Báo cáo thí nghiệm cơ học Đất – vật liệu xây dựng

dung trọng của đất được tính bằng tý số giữa khối lượng đất và thê tích của chúng.. Có nhiều phương pháp xác định dung trọng của đất, trong đó phương pháp dao vòng thường được áp dụng, p

BAO CAO THI NGHIEM CO HOC DAT - VAT

LIEU XAY DUNG Khoa: Kỹ thuật Xây dựng

Lớp: DHKTXDIL7A

GV: Nguyễn Thị Phương Linh

Nguyêên Thành Duy 21076711

Trâân Văn Anh 21023161

Muc luc

THÍ NGHIỆM 1 : KHÓI LƯỢNG THẺ TÍCH VÀ ĐỘ ÂM 5° 5 <c< 3

III Trình tự thí ngiệm 5° « € £ *€ %£ +<eEE£EEEEEx£SExEExeESxevrgEevkexeregre 10

IV )Kết quả thí nghiệm - + EE++xEEkxEESE£EEEềSExdeEExeE22xE2xeEvxeorxei 15

IV Kết quả thí nghiệm: - 2 <£ s©+s€sESs€SseEseExEEAexevseeEEskexersersere 23

THI NGHIEM SO 4: DAM CHAT TIỂU CHUẨN (PROCTOR) 27

(Tiéu chun nganh 22 TCN 333-06).s cccssccsecssecsesssesscsssscscsssesscesseeneeseeeaceascenceaseaceecesesees 27

D Mục đích thi nghi@m usccccsscsssssssssssscssssssssssssssssssssssscssssssscssssssscssssssssssessssssessesees 27

II) Dụng cụ thí ng hiỆ1m 7 <2 <3 TH TH HH HH 27

IID Trình tự thí nghiệm 5° 5£ se S£ <4 EE4EExeSEkEEeEExeeExeExeeErxersereere 28

V) XP LY SO SU - H H,H)H 32

THI NGHIEM 5 : NEN CAT TRUC TIEP

Khôi lượng thê tích của dat là trọng lượng của l đơn vị thể tích đât ở trạng thái tự nhiên

Đặc trưng vật lý cơ bản này được ký hiệu là y và được tính theo đơn vị ( g/ ), Vị trị số dung trọng của đất được tính bằng tý số giữa khối lượng đất và thê tích của chúng

Có nhiều phương pháp xác định dung trọng của đất, trong đó phương pháp dao vòng thường được áp dụng, phương pháp này đơn giản và nhanh chóng cho các loại đất hạt

min

( Thước kẹp) (Dao vòng ) (Dao gọt)

II Trình tự thí nghiệm

BI : Lây mẫu đât

- Cân trọng lượng của từng hộp đựng mẫu đất:

B2: Ðo kích thước và trọng lượng của dao vòng Ta có kích thước của dao vòng là:

B5 : Tiếp theo ta lay 3 mau dat bé vao hép nhém co trong luong 15 25 ( g ) và cân trọng

lượng của hộp nhôm và mẫu đất:

(Cho mau đất vào lò sây)

B7 : Cuối cùng ta mang 3 mẫu đất da say dem di can:

IV Kết quả thí nghiệm

- Ta lập được bảng số liệu sau:

* Tính khôi lượng thê tích :

- Tính thê tích của đao vòng: V= = 39,76(g)

- Khối lượng thể tích của Mẫu l1:= = = 2,626 (g/)

trong do: = 155,97— 51,54 = 104,43 (g )

- Khối lượng thể tích của Mau 2: = = 2,662 (g/)

Trong đó: = 157,42 — 51,54 = 105,88 (g)

- Khối lượng thể tích của Mẫu 3:= = 2,647 (g/)

Trong đó: = 156,79 — 51,54 = 105,25 ( g)

-Khối lượng thê tích trung bình của mẫu đất thí nghiệm :

=2,645(g/)

* Tính độ am:

