Báo cáo thí nghiệm cơ học Đất thí nghiệm 1 xc Định khối lượng thể tích tự nhiên của Đất

được trọng lượng của mẫu đất.-Mỗi mẫu đất cần tiến hành thí nghiệm tối thiểu 2 lần, sau đó lấy giá trịtrung bình.. XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM CỦA ĐẤT TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆMSố Hiệu Mẫu Thí Nghiệm Số

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ

MINH KHOA XÂY DỰNG

-BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CƠ HỌC ĐẤT:

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ĐẶNG DUY LINH

SINH VIÊN THỰC HÀNH: NGUYỄN HUỲNH THANH SƠN

thường dùng làm n n, làm v t li u ho c môi trề ậ ệ ặ ường xây d ng ự

Đ t thiên nhiên là s n ph m c a quá trình phong hóa các đá g c ấ ả ẩ ủ ố

chúng gây ra các hi n tệ ương v t lý và hóa lý ph c t p, d n đ n ậ ứ ạ ẫ ếlàm thay đ i các tính ch t v t lý và c h c c a đ t.ổ ấ ậ ơ ọ ủ ấ

Nhi m v c a môn h c là xác đ nh quy lu t ho t đ ng c a các ệ ụ ủ ọ ị ậ ạ ộ ủ

hi n tệ ượng đ a ch t t nhiên tác d ng đ n công trình xây d ng.ị ấ ự ụ ế ự

Vì vậy mục tiêu của môn thí nghiệm Cơ Học Đất là sử dụng các thiết bị vàdụng cụ để đo và xác định các giá trị đặc trưng của các mẫu đất cần khảo sát nhằm mục đích cung cấp đầy đủ số liêu, tính chất cơ lý của các lớp đất phục vụ cho việc tính toán trong thiết kế nền móng và kết cấu công trình

Những nội dung của Cơ học đất gồm các vấn đề sau:

-Tính chất vật lý và cơ học của đất, xác định các tính chất xây dựng phù

hợp với công trình riêng biệt

-Đưa ra các mô hình của các tính chất cơ bản của đất bằng ngôn ngữ cơ

học hay toán học

-Dự báo các điều kiện kỹ thuật (biến dạng lún, sức chịu tải, độ ổn

định ) có kể đến các ảnh hưởng của thời gian, phương pháp thi công,

vật liệu, thiết bị

-Đưa ra các giải pháp công trình bao gồm các giải pháp nền, móng

Có thể giúp sinh viên nắm bắt và hiểu rõ các vấn đề về môn Cơhọc đất, Trường Đại học Mở TP.HCM đã cho lớp có những buổihọc thực hành cơ học đất với sự hướng dẫn của giảng viên VõNguyễn Phú Huân vô cùng ý nghĩa và có ích, giúp cho lớp cóđược những kiến thức mới và hiểu rõ hơn về nó

B.NỘI DUNG BÁO CÁO

THÍ NGHIỆM 1: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ

TÍCH TỰ NHIÊN CỦA ĐẤT.

Tìm khối lượng trên một đơn vị thể tích mẫu đất tự nhiên

Để xác định trọng lượng thể tích của đất bằng phương pháp dao vòng

II. DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM

Dao vong làm bằng kim loại không gỉ, có mép cắt sắc và thể

tích không được nhỏ hơn 50 cm3 Đường kính trong phải lớn

hơn hay bằng 50 mm đối với đất cát bụi và đất cát mịn; lớn

hơn 100 mmđốivới đất cát thô và đất lẫn sỏi sạn; bằng hoặc

lớn hơn 40 mm đối với đất loại sét đồng nhất Thành của dao

vòng có chiều dày từ 1,50 mm đến 2,0 mm đối với đất cát bụi,đất cát mịn, đất cát thô, đất lẫn sỏi sạn và bằng 0,04 mm đối

với đất loại sét đồng nhất Chiều cao dao vòng không được lớnhơn đường kính, nhưng không được nhỏ hơn nửa đường kính

Thước kẹp

Dao cắt có lưỡi thẳng, chiều dài lớn hơn đường kính dao vòng

và cung dây thép có tiết diện ngang nhỏ hơn 0,2 mm để cắt gọt đất

Cân kĩ thuật có độ chính xác 0,01g

Các tấm kính hoặc tấm kim loại nhẵn, phẳng để đậy mẫu trong dao vòng.

III. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM

Dùng thước kẹp đo đường kính trong (d) và chiều cao (h) của

dao vòng: tính toán thể tích của dao vòng có đơn vị (cm3) với

độ chính xác đến chữ số thập phân thứ hai, sau dấu phẩy

- Cân để xác định khối lượng (m 1 ) của dao vòng với độ chính xác đến 0,01g.

- Dùng dao thẳng gọt bằng mặt mẫu đất và đặt đầu sắc của dao

vòng lên chỗ lấy mẫu.

- Ấn nhẹ dao vòng vào trụ đất theo chiều thẳng đứng Tiếp tục gọt khối đất và ấn dao vòng cho đến khi dao vòng hoàn toàn đầy đất Cắt ngang mẫu đất phía dưới và phía trên dao vòng.

- Lau sạch dao vòng, đem cân trọng lượng mẫu đất có dao

vòng (m 2 ), xác định được trọng lượng của mẫu đất, từ đó tính

được trọng lượng của mẫu đất.

-Mỗi mẫu đất cần tiến hành thí nghiệm tối thiểu 2 lần, sau đó lấy giá trịtrung bình

IV KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

V.Nhận xét :

- Kết quả thí nghiệm trên có thể chấp nhận được

- Trong quá trình làm thí nghiệm có thể bị sai số do

+ Sai số do dụng cụ đo

+ Sai số do bị ướt

+ Sai số do thao tác trong quá trình thí nghiệm

THÍ NGHIỆM 2 : XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM CỦA ĐẤT.

- Dao vòng cắt đất bằng kim loại không gỉ dao cắt gọt đất

- Lon nhôm có nắp đậy chứa mẫu đất

- Cân điện tử có độ chính xác 0,01g

- Tủ sấy có điều chỉnh nhiệt độ đến 300 °C

- Khay phơi mẫu đất sau khi sấy khô.

- Thước kẹp

III. Trình tự thí nghi m ệ

- Xác định trọng lượng hộp nhôm (m0)

- Dùng dao lấy mẫu đất

Dùng cân xác định trọng lượng đất ẩm và hộp nhôm (m1)

- Mẫu đất sau khi cân, đem sấy ở nhiệt độ 105 °C Thời giansấy tùy thuộc vào loại đất, số lượng và dạng mẫu đất dùng.Thời gian sáy thường được chia làm ít nhất 2 lần:

 S y ấ l n ầ đ u ầ trong th i ờ gian:

- 8 giờ đối với đất chứa thạch cao và đất chứa hàm lượng

hữu cơ lớn hơn 5%

- 5 giờ đối với đất sét và cát pha

- 3 giờ đối với đất cát và cát pha

 S y ấ l i ạ trong th i ờ gian:

- 2 giờ đối với đất sét và sét pha, đất chứa thạch cao và tạp chất hữu cơ

- 1 giờ đối với đất cát và cát pha

- Lấy mẫu đất ở tủ sấy ra để nguội sau đó đem đi cân để

xác định trọng lượng sau khi sấy khô kê cả hộp nhôm (m2)

- Đất không dẻo có thể để nguội ở phòng ẩm, đất dẻo nên để nguội trong bình hút ẩm rồi mới cân Không nên cân lúc nóng, trước hết có thể vì quá nóng mà ta đặt hộp chứa mạnh tay hoặc vì sức nóng có thể ngăn cản sự chính xác của đòn cân

IV KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM :

2 XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM CỦA ĐẤT TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

Số Hiệu Mẫu

Thí Nghiệm

Số Hiệu Hộp

KL Đất Ướt + Hộp (g)

KL Đất Khô + Hộp (g)

KL Hộp (g)

Giá Trị

Độ Ẩm

Giá Trị Trung Bình (%)

- Thí nghiệm phân tích thành phần hạt của đất bằng phương

pháp rây sàng dùng để tách rời cỡ hạt của đất qua những mặt lưới

- Phân chia thành từng nhóm các cỡ hạt gần nhau về độ

lớn và xác định hàm lượng phần trăm của chúng D >=

- Mẫu đất làm thí nghiệm sẽ được phơi khô ngoài trời.

