Dụng cụ thí nghiệm - Tìm hiểu trong giáo trình “Thí nghiệm đại chất công trình” - Slide bài giảng “004 Bài1.. Trình tự thí nghiệm - Tìm hiểu trong giáo trình “Thí nghiệm đại chất công t
THUYẾT MINH
Khối lượng công việc
- 2 hố khoan với chiều sâu mỗi hố: 10,5m
- Số lần thí nghiệm SPT:
- 01 Thí nghiệm xuyên tĩnh tới độ sâu: 9.2m.
Điều kiện địa chất công trình
Dựa trên số liệu thu thập từ khảo sát tại 2 hố khoan và 1 điểm thí nghiệm xuyên tĩnh với độ sâu tối đa 10.5 m, khu vực khảo sát có lớp đất thổ nhưỡng – sét pha cát dày 0.7 – 0.8 m, và được phân chia thành 7 lớp đất chính.
- Lớp 1: Sét pha cát màu xám vàng, trạng thái dẻo chảy, có bề dày từ 1.6 đến 1.9 (m), trị số N từ 3 đến 4
+ Sức kháng mũi đơn vị qc: 20 đến 144 (kG/cm ) 2
+ Ma sát hông đơn vị fs: 0.8 đến 6 (kG/cm ) 2
- Lớp 2: Sỏi sạn laterite lẫn sét pha cát, màu nâu đỏ, nâu vàng, trạng thái nửa cứng, có bề dày từ 0.6 đến 1.1 (m), trị số N từ 26 đến 31
+ Sức kháng mũi đơn vị qc: 120 đến 180 (kG/cm ) 2
+ Ma sát hông đơn vị fs: 3.6 đến 6 (kG/cm ) 2
- Lớp 3: Sét pha cát lẫn sỏi sạn laterite màu xám vàng, nâu đỏ, trạng thái nửa cứng, có bề dày từ 2.0 (m), trị số N từ 23 đến 31.
+ Sức kháng mũi đơn vị qc: 96 đến 228 (kG/cm ) 2
+ Ma sát hông đơn vị fs: 2.4 đến 6.4 (kG/cm ) 2
- Lớp 4: Sỏi sạn laterite lẫn ít sét, màu nau đỏ, trạng thái cứng, có bề dày từ 0.5 đến 1.5 (m), không có trị số N
+ Sức kháng mũi đơn vị qc: 96 đến 228 (kG/cm ) 2
+ Ma sát hông đơn vị fs: 2 đến 6.4 (kG/cm ) 2
- Lớp 5: Sét pha cát lẫn ít sỏi sạn laterite màu xám trắng đốm nâu vàng, trạng thái nửa cứng, có bề dày từ 1 đến 1.3 (m), trị số N từ 26 đến 36.
+ Sức kháng mũi đơn vị qc: 78 đến 114 (kG/cm ) 2
+ Ma sát hông đơn vị fs: 0.8 đến 3.2(kG/cm ) 2
- Lớp 6: Cát mịn lẫn bột, màu vàng nhạt, xám trắng, trạng thái rời, có bề dày từ 2.1 đến 2.5 (m), trị số N từ 10 đến 14.
+ Sức kháng mũi đơn vị qc: 64 đến 156 (kG/cm ) 2
+ Ma sát hông đơn vị fs: 0.8 đến 2 (kG/cm ) 2
Lớp 7 bao gồm cát mịn lẫn bột với ít sạn thạch anh có màu nâu vàng và xám trắng Lớp này có trạng thái chặt vừa, bề dày dao động từ 1 đến 1.4 mét, và trị số N nằm trong khoảng từ 31 đến 35 Sức kháng xuyên của lớp này cũng được ghi nhận.
+ Sức kháng mũi đơn vị qc: 142 trở lên (kG/cm ) 2
+ Ma sát hông đơn vị fs: 1.2 trở lên (kG/cm ) 2
3.2 Điều kiện địa chất thủy văn Độ sâu mực nước ngầm vào thời điểm khảo sát:
Đánh giá điều kiện địa chất công trình và nêu kiến nghị
4.1 Đánh giá điều kiện địa chất công trình
Dựa trên dữ liệu thu thập từ khảo sát và thí nghiệm thực địa, có thể nhận thấy rằng lớp đất thổ nhưỡng không đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu này.
+ Lớp 1: Sét pha cát màu xám vàng, trạng thái dẻo chảy, có bề dày từ 1,6 đến 1,9 (m) không thuận lợi cho việc đặt móng công trình
Lớp 2 bao gồm sỏi sạn laterite kết hợp với sét pha cát, có màu sắc chủ yếu là nâu đỏ và nâu vàng Với trạng thái nửa cứng và độ dày dao động từ 0.6 đến 1.1 mét, lớp đất này rất thuận lợi cho việc đặt móng công trình.