- Độ âm của mẫu l: ===134%

- Độ âm của mẫu 2: ===]l3,5 %

- Độ âm của mẫu 3: ===]l25 %

- Vậy độ âm trung bình là: = =13,13 %

-Qua thí nghiệm ta có được độ âm của mầu thí nghiệm W = 13,13 % Độ âm của mâu thí

nghiệm tương đối thấp do dé kha lâu trong thời gian dài trong phòng thí nghiệm nên mắt khá nhiều nước

-Mặt khác phương pháp thí nghiệm bằng phương pháp truyền thông nên tốn nhiều thời gian khoảng 8h — 24h đê xây khô nên độ chính xác không cao Đất có độ âm thấp nên dẫn đến khả năng liên kết giữa các hạt Kém Vì vay can gia tăng độ âm của đất trước khi tiền hành thi công công trình

THI NGHIEM 2: XAC DINH GIOI HAN ATTERBERG

I Muc dich thí nghiệm

Thí nghiệm xác định giới hạn chảy (nhão) của đất nhằm xác định đất ở trạng thái nào xác định giới han déo nam xác định tên của đất từ hai dữ kiện trên ta sẽ biết đất thí

II Trinh tự thí nghiệm

* Giới hạn chảy ( nháo) - ,

Bước Ì : cân hộp nhôm rong dùng đề chữa đât

Bước 4:

Sau khi tron đều lấy một lượng đất cho vào khum , khoảng 2/3 khum.tiép theo Dung đao cắt rãnh thành hai phân vuông góc với trục quay, quay đều cân quay đêm sô lân quay sao cho vệt cắt giữa hay phân khép lại một đoạn khoảng 12.5mm

-tiép tực hiện lại các bước thêm 2 lần nứa với lượng nước 3 lần thí nghiệm theo thứ tự

là 50mml,60mml,70mml Quay trung bình từ L0 - 35 cái

* Xác định giới hạn giẻo

Giới hạn đẻo của đất là độ âm mà ở đó, đất chuyển từ trạng thái dẻo sang trạng thái

nửa rắn (Wp), được tính bằng %

Trình tự thí nghiệm

Bước 1 : cân hộp như ở thí nghiệm đầu

Bước 2: Lấy khoảng 300g dat sau khi san qua ray Imm

Bước 5 : cho cân các mâu đât đã được ve tới mức yêu câu vào hộp nhôm dé say

Bướt 6 : cho hộp nhôm vó chứa mẫu đất vào lò sây

bướt 7 : cân đât và hộp nhôm say khi sây

hộp(g) +dat (g) m2 đất sau khi sấy(g)

là khối lượng của cốc nhỏ có nắp, tính bằng gam (g):

là khối lượng của đất đã được sấy khô đến khối lượng không đôi và

coc nho co nap, tính băng gam (8);

là khối lượng của đất ướt và cốc nhỏ có nắp, tinh bang gam (g)

Kết quả tính toán độ am được biểu diễn với độ chính xác đến 0,l %

Áp dụng công thức Ta có :

=14.79 %

=13.4 %

=11.11%

stt | Khoi luong Khôi lượng hộp | Khôi lượng hộp + | Giới hạn dẻo (%)

*Gidi han nhao

Mau | Khoi | Luong So lan dép | Khoiluong | Khôi lượng Khoi luong

(g) | (mm) ml (g) +dat m2(g) | đất sau khi

là khối lượng hộp nhôm (g):

là khối lượng hộp nhôm cộng với đất (g);

là khối của hộp nhôm với đất sau khi sấy khô đến khối lượng không đổi (g).

=21.7%

=23.49%

=24.27%

u lượng g dap hộp nhôm hộp nhôm lượng hộp | âm

(g) nước | ( lân ) ml (g) +dat m2(g) | nhôm + (%)

*Giới hạn chảy ;

Từ biều đồ ta có phương trình đường thăng

Khi x=25 ta nhận được giới hạn chảy y= 23.1%

THÍ NGHIỆM 3: Phân tích thành phần hạt

I Muc dich thí nghiệm: ; ; ; ,

- Thí nghiệm phân tích thành phân hạt băng phương pháp ray sang ding dé tach roi cot hạt của đất qua những mắc cỡ lớn đề:

-F Xác định độ lớn cỡ hạt

+ Tính được sự phân bố cỡ hạt

+ Xếp hạt đặt theo cỡ hạt

- Từ thành phân cỡ hạt đề đánh giá được đất (khả năng chịu lực chịu cắt)