- Đem cân thau chứa đất để xác định khối lượng

- Cho đất vào thau => đem cân đất trên cân điện tử

- Lấy khoảng 500g đất

- Cho đất vào rây và đậy nắp lại => tiến hành rây sàng

bằng tay, lắc trong khoảng 15 phút

- Sau khi rây xong đem từng rây đi cân lại, để xác định trọnglượng của các hạt đóng lại trên từng rây Phải hết sức nhẹtay để cho đất trong rây không bay ra ngoài, để không bịtổn thất khi cân

IV K t ế quả thí nghi m: ệ

4 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HẠT CỦA ĐẤT TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

Tích Lũy

% Tích Lũy

Cộng Dồn Tích Lũy

% Lọt Sàn

THÍ NGHIỆM 4: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA ĐẤT

I M c ụ đích

- Tìm khối lượng của đất khô và chặt tuyệt đối

II D ng ụ cụ thí nghi m ệ

- Cân kĩ thuật có độ chính xác 0,01g

- Bình tỉ trọng có dung tích không nhỏ hơn 100 cm3

- Lon nhôm, phễu nhỏ, tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ

III Trình tự thí nghi m ệ

- Cân để xác định khối lượng của bình tỉ trọng với đấtkhô, sau đó trừ đi khối lượng của bình, được khối lượngcủa đất khô

- Đổ dầu hỏa vào khoảng nửa bình tỉ trọng, lắc đều rồi đặtvào buồng hút chân không để làm không khí thoát hết rakhỏi chất lỏng đã được chuẩn bị

 Mở máy bơm để tạo chân không trong bình tỉ trọng có chứa đất

và dầu hỏa Sự thoát khí khi hút chân không được kể từ lúc

trong bình bắt đầu xuất hiện bọt khí Tiếp tục tạo chân không

cho đến khi trong bình tỷ trọng ngừng nổi bọt, nhưng thời gian

bơm (kể từ khi trong bình bắt đầu xuất hiện bọt không khí)

không ít hơn 1 h

 Đồ thêm dầu hoả vào bình tỷ trọng đã được hút chân không

cho đến vạch ngắn của bình và đo nhiệt độ của huyền phù

trong bình tỷ trọng với độ chính xác tới 0,5 °C

Tiến hành hiệu chỉnh vị trí mặt cong bằng cách thêm từng giọt

dầu hoả đã được hút chân không vào bình tỷ trọng cho đến

vạch chuẩn Trường hợpdùng bình tỷ trọng có ống mao dẫn

trong nút đậy, thì thêm dầu hoả đến nửa cổ bình rồi đậy nút lại,

dầu hoả sẽ theo ống mao dẫn trào ra ngoài và mặt cong đó nằm

tại đỉnh của ống mao dẫn

 Dùng khăn bông khô lau thật sạch dầu hoả dính ở ngoài binh

và mép trên của cổ bình Sau đó, đem cận để xác định khối

lượng của bình tỷ trọng chứa đầy huyền phủ (m)

 Đồ huyền phù ra và rửa sạch bình bằng dầu hoả hoặc bằng

nước xà phòng Nếu rửa sạch binh bằng nước thì phải sấy khô

và để nguội bình đến nhiệt độ trong phòng Sau đó cho dầu hoả

đã hút chân không và có cùng nhiệt độ với huyền phù vào

trong bình tỷ trọng, rồi đem cân trên cần kỹ thuật để xác định

khối lượng của bình tỷ trong chứa đầy dầu hoả (m)

IV K t ế quả thí nghi m ệ

4 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA ĐẤT

KL Bình + Đất

KL Bình + Đất + Nước + Nút

KL Bình + Nước + Nút

Khối Lượng Bình (g)

Giá Trị KL Riêng (g/cm)

Giá Trị Trung Bình (g/cm 3 ) N2 - M1 M1 45,97 228,65 204,98 9,3 2,06 2,093 N2 - M2 M2 42,48 227,73 204,95 9,3 2,16

N2 - M3 M3 37,14 223,44 205,09 9,3 1,98

THÍ NGHIỆM 5: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN DẺO VÀ GIỚI HẠN CHẢY CỦA ĐẤT

A XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN DẺO

I M c ụ đích

 Giới hạn dẻo của đất (Plastic limit of soil) (Wp): tương ứng với

độ ẩm mà đất loại sét có kết cấu bị phá hoại chuyển từ trạng tháicứng sang trạng thái dẻo Giới hạn dẻo (WP) được đặc trưng bằng

độ ẩm (%) của đất sau khi đã nhào trộn đều với nước và lăn thànhque có đường kính 3mm, thì que đất bắt đầu bị rạn nứt và đứt thànhnhững đoạn ngắn có chiều dài khoảng 3mm đến 10mm

