Công Ty TNHH Tư Vấn Xây Dựng Nhất Nguyên Quy dinh tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn v...
cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam Độc lập-Tự do-Hạnh phúc 22 TCN 355 - 06 Quy trình thí nghiệm Cắt cánh trờng Bộ giao thông vận tải Cã hiƯu lùc tõ ngµy ./ /200 (Ban hµnh kèm theo Quyết định số 43/2006/QĐ-BGTVT ngày 19/12/2006 Bộ trởng Bộ Giao thông vận tải) Phạm vi áp dụng 1.1 Thí nghiệm cắt cánh trờng xác định sức kháng cắt không thoát nớc đất, đợc sử dụng cho loại đất dính mềm yếu, bão hoà nớc Thí nghiệm không áp dụng đất có khả thoát nớc nhanh (nh đất loại cát, đất lớn), đất trơng nở, đất lẫn nhiều mảnh đá, vỏ sò Trớc tiến hành thí nghiệm cần có thông tin đất vị trí thí nghiệm 1.2 Thí nghiệm cắt cánh trờng thờng kết hợp công tác khoan xoay lấy mẫu Thí nghiệm đợc thực lỗ khoan (ấn trực tiếp từ mặt đất) 1.3Quy trình đợc biên soạn sở tham khảo tiêu chuẩn ASTM D2573 1.4 Tiêu chuẩn không quy định nội dung an toàn lao động Ngời sử dụng tiêu chuẩn có trách nhiệm tuân thủ quy định an toàn lao động đợc quy định Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình 22TCN259-2000, Quy trình khảo sát đờng ô tô 22 TCN 263-06 Pháp lệnh an toàn lao động hành 1.5 Kết thí nghiệm đợc trình bầy theo hệ đơn vị SI Quy trình Tiêu chuẩn tham chiếu 22TCN355-06 22TCN259-2000, Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình 22TCN260-2000, Quy trình khảo sát địa chất công trình công trình đờng thuỷ 22TCN262-2000, Quy trình khảo sát thiết kế đờng ô tô đắp đất yếu 22TCN263-06, Quy trình khảo sát đờng ô tô Thuật ngữ ký hiệu Vị trí nghiệm Điểm cắt Cánh cắt Lỡi cắt Cần nối Su thí Là vị trí mặt (bình đồ), đợc xác định toạ độ X, Y tơng đối tuyệt đối, mà tiến hành điểm cắt độ sâu khác Là thí nghiệm cắt độ sâu hay cao độ xác định Là phận để cắt đất Cánh cắt gồm bốn lỡi cắt gắn với dạng chữ thập đoạn cần có chiều dài theo quy định 10 lần đờng kính cánh cắt để nối với cần nối (Hình 1) Là bốn thép cánh cắt (Hình 1), có cấu tạo kích thớc theo quy định Là cần đợc chế tạo thép, có cấu tạo kích thớc theo quy định Cần nối có tác dụng liên kết cánh cắt với phận tạo mô men cắt (xem Hình 1) S Sức kháng cắt không thoát nớc đất nguyên trạng, kPa Sức kháng cắt không thoát nớc đất phá huỷ, kPa Độ nhậy đất (bằng tỷ số Su/Su) T Mô men cắt, Nm Tu Mô men cắt trạng thái nguyên trạng đất, Nm Td Mô men cắt trạng thái phá huỷ đất, Nm Tf Mô men ma sát cần, Nm K D Hằng số cánh cắt, phụ thuộc hình dạng kích thớc cánh cắt, m3 Đờng kính cánh cắt, cm d Đờng kính cần nối, cm H Chiều cao cánh cắt, cm Su Tổng quan phơng pháp 22 TCN 355-06 4.1 Thí nghiệm cắt cánh trờng đợc thực cách ấn cánh cắt ngập vào đất, quay tạo mô men cắt từ mặt đất để xác định lực cắt gây phá huỷ đất Mặt phá huỷ đất có dạng trụ tròn xoay 4.2 Sức kháng cắt không