BÁO cáo THỰC HÀNH môn địa CHẤT CÔNG TRÌNH

BÁO CÁO THỰC HÀNH MƠN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH Mục lục Bài 1: Nhận biết mô tả đất đá Bài 2: Xác định độ ẩm tự nhiên .5 Bài 3:Xác định khối lượng thể tích tự nhiên(TCVN 4202-2012) Bài 4: Thí nghiệm cắt trực tiếp Bài : Xác định khối lượng riêng .11 Bài : Xác định giới hạn chảy- dẻo 12 Bài 7: Thí nghiệm nén nhanh ( dựa theo TCVN 4200-2012) .15 Bài : Xác định thành phần hạt 18 I Phương pháp rây 18 II Phương pháp tỷ trọng kế 20 Bài 1: Nhận biết mô tả đất đá Phân loại mẫu thí nghiệm: Có loại mẫu thí nghiệm: Mẫu nguyên trạng mẫu không nguyên trạng -Mẫu nguyên trạng: Giữ nguyên kết cấu thành phần, trạng thái tính chất tự nhiên Lấy cho loại đất dính: sét, sét pha, cát pha -Mẫu khơng nguyên trạng: Không giữ kết cấu tự nhiên, trạng thái, giữ lại thành phần Lấy cho loại đất rời như: cát, dăm, cuội, sỏi Nhận biết mô tả đất đá *Dựa theo TCVN 2683-2012 Trình tự mơ tả mẫu: Tên đất, màu sắc, trạng thái, tạp chất Các tiêu chí sử dụng để mơ tả đất: Đất loại cát: Tên đất Cuội sỏi Sỏi cuội Hàm lượng kích thướng hạt D > 10mm có hàm lượng hạt> 50% khối lượng hạt D > 5mm có hàm lượng hạt > 50% khối lượng hạt D > 10mm có hàm lượng hạt > 15% khối lượng hạt Sỏi sạn D >5mm có hàm lượng hạt > 50% khối lượng hạt D > 10mm có hàm lượng hạt < 15% khối lượng hạt Sạn sỏi D >2mm có hàm lượng hạt > 50% khối lượng hạt Cát sạn D >2mm có hàm lượng hạt > 25% khối lượng hạt Cát hạt to D > 0.5mm có hàm lượng hạt >50% khối lượng hạt Cát hạt trung D >0.25mm có hàm lượng hạt >50% khối lượng hạt Cát hạt nhỏ D >0.1mm có hàm lượng hạt >75% khối lượng hạt Cát hạt bụi D >0.1mm có hàm lượng hạt < 75% khối lượng hạt Dựa vào thí nghiệm SPT để phân loại trạng thái đất loại cát: N: số búa/30cm đầu      Rất xốp: N < đào dễ dàng Xốp: < N < 10 đào xẻng dễ, dễ đóng SPT Chặt vừa : 10 < N < 30 Đào xẻng khó Chặt : 30 < N < 50 máy xới đào Rất chặt: N > 50 khó đóng SPT Bài tập thực hành: mơ tả mẫu đất đá (nhóm 2) Sét Đất loại sét Dấu hiệu khác Màu sắc Trạng thái -Sờ -Các hạt bụi -Bề mạt nhám tay sét chiếm ưu xù xì cắt Tạp chất Chứa Lẫn vỏ sò hữu Nhận biết trạng Hình thái dạng -Sờ không -Khối hạt mịn -Bề mặt Xám nhẵn đenXám nâuXám Dẻo -Lõm chảykhi ấn Chảy nhẹ -Đất phòi kẽ nhám tay đồng cắt ngón trỏ tay bóp Cảm giác Dạng khối miết đất quan đất sát Cát -Dễ pha cảm -Sờ nhám -Các hạt cát -Bề mặt xù xì nhận có cát tay chiếm ưu cắt Sét pha Tên đất Nhóm đất Dấu hiệu nhận biết Đất loại sét:     Tên đất: Cát hạt trung Màu sắc: vàng hồng Trạng thái: rời Tạp chất: khơng có tạp chất Bài 2: Xác định độ ẩm tự nhiên Khái niệm: Độ ẩm tự nhiên tỷ số