỷ trọng lớn hơn, tỷ trọng của đất sét thường lớn hơn tỷ trọng của đất cát Tỷ trọng được xác định bằng... đối ký hiệu là D để đánh giá trạng thái của đất cát và được định nghĩa như sau: Trong đó: emax - Là hệ số rỗng của đất cát ở trạng thái xốp nhất, được xác định trong phòng thí nghiệm bằng cách đổ nhẹ cát khô vào bình có vạch đo dung tích không có chấn động, từ đó xác định được và tính emax emin - Là hệ số rỗng của đất cát đó ở trạng thái chặt nhất được xác định trong phòng thí nghiệm, bằng cách đổ . hàm lượng Clo -Thí nghiệm xác định hàm lượng Sulphate -Thí nghiệm xác định độ pH -Thí nghiệm xác định hàm lượng Carbonate -Thí nghiệm xác định hàm lượng hữu cơ. Mục đích của thí nghiệm này nhằm. của mẫu đá. Thí nghiệm này được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM 2216. Thiết bị thí nghiệm độ ẩm Thí nghiệm cơ học Các chỉ tiêu của đá về cường độ bao gồm các thí nghiệm cơ bản sau: -Thí nghiệm nén. sau: -Thí nghiệm nén tải trọng điểm -Thí nghiệm nén một trục -Thí nghiệm xác định chỉ số phân rã -Thí nghiệm cắt trực tiếp 1)THÍ NGHIỆM NÉN TẢI TRỌNG ĐIỂM Thí nghiệm nén tải trọng điểm cho phép