ASTM d 4254 (2006) khối lượng thể tích nhỏ nhất và trọng lượng đơn vị của đất và tính độ chặt tương đối

ASTM D4254 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn thí nghiệm Khối lượng thể tích nhỏ trọng lượng đơn vị đất tính độ chặt tương đối1 ASTM D 4254 (2006) Tiêu chuẩn ban hành với tên cố định D 4254; số liền sau tên tiêu chuẩn năm tiêu chuẩn áp dụng, trường hợp có bổ sung, năm sửa đổi cuối Số ngoặc năm tiêu chuẩn phê duyệt Chỉ số (∈) thay đổi biên tập theo phiên bổ sung hay phê duyệt lại cuối PHẠM VI ÁP DỤNG 1.1 Phương pháp thí nghiệm đề cập đến việc xác định khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị khơ nhỏ đất rời, thoát nước tự Từ “khơ” cụm từ khối lượng thể tích/ trọng lượng đơn vị khô bỏ đề mục phần lại tiêu chuẩn để phù hợp với định nghĩa nêu Mục 3, phần Thuật ngữ 1.2 Hệ đơn vị: 1.2.1 Dụng cụ thí nghiệm miêu tả tiêu chuẩn chế tạo sản xuất với thông số theo hệ đơn vị mét hệ đơn vị inch-pound Do đó, kích thước khối lượng dụng cụ thí nghiệm tiêu chuẩn theo đơn vị inch-pound 1.2.2 Trong thực tế ngành xây dựng, Pounds sử dụng đồng thời để đặc trưng cho đơn vị khối lượng (lbm) đơn vị lực (lbf) Điều kết hợp hệ đơn vị riêng biệt, hệ đơn vị tuyệt đối hệ đơn vị trọng lượng Việc sử dụng hai hệ đơn vị inch-pound riêng biệt tiêu chuẩn khơng khoa học Phương pháp thí nghiệm trình bày theo hệ đơn vị trọng lực liên quan đến hệ đơn vị inch-pound Trong hệ đơn vị này, pound (lbf) đặc trưng cho đơn vị lực (trọng lượng) Tuy nhiên, cân để đo khối lượng, trọng lượng phải dùng tính tốn để xác định Trong hệ đơn vị inch-pound, thường giả thiết lbf lbm Khi báo cáo theo khối lượng khơng xem khơng tn theo tiêu chuẩn này, kết khối lượng thể tích nên tính tốn ghi kết trọng lượng đơn vị phải sử dụng kết để xác định lực ứng suất 1.2.3 Thuật ngữ khối lượng thể tích hay trọng lượng đơn vị thường hốn đổi cho Khối lượng thể tích khối lượng đơn vị thể tích, cịn trọng lượng đơn vị lực đơn vị thể tích Trong tiêu chuẩn này, khối lượng thể tích sử dụng đơn vị SI Sau xác định khối lượng thể tích trọng lượng đơn vị tính theo đơn vị SI inch-pound, hai TCVN xxxx:xx ASTM D4254 1.3 Có ba phương pháp xác định khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị nhỏ nhất, sau: 1.3.1 Phương pháp A - Sử dụng thiết bị phễu đổ muỗng để đổ vật liệu vào khuôn 1.3.2 Phương pháp B – Đổ vật liệu vào khuôn thông qua ống đổ đầy đất 1.3.3 Phương pháp C – Đổ vật liệu vào khuôn cách lật ngược hình trụ có vạch chia 1.4 Phương pháp sử dụng phải người tiến hành thí nghiệm định Nếu khơng định phương pháp thực theo điều khoản Phương pháp A Thí nghiệm theo phương pháp A thường sử dụng để xác định khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị nhỏ kết hợp với trình tự thí nghiệm Phương pháp thí nghiệm D 4253 Phương pháp B C quy định hướng dẫn cơng tác thí nghiệm kết hợp với nghiên cứu đặc biệt, khơng có đủ vật liệu để dùng khn 0.100 ft3 (2830 cm3) 0.500 ft3 (14200 cm3) yêu cầu Phương pháp A 1.5 Các phương pháp thí nghiệm áp dụng đất có lượng hạt lọt qua sàng No.200 (75-μm) chiếm đến 15% khối lượng khơ, miễn chúng có đặc tính khơng dính nước tự (đường kính danh định mắt sàng phù hợp với Tiêu chuẩn E11) 1.5.1 Phương pháp A áp dụng đất có 100% hạt đất, theo khối lượng khơ, lọt qua sàng 3-in (75-mm) chiếm đến 30% hạt đất, theo khối lượng khơ, cịn lại sàng 1- ½ inch (37.5-mm) 1.5.2 Phương pháp B – áp dụng đất có 100% hạt đất, theo khối lượng khơ, lọt qua sàng ¾ inch (19.0-mm) 1.5.3 Phương pháp C – áp dụng đất cát mịn cát trung có 100% hạt đất, theo khối lượng khơ, lọt qua sàng 3/8 in (9.5-mm) chiếm đến 10% hạt đất, theo khối lượng khơ, cịn lại sàng No.10 (2.00-mm) 1.5.4 Các loại đất, theo mục đích thí nghiệm này, xem đất rời tự nhiên, đất có hạt xử lý, hỗn hợp đất tự nhiên, hỗn hợp hạt đất tự nhiên hạt đất xử lý, miễn loại đất nước tự 1.6 Tiêu chuẩn khơng đề cập đến tất vấn đề an toàn liên quan đến sử dụng, có Đây trách nhiệm người sử dụng tiêu