thoát nớc đất đợc tính từ lực cắt gây phá huỷ đất Lực cắt thờng đợc tính từ mô men cắt xác định thí nghiệm Ma sát cần thiết bị với đất đợc xác định ghi tách riêng với mô men cắt trình thí nghiệm 4.3 Ma sát cần đợc xác định điều kiện không tải (dùng áo bảo vệ cánh cắt, tách rời cần cánh cắt) với mô men tác dụng cân bằng, không gây ép sang hai bên (nếu gây ép sang hai bên làm tăng ma sát trình thí nghiệm) Gia số ma sát cha đợc ghi số đọc không tải ban đầu nên làm cho kết thí nghiệm chung không xác Trong trình thí nghiệm, mô men cắt phải tác dụng cân tơng tự ; không nên sử dụng thiết bị có khả gây ép sang hai bên trình thí nghiệm Cần nối phải có đủ độ cứng để không bị xoắn suốt trình thí nghiệm Trong trờng hợp cần nối bị xoắn, cần hiệu chỉnh đờng cong quan hệ mô men cắt với góc cắt (xem ghi mục 5.3) 4.4Trong trình thí nghiệm, mô men cắt đợc ghi phơng thức khác tự động học, trực tiếp gián tiếp tuỳ thuộc loại máy Thiết bị 5.1 Máy cắt cánh trờng gồm phận sau (Hình 1): Cầ n Cánh cắt (chi tiết xem hình bên) D 45 H=2D phận Giá ghi số liệu; - tạo Bộ phận tạo mô men cắt đỡ mô - Cần; men - cắt Cánh cắt ghi số liệu L=10 D - Bộ Giá đỡ; L ỡ i cắt D 22TCN355-06 Hình Cấu tạo máy cắt cánh trờng 5.2 Cánh cắt gồm lỡi cắt (Hình 1) Chiều cao cánh cắt hai lần đờng kính Hai đầu cánh cắt có dạng hình vát (Hình 1) Cạnh dới lỡi cắt đợc vát sắc góc 90o để dễ ấn xuyên vào đất Việc lựa chọn kích thớc cánh cắt liên quan trực tiếp đến trạng thái đất đợc thí nghiệm, theo đất mềm kích thớc cánh cắt lớn Kích thớc số loại cánh cắt đợc ghi Phụ lục C 5.3 Cánh cắt đợc nối với hệ cần Cần nối phải có đờng kính đủ lớn để biến dạng trình cắt không vợt giới hạn đàn hồi cần (ghi 1) Các cần đợc nối với cho vai đầu âm đầu dơng chạm khít nhau, tránh bị xiết chặt thêm trình thí nghiệm Nếu sử dụng áo bảo vệ phần cần phía thuộc cánh cắt phải đợc gắn ổ đỡ vị trí tiếp xúc với áo bảo vệ ổ đỡ phải đợc bôi trơn tốt phải kín để tránh thâm nhập đất thí nghiệm Các cần phải đợc nối thẳng, tránh tiếp xúc tạo ma sát với ống vách thành lỗ khoan Ghi 1: Nếu yêu cầu xác lập đờng cong quan hệ mô men cắt với góc cắt cần nối phải đợc kiểm định trớc sử dụng cho thí nghiệm Tổng lợng xoắn cần nối (nếu có) phải đợc xác lập theo đơn vị độ/mét dài cần/đơn vị mô men (ví dụ độ/m/Nm) Trị số hiệu chỉnh tăng dần theo chiều sâu thí nghiệm Vì vậy, việc kiểm định phải đợc thực tối thiểu ®Õn chiỊu s©u lín nhÊt dù kiÕn thÝ nghiƯm 5.4 Trong trình thí nghiệm, mô men truyền qua hệ cần nối tác dụng vào cánh cắt Độ xác số đọc mô men phải bảo đảm không gây sai lệch sức kháng cắt 1,20kPa 22 TCN 355-06 5.5 Mô men đợc tạo tự động (có thể điều khiển hộp số) quay b»ng tay thÝ nghiƯm Kho¶ng thêi gian tiến hành thí nghiệm (chỉ tính thời gian cắt) phải đợc kiểm soát theo quy định Mục Quy trình Trình tự thực 6.1 