- Phương pháp này chỉ đùng cho đất hạt cát và lớn hơn

II Dụng cụ thí nghiệm:

- Thau đựng mẫu dat

- Bộ gồm 8 rây, I đáy và l nắp, các rây có đường

kinh: 0,1; 0,25; 0,5; 1; 2; 5; 10; 20

- Máy rây sàng

IIL Trình tự thí nghiệm:

Bước L Xác định khôi lượng của từng rây băng cân

điện tử Sau đó, xếp chồng các rây sảng lên nhau theo

thứ tự đường kính hạt nhỏ dần từ trên xuống dưới,

dưới cùng là đáy, xếp ngay ngắn vào máy rây sàng

Bước 2 Mẫu đất thí nghiệm phải được phơi khô

ngoài trời, sử dụng cân điện tử xác định khối lượng

của thau đựng và lấy mẫu đất 1295,5g đề thí

nghiệm

Bước 3 Cho mẫu đất 1295,5 g vừa cân được vào

ray trên cùng của bộ ray sàng đã được lắp đặt sẵn

vào máy rây sàng ở bước 1, khởi động máy tiễn

hành rây sàng

trong 1 phút lặp lại 5 lần

Bước 4 Sau khi rây xong, ta xác định khối lượng

của từng rây bằng cân điện tử, ta sẽ thu được khối lượng của lượng hạt sót lại trên từng

Tây

o San 2mm: tinh tương tự như trên ta được

o San Imm: tinh tương tự như trên ta được

o San 0,5mm: tính tương tự như trên ta được

o San 0,2mm: tính tương tự như trên ta được =26,701 %

o San 0,lmm: tính tương tự như trên ta được

¢ Phan tram luong lot sang tich liy P tl

- Sau khi tiễn hành thí nghiệm xác định thành phần hạt bằng bộ rây sàng ta được bảng sô

*Từ biểu đồ trên ta xác định được

-Từ thí nghiệm phân tích cỡ hạt , chúng ta xác định được tương đôi chính xác tỉ lệ phan

trăm tương đối của cỡ hạt ,, từ đó ta vẽ được đường cong cấp phối hạt đề đánh giá mức độ

đồng đều và tính thấm nước và dự đoán được sự biến đổi tính chất cơ lý

-Nhận thấy trên đường cấp phối hạt đã thẻ hiện trên biểu đồ có dạng tương đối thoải , ta

có thê kết luận mẫu đất đã cho cấp phối tương đối tốt

THÍ NGHIỆM 4: ĐÂM CHAT TIEU CHUAN (PROCTOR)

(Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 333-06)

Dam chat dat la cho tải trọng động lập đi lập đi lập lại nhiều lần để làm cho nền đất được

dat chat nhat có thê, sau đó có xây dựng công trình lên trên

D Mục đích thí nghiệm

- Giảm hệ số rỗng dẫn đến việc giảm hệ số thắm của đất

- Tăng độ bền chống cắt , do đó tăng sức chịu tải của đất

- Tăng cường độ chặt, dẫn đến tăng cường độ và độ đặt chắt của đất

II dụng cụ thí nghiệm

- Khuôn đầm proctor tiêu chuẩn - chày đâm proctor tiêu chuân

- Dao gọt, và khay đựng -Búa cao su

IID Trình tự thí nghiệm

BI: tiễn hành đo chiều cao , đường kính của khuôn Cân khuôn , hop dung dat dé say

B2: Làm tơi vật liệu băng cách dùng búa cao su tác động lên vật liệu đã được sây khô với khôi lượng 2-5 kg và cho qua rây với sảng 4,75mm

làm tơi

( cân lượng đất cần thiết đề thí nghiệm)

B4 : Tạo độ âm cho mẫu dat bằng cách thêm nước vào mẫu vật liệu đã làm tơi và trộn

đều

( tạo độ âm cho đất )

BS : Tiên hành cho đât vào khuôn đâm và đâm 3 lớp

- lớp đâu với I kg đât và đâm 25 cái

- lớp 2 với 0,5kg đát và đầm 25 cái

- lớp 3 với 0,5kg đát và đầm 25 cái

— (ớp3)