Lớp 3 bao gồm sét pha cát và sỏi sạn laterite với màu xám vàng và nâu đỏ, có trạng thái nửa cứng và bề dày từ 2.0 mét, rất thuận lợi cho việc đặt móng công trình Trong khi đó, lớp 4 chứa sỏi sạn laterite lẫn ít sét, có màu nâu đỏ, trạng thái cứng và bề dày từ 0.5 đến 1.5 mét, cũng phù hợp cho việc thi công móng công trình.
Lớp 5 bao gồm sét pha cát và một lượng nhỏ sỏi sạn laterite, có màu xám trắng với đốm nâu vàng Chất liệu này có trạng thái nửa cứng và bề dày từ 1 đến 1.3 mét, tạo điều kiện thuận lợi cho việc đặt móng công trình.
+ Lớp 6: Cát mịn lẫn bột, màu vàng nhạt, xám trắng, trạng thái rời, có bề dày từ 2.1 đến 2.5 (m) thuận lợi cho việc đặt móng công trình
Cát lớp 7 có đặc điểm là mịn, lẫn bột và ít sạn thạch anh màu nâu vàng, xám trắng Với trạng thái chặt vừa và bề dày từ 1 đến 1.4 mét, loại cát này rất thuận lợi cho việc đặt móng công trình.
4.2 Kiến nghị về giải pháp nền móng
- Đối với công trình có tải trọng vừa và nhỏ: có thể chọn giải pháp móng nông trên nền tự nhiên Độ sâu đặt móng nên chọn từ lớp 2
- Đối với công trình có tải trọng lớn, nhất thiết phải sử dụng móng cọc, độ sâu khảo sát khi đó cần lớn hơn
Tùy thuộc vào diện tích và tải trọng của công trình, cùng với các yếu tố như điều kiện địa chất và hiện tượng bất lợi, việc lựa chọn loại móng phù hợp và độ sâu chôn móng thích hợp là rất quan trọng.
CÁC PHỤ LỤC SỐ LIỆU, BẢN VẼ, KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
CÁC KHÁI NIỆM
Thành phần hạt của đất phản ánh hàm lượng các nhóm hạt có kích thước khác nhau trong đất, được thể hiện qua tỷ lệ phần trăm so với khối lượng mẫu đất khô tuyệt đối, sau khi đã được sấy ở nhiệt độ 105℃ để phân tích.
Xác định thành phần hạt là quá trình phân loại đất thành các nhóm dựa trên kích thước hạt tương đồng và xác định tỷ lệ phần trăm (%) của từng nhóm hạt.
- Thành phần hạt của đất loại sét được xác định bằng phương pháp tỷ trọng kế đối với các hạt có kích thước < 0.074 mm.
MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA THÍ NGHIỆM
- Tính thấm nước của đất
- Tính chất của vật liệu xây dựng
- Đánh giá mức độ đồng nhất của đất
- Dự đoán về biến đổi tính chất cơ lý
- Khả năng xảy ra hiện tượng không mong muốn cho công trình
DỤNG CỤ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
Dụng cụ thí nghiệm
- Tìm hiểu trong giáo trình “Thí nghiệm đại chất công trình”
- Slide bài giảng “004 Bài1 Thành phần hạt”
Trình tự thí nghiệm
- Tìm hiểu trong giáo trình “Thí nghiệm đại chất công trình”
- Slide bài giảng “004 Bài1 Thành phần hạt”
SỐ LIỆU VÀ TÍNH TOÁN SỐ LIỆU
Thí nghiệm với rây khô và rây rửa nước
(inch) Khối lượng lớn hơn cộng dồn (g)
% giữ lại cộng dồn % lọt qua cộng dồn
1.1.2 Tính toán số liệu rây khô
- Khối lượng lớn hơn cộng dồn: a , trong đó i là số thứ tự râyi
- Tổng cộng khối lượng lớn hơn cộng dồn: A = 641.5 (g)
- Tính phần trăm giữ lại cộng dồn xi x i =a i
Phần trăm giữ lại cộng dồn x 36.5
+ Tương tự ta tính được những rây còn lại
- Tính phần trăm lọt qua cộng dồn yi y i 0 %−x i
Phần trăm lọt qua cộng dồn y 30 %−x 30 %−5.7 %.3 % + Tương tự ta tính được những rây còn lại
1.2.1 Số liệu rây rửa nước
Khối lượng lớn hơn cộng dồn (g)
% giữ lại cộng dồn % lọt qua cộng dồn