Kiểm tra hiệu chỉnh thiết bị theo dẫn kỹ thuật dẫn sử dụng nhà sản xuất trớc đa trờng Máy cắt cánh phải có chứng kiểm định quan có thẩm quyền cấp 6.2 Lắp cánh cắt vào cần nối, lắp cần nối với phận tạo ghi mô men; kiểm tra hệ thiết bị bảo đảm cần cánh cắt thẳng đứng trớc ấn vào đất 6.3 Trong trờng hợp sử dụng cánh cắt có áo bảo vệ, ấn áo bảo vệ tới chiều sâu cách điểm cắt tối thiểu lần đờng kính áo bảo vệ Trong trờng hợp cánh cắt áo bảo vệ, lỗ khoan phải dừng trớc điểm cắt tối thiểu lần đờng kính lỗ 6.4 ấn cánh cắt từ đáy lỗ thí nghiệm từ vị trí áo bảo vệ lần liên tục đến điểm cắt Trong trình ấy, không đợc gây mô men xoắn 6.5 Khi cánh cắt vị trí điểm cắt, tác dụng mô men lên cánh cắt với tốc độ không 0,1độ/giây Yêu cầu đòi hỏi thời gian phá huỷ đất (thời gian cắt tới phá huỷ) khoảng đến phút, trừ trờng hợp đất mềm thời gian phá huỷ tới 10 đến 15 phút Đối với loại đất cứng (những loại đất có biến dạng nhỏ phá huỷ), giảm tốc độ cắt để nhận đợc quan hệ ứng suất biến dạng hợp lý Trong trình cắt, cao độ cánh cắt phải giữ cố định 6.6 Tại thời điểm đất bắt đầu bị phá hoại, ghi đợc trị số mô men cắt lớn mô men cắt trạng thái nguyên trạng đất T u Tiếp tục quay nhanh cánh cắt 10 vòng, thời gian không phút, ghi đợc mô men cắt nhỏ mô men cắt trạng thái phá huỷ đất Td Với thiết bị có phận gia tải tự động, nên ghi trị số mô men theo chu kỳ 15 giây 6.7 Trong trờng hợp có tiếp xúc đất cần nối, xác định mô men gây ma sát cần nối đất T f cách quay cần nối chỗ (tách rời cánh cắt) độ sâu thí nghiệm Xác định ma sát cần tối thiểu lần điểm cắt 6.8 Đối với loại thiết bị mà cần nối đợc cách ly hoàn toàn với đất xung quanh (bằng hệ áo bảo vệ), xác định ma sát cần với áo b¶o vƯ (ghi 22TCN355-06 chó 2) tèi thiĨu mét lần cho điểm cắt Nếu thiết bị hoạt động chuẩn đợc xem nh ma sát cần Ghi 2: Khi cánh cắt nằm áo bảo vệ, cha tiếp xúc với đất, việc đo ma sát cần không bị ảnh hởng, nên không cần tách rời cánh cắt cần nối xác định ma sát cần 6.9 Thực thí nghiệm cắt cánh với cự ly điểm cắt không nhỏ 1,0m (xem ghi 3) Ghi 3: khoảng cách thí nghiệm cã thĨ thay ®ỉi theo sù chÊp thn cđa Kü s chịu trách nhiệm công tác khảo sát địa kỹ thuật Tính toán Độ lớn mô men yêu cầu để cắt đất: T = Su x K (1) Giả thiết phân bố sức kháng cắt toàn hai mặt đáy mặt xung quanh trụ cắt, trị số K đợc tính nh sau : K= π D × D H × 1 + × 10 H (2) Những kích thớc cánh cắt phải đợc kiểm tra định kỳ để đảm bảo cánh cắt không bị biến dạng (vặn, mòn ) Khi tỉ lệ chiều cao chiều rộng cánh cắt 2:1, trị số K xác định đơn giản dới dạng: K = 3,66 ì 10 ì D (3) Từ đó, sức kháng cắt đất đợc viết díi d¹ng Su = T K S u= k x (4) hay T (5) ®ã: k= (m-3) K (6) Sức kháng cắt không thoát nớc đất nguyên trạng (S u) phá huỷ (Su) đợc tính tơng ứng từ mô men cắt nguyên trạng (T u) phá huỷ (Td) từ biểu thức