nước chứa đất so với khối lượng đất khô tuyệt đối Ký hiệu: W(%) Cơng thức: W= 100% Trong đó: mw: khối lượng nước chứa đất(g) md: khối lượng đất khô(g) Dụng cụ:  Cân kỹ thuật (sai số 0.01g)  Tủ sấy  Bình hút ẩm  Hộp nhôm  Các dụng cụ lấy mẫu: Dao cắt, dao gọt Các bước thực hiện:  Cân hộp nhôm (m0)  Lấy mẫu Cắt khoanh mẫu có bề dày tầm 2cm Cắt bỏ phần đất ngồi rìa chia phần đất bên làm phần Lấy phần đất đối xứng vào hộp thành mẫu 1+4=mẫu hộp số 302 3+2=mẫu hộp số 153  Bỏ mẫu vào hộp nhôm  Đậy nắp, cân hộp nhơm có chứa mẫu (m1)  Mở nắp, sấy 105° 2°C Thời gian sấy: tiếng đổi với cát pha tiếng sét pha 12 tiếng sét  Để nguội bình hút ẩm  Đem cân lại (m2) Tính tốn kết thí nghiệm W=.100% Tiến hành thí nghiệm Ghi thơng tin: Cơng trình: Nhà máy sản xuất hàng may mặc Hố khoan: HK6 Ký hiệu mẫu: UL10 Độ sâu: 11.8 – 20 Số hộp: 302, 153 Mô tả đất: Sét, dẻo cứng, nâu vàng, không lẫn tạp chất STT Số hiệu hộp nhôm 302 153 Khối Khối Khối lượng mẫu lượng mẫu lượng hộp hộp hộp nhôm m0 nhôm sau nhôm m1 (g) sấy m2 (g) (g) 18.40 47.95 42.11 18.14 48.96 42.87 Độ ẩm tự nhiên (%) Độ ẩm trung bình (%) 24.63 24.62 24.625 Bài 3:Xác định khối lượng thể tích tự nhiên(TCVN 4202-2012) Khái niệm: khối lượng thể tích tự nhiên khối lượng đơn vị thể tích đất đá trạng thái tự nhiên Ký hiệu:w(g/cm3) Công thức: w= Trong đó: m: khối lượng mẫu đất(g) V: thể tích mẫu đất(cm3) Dụng cụ:  Cân kỹ thuật  Dao vòng (d=6cm, h=2cm)  Các dụng cụ lấy mẫu: Dao cắt, dao gọt Các bước thực hiện:  Cân dao vòng (m0) (3 cái)  Xác định thể tích dao vòng (V) (3 cái)  Lấy mẫu vào dao vòng Cắt đất thành khoanh có bề dày khoảng 2,5 cm thành mẫu Để dao vòng lên mẫu ấn xuống cho đất ngập dao vòng Gạt bỏ phần đất ngồi dao vòng, lấy phần đất nằm gọn dao vòng  Cân dao vòng chứa mẫu (m1) Tính tốn kết w = Chú ý: Lấy trung bình kết gần Tiến hành thí nghiệm Khối lượng Khối lượng dao vòng thể tích tự chứa nhiên mẫu m1(g) (g/cm3) STT Số hiệu dao vòng Khối lượng dao vòng m0(g) Thể tích dao vòng(cm3) N1A 42.92 113.04 164.18 1.07 49 41.69 113.04 159.69 1.04 1.4 42.46 113.04 162.00 1.06 Khối lượng thể tích tự nhiên trung bình(g/cm3) 1.065 Bài 4: Thí nghiệm cắt trực tiếp Khái niệm: Sức chống cắt tiêu đặc trưng cho độ bền đất loại cát đất loại sét, tức khả chống lại phá hoại kết cấu tự nhiên đất tác dụng ngoại lực Các thông số đặc trưng cho sức chống cắt đất: Góc nội ma sát (độ) Lực dính kết C (kG/cm2) Dụng cụ thí nghiệm :  Máy cắt ứng biến  Bộ phận tăng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên mẫu nhờ hệ thống cánh tay đòn  Vòng ứng biến (kèm theo đồng hồ đo biến dạng vòng ứng biến)  Đồng hồ đo chuyển vị