1.2.2 Tính toán số liệu rây rửa nước
- Khối lượng lớn hơn cộng dồn a (g), trong đó i là số thứ tự râyi
- Tính phần trăm giữ lại cộng dồn x : i x i =a i
Phần trăm giữ lại cộng dồn x 1.5
+ Tương tự ta tính được những rây còn lại
- Tính phần trăm lọt qua cộng dồn y : i y i 0 %−x i
Phần trăm lọt qua cộng dồn y 10 %−x 10 %−15.5 %.5 % + Tương tự ta tính được những rây còn lại
- Tính phần trăm lọt qua toàn mẫu khi biết B = 50.6%
% lọt qua toàn mẫu = yi × B : 100 + Với rây No 20
% lọt qua toàn mẫu (rây No.20) = 84.5 × 50.6 : 100 = 42.8 + Tương tự ta tính được những rây còn lại
Thí nghiệm lắng đọng
% nhỏ hơn với toàn mẫu
- Số hiệu chỉnh c (xem bảng tra số c) = 2.2
- Số hiệu chỉnh mặt cong = 0.4
- Tính số đọc hiệu chỉnh R :c
Rc = R + số hiệu chỉnh theo t ℃ và mặt cong = R + c + số hiệu chỉnh mặt cong + Tính số đọc hiệu chỉnh R ứng với thời gian 30 giây:c
Rc = 19.5 + 2.2 + 0.4 = 22.1 + Tương tự ta tính với các thời gian còn lại
- Tính cự ly chìm lắng H :r
Trong đó, dụng cụ thí nghiệm có các thông số sau:
+ Tính cự ly chìm lắng Hr tương ứng với giây 30:
+ Tương tự ta tính với các thời gian còn lại
Hệ số nhớt của dung dịch phụ thuộc vào nhiệt độ và được xác định thông qua bảng, tính bằng Poise (g/cm²) Gia tốc trọng trường được lấy bằng 981 (cm/s²), trong khi khối lượng riêng của hạt đất là ρs (g/cm³) và khối lượng riêng của nước là ρw, với giá trị bằng 1 (g/cm³) Thời gian chìm lắng, từ lúc bắt đầu khuấy huyền phù đến khi đọc được, được tính bằng giây (s).
+ Tính đường kính ứng với giây thứ 30 η : hệ số nhớt của nước ở 28 ℃ tra được là = 0.0089 (poise) g = 981 (cm/s ) 2 ρ s = 0.01 (g/cm ) 3 ρ w = 1 (g/cm ) 3 t = 30 (s) d=√ g(ρ 1800 w −ρ ∙ η∙ H s )∙ t r = √ 1800 ∙0.0089 13.1∙
981(1−0.01)∙30=0.0849 (mm) + Tương tự tính với các thời gian còn lại
- Tính phần trăm nhỏ hơn y: y=P m×100 %
+ Tính phần trăm nhỏ hơn ứng với giây 30
+ Tương tự tính với các thời gian còn lại
THỰC HIỆN YÊU CẦU
Thí nghiệm, tính và vẽ biểu đồ
Đã thực hiện ở các phần trên
Tính hệ số C cho đất rời u
- Trong đó D và D là đường kính cỡ hạt mà những hạt có đường kính nhỏ hơn60 10 hoặc bằng nó chiếm 60% và 10%
Gọi tên các mẫu đất thí nghiệm
THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC GIỚI HẠN ATTERBERG
- Giới hạn chảy (W ) là độ ẩm của đất tương ứng với sự thay đổi ứng xử giữa L trạng thái chảy và dẻo.
- Giới hạn dẻo (W ) là độ ẩm của đất tương ứng với sự thay đổi ứng xử giữa P trạng thái dẻo và nửa cứng.
MỤC TIÊU, Ý NGHĨA CỦA THÍ NGHIỆM
Bảng số liệu
Đơn vị GIỚI HẠN CHẢY GIỚI HẠN DẺO
A – khối lượng đất ẩm + lon g 35.95 33.75 35.41 21.89 21.61
B – khối lượng đất khô + lon g 28.94 26.41 29.21 20.09 19.84
C – khối lượng lon g 11.23 7.00 12.04 12.26 12.08 Độ ẩm: W =A−B
Tính toán số liệu
+ Tính độ ẩm lon sô hiệu 12
+ Tương tự tính độ ẩm cho các lon còn lại
- Xác định giới hạn chảy và giới hạn dẻo
+ Giới hạn chảy: W = 37.5% (xác định bằng biểu đồ)L
+ Giới hạn dẻo: W = 22.9 % (trung bình độ ẩm hai lon)P
Vẽ biểu đồ
PHẦN 5 THỰC HIỆN YÊU CẦU
Thí nghiệm và tính toán kết quả
Phân loại đất theo biểu đồ đường “A”
+ Đất bụi được kí hiệu bằng chữ M
+ Đất sét được kí hiệu bằng chữ C
+ Đất hữu cơ được kí hiệu bằng chữ O.