chuẩn phải đảm bảo độ an tồn tình trạng sức khoẻ phù hợp hạn chế áp dụng trước sử dụng _ ASTM D4254 TCVN xxxx:xx Phương pháp thí nghiệm thuộc phạm vi Uỷ ban ASTM D 18 Đất Đá chịu trách nhiệm trực tiếp Tiểu ban D18.02 bề ngồi, tính dẻo đặc tính độ chặt đất Lần xuất phê duyệt tháng 1, 2006 Xuất vào tháng năm 2006 Lần xuất trước phê duyệt năm 2000 D 4254-00 Kolbuszewski, J.J., “An Exprimental Study of the Maximum and Minimum Porosities of Sands,” Proceedings, Second International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Rotterdam Tập I, 1948, trang 158-165 * Phần tóm tắt thay đổi đề cập cuối tiêu chuẩn TÀI LIỆU VIỆN DẪN 2.1 Tiêu chuẩn ASTM: C 127 Phương pháp thí nghiệm khối lượng thể tích, Độ chặt tương đối (tỷ trọng), tính hút cốt liệu thơ D 422 Phương pháp thí nghiệm phân tích thành phần hạt D 653 Thuật ngữ liên quan đến đất, đá chất lỏng chịu nén D 854 Phương pháp thí nghiệm xác định tỷ trọng hạt đất tỷ trọng kế D 1140 Phương pháp thí nghiệm xác định lượng đất mịn sàng No 200 (75-µm) D 2216 Phương pháp thí nghiệm phịng xác định độ ẩm đất đá theo khối lượng D 2487 Tiêu chuẩn thực hành phân loại đất theo mục đích xây dựng (Hệ thống phân loại thống nhất) D 2488 Tiêu chuẩn thực hành mô tả nhận biết đất (Trình tự quan sát kiểm tra tay) D 3740 Tiêu chuẩn thực hành yêu cầu tối thiểu đơn vị thuê để tiến hành thí nghiệm và/hoặc kiểm tra đá sử dụng thiết kế xây dựng cơng trình D 4253 Phương pháp thí nghiệm xác định khối lượng thể tích trọng lượng đơn vị lớn đất sử dụng bàn rung D 4753 Chỉ dẫn đánh giá, lựa chọn, xác định cân khối lượng tiêu chuẩn sử dụng cơng tác thí nghiệm đất, đá vật liệu xây dựng D 6026 Tiêu chuẩn thực hành sử dụng chữ số thập phân sau dấu phẩy số liệu địa chất E 11 Tiêu chuẩn lưới thép sàng theo mục đích thí nghiệm TCVN xxxx:xx ASTM D4254 E 177 Tiêu chuẩn thực hành sử dụng thuật ngữ Độ xác Độ lệch phương pháp thí nghiệm ASTM E 691 Tiêu chuẩn thực hành tiến hành nghiên cứu phịng thí nghiệm để xác định độ xác phương pháp thí nghiệm THUẬT NGỮ 3.1 Các định nghĩa: Đối với định nghĩa tiêu chuẩn tham khảo phần Thuật ngữ D 653 3.2 Định nghĩa tiêu chuẩn này: 3.2.1 Khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị khơ ρ d γd, n - Khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị khơ đất trầm tích đất đắp với hệ số rỗng định 3.2.2 Hệ số rỗng, e,n – hệ số rỗng đất trầm tích đất đắp trường loại đất kiến nghị 3.2.3 Khối lượng thể tích/ trọng lượng đơn vị lớn nhất, ρ dmax γdmax – khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị khơ đất trạng thái đầm chặt đạt theo qui trình đầm chặt tiêu chuẩn phòng mà hạn chế phân tách phá vỡ hạt 3.2.4 Hệ số rỗng lớn nhất, emax – hệ số rỗng đất tương ứng với khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị nhỏ 3.2.5 Khối lượng thể tích/ trọng lượng đơn vị nhỏ nhất, ρ dmin γdmin – khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị khơ đất trạng thái xốp đạt theo qui trình thí nghiệm tiêu chuẩn phịng mà khơng để xảy tượng vón cục hạn chế phân tách hạt 3.2.6 Hệ số rỗng nhỏ nhất, e – hệ số rỗng đất tương ứng với khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị lớn 3.2.7 Độ chặt tương đối, Dd – tỉ số, tính theo %, hiệu số hệ số rỗng lớn hệ số rỗng, với hiệu số hệ số rỗng lớn hệ số rỗng nhỏ đất rời, nước tự Cơng thức tính: Dd = emax − e x100 emax − emin Hay tính theo khối lượng thể tích khơ tương ứng: Dd = ρ d max ( ρ d − ρ d ) x100 ρ d ( ρ d max − ρ d ) Hay tính theo trọng lượng đơn vị khô tương ứng: ASTM D4254 Dd = 3.2.8 TCVN xxxx:xx γ d max ( γ d − γ d ) x100 γ d ( γ d max − γ d ) Chỉ số độ chặt, Id - tỉ số, tính theo phần trăm, hiệu số khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị khơ khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị khô nhỏ nhất, với hiệu số khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị khơ lớn khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị khơ nhỏ Cơng thức tính: Id = ρ d − ρ d