(lớp 1)

B6 : sau khi đầm 3 lớp tiến hành tháo đai khuôn và gạc cho bề mặt đất bằng với mặt trên

của khuôn ( dùng đao gọt gạc đât)

B7: lay 10-30 dat trong khuôn đem say để xác nhận độ ẩm của dat)

( sây khô các mẫu đât)

*Lặp lại thí nghiệm Š lần, lượng nước đỗ vào mẫu vật liệu dé tao dé am tang 1-2% sau mỗi lân thí nghiệm

IV) Kết quả thí nghiệm

1.H khuôn 11.7 cm, d khuôn 10.1 cm, khôi lượng khuôn 3002g ( m5) 2.Thê tích của khuôn :

Mẫu Lượng khuôn khôi lượng Hộp + đât

- Mau | :4900 - 3002 = 1898 g

- Mẫu 2 : thực hiện tương tự

- Mẫu 3 : thực hiện tương tự

- Mẫu 4 : thực hiện tương tự

- Mẫu 5 : thực hiện tương tự

2 xác định khối lượng thê tích đất âm

= (w/c)

- Maul: = =2.02 (g/c)

- Mẫu 2 : thực hiện tương tự

- Mẫu 3 : thực hiện tương tự

- Mẫu 4 : thực hiện tương tự

- Mẫu 5 : thực hiện tương tự

Với P(g) là khối lượng đất âm

V( là thể tích đất = thê tích của khuôn đầm

3 xác định độ âm của mẫu vật liệu

w%

-mẫu l:w =9,25%

- Mẫu 2 : thực hiện tương tự

- Mẫu 3 : thực hiện tương tự

- Mẫu 4 : thực hiện tương tự

- Mẫu 5 : thực hiện tương tự

4.xác định khối lượng thê tích đất khô

-Mau | : =

- Mẫu 2 : thực hiện tương tự

- Mẫu 3 : thực hiện tương tự

- Mẫu 4 : thực hiện tương tự

- Mẫu 5 : thực hiện tương tự

W là độ âm của đất

*Từ những tính toán tên ta có bảng thống kê

Qua các điểm nay vẽ biểu đồ quan hệ W -( DUONG CONG DAM CHAT ) xac dinh

giá trị dụng trọng khô lon nhat va dd am tot nhat W opt

Từ thí nghiệm trên chúng ta đã vẽ được biểu đồ đầm chặt từ đó tìm ra được trọng

lượng thể tích khô lớn nhất , độ âm tốt nhất của đất

THÍ NGHIỆM 5 : Thí Nghiệm Cắt Trực Tiếp

1 MÁY NÉN COO KEOT

I Mục đích thí nghiệm:

- Xác định các đặc trưng biên dạng của đât nêân như:

+ Thiết lập biểu đồ quan hệ độ rõng e và từng cấp tải trọng tác dụng (kPa)

a (kPa)

+ Xác định hệ số nén

+ Hệ số biến đổi thêtích (kPa )

+ Module tổng biến dạng (kPa)

+ Chỉ số nén _.„ chỉ số nén lại hay chỉ sốnở _, áp lực tiền cố kếtp (kPa) + Hệ số cố kết (c /s hoặc là /ngày đêm), hệ số thâm k (cm/s hoặc là m/ngày đêm)

=> Từ các đặc trưng trên, chúng ta có thê xác định độ lún của đất đưới nên công trình cũng như dự báo độ lún theo thời gian

nghiệm:

- Máy nén cô kết

a) Hộp nén có 2 loại

* Hộp nén với vòng mâêu trôi nổi (Floating Ring Consolidation Cell)

- Sức nén xảy ra t trên và d ướh ướp vêâ phía giữa Trong hộp loại này,

s uma sat gi thành h ô và mâêu đât nhỏ

* Hộp nén với vòng mâêu cổ định (Fixed Ring Consolidation Cell)

- Trong vòng mâêu cô định sự nén của mâêu đât diêên ra từ mặt trên xuông mặt dưới, lớp đât dưới cùng không di chuyển suốt quá trình cô kết