Trờng hợp cánh cắt có dạng hình vát (xem Hình 1), số cánh cắt K đợc tính theo biểu thức: K= [ × πD + 0,37( D − d ) 10 ] (7) 22 TCN 355-06 Nếu đờng kính cần theo kích thớc chuẩn 1,27cm ( inch ) biểu thức đợc viết gọn lại: K = 3,88 ì 10 ì D 0,76 ì 10 (8) Báo cáo 8.1 Những thông tin thể điểm cắt: - Tên dự án/công trình/hạng mục công trình; - Ngày thí nghiệm; - Số hiệu lỗ khoan/ lỗ cắt cánh; - Số hiệu máy cắt cánh, kích cỡ hình dạng cánh cắt; - Chiều sâu cánh cắt; - Chiều sâu cánh cắt kể từ đáy ống bảo vệ từ đáy lỗ khoan; - Số đọc mô men cắt cho trờng hợp đất nguyên dạng; - Thời gian cắt (từ lúc bắt đầu đến đạt trị số mô men cắt đất bị phá huỷ); - Tốc độ cắt; - Số đọc mô men cắt cho trờng hợp đất phá huỷ; - Những sai khác so với quy trình thí nghiệm chuẩn 8.2 Những thông tin bổ sung điểm thí nghiệm: - Vị trí, số hiệu lỗ khoan/ lỗ cắt cánh; - Cao độ lỗ khoan; - Phơng pháp tạo lỗ; - Mô tả cánh cắt (có áo bảo vệ ); - Mô tả phơng pháp tạo đo trị số mô men; - Tên tổ trởng tổ thí nghiệm kü s gi¸m s¸t 22TCN355-06 Phơ lơc A-1: MÉu biểu ghi kết thí nghiệm Điểm cắt máy cắt cho phép ghi trị số mô men góc quay tơng ứng 22 TCN 355-06 Phụ lơc A-2: MÉu biĨu ghi kÕt qu¶ thÝ nghiƯm mét Điểm cắt máy cắt ghi trị số mô men 22TCN355-06 Phụ lục B: Mẫu báo cáo kết thí nghiệm Điểm thí nghiệm 10 22 TCN 355-06 Phơ lơc C: KÝch thíc mét sè loại cánh cắt theo ASTM D2573 ( Tham khảo) Đờng kính Chiều cao Chiều dầy Đờng kính Cánh cắt, D Cánh cắt, H Lỡi cắt Cần nối, d (mm) (inch) (mm) (inch) (mm) (inch) (mm) (inch) 38,1 (1 12) 76,2 ( 3) 1,6 ( 116) 12,7 ( 12) 50,8 ( 2) 101,6 ( 4) 1,6 ( 116) 12,7 ( 12) 63,5 (2 ) 127,0 ( 5) 3,2 ( 18 ) 12,7 ( 12) 92,1 (3 ) 184,1 (7 ) 3,2 ( 18 ) 12,7 ( 12) 11 Mục lục Phạm vi áp dụng Quy trình Tiêu chuẩn tham chiếu Thuật ngữ ký hiệu Tæng quan phơng pháp ThiÕt bÞ Hình Cấu tạo máy cắt cánh trờng Trình tù thùc hiÖn TÝnh to¸n B¸o c¸o Phô lơc A-1: MÉu biĨu ghi kÕt qu¶ thÝ nghiƯm mét Điểm cắt máy cắt cho phép ghi trị số mô men góc quay tơng ứng Phơ lơc A-2: MÉu biĨu ghi kÕt qu¶ thÝ nghiƯm Điểm cắt máy cắt ghi trị sè m« men Phơ lơc B: Mẫu báo cáo kết thí nghiệm §iĨm thÝ nghiƯm Phơ lơc C: KÝch thíc mét số loại cánh cắt theo ASTM D2573 ...22TCN355-06 22TCN259-2000, Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình 22TCN260-2000, Quy trình khảo sát địa chất công trình công trình đờng thuỷ 22TCN262-2000, Quy trình khảo sát thiết kế đờng... theo quy định 10 lần đờng kính cánh cắt để nối với cần nối (Hình 1) Là bốn thép cánh cắt (Hình 1), có cấu tạo kích thớc theo quy định Là cần đợc chế tạo thép, có cấu tạo kích thớc theo quy định... soát theo quy định Mục Quy trình Trình tự thực 6.1 Kiểm tra hiệu chỉnh thiết bị theo dẫn kỹ thuật dẫn sử dụng nhà sản xuất trớc đa trờng Máy cắt cánh phải có chứng kiểm định quan có thẩm quy n cấp