thẳng đứng mẫu trình cắt  Đồng hồ đo chuyển vị ngang mẫu hộp cát Các bước thực  Lấy dao vòng chứa mẫu thí nghiệm đo khối lượng thể tích tự nhiên để làm thí nghiệm  Dùng ốc để vít chặt hộp hộp hộp cắt  Đặt giấy thấm lên mặt dao vòng đựng mẫu đất Đặt dao vòng đựng mẫu đất lên hộp (phía sắc dao vòng ngửa lên trên) Đặt đá thấm lên trên, dùng ngón tay ấn nhẹ mẫu đất xuống đáy hộp Lấy dao vòng khỏi miệng hộp  Đặt nắp tải trọng lên đá thấm, đặt bi truyền lực lên nắp, lắp khung gia tải vào cho cánh tay đòn tương đối nằm ngang  Tác dụng lực pháp tuyến cách đặt cân vào quang treo đầu cánh tay đòn Lực pháp tuyến tác dụng bao gồm tổng khối lượng đá thấm, nắp truyền áp lực, quang treo cân Trị số cấp áp lực thí nghiệm xác định theo tính chất đất, cấp áp lực sau thường gấp đôi cấp áp lực trước Các cấp áp lực : 0.5-1-2 kG/cm2  Gắn đồng hồ đo biến dạng (độ xác 0.01mm) vào vòng ứng biến để đo chuyển vị cắt, chỉnh đồng hồ  Tháo ốc vít, bật cơng tắc, quan sát đồng hồ biến dạng Khi thấy kim đồng hồ dừng lại sau thụt lùi chứng tỏ mẫu đất bị phá hủy Ghi số đo lớn kim đồng hồ đo biến dạng (Rmax)  Gỡ máy theo trình tự ngược lại trình tự lắp đặt : gỡ cân, khung gia tải, đồng hồ đo biến dạng, gỡ nắp, đá thấm, đưa hộp cắt ngoài, bỏ mẫu, lau chùi phận  Tiến hành bước với mẫu lại theo cấp áp lực tăng dần Tính tốn kết thí nghiệm  : =C0.Rmax1 =C0.Rmax2 =C0.Rmax3 Trong : Hệ số hiệu chỉnh vòng ứng biến C0=0.02 (kG/cm2)  Lập đồ thị quan hệ ứng suất cắt áp lực cắt  Xác định góc nội ma sát lực dính kết C Tiến hành thí nghiệm : STT Áp lực thẳng đứng (kG/cm2) Số hiệu dao vòng Hệ số hiệu chỉnh vòng ứng biến C0 (kG/cm2) 0.5 N1A 0.02 49 Số đọc lớn đồng hồ đo biến vạch Rmax (vạch Ứng suất cắt =C0.Rmax (kG/cm2) 17 0.34 21 0.42 1.4 Đồ thị quan hệ ứng suất cắt áp lực cắt Từ đồ thị  C=0.248 (kG/cm2) Tg1===0.16 Tg2===0.14 Tg=0.15  =8 28 0.56 Bài : Xác định khối lượng riêng Khái niệm : Là khối lượng đơn vị thể tích phần hạt rắn, khơ tuyệt đối, xếp chặt xít khơng lỗ rỗng Ký hiệu :s (g/cm3) Công thức : s= Trong : ms : khối lượng phần hạt rắn mẫu đấ t(g) Vs : thể tích phần hạt rắn mẫu (cm3) Dụng cụ thí nghiệm :  Bình tỷ trọng  Cân kỹ thuật  Bếp cát  Bình tia  Phễu  Rây (d=2mm)  Bộ cối, chày sứ Các bước thực  Đặt bình tỷ trọng lên cân đặt cân 0g  Chuẩn bị mẫu : sấy khô giã chày cối sau rây qua rây có d=2mm  Lấy phần đất lọt qua rây  Bỏ mẫu vào bình tỷ trọng (khoảng 15-20g) (m1)  Cho nước đến 1/3 bình lắc  Đun bình bếp cát đến sôi  Để nguội cách cho thêm nước đến cổ bình  Tiếp tục thêm nước đến miệng bình  Đậy nắp cân (m2) m2=Bình tỷ trọng+mẫu+nước  Rửa bình sau đổ đầy nước vào bình đem cân (m3) m3=Bình tỷ trọng+ nước Tính tốn kết s= Tiến hành thí nghiệm STT Số hiệu bình tỷ trọng Khối lượng đất khô (m1) 58 15.06 15.08 Bài : Xác định giới hạn chảy- dẻo Khái niệm : Khối lượng bình tỷ trọng (g) Có đất Có nước nước (m2) (m3) 153.13 144.00 154.53 143.91 Khối lượng riêng s (g/cm3) Từng Trung mẫu bình 2.54 2.96 3.38 Giới hạn dẻo : độ ẩm mà đất chuyển từ trạng cứng sang trạng thái dẻo Giới hạn chảy :là độ ẩm mà đất chuyển từ trạng thái dẻo sang trạng thái chảy Dẻo Chảy Chỉ số dẻo(Id) dùng để phân loại đất thành sét, sét pha, cát pha Độ sệt(B) dùng để xác định trạng thái đât Dụng cụ thí nghiệm  Rây 1mm  Chày cối sứ  Cân kỹ thuật  Dao trộn  Hộp nhôm  Tủ sấy  Xác định giới hạn chảy gồm có dụng cụ : Chùy Valixiep  Xác định giới hạn dẻo gồm có dụng cụ : Kính nhám Các bước thực  Xác định giới hạn chảy : Giã đất chày cối sau rây qua rây 1mm Trộn đất với nước cất trạng thái sệt Dùng que trộn miết đất nhào vào cốc đựng đất cho khơng khe rỗng cốc Gạt mắt đất ngang với thành cốc Đưa đầu nhọn xuyên tới sát mặt đất cốc Thả nón xuyên tự ngập sâu vào đất, sau 5s quan sát vị trí vạch khắc nón xun Nếu vạch khắc nón xuyên cao so mặt đất-độ ẩm đất cốc chưa đạt tới độ ẩm giới hạn chảy Khi dó, lấy đất nhào thêm với nước Nếu vạch khắc nón xuyên bị lún hẳn xuống mặt đất-độ ẩm đất cốc lớn độ ẩm giới hạn chảy Khi đó, lấy đất nhào với đất bột khơ hoăc nhào không cho đất bớt nước Nếu vạch khắc trùng với mặt đất-độ ẩm đất đạt tới độ ẩm giới hạn chảy Cân hộp nhôm (mch0) WchWd Cứng Lấy đất cốc cho vào hộp nhôm (mch1) Làm mẫu để lấy giá trị trung bình  Xác định giới hạn dẻo Giã đất chày cối sau rây qua rây 1mm Trộn đất với nước cất lượng nước so với giới hạn chảy Lấy lượng đất nhỏ lăn kính nhám Khi lắn vê nhẹ lòng bàn tay dây đất Khi đường kính dây đất khoảng 3mm xuất vết rạn nứt độ ẩm giới dẻo dây đạt đến giới hạn Cân hộp nhôm(md0) Cho đất vào hộp nhôm (md1) Làm mẫu để lấy giá trị trung bình  Sau đem mẫu (2 mẫu giới hạn chảy, mẫu giới hạn dẻo) vào tủ sấy  Sau 24h, lấy để nguội  Cân hộp nhôm+đất sau nung hộp (mch2,md2) Tính tốn kết Giói hạn chảy đất :Wch=.100% Giới hạn dẻo đất : Wd=.100% Chỉ số dẻo : Id=Wch- Wd Độ sệt : B= Tiến hành thí nghiệm Số hộp nhơm Chảy Dẻo 252 04 20 114 Khối Khối lượng Khối lượng hộp nhôm+ lượng hộp hộp nhôm đất ướt nhôm+ đất (m0) (m1) khô (m2) 18.47 19.98 19.38 19.43 65.07 51.29 35.30 35.24 Chỉ số dẻo Id=Wch-Wd= 20.54 >17  Đất loại sét Độ sệt : B===-0.089 0.1mm Bộ rây tiêu chuẩn có đường kính tăng dần từ lên theo thứ tự : 0.075-0.25-0.5-1-2-5-10 (mm) Mơ hình rây : Nắp 10 0.5 0.25 0.075 Đáy Dụng cụ thí nghiệm :  Cân kỹ thuật  Chày cối sứ  