 Giới hạn chảy của đất (Liquid limit of soil) (WL): tương ứng với

độ ẩm mà đất loại sét có kết cấu bị phá hoại chuyển từ trạng tháidẻo sang trạng thái chảy Giới hạn chảy (WL) được đặc trưng bằng

độ ẩm (%) bột đất nhào với nước mà ở đó quả dọi thăng bằng hìnhnón, dưới tác dụng của trọng lượng bản thân sau 10 giây sẽ lún sâuđược 10mm

 Phương pháp thí nghiệm: Lăn đất, Casagrande

 Phân loại đất bằng chỉ số dẻo dự vào giới hạn chảy và giới hạn dẻo củađất

II D ng ụ cụ thí nghi m ệ

 Rây với kích thước lỗ 1mm

 Cối sử và chày có đầu bọc cao su

 Bình thuỷ tinh có nắp

 Cân kĩ thuật có độ chính xác đến 0,01g

 Cốc nhỏ bàng thuỷ tinh hoặc hộp nhôm có nắp dùng để xác định độ ẩm

 Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ

 Bát sắt tráng men hoặc sứ

 Dao để nhào trộn

III Trình tự thí nghi m ệ

 Dùng dao con nhào kỹ mẫu đất đã được chuẩ bị với nước Sau đólấy một ít đất và dùng mặt phẳng trong lòng bàn tay hoặc các đầungón tay lăn đất nhẹ nhàng trên kính nhám cho đến khi thành quetrong có đường kính bằng 3mm

 Nếu với đường kính đó, que đất vẫn còn giữ được liên kết và tínhdẻo, tieps tục lăn đến chừng nào que đất đạt đường kính 3mm,nhưng bắt đầu bị rạn nứt ngang và ự nó gãy ra thành những đoạnnhỏ dài khoảng 3mm đến 10mm

 Nhặt các đoạn của que đất vừa đứt, bỏ vào cốc bằng thủy tinh hoặclon nhôm có nắp, đã biết trước khối lượng, nhanh chóng đậy nắp

để giữ cho đất trong hộp khỏi bị khô

 Ngay sau khi khối lượng đất trong hộp đạt tối thiểu 10g, tiến hànhxác định độ ẩm của đất trong hộp Kết quả tính toán được biểu diễnbằng phần trăm, với độ chính xác đến 0.1%

 Đối với mỗi mẫu đất phải tiến hành không ít hơn hai lần thínghiệm song song để xác định giới hạn dẻo

 Lấy giá trị trung bình cộng của các kết quả xác định song song làmgiới hạn dẻo của mẫu đất

 Sai lệch cho phép về độ ẩm trong các lần xác định song songkhông được lớn hơn 2%

IV.Kết quả thí nghiệm:

 Bảng ghi giá trị giới hạn dẻo của đất:

5.1 XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN DẺO CỦA

ĐẤT

Bản Thân (g) Đất Đã Lăn Nứt

Sau Khi Sấy 12-18h ( 105'C) Hộp

nhôm

Hộp nhôm + đất + nước Hộp nhôm + đất Cân khối

Tính giới

Bản Thân (g) Đất Đã Lăn Nứt

Sau Khi Sấy 12-18h ( 105'C) Hộp

nhôm

Hộp nhôm + đất + nước Hộp nhôm + đất Cân khối

Sau Khi Sấy 12-18h ( 105'C) Hộp

nhôm

Hộp nhôm + đất + nước Hộp nhôm + đất Cân khối

B XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CHẢY:

I D ng ụ cụ thí nghi m ệ :

 Dụng cụ dùng để xác định giới hạn chảy theo Casagrande gồm mộtđĩa khum bằng đồng đựng mẫu có khối lượng 200g, được gắn vàotrục tay quay và một để có đệm cao su (có sức đàn hồi đẩy theoSibol từ 35% đến 40% và có độ cứng bằng 70 theo Shere)

 Dùng tay quay, có thể năng và hạ đĩa khum so với tấm đệm cao su.Chiều cao rơi xuống của đĩa khum đựng mẫu được điều chỉnh bằngcác vit trên bộ phận điều chỉnh

 Trước khi tiến hành thí nghiệm, phải đo và khống chế chiều cao rơixuống của đĩa khum vừa đúng 10mm (sai số điều chỉnh không lớnhơn 0,2mm) Một que gạt chuyên môn để tạo rãnh đất có chiều sâu8mm, chiều rộng 2mm ở phần dưới và 11mm ở phần trên

II Trình tự thí nghi m ệ

 Nhào trộn lại mẫu đất cho kỹ, tạo mẫu cố độ ẩm thấp hơn giới hạn chảy

 Đặt dụng cụ Casagrande trên một vị trí vững chắc và cân bằng.Dùng dao cho từ từ đất đã nhào trộn vào đĩa khung để tránh bọt khí

bị lưu giữ trong mẫu Không cho đất vào đầy đĩa mà để mộtkhoảng trống ở phần trên chỗ tiếp xúc với móc treo chừng 1/3đường kính của đĩa, bảo đảm độ dày của lớp đất không nhỏ hơn10mm

 Dùng que gạt để rạch đất trong đĩa thành một rãnh dài khoảng40mm, vuông góc với trục quay Chú ý, khi rạch rãnh phải giữ quegạt luôn luôn vuông góc với mặt đáy của đĩa và miết sát đầy đĩa.

Có thể gạt hai đến ba lần để rãnh được tạo ra thẳng đứng và sát vớiđáy

 Quay đập với tốc độ 2 r/s và đếm số lần đập cần thiết để phần dướicủa rãnh đất vừa khép lại một đoạn dài 13mm Rãnh đất phải đượckhép lại do đất chảy ra khi quay đập, chứ không phải do sự trượtcủa đất với đầy đĩa

Lấy đất trong đĩa ra nhào lại với đất còn dư trong bắt Sau đó lặplại các bước trên và tiến hành xác định hai lần nữa Giữa các lầnxác định, số lần đập không được khác nhau quá một Nếu ba lầnxác định có số lần đập khác nhau nhiều, thì phải tiến hành xác địnhthêm lần thứ tư để lấy kết quả của những lần trùng nhau Như vậy,

sẽ có số lần đập ứng với độ ẩm của đất đã được chuẩn bị

 Lấy khoảng 10g đất ở vùng xung quanh rãnh đã khép kín cho vàohộp nhôm hoặc cốc thuỷ tinh có nắp để xác định độ ẩm

 Lấy toàn bộ đất còn lại trong đĩa đựng mẫu ra và cho vào bắt đấtcòn dư, đỗ thêm nước rồi trộn đều để có độ ẩm cao hơn Tiến hànhxác định lại theo các bước trên

 Cử tiếp tục thí nghiệm như vậy với lượng nước thay đổi theo chiềutăng lên Xác định ít nhất bốn giá trị của độ ẩm ứng với số lần đậpcần thiết trong khoảng từ 12 đập đến 35 đập để rãnh khép lai

 Căn cứ vào số liệu thí nghiệm, vẽ đồ thị quan hệ giữa số lần đập và

độ ẩm tương ứng của đất trên toạ độ nửa logarit Để vẽ, trên trụchoành logarit biểu diễn số lần đập, còn trục tung biểu diễn độ âmtính theo phần trăm (%) Quan hệ của chúng được xem như là mộtđường thẳng trong khoảng số lần đập chỉ dẫn ở bước 8

 Độ ẩm đặc trưng cho giới hạn chảy của đất theo phương pháp

Casagrande được lấy tương ứng với số lần đập 25 trên đồ thị, với

độ chính xác đến 0,1%

 Giới hạn chảy của đất xác định bằng phương pháp quả dọi thangbảng có thể tính được từ kết quả thí nghiệm bằng phương phápCasagrande, theo công thức thực nghiệm

III.Kết quả thí nghiệm:

 Bảng ghi giá trị giới hạn chảy:

5.2 XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CHẢY CỦA ĐẤT

Bản Thân (g)

Đất Đo Số Lần Đập

Sau Khi Sấy 12-18h ( 105'C) Hộp

nhôm

Hộp nhôm + đất + nước Hộp nhôm + đất

Số lần chén rơi Cân khối

Đất Đo Số Lần Đập

Sau Khi Sấy 12-18h ( 105'C) Hộp

nhôm

Hộp nhôm + đất + nước Hộp nhôm + đất

Số lần chén rơi Cân khối

Đất Đo Số Lần Đập

Sau Khi Sấy 12-18h ( 105'C) Hộp

nhôm

Hộp nhôm + đất + nước Hộp nhôm + đất

Số lần chén rơi Cân khối