x100 ρ d max − ρ d Hay tính theo trọng lượng đơn vị tương ứng: Id = γ d − γ d x100 γ d max − γ d TÓM TẮT CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 4.1 Khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị nhỏ thể trạng thái rỗng đất rời, khơng nước đạt trình tự thí nghiệm tiêu chuẩn phịng, ngăn cản vón cục hạn chế phân tách hạt Bất kỳ trình tự thí nghiệm đặc biệt lựa chọn phải việc xác định khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị đất sấy khơ đặt khn biết thể tích, theo chế ngăn cản vón cục phân tách hạt, giảm thiểu đầm chặt đất Ý NGHĨA VÀ SỬ DỤNG 5.1 Khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị đất rời xác định nhiều phương pháp khác trường cách đo kích thước khối lượng mẫu đất thí nghiệm Khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị khơ đất rời thân khơng cho biết đất trạng thái rời rạc hay chặt 5.2 Độ chặt tương đối thể mức độ đầm chặt đất rời ứng với trạng thái xốp chặt xác định theo trình tự thí nghiệm tiêu chuẩn phịng Chỉ có phạm vi thay đổi độ chặt tương đối, khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị khơ liên quan với công đầm dùng để đổ đất vào khối đất đắp đầm chặt hay thay đổi thể tích xu hướng ứng suất-biến dạng đất chịu tải trọng bên 5.3 Các phương pháp thí nghiệm khơng xác định khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị tuyệt đối nhỏ Chú thích – Ngồi ra, nhiều số liệu thống kê phương pháp thí nghiệm có mức độ biến thiên lớn Tuy nhiên, giảm đáng kể TCVN xxxx:xx ASTM D4254 biến thiên cách hiệu chuẩn thiết bị thí nghiệm ý tới trình tự kỹ thuật thí nghiệm cách cẩn thận Selig, E.T., and Ladd R.S., eds., Evaluation of Relative Density and its Role in Geotechnical Projects Involving Cohesionless Soil, ASTM STP 523, ASTM, 1973 5.4 Các khuôn tiêu chuẩn (6.3.1) thiết kế phù hợp với hầu hết loại đất để thí nghiệm khối lượng thể tích nhỏ Các khn khơng tiêu chuẩn sử dụng với mục đích nghiên cứu đặc biệt không đủ đất để sử dụng khuôn tiêu chuẩn Cần phải ý dùng kết khối lượng thể tích nhỏ đạt từ khn khơng tiêu chuẩn khơng tương ứng với kết đạt từ khuôn tiêu chuẩn Chú thích – Độ tin cậy kết thực từ tiêu chuẩn phụ thuộc vào kỹ người thí nghiệm phù hợp thiết bị thí nghiệm tiện ích sử dụng Nói chung, tổ chức thoả mãn Tiêu chuẩn thực hành D 3740, xem có lực kỹ thực phương pháp thí nghiệm/lấy mẫu/giám sát Khi sử dụng Tiêu chuẩn người sử dụng tiêu chuẩn phải ý dù có làm theo Tiêu chuẩn thực hành D 3740 khơng đảm bảo kết tin cậy Độ tin cậy kết phụ thuộc vào nhiều yếu tố Tiêu chuẩn thực hành D 3740 cung cấp phương tiện đánh giá vài yếu tố DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ 6.1 Thiết bị thí nghiệm Phương pháp A, B, C: 6.1.1 Tủ sấy, điều chỉnh nhiệt tĩnh học, thường loại lị sấy có gió cưỡng bức, có khả giữ nhiệt độ buồng sấy không thay đổi 230 ± 9oF (110 ± 5oC) cách liên tục 6.1.2 Sàng, sàng 3-in (75-mm), 1-1/2 in (37.5-mm), 3/4-in (19-mm), 3/8-in (9.5mm), No.4 (4.75-mm), No.10 (2.00-mm), No.200 (75-μm) phù hợp với yêu cầu Tiêu chuẩn E 11 6.2 Các thiết bị để xác định khối lượng thể tích/ trọng lượng đơn vị nhỏ đất rời theo phương pháp A B theo Điều 6.3 Thiết bị cho Phương pháp C theo Điều 6.4 6.3 Thiết bị thí nghiệm cho Phương pháp A B: 6.3.1 Khuôn tiêu chuẩn - Khn hình trụ kim loại, thường tích 0.100 ft (2830 cm3) thể tích 0.500 ft3 (14200 cm3) Các khuôn phải phù hợp theo yêu cầu Hình Thể tích thực tế khn sai khác so với khuôn tiêu chuẩn thông thường ± 1.5% ASTM D4254 TCVN xxxx:xx 6.3.2 Khuôn đặc biệt - Khn hình trụ kim loại, thường tích nhỏ 0.100 ft3 (2830 cm3), đường kính khn lớn 2- 3/4 in (70-mm) nhỏ 4-in (100-mm) phù hợp với lý thuyết phương pháp thiết kế giới thiệu Hình Các khn sử dụng kết thí nghiệm liên quan đến thiết kế nghiên cứu đặc biệt hay không đủ đất để sử dụng khuôn 0.100 ft (2830 cm3) 6.3.3 Cân, có khả xác định tổng khối lượng mẫu khn với độ xác đến 0.1% Cân phải phù hợp với điều kiện tiêu chuẩn sau: 6.3.3.1 Với