Nhóm đất CL và CH bao gồm các sét vô cơ, với nhóm CL nằm ở vùng trên của đường thẳng "A", được xác định bởi các giá trị W1 nhỏ hơn 50% và Ip lớn hơn 7% Trong khi đó, nhóm CH cũng nằm trên đường thẳng "A", nhưng được xác định bởi giá trị W1 lớn hơn 50%.
- Nhóm đất ML và MH Nhóm ML nằm ở vùng dưới đường thẳng “A", có giá trị W1 < 50% và có Ip< 4 Nhóm MH tương ứng với vùng nằm dưới đường thẳng
Nhóm đất này bao gồm đất bụi vô cơ và bụi sét, với các đất hoàng thổ có giá trị 25% < W1 < 35% Những đất hạt mịn nằm trên đường thẳng “A” có giá trị 4% < Ip < 7% được coi là trường hợp biên và được mô tả bằng ký hiệu kép CL-ML.
Nhóm OL và OH có sự phân bố gần giống với hai nhóm ML và MH; khi các loại đất này chứa một hàm lượng hữu cơ, chúng thường nằm sát với đường thẳng.
MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA THÍ NGHIỆM
Để đánh giá chất lượng vật liệu đất trong xây dựng công trình bằng đất, cần tiến hành kiểm tra và đánh giá chất lượng thi công đầm chặt Các đại lượng cần xác định bao gồm các chỉ tiêu liên quan đến tính đồng nhất và khả năng chịu tải của đất.
- Quan hệ giữa khối lượng (hay trọng lượng) thể tích khô ρ d và độ ẩm W của đất đầm chặt
- Từ đó nhận được khối lượng riêng khô lớn nhất ρ d max và độ ẩm tối ưu Wopt
- Khoảng độ ẩm để đạt độ chặt K > 0.95 hay 0.98 tùy theo yêu cầu công trình.
DỤNG CỤ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
- Tìm hiểu trong giáo trình “Thí nghiệm đại chất công trình”
- Slide bài giảng “006 Bài 3 Đầm chặt đất”
- Tìm hiểu trong giáo trình “Thí nghiệm đại chất công trình”
- Slide bài giảng “006 Bài 3 Đầm chặt đất”
SỐ LIỆU VÀ TÍNH TOÁN SỐ LIỆU
Thí nghiệm, tính, vẽ
Xác định ρdmax và W opt
max và W opt Đã thực hiện ở trên.
Xác định khoảng độ ẩm để K trên 0.95
THÍ NGHIỆM CẮT TRỰC TIẾP
PHẦN 1 MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA THÍ NGHIỆM
Thí nghiệm cắt trực tiếp để xác định sức chống cắt của đất và là phương pháp phổ biến, đơn giản nhất.
PHẦN 2 DỤNG CỤ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
- Tìm hiểu trong giáo trình “Thí nghiệm đại chất công trình”
- Slide bài giảng “007 Bài4 Thí nghiệm cắt trực tiếp”
- Tìm hiểu trong giáo trình “Thí nghiệm đại chất công trình”
- Slide bài giảng “006 Bài4 Thí nghiệm cắt trực tiếp”
PHẦN 3 SỐ LIỆU VÀ TÍNH TOÁN SỐ LIỆU
- Tính ứng xuất cắt: τ=¿ số đọc lớn nhất × hệ số vòng R + Tính ứng suất cắt ứng với lực nén 100 τ=¿ số đọc lớn nhất × hệ số vòng R = 57.0 × 1.589 = 90.573 kPa
+ Tính ứng suất cắt ứng với lực nén 200 τ=¿ số đọc lớn nhất × hệ số vòng R = 94.0 × 1.589 = 149.366 kPa
+ Tính ứng suất cắt ứng với lực nén 300 τ=¿ số đọc lớn nhất × hệ số vòng R = 154.0 × 1.589 = 244.706 kPa
- Tính góc ma sát trong: tanφ$4.706−90.573 300−100 =0.771
PHẦN 5 THỰC HIỆN YÊU CẦU
Tính và vẽ biểu đồ kết quả thí nghiệm Đã thực hiện ở phần trên.
MỤC TIÊU VÀ Ý NGHĨA CỦA THÍ NGHIỆM
Số liệu
- Mẫu đất có chiều cao ban đầu ho = 2.0 cm
- Hệ số rỗng ban đầu eo = 0.665
- Hệ số Poisson của mẫu đất v = 0.35
20 (1+0.665)=0.638 + Tương tự tính các hệ số e còn lại
- Tính module biến dạng tổng quát
E O =β1+e n−1 a 9 0 KG/cm 2 Tương tự tính với các module còn lại
THỰC HIỆN YÊU CẦU
Tính và vẽ biểu đồ kết quả thí nghiệm
Đã thực hiện ở phần trên.