Bộ rây tiêu chuẩn Các bước thí nghiệm  Chuẩn bị mẫu (đã sấy khô)  Giã mẫu, chia mẫu làm phần  Lấy phần mẫu (2),(3) (1),(4) để làm thí nghiệm (Lấy khoảng 100g mẫu)  Tiến hành rây Tiến hành thí nghiệm : Bảng phần trăm hàm lượng hạt (Tổng m=100g tương ứng 100%) Sai số :100-98.92=1.08% P% P% tích lũy cộng dồn 0.075 2.66 98.92 THÍ NGHIỆM THÀNH PHẦN HẠT 98.92 hàm lượng phần trăm hạt p,(%) 100 96.26 90 80 74.98 70 60 50 48.26 40 30 20 14.34 7.83 10 0.01 1.01 2.01 3.01 đường kính hạt d (mm) Sơ đồ biễu diễn thành phần % hạt Hệ số không đồng : Cu = = 4.01 II Phương pháp tỷ trọng kế Mục đích : Xác định loại hạt đất thành phần hạt Đo vận tốc rơi hạt nước Đường kính lớn rơi nhanh Đường kính nhỏ rơi chậm  Phan loại đất hạt dính Dụng cụ thí nghiệm  Tỷ trọng kế  Ĩng đong 1000ml  Phễu  Bình tam giác 300ml  Nhiệt kế  Bếp cát  Chất phân tán (bazo, pH 9-10)  Nước cất  Cân kỹ thuật  Đồng hồ bấm giây Các bước thực  Chuẩn bị huyền phù (thể vẩn) + Chuẩn bị mẫu (khô tuyệt đối) +Cho qua rây 2mm +Lấy mẫu lọt rây (khoảng 30-40g) +Cho mẫu vào bình tam giác, cho thêm nước cất +Đun bếp cát  Đun sôi xong để nguội 10’ +Cho chất phân tán (Bỏ qua bước này) +Để nguội  Rửa huyền phù +Đổ huyền phù vào rây 0.1mm phễu đặt vào ống đong, rửa châm nước vào ống đong đến 1000ml +Phần rây đem sấy đem rây với d=0.2÷0.5, 0.5÷1,1÷2 +Khuấy 1-2’ +Thả tỷ trọng kế +Đợi ổn định đọc trị số tỷ trọng kế : mức a +Khuấy lần thả tỷ trọng kế mức a +Đọc trị số sau 30’’,1’,2’,5’,30’,1h,2h,6h +Mơ hình rửa huyền phù Rây 0.1mm 1000ml Tính tốn kết  Tính hàm lượng % nhóm hạt có kích thước lớn 0.1mm  Hiệu chỉnh mặt khum nhiệt độ cho số đọc R0 : R=R0+m+C Trong : R0 : Số đọc tỷ trọng kế m :Số hiệu chỉnh nhiệt độ (m=0) C :Số hiệu chỉnh mặt khum Thời gian đọc số tỷ trọng kế 30’’ 1’ 2’ 5’ 30’ 1h 2h Số hiệu chỉnh mặt khum 1.5 1.5 1.3 1.1 1.0 1.0 1.0  Sử dụng tốn đồ Stokes để xác định đường kính hạt  Tính % thành phần hạt xi=.Ri Trong : γs (g/cm3): khối lượng riêng đất; a: % lượng chứa cỡ hạt có d < 0.5mm Nếu khơng có hạt có d > 0.5mm a =100%; m: khối lượng đất trạng thái khô tuyệt đối Thực hành thí nghiệm Hiệu chỉnh mặt khum nhiệt độ:  R1=20+0+1.5=21.5 (30’’)  R2=18+0+1.5=19.5 (1’)  R3=16+0+1.3=17.3 (2’)  R4=11+0+1.1=12.1 (5’)  R5=6+0+1=7 (30’)  R6=5+0+1=6 (1h)  R7=3+0+1=4 (2h)  R8=1+0+1=2 (6h) Toán đồ Stokes  đường kính hạt Thời gian thí nghiệm Số đọc tỷ trọng kế Số hiệu chỉnh mặt khum Nhiệt độ thể vẩn Số hiệu chỉnh nhiệt độ Số đọc cuối Đường kính hạt 30’’ 1’ 2’ 5’ 30’ 1h 2h 6h 20 18 16 11 1.5 1.5 1.3 1.1 1 1 20 20 20 20 20 20 20 20 0 0 0 0 21.5 19.5 17.3 12.1 0.092 0.08 0.045 0.018 Lượng chứa cỡ hạt cộng dồn