khuôn 0.500 ft3 (14200 cm3), khả cân 40-kg phải thoả mãn yêu cầu theo Tiêu chuẩn D 4753 Loại GP 10 (số đọc đến 5g) 6.3.3.2 Với khuôn 0.100 ft3 (2830 cm3), cân phải có khả cân lớn 15-kg phải thoả mãn yêu cầu theo Tiêu chuẩn D 4753 Loại GP (số đọc đến 1g) TCVN xxxx:xx ASTM D4254 Chú thích – Dung sai ± 1/64 in (± 0.4mm) trừ có ghi khác Kích cỡ khn, ft3 (cm3) +0.005 +0.005 Kích thước, in (mm) C D E F A − 0.000 B − 0.000 0.100 (2830) 6.00 (152.4) 6.112 (155.2) 1/8 (181.0) 1/.2 (105.1) ½ (12.7) 1/8 (28.6) 0.500 (14200) 11.00 (279.4) 9.092 (230.9) 12 1/8 (308.0) 1/2 (241.3) 5/8 (15.9) (50.8) Hình - Chi tiết khn 6.3.3.3 Với khn đặc biệt tích nhỏ 0.100 ft (2830 cm3), cân phải có khả cân lớn 2-kg phải thoả mãn yêu cầu theo Tiêu chuẩn D 4753 Loại GP (số đọc đến 0.1g) 6.3.4 Thiết bị đổ dùng cho khuôn 0.100 ft (2830 cm3) khuôn đặc biệt Thiết bị đổ bao gồm hộp đủ cứng tích lớn khuôn sử dụng từ 1.25 đến lần, vịi hay ống đổ dài khoảng 6-in Có hai vịi đổ, vịi có đường kính 0.5-in (13mm) cịn vịi đường kính 1-in (25mm) Sử dụng bát có miệng thiết bị khác để đổ đất từ hộp vào vịi sang khn cách tự trơn tru ASTM D4254 TCVN xxxx:xx SD Tương đương In mm 1/8 3.2 6.4 13 70 ¼ ½ 2-3/4 Hình - Loại khn hình trụ đặc biệt kim loại 6.3.5 Ống có thành mỏng, cứng, sử dụng cho Phương pháp B Kích cỡ ống phụ thuộc vào kích thước khn lựa chọn Thể tích ống phải lớn thể tích khn từ 1.25 đến 1.3 lần Đường kính ống khoảng 0.7 lần đường kính khn 6.3.6 Thiết bị khác chảo trộn, muỗng kim loại lớn, bàn trải lông cứng thước thẳng (để gạt phẳng đất thừa sau đặt vào khn) 6.4 Thiết bị thí nghiệm cho Phương pháp C: 6.4.1 Ống thuỷ tinh có vạch đo, tích 2000 mL, vạch đo theo 20 mL, có đường kính khoảng 3-in (75-mm) 6.4.2 Cân, khả cân kg phải phù hợp theo Điều 6.3.3.3 6.4.3 Sàng, sàng 3/8-in (9.5-mm), No.10 (2.00-mm), No.200 (75-μm) phù hợp với yêu cầu Tiêu chuẩn E 11 LẤY MẪU VÀ MẪU THÍ NGHIỆM 7.1 Trước thí nghiệm, mẫu phải bảo quản để tránh bị đóng băng, bị làm bẩn, bị đất, hay nhận dạng 7.2 Lấy mẫu mẫu thí nghiệm theo yêu cầu Phương pháp A B theo điều dẫn Theo yêu cầu Phương pháp C Mục 7.4 7.3 Kích thước u cầu mẫu thí nghiệm khn hàm số kích thước hạt lớn có mẫu đất phân bố kích cỡ hạt (theo thứ tự) mẫu đất (xem Bảng 1) 7.3.1 Sử dụng phương pháp quan sát Phương pháp thí nghiệm D 422 (phụ thuộc vào phức tạp phân bố kích cỡ hạt mẫu kinh nghiệm người thực hành), xác định phần trăm lượng hạt lại sàng 3-in (75mm), 1-1/2 in (37.5-mm), 3/4-in (19-mm), 3/8-in (9.5-mm), No.4 (4.75-mm), No.10 (2.00-mm), No.200 (75-μm) 7.3.2 Khơng thể xác định khối lượng thể tích nhỏ theo phương pháp thí nghiệm trừ yêu cầu Mục 1.5 thoả mãn Nếu thoả mãn TCVN xxxx:xx ASTM D4254 điều kiện kích cỡ khn, thiết bị đổ mẫu có khối lượng yêu cầu xác định theo kích cỡ hạt lớn qui định Bảng BẢNG Khối lượng yêu cầu mẫu thí nghiệm Kích cỡ hạt lớn 100% lọt qua, in.(mm) Khối lượng mẫu Theo yêu cầu, kg (75) ẵ (38.1) ắ (19.0) 3/8 (9.5) No.4 (4.75) hoc nhỏ 7.3.3 34 34 11 11 11 Thiết bị đổ sử dụng thí nghiệm dung trọng nhỏ Xẻng hay muỗng xúc kích thước lớn Muỗng Muỗng Thiết bị đổ với đường kính vịi in (25mm) Thiết bị đổ với đường kính vịi ½ in (13 mm) Kích cỡ khn sử dụng, ft3 (cm3) 0.500 (14200) 0.500 (14200) 0.100 (2830) 0.100 (2830) 0.100 (2830) Khi áp dụng khuôn đặc biệt, 100% mẫu phải lọt qua sàng ¾ in (19.0 mm) giữ lại sàng 3/8 in (9.5 mm) phải 10% 7.3.3.1 Các mẫu thí nghiệm lựa chọn phải có khối lượng không nhỏ giá trị xác định theo công thức sau: M r = 0.0024.Vm : Mr = Khối lượng yêu cầu, kg, Vm = Thể tích khn, cm3 7.4 Lựa chọn mẫu đất có tính đại diện mà thoả mãn yêu cầu Mục 7.3, sử dụng dụng cụ chia, dụng cụ đãi, phương pháp khác, chẳng hạn phần tư Đối với phương pháp C, mẫu phải có khối lượng khoảng 1.5 kg 7.5 Sấy khô mẫu tủ sấy, trì nhiệt độ 110 ± 5oC khối lượng khơng thay đổi Cát sấy lị, sử dụng Phương pháp C, phải làm nguội hộp kín gió Thường mẫu lấy trường có độ ẩm Việc xác định độ ẩm theo Phương pháp thí