CƠ HỌC ĐẤT - CHƯƠNG 1 BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA MÔI TRƯỜNG ĐÂT pptx

Đường cong tích lũy thành phân hạt ° Đường cong tích lũy thành phân hạt của đất % la dwong cong biéu dién mdi quan hé gitra đường kính các hạt đât và phan trăm khôi lượng của chúng tr

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THĂNG

KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG TON DUC THANG UNIVERSITY

MON HOC

CO HOC DAT

GIAO VIEN: ThS PHAM SON TUNG

CƠ HỌC ĐẤT

Chương 1

Ban chat vat ly cua môi trường đất

ThsS Pham Son Tung

Đá biên chất: thành tạo từ các đá đã tôn tại trước, sau bị biên đối do quá nóng hoặc áp lực quá cao

Qua trình biên đồi Đá—Đât chịu ảnh

hưởng của nhiêu yêu tô => các loại đât khác nhau

Các loại đât đêu được hình thành do quá trình Phong hóa, Chuyên dời và Lắng dong

Quá trình phong hóa

° Là quá trình đá bị biên đổi thành đât dưới tác

dụng của các tác nhân tự nhiên

°Ö Các tác nhân tự nhiên: vật lý, nóa học, hóa sinh

°« Vi du:

— Nước —› vụn đá sắc, góc cạnh

— Gió —› các hạt tròn

- Hóa học —› một số khoáng vật bên, không bị

biên đôi (thạch anh, muxcovit), mot so khoang

vật khác không bên, bị biên đôi —› hình thành các loại đât khác nhau

Quá trình chuyền dời

‹ Quá trình cac hat dat duoc di chuyền từ nơi này sang nơi khác dưới tác dụng của gió, nước, sông băng, trọng lượng bản thân

¢ Tác dụng chính của chuyền dời là sự tuyên

lựa

„ Sự chuyền dời sẽ kéo theo quá trình lăng

đọng (nước), hoặc trâm đọng (gió, sông

băng) > hình thành trâm tích

Các thành phân câu tạo chính của đât

Pha rắn

¢ Cac vun da, hat cudi: d > 2 mm

¢ Cac hat khoang: 2mm2d>1um

— Hạt cát: 2mm > d>0 05 mm

— Hạt bụi: 005 mm >d>0 005 mm

— Hạt sét: 0 005 mm >d> 0001 mm

°ồ Vật chật hữu cơ: dat mun, thường nằm

trên cùng, không dày quá 0,5 m Có tính

nén lún cao, hấp thụ nhiều nước

Nước trong đất

Nướcháppl Nude lién ket] |Nướliên ket Nước ngầm Nước tầng trên

Nước ngắm Nước mao dân

- Liên kêt bởi lực điện phân tử : Chuyén động đưới tác động cỦa

- Có tính chất khác nước bình thường gradient thủy lực

- Gần như không chịn tác động của gradient - Các lô rông được bão hòa

Các đới nước ngâm

o|_ [3;:;;:|Bão hòa một phân hay toan} "1 Mat nude tu Oo 1% a 2 ˆ „ # ~ a8 vn nee ¬ : %

=| |.°«“~1bé bang nuée mao dan Seis ha

C

- Chiêu cao mao dẫn với đất cát khoảng từ vài đến vài chục cm

- Chiêu cao mao dân với đât sét có thê lên đên hàng trăm cm

Khi trong dat

¢ Dat khéng hoan toan khé hay hoan toan

bao hoa

+ Thyc té: dat “khô” vẫn chứa hơi nước, dat

“hoàn toàn bão hòa” vẫn có 2% lỗ rỗng

khi

- Không khí chịu nén và hơi nước có thê _

đóng băng nên có ảnh hưởng tới tính chât của đât

Đât rời và Đât dính

„ Hàm lượng các hạt sét chiêm trên 3% khôi -

lượng đât khô thì đât có tính dẻo dinh — dat dính

© Cac hạt sét có thê ở dạng câu trúc Kết bông hoăc câu trúc Phân tán

Đường cong tích lũy thành phân hạt

° Đường cong tích lũy thành phân hạt của đất

%

la dwong cong biéu dién mdi quan hé gitra

đường kính các hạt đât và phan trăm khôi

lượng của chúng trong mẫu đât khô

J.1 0.3 040506 0.3

° Hệ sô câp phối:

°- dạo: những cỡ hạt có đường kính băng và nhỏ hơn nó chiêm 60 % trọng lượng đât khô

và ngược lại, cảng dốc thì đât cảng đồng đêu (P)

Phân loại câp phôi

Phân loại đât rời theo hàm lượng hạt

‹_ Đất hòn lớn (sỏi, cuội): khôi lượng hạt lớn hơn 2 mm

trên 50%

¢ Hat cat:

— Cát sỏi: khôi lượng hát lớn hơn 2 mm trên 25 %

— Cát thô: khôi lượng hát lớn hơn 0,5 mm trên 50 %

- Cát vừa: khôi lượng hát lớn hơn 0,25 mm trên 50 %

— Cát nhỏ: khôi lượng hát lớn hơn 0,1 mm trên 75 %

- Cát bột: khối lượng hát lớn hơn 0,1 mm dưới 75 %

‹ Các phương pháp xác định thành phân hạt trong

phòng thí nghiệm: TCVN 4198:1995

Ba chỉ tiêu vật lý cơ sở

1) Trọng lượng riêng tự nhiên của đât Œy):

trọng lượng của một đơn vị thê tích đất ở trạng thái tự nhiên

2) Trọng lượng riêng hạt của đât (Y;,): trong

lượng một đơn vị thê tích hạt rắn của đất 3) DO am cua dat (W): ty sd giữa trọng

lượng nước chứa trong lỗ rồng của đât với trọng lượng hạt của đất

Trọng lượng riêng của đất tự nhiên

Trọng lượng riêng hạt của đất

Lr

V,

¢ Bon vi: N/cm? hoac kN/m?