- Ma sát với thành vòng lớn hơn vòng mâêu không cô định

- Đođ ượi ượgn ướthâm qua đáy mâêu đất trong quá trinh cé két, cho phép xác định hệ số thâm k cua dat

b) Đôâng hôâ đo biên dạng

- Yêu cââu: có khắc vạch đền 0,01 mm

- — Dụng cụ tạo mââu

a) Mâêu đât dùng để thí nghiệm xác định các hệ sô đặc trưng tính cô kết:

b} Dao vòng để lây mâêu:

TCVN 4200:2012 yêu cầu đối với đất loại sét và đất loại cát (không lẫn sỏi sạn) đường kính mẫu thử trong dao vòng d — 50mm, đất lẫn sỏi sạn phải dùng dao vòng

có đường kính d_ 70mm Mẫu đất thí nghiệm thường có chiều cao 2cm và diện tích mặt cắt ngang từ 30 đến 50c

c) Dao got dat va dao gạt bäâng

d) Giây thâm

- — Các dụng cụ khác

- Cân kyê thuật với độ chính xác 0,01g, lò sây, đôâng hôâ bâm giây, thước kẹp

II Trình tự thí nghiệm:

- Mâêu đât nguyên d ng: tiên hành lây mâêu đât bäâng dao vòng như khi thí nghi ôn xác ở rh các đ ặtr ugv §lýc mâêu đât

- Mâêu đât không nguyên d sgg: thi lây mâêu trung bình có khôi lượng khoảng 200gt ùfât đã đ ượgiã s db glo ab Gois avat pchatd €hêb mâêu Lây khoảng 10g đ &ác đ ñh đ 6 & ban daau (W)

- _ Tiêên hành thí nghiệm

Bước I: Cho dao vòng chứa mẫu đât có chiêu cao 2cm, diện tích tiết điện ngang

từ 30 đến 50cm3 đã lay vào hộp nên cô đã thâm ở hai mặt trên và dưới của mẫu

Bước 2: Đặt hộp nên vào máy nên, điều chỉnh đồng hồ đo lún về vị trí ( và đồ nước đây hộp nén)

Bước 3: Cân bằng cánh tay đòn bằng thước thủy hình

Bước 4: Đặt tải trọng theo từng cấp áp lực tăng dần và ghi nhận số đọc của đồng

hồ đo theo thời gian.

2 MAY CAOT PHANG

1 Muc dich thí nghiệm:

- Thí nghiệm cắt trực tiếp là thí nghiệm cổ nhat va don gian nhat để xác định thông số sức chồng cát của đât

- M ộmâêu đất trong tự nhiên có các đại lượng đặc trưng cho chỉ tiêu sức chỗng cat của đât là lực dính C và góc ma sát Khi mâêu đât chịu tác dụng của ứng suât pháp th ag d ứg phân bô đêâu thì sức chồng cắt của đât tuân theo định luật Moh Coulomb:

chuyên động theo vận tốc khống chế được

- Thớt cắt bên trên gắn với hệ đo lực cắt T bäâng vòng ứng biển có đôâng hdd dé

đo ứng suất cắt và đôâng hôâ đo biển dạng đứng để đo độ giãn nở thể tích

- Thiệt bị tăng tải (N) tạo thành áp lực pháp tuyên, hoạt động qua hệ thông piston ho ặšchâtt äbäâng quả cân

II Trình tự thí nghiệm:

Phải chuân bi it nhat 3 mau đê thí nghiệm

- V i rớââu nguyên d ng: Dùng dao vòng cát mâêu dắt, chú ý b đ ạphâân mình xáo đ nệ Zphía đââuh ộ mâêu

- V imẩêu xáo đ ngộmâêu đ_ ođ#ââm ch štrong côi đââm tiêu chuẩn, sử dụng

ph møpháp đââm tnh ho cặi nệ Dùng dao vòng cất đâtt mâêu đââm chặt hoặc tiên hành chế b _ mậêu luôn trong dao vòng Sau khi chê b nhâêu câân mang đi thứ nghiệm xác định dung trong của đât

2) Trình tự thí nghiệm