nghiệm D2216 7.5.1 Sau sấy khơ, việc phá bỏ liên kết kết dính yếu thực cẩn thận để tránh làm giảm kích cỡ tự nhiên hạt HIỆU CHUẨN 8.1 Khuôn - Thể tích diện tích mặt cắt ngang khuôn phải hiệu chuẩn trước sử dụng lần sau 1000 lần sử dụng khuôn để thí nghiệm, hiệu chuẩn hàng năm, hay có bất thường xảy Xác định thể tích khn cách đo trực tiếp phương pháp đổ nước dẫn Điều 8.1.1 8.1.2 Thể tích khn xác định hai phương pháp phải có giá trị chênh lệch so với khuôn tiêu chuẩn ± 1.5% Nên sử dụng hai phương pháp đo trực tiếp phương pháp đổ nước Nếu hiệu số thể tích tính từ hai phương pháp vượt 0.5% so với thể tích khn tiêu chuẩn, 10 ASTM D4254 TCVN xxxx:xx phải tiến hành hiệu chuẩn lại Để đạt thống hai phương pháp hiệu chuẩn với sai số cho phép, chí sau nhiều lần thử, thấy khn bị biến dạng cần phải thay Nếu hai phương pháp hiệu chuẩn tiến hành, phải lấy thể tích khn theo thể tích tính theo phương pháp đổ nước (phương pháp phản ánh điều kiện tổng thể khn cách xác hơn) 8.1.1 Phương pháp đo trực tiếp - Thể tích khn tính giá trị trung bình ba lần đo đường kính chiều cao, cách khuôn, với sai số gần 0.001 in (0.025 mm) Tính ghi lại chiều cao theo đơn vị inch, mm, cm phải lấy tới bốn chữ số thập phân (theo Tiêu chuẩn D 6026) Tính ghi lại thể tích, V m (cm3), lấy tới bốn chữ số thập phân (theo Tiêu chuẩn D 6026) 8.1.2 Phương pháp đổ nước - Đổ nước đầy vào khuôn Lấy kính phẳng trượt cẩn thận qua mặt khuôn để đảm bảo khuôn đổ đầy nước Mép khuôn bôi lớp dầu mỡ hay silicon để ngăn nước khơng khe kính phẳng mép khn Sử dụng cân thích hợp theo Điều 6.3.3 để xác định khối lượng nước khn Đo nhiệt độ nước làm trịn đến 1oC Bảng để tính thể tích nước mL/g nhiệt độ thay đổi Tính ghi lại thể tích khn (m 3, cm3), lấy tới bốn chữ số thập phân, sau: BẢNG Thể tích nước gam tính theo nhiệt độA Nhiệt độ o C 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Thể tích nước gam mL/g 1.00090 1.00106 1.00122 1.00140 1.00129 1.00180 1.00201 1.00223 1.00246 1.00271 1.00296 1.00322 1.00350 1.00378 1.00404 1.00437 o F 59.0 60.8 62.6 64.4 66.2 68.0 69.8 71.6 73.4 75.2 77.0 78.8 80.6 82.4 84.2 86.0 A Các giá trị tham khảo từ CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R Lide, Editor-in-chief, 74th Edition, 1993-1994 8.1.2.1 Nếu khối lượng tính (g), tích tính cm cách nhân khối lượng nước đổ đầy khn với thể tích nước gam (mL/g) 11 TCVN xxxx:xx ASTM D4254 lấy từ Bảng ý mL= cm Để đổi đơn vị thể tích từ cm sang m3 nhân thêm 1x10-6 8.2 Sử dụng cân phù hợp theo Điều 6.3.3 để xác định khối lượng khuôn rỗng TRÌNH TỰ 9.1 Trình tự thí nghiệm theo Phương pháp A, phương pháp hay dùng, phải phù hợp với Mục 9.2 Phương pháp B trình bày Mục 9.3 Phương pháp C Mục 9.4 9.2 Phương pháp A: 9.2.1 Trộn mẫu sấy khô để tạo phân bố kích cỡ hạt đồng 9.2.2 Nếu sử dụng thiết bị đổ (như yêu cầu Bảng 1), dùng muỗng (Bảng 1) đổ đất theo dịng chảy vào khn nhằm tạo cho đất khn tình trạng rỗng nhất, cần giữ thiết bị đổ phía bên phải theo phương thẳng đứng gần thẳng đứng Điều chỉnh chiều cao muỗng để trì chiều cao rơi tự đất khoảng ½ in (13mm) cần đủ cao để trì dịng chảy liên tục hạt đất mà không làm cho muỗng chạm vào đất đổ khuôn Di chuyển thiết bị đổ theo đường xoắn ốc từ ngồi vào khn để tạo lớp đất có chiều dày gần Việc di chuyển theo đường xoắn ốc nhằm mục đích giảm thiểu phân tách hạt Chú thích – Tĩnh điện cát khơ gây tượng vón cục tương tự có lượng độ ẩm nhỏ hạt; lắp đặt chổi đối trọng có khả khử tĩnh điện vào thiết bị gắn với cát hiệu ứng trở lên bất lợi 9.2.2.1 Đổ đất vào khuôn đất cao mép khn khoảng ½ in (13 mm) đến in (25mm) (hoặc bề mặt đất cao mép khn) 9.2.2.2 Gạt phần đất thừa phía khuôn cách cẩn thận Cần đặc biệt ý thao tác đổ gạt đất để tránh va vào khuôn làm xáo trộn đất mức, nguyên nhân gây xếp lại lún hạt đất Thao tác gạt đất nên thực lần, hai lần cần thiết, để đạt kết tốt 9.2.3 Nếu sử dụng muỗng xẻng (như bảng 1), giữ muỗng hay xẻng phía mặt đất đất trượt vào khuôn, tránh đổ trực tiếp lên đất khuôn, nhằm làm cho đất trạng thái rỗng Nếu cần thiết dùng tay giữ lại hạt đất to để ngăn không cho chúng rơi khỏi muỗng 9.2.3.1 Đổ đất vào khuôn cho phần đất phía đỉnh khn khơng cao q in (25 mm) Đối với đất có kích cỡ hạt lớn lọt qua sàng ¾ in (19mm), phải 12 ASTM D4254 TCVN xxxx:xx sử dụng gạt thép (hoặc ngón tay cần) để làm cho đất mặt khuôn Đối với đất phần lớn hạt với kích cỡ lớn nhất, cần sử dụng ngón tay cho phóng nhẹ hạt đất lớn phía khn cân với lỗ rỗng lớn bề mặt đỉnh khuôn 9.2.4 Sử dụng cân qui định Mục 6.3.3 để xác định khối lượng khn có chứa đất ghi lại Từ khối lượng khn có chứa đất, tính ghi lại khối lượng đất cách trừ khối lượng khuôn, giới thiệu Mục 8.2 Tính khối lượng thể tích nhỏ nhất, ρ dmin γdmin, theo qui định Mục 10 9.2.5 Phải lặp lại thao tác 9.2.1-9.2.4 đạt trị số khối lượng thể tích nhỏ phù hợp (dung sai nằm khoảng 1%) 9.3 Phương pháp B: 9.3.1 Trộn mẫu đất sấy khơ để tạo phân bố kích cỡ hạt đồng 9.3.2 Lựa chọn ống mỏng có kích thước phù hợp với yêu cầu Mục 6.3.5 9.3.3 Đặt ống vào khuôn Đổ đất rời vào khuôn thiết bị đổ, muỗng thìa, cách cẩn thận để giảm thiểu phân tách đất trình đổ Đổ đất vào ống cách miệng ống khoảng 1/8 in (3 mm) tới ¼ in (6mm) 9.3.4 Nhanh chóng nhấc ống lên để hạt đất dàn khuôn, xem Mục 9.2.2.1 9.3.5 Tiến hành theo trình tự nêu Mục 9.2.2.2 9.2.3.1, gạt phẳng mặt đất với mặt khuôn 9.3.6 Dùng cân quy định Mục 6.3.3 tính ghi lại khối lượng khn có chứa đất Từ khối lượng khn có chứa đất, tính ghi lại khối lượng đất cách trừ khối lượng khuôn, giới thiệu Mục 8.2 Tính khối lượng thể tích nhỏ nhất, ρdmin,n γdmin,n, theo qui định Mục 10 9.3.7 Phải lặp lại thao tác 9.3.1-9.3.6 đạt trị số khối lượng thể tích nhỏ phù hợp (dung sai nằm khoảng 1%) 9.4 Phương pháp C2: 9.4.1 Đổ 1000 ± 1g cát vào ống hình trụ có vạch chia dung tích 2000 mL, đặt nút phía ống Dốc ngược ống xuống sau nhanh chóng quay ống trở lại vị trí thẳng đứng ban đầu 9.4.2 Ghi lại thể tích cát chứa ống, V g Tính khối lượng thể tích nhỏ theo qui định Mục 10 9.4.3 Lặp lại trình tự đạt ba trị số khối lượng thể tích nhỏ phù hợp (dung sai nằm khoảng 1%) 13 TCVN xxxx:xx ASTM D4254 10 TÍNH TỐN 10.1 Tính khối lượng thể tích nhỏ cho lần thử sau: ρ d min,n = Ms V đó: ρdmin, n = khối lượng thể tích nhỏ lần thử, Mg/m g/cm3 Ms = khối lượng đất thí nghiệm sấy khơ, Mg/m g/cm3, V = thể tích đất thí nghiệm sấy khô, m cm3 Với phương pháp A B, V=Vc thể tích khn hiệu chuẩn; cịn phương pháp C, V=Vg (xem 9.4.2) 10.1.1 Tính trị số khối lượng thể tích nhỏ trung bình lần thử có dung sai khoảng 1% Giá trị trung bình lấy khối lượng thể tích nhỏ nhất, ρdmin, mẫu thí nghiệm 10.1.2 Trọng lượng đơn vị nhỏ mẫu tính sau: γ d = 9.807.ρ d , kN / m (8) γ d = 62.428 × ρ d , lbf / ft 10.2 Hệ số rỗng lớn nhất, emax, tính sau: emax = ρ w Gavg −1 ρ d (9) : emax = hệ số rỗng lớn ρw = mật độ nước nhiệt độ 20 oC (0.99821) Mg/m3 hay g/cm3 Gavg 20oC = giá trị trọng lượng riêng trung bình đất gồm hạt lớn nhỏ sàng No.4 (4.75 mm), Gavg tai 20o C = R 100.G1 tai 20o C + P 100.G2 tai 20o C Trong : 14 ASTM D4254 TCVN xxxx:xx G o 20 C = tỷ trọng biểu kiến hạt đất lại sàng No.4 (4.75 mm) xác định Phương pháp thí nghiệm C 127 hiệu chỉnh nhiệt độ 20oC (xem Phương pháp thí nghiệm D 854) G o 20 C = tỷ trọng hạt đất lọt qua sàng No.4 (4.75 mm) xác định theo Phương pháp thí nghiệm D 854, R = lượng phần trăm hạt đất giữ lại sàng No.4 (4.75 mm) P = lượng phần trăm hạt đất lọt qua sàng No.4 (4.75 mm) 10.3 Nếu khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị lớn nhất, ρ dmax hay γ dmax, xác định theo qui định Phương pháp thí nghiệm D4253 khối lượng thể tích/trọng lượng đơn vị đất trầm tích đất đắp, ρd γd, hệ số rỗng, e, biết, độ chặt tương đối, Dd, tính theo phương trình Mục 3.2.7, Phương trình 1, hay 11 BÁO CÁO 11.1 Lập báo cáo thông tin sau: 11.1.1 Nguồn gốc vật liệu sử dụng thí nghiệm 11.1.2 Mơ tả xuất mẫu thí nghiệm, dựa Tiêu chuẩn thực hành D2488 (có thể sử dụng