‹ Thường được xác định bằng thí nghiệm: TCVN 4195:1995

¢ Ty trong hat: A — th

ln

Yh

Đô âm của đất

Các chỉ tiêu vật lý khác

‘ Trong lượng riêng khô: trọng lượng một đơn

vị thê tích đât ở trạng thái hoàn toàn khô

„Trọng lượng riêng của đất no nước (hay

đât bao hòa): trọng lượng một đơn vị thê

tích đât ở trạng thái no nước (các lô rồng

chứa đây nước)

‹ Trọng lượng riêng đây nồi của đất (hay

trọng lượng riêng cua dat nam dưới mực

nước ngâm): trọng lượng của đất có kê dén lực đây nồi của nước (lực Acsimet)

°Ö Đơn vị: N/cm3 hoặc kN/m"

+ Thuong được xác định gián tiếp bằng

những công thức tính đôi

Độ bão hòa: là phân lượng nước chứa:

trong lỗ rồng, hay nói cách khác là tý số

giữa thê tích nước với thê tich lo rong

aA

Ƒ

Don vi: biéu thị bằng phân trăm (%) hoặc

dưới dạng sô thập phân

G =0: đất khô hoàn toàn

G = 1: dat bão hòa hoàn toàn

Đô bão hòa của đât cát

Độ bão hòa có liên quan tới một số tính

chat co’ hoc của dat, dac biét la dat cat

G < 0,5: cat it am

0,5<G<0,8: cát âm

G > 0,8: cat no nuoc

Độ chặt tương đôi của đất rời

Độ chặt tương đôi của đất rời

C max — € min

e hệ sô rỗng của đât cát ở trang thai x6p nhat Emin hệ số rỗng của đất cát ở trạng thái chặt

Độ chặt tương đôi của đất rời

Một số thí nghiệm tại hiện trường

đê xác định độ chặt của đât rời

¢ Thi nghiém xuyên tiêu chuan SPT (xem

TCAD 226: 99): đo được số N là số nhát đập

đề ông mẫu tiêu chuẩn (D = 51 mm, d= 38

mm) xuyên sâu vào đât 30 cm; búa đập nặng

63,5 kq được thả rơi tự do ở độ cao /6 cm

Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT

Thí nghiệm xuyên tỉnh CPT

°Ö Thí nghiệm xuyén tinh CPT (xem TCXD

174:89): la thi nghiém 4n mét mii cén (tiét

diện ngang 10 cm góc mũi 609) vào trong

đất bằng lực ép tĩnh của kích thủy lực Ta đo

được sức kháng xuyên q của đât ở mũi.

Su dam chat dat

- Ba mục tiêu chính của việc dam chat dat:

— Giảm hệ sô rong —> Giảm hệ sô thâm

— lăng độ bên chông cắt — Tăng sức chịu tải

— Khả năng nén chặt của dat giam di — dat kém

nhay cảm với các thay đổi thê tích —› tính lún giảm đi

°ồ Ham chat > the tích lỗ rỗng khí giảm, thê tích

nước không đổi —› tăng dung trọng khô của đât

° Hiệu quả của quá trình đầm chặt được danh gia thông qua dung trọng khô đạt được của đất sau khi đâm Dung trọng khô càng lớn thì hiệu quả

đâm chặt càng cao

*® sac: dụng trọng khô lớn nhất cua dat

đạt được sau khi được đầm chặt theo điêu kiện tiêu chuân

°ồ Phương pháp xác định k trong phòng thi

nghiệm: TCVN 4201:1995

-Độ âm tôi ưu (W optimum) la lugng ngam nước thích hợp dé dat được

dung trọng khô lớn nhất ứng với một công đâm tiêu chuẩn nào đó

- Mội loại đât có 1 øiá trị độ âm tôi ưu riéng Ung với độ âm này khi

đâm đất sẽ cho dung trong khô lớn nhất

Một số phương pháp dam chat dat

Đâm lăn bánh láng: cho tật cả các loại dat trv

đất cát, cát bụi có độ đông nhất cao (cập phối

kém)

Đầm banh hoi: dat dính âm ướt

Đâm lăn kết hợp rung: đặc biệt hiệu quả với sét

pha hoặc cát pha

Đâm chân cừu: dùng cho dat dính trong điều

kiện độ âm thâp

Đầm rung điều khiến bằng tay: cho đất rời ít âm

Đâm lăn bánh láng

Lăn kết hợp rung

`

Đâm lăn bánh hơi

Đâm chân cừu

Đâm rung điêu khiến bằng tay

Tên và trạng thái của đất dính

‹ồ Dựa vào chỉ số dẻo IP và độ sệt B

IP=W.—W, B= (W-W.,)/IP

Tên và trạng thái của đất dính

° Giới hạn co ngót: là hàm lượng nước của

mẫu mà sau đó mẫu sẽ không giảm thể tích

nữa cho dù lượng nước có giảm thêm

°ồ Giới han deo: la hop lượng nước thích hợp

cho phép các hạt trượt qua với nhau mà không xuât hiện các vêt nứt

°Ổ Giới hạn chảy: khi độ âm tang cao tới mức

đất không còn khả năng hút âm và biêu hiện

giông như một dịch thê (chảy tự do dưới trọng lượng bản thân)

Phân loại đất dính theo chỉ số dẻo

Phân loại đất dính theo đô sệt B

Bài tập