Tiêu chuẩn thực hành D 2487 phương án thay thế) 11.1.3 Phương pháp (Phương pháp A, B C) kích thước khn sử dụng 11.1.4 Khối lượng thể tích nhỏ nhất, ρ dmin, theo đơn vị Mg/m3 g/cm3 trọng lượng đơn vị nhỏ γ dmin, theo đơn vị lbf/ft3 (kN/m3) lấy tới ba bốn chữ số sau dấu phẩy (phù hợp với Tiêu chuẩn thực hành D 6026) 12 ĐỘ CHÍNH XÁC VÀ SAI SỐ 12.1 Độ xác – Các tiêu chuẩn để đánh giá kết thí nghiệm xác định phương pháp này, theo phương pháp A thí nghiệm đất cát có cấp phối (SP), trình bày Bảng Các ước tính độ xác dựa kết chương trình phịng thí nghiệm theo Tài liệu tham khảo ASTM đất chương trình thí nghiệm4 Trong chương trình này, số phịng thí nghiệm tiến hành ba thí nghiệm giống loại đất (phịng thí nghiệm ba sao), phịng thí nghiệm khác tiến hành thí nghiệm đơn lẻ loại đất (phịng thí nghiệm đơn lẻ) Một mơ tả loại đất thí nghiệm trình bày 12.1.4 Ước tính độ xác thay đổi theo loại đất phương pháp sử dụng (Phương pháp A, B C) Việc đánh giá cần thiết áp dụng ước tính với loại đất phương pháp thí nghiệm khác 15 TCVN xxxx:xx ASTM D4254 Các số liệu cấp từ Trụ sở ASTM, Request RR: D18-1012 12.1.1 Các liệu Bảng dựa ba thí nghiệm giống thực phịng thí nghiệm ba cát SP Thí nghiệm viên độ lệch tiêu chuẩn nhiều phịng thí nghiệm trình bày Bảng 3, Cột xác định theo Tiêu chuẩn thực hành E 691, đề nghị phịng thí nghiệm phải thực ba thí nghiệm giống Các kết hai thí nghiệm thích hợp người thực vật liệu, sử dụng loại thiết bị, thời gian thực tế nhất, khơng sai khác nhiều giới hạn d2s thí nghiệm viên nêu Bảng 3, Cột Để xác định d2s, xem Chú thích C Bảng Các kết hai thí nghiệm thích hợp thực kỹ thuật viên khác thời gian khác không sai khác nhiều giới hạn d2s nhiều phịng thí nghiệm nêu Bảng 3, Cột Bảng - Tổng hợp kết thí nghiệm từ phịng thí nghiệm (trọng lượng đơn vị nhỏ nhất) (1) (2) (3) (4) (5) Loại đất Số phịng thí nghiệm ba Giá trị trung bìnhA (lbf/ft3) Độ lệch chuẩn B (lbf/ft3) Phạm vi chấp thuận hai kết quảC (lbf/ft3) Kết kỹ thuật viên đơn lẻ (Lặp lại phịng thí nghiệm) SP 98.17 0.50 1.4 Kết từ nhiều phịng thí nghiệm (Khả tái sản xuất phịng thí nghiệm) SP 98.17 2.49 6.9 A Số chữ số sau dấu phẩy vị trí thập phân trình bày đặc trưng thông số đầu vào Phù hợp với Tiêu chuẩn thực hành D 6026, độ lệch tiêu chuẩn phạm vi kết chấp nhận để số chữ số thập phân nhiều thông số đầu vào B Độ lệch tiêu chuẩn tính tốn phù hợp với Tiêu chuẩn thực hành E 691 xem giới hạn 1s C Phạm vi kết chấp nhận gọi giới hạn d2s Nó tính 1.960 1s, định nghĩa Tiêu chuẩn thực hành E 177 Hiệu số hai thí nghiệm không vượt giới hạn Số chữ số thập phân sau dấu phẩy phải qui định phương pháp thí nghiệm theo Tiêu chuẩn thực hành D 6026 Ngoài ra, giá trị đưa phải có chữ số thập phân tương tự độ lệch tiêu chuẩn, trí kết có chữ số thập phân nhiều độ lệch tiêu chuẩn 12.1.2 Trong Tài liệu tham khảo ASTM đất chương trình thí nghiệm, nhiều phịng thí nghiệm tiến hành thí nghiệm đơn lẻ Đây thực tế phổ biến thiết kế xây dựng ngành công nghiệp Các liệu Bảng dựa kết thí nghiệm từ phịng thí nghiệm ba kết thí nghiệm đơn lẻ từ phịng thí nghiệm khác Các kết hai thí nghiệm thích hợp hai phịng thí nghiệm tiến hành 16 ASTM D4254 TCVN xxxx:xx với kỹ thuật viên khác nhau, thiết bị khác thời gian khác không sai khác nhiều giới hạn d2s nêu Bảng 4, Cột Các kết Bảng khơng giống liệu đầu vào khác Bảng - Tổng hợp kết thí nghiệm đơn từ phịng thí nghiệm đơn lẻ (trọng lượng đơn vị nhỏ nhất) (1) (2) (3) (4) (5) Loại đất Số phịng thí nghiệm ba Giá trị trung bìnhA (lbf/ft3) Độ lệch chuẩn B (lbf/ft3) Phạm vi chấp thuận hai kết quảC (lbf/ft3) Kết từ nhiều phịng thí nghiệm – tái sản xuất (Thí nghiệm đơn lẻ thực phịng thí nghiệm) SP A 12 97.54 2.63 7.3 Xem ghi phía bảng 12.1.3 Bảng trình bày cách diễn dịch chặt chẽ liệu ba thí nghiệm giống phù hợp với Tiêu chuẩn thực hành E 691 từ phòng thí nghiệm có chun mơn Bảng xây dựng từ liệu thí nghiệm mà thể thực tế thường gặp 12.1.4 Loại đất SP- Đất cát có cấp phối kém, SP 20% cát thơ, 48% cát rung , 30% cát mịn, 2% bụi màu nâu vàng Tên gọi khác – Cát Frederick 12.2 Độ lệch – Khơng có giá trị tham chiếu chấp nhận ba phương pháp thí nghiệm này, vậy, khơng thể xác định độ lệch 13 CÁC TỪ KHOÁ 13.1 Chỉ số độ lệch nhỏ nhất; số trọng lượng đơn vị nhỏ nhất; độ chặt tương đối TÓM TẮT CÁC THAY ĐỔI Phù hợp với sách Ủy ban D 18, mục xác định vị trí thay đổi với tiêu chuẩn từ lần xuất cuối (91 (được phê duyệt năm 1996)) mà có ảnh hưởng đến việc sử dụng tiêu chuẩn (1) Bổ sung Phần tóm tắt thay đổi (2) “Phương pháp thí nghiệm” đổi thành “Phương pháp” nơi áp dụng (3) Viết lại 1.2 – 1.2.3 1.1 bổ sung câu đề cập đến sử dụng từ “khô” 17 TCVN xxxx:xx ASTM D4254 (4) Trong mục Thuật ngữ, thay đổi trật tự số thuật ngữ trình bày sửa phương trình để kết tính theo đơn vị % (5) Các Tham khảo từ Tiêu chuẩn thực hành D 3740, D 6026, E 177 E 691 tính đến suốt phần văn nơi áp dụng Bỏ phần tham khảo từ Tiêu chuẩn thực hành E 380 Tiêu chuẩn D 6026 thay (6) Bổ sung thích vào Mục đánh số lại thích (7) Trong 6.3.3.1 – 6.3.3.3 đưa số đọc đọc yêu cầu cân định (8) Trong Lấy mẫu Mẫu thí nghiệm mục 7, thay đổi trật tự trình bày hai mục (9) Ở phần Hiệu chuẩn 8.1.2, viết lại cách xác định khối lượng nước (sử dụng cân phù hợp nêu mục Thiết bị) Trong 8.1.2, viết lại để thể tích tính theo cm3 m3 khơng phải ft3 Bỏ 8.1.2.2 (10) Hằng số mL/g Bảng cập nhật để thống với khối lượng thể tích nước nêu Phương pháp thí nghiệm D 854 Đồng thời bổ sung giá trị khoảng oC thay đổi phần tham khảo để thống với Phương pháp thí nghiệm D 854 (11) Trong phần Trình tự thí nghiệm 9.2.4 9.3.6, viết lại cách xác định loại cân sử dụng (12) Trong 10.1, thay đổi thích phương trình để khối lượng thể tích phép thử định (13) Trong 10.1.1, viết lại cách xác định khối lượng thể tích trung bình phép thử phù hợp khối lượng thể tích nhỏ mẫu thí nghiệm (14) Trong 10.1.2 10.2, viết lại để khơng cần phải tính tốn Đồng thời, hiệu chỉnh phương trình 10.1.2 để xác định trọng lượng đơn vị nhỏ nhất, sửa đổi phương trình 10.2 để xác định hệ số rỗng để kết phù hợp nhiệt độ 20oC (15) Sửa đổi Mục 11.1.4 cho với Tiêu chuẩn thực hành D 6026 (16) Trong bảng 1, sửa đổi tiêu đề thành kích thước hạt lớn để thống với Phương pháp thí nghiệm D 1140., (17) Sửa đổi toàn Mục 12 Hiệp hội ASTM khơng có chức đánh giá hiệu lực quyền sáng chế xác nhận với hạng mục đề cập tiêu chuẩn Người sử dụng tiêu chuẩn phải ý việc xác định hiệu lực quyền sáng chế nguy xâm phạm quyền hoàn toàn trách nhiệm Hiệp hội 18 ASTM D4254 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn Ủy ban kỹ thuật có trách nhiệm duyệt lại vào lúc năm xem xét lần khơng phải sửa đổi gì, chấp thuận thu hồi lại Mọi ý kiến khuyến khích nhằm sửa đổi tiêu chuẩn tiêu chuẩn bổ sung phải gửi thẳng tới Trụ sở ASTM Mọi ý kiến nhận xem xét kỹ lưỡng họp Ủy ban kỹ thuật có trách nhiệm người đóng góp ý kiến có thẻ tham dự Nếu nhận thấy ý kiến đóng góp khơng tiếp nhận cách cơng người đóng góp ý kiến gửi thẳng đến địa Ủy ban tiêu chuẩn ASTM sau đây: Tiêu chuẩn bảo hộ ASTM, 100 Barr Habor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States Để in riêng tiêu chuẩn (một hay nhiều bản) phải liên lạc với ASTM theo địa 610-832-9585 (điện thoại), 610-832-9555 (Fax), service@astm.org (email); qua website ASTM (www.astm.org) 19 ... tích/ trọng lượng đơn vị khơ khối lượng thể tích/ trọng lượng đơn vị khô nhỏ nhất, với hiệu số khối lượng thể tích/ trọng lượng đơn vị khơ lớn khối lượng thể tích/ trọng lượng đơn vị khơ nhỏ Cơng thức tính: ... rỗng đất trầm tích đất đắp trường loại đất kiến nghị 3.2.3 Khối lượng thể tích/ trọng lượng đơn vị lớn nhất, ρ dmax γdmax – khối lượng thể tích/ trọng lượng đơn vị khơ đất trạng thái đầm chặt. .. Id = ρ d − ρ d x100 ρ d max − ρ d Hay tính theo trọng lượng đơn vị tương ứng: Id = γ d − γ d x100 γ d max − γ d TÓM TẮT CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 4.1 Khối lượng thể tích/ trọng lượng đơn vị nhỏ