Thiết bị, dụng cụ và vật liệu: Để xác định độ ẩm và độ hút ẩm của đất, cần những thiết bị và dụng cụ sau đây: Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ đến 300 °C; Cân kỹ thuật có độ chính xác đến 0,01 g; Cốc nhỏ bằng thuỷ tinh hoặc hộp nhôm có nắp, thể tích lớn hơn hay bằng 30 cm3; Rây có đường kính lỗ 1 mm; Cốc sứ và chày sứ có đầu bọc cao su; Khay men để phơi đất; IV. Các bước tiến hành: 1. Chuẩn bị mẫu: Một mẫu thử có khối lượng khoảng 15 (g). 2. Xác định độ ẩm của mẫu đất: B1: Cho mẫu đất vào cốc nhỏ bằng hộp nhôm. Sau đó nhanh chóng đem cân trên cân kỹ thuật để xác định khối lượng của hộp nhôm với mẫu đất. Hình 1:Mẫu đất xác định độ ẩm B2: Mở nắp cốc hoặc hộp ra và đem làm khô trong tủ sấy ở nhiệt độ quy định cho đến khi khối lượng không đổi. CHÚ THÍCH: 1) Độ ẩm của đất có lượng chứa hữu cơ nhỏ hơn hay bằng 5 % (so với khối lượng đất khô) được phép xác định bằng cách sấy mẫu liên tục một lần ở nhiệt độ (105 ± 2) °C trong thời gian 8 h đối với đất loại sét và 5 h đối với đất loại cát. 2) Khi xác định độ ẩm của đất chứa tạp chất hữu cơ lớn hơn 5 % (so với khối lượng đất khô) thì phải sấy khô ở nhiệt độ (80 ± 2) °C liên tục trong thời gian 12 h đối với loại đất sét và 8 h đối với loại đất cát. Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật 9 | P a g e B3: Sau khi đã sấy đủ thời gian cho mỗi lần như đã nêu ở trên, lấy cốc (hoặc hộp) ra khỏi tủ sấy, khi nguội mẫu, rồi đem cân cốc (hoặc hộp) có đựng mẫu đã nguội trên cân kỹ thuật. B4: Lấy khối lượng nhỏ nhất của cốc (hoặc hộp) có đựng mẫu trong các lần cân của quá trình sấy khô đến khối lượng không đổi làm kết quả cân. CHÚ THÍCH: Nếu khi sấy và cân lại các đất có chứa tạp chất hữu cơ (di tích thực vật...) thấy khối lượng tăng lên thì cũng lấy khối lượng nhỏ nhất làm kết quả cân. 3. Xác định độ hút ẩm của mẫu đất: B1: Chọn mẫu thí nghiệm từ trong mẫu đất ở trạng thái khô gió (phơi khô trong không khí) đã được nghiền nhỏ trong cối sứ và cho qua rây có đường kính lỗ 1 mm. Sau đó, bằng phương pháp chia tư, rải mẫu đất thành một lớp trên tờ giấy dày hoặc trên một tấm gỗ mỏng; dùng dao rạch 2 đường vuông góc với nhau chia bề mặt lớp đất ra thành bốn phần tương đương; lấy mẫu thí nghiệm trong 2 phần đối xứng nhau sau khi đã trộn đều. B2: Lấy khoảng hơn 15 g đất từ mẫu trung bình đã qua phương pháp chia tư cho vào cốc nhỏ bằng thuỷ tinh hoặc hộp nhôm có nắp, rồi tiến hành cân và sấy khô. V. Báo cáo kết quả thí nghiệm: 1. Mô tả loại đất thí nghiệm: Mẫu đất ẩm: cát pha, xám xanh, dẻo cứng Mẫu khô: Đất khô, hạt mịn, màu vàng nhạt. 2. Kết quả thí nghiệm: a. Thí nghiệm xác định độ ẩm: Bảng 1: Kết quả xác định độ ẩm Thí nghiệm xác định độ ẩm Số hiệu hộp Khối lượng đất ướt + hộp (g) Khối lượng đất khô + hộp (g) Khối lượng hộp (g) Giá trị độ ẩm(%) Giá trị độ ẩm TB(%) x6 26.02 23.75 9.46 15.89 16.32 3y 27.83 25.57 12.07 16.74 Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật 10 | P a g e Tính toán sai số: Điều kiện kết quả 2 lần đo: ∆
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO: THÍ NGHIỆM ĐỊA KỸ THUẬT GVHD: PHÙ NHẬT TRUYỀN Nhóm 3-A04 Trần Khương Huy Huỳnh Văn Thạo Huỳnh Bảo Minh 1511295 1513107 1511969 Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 12 năm 2017 Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật MỤC LỤC PHỤ LỤC 1-DANH SÁCH HÌNH PHỤ LỤC 2-DANH MỤC BẢNG BIỂU PHỤ LỤC 3: DANH MỤC BIỂU ĐỒ BÀI THỰC HÀNH (TCVN 4196:2012) ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM VÀ ĐỘ HÚT ẨM TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM I Mục đích thí nghiệm: II Cơ sở lý thuyết: III Thiết bị, dụng cụ vật liệu: IV Các bước tiến hành: V Báo cáo kết thí nghiệm: BÀI THỰC HÀNH (4202:2012) 11 ĐẤT XÂT DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM 11 I Mục đích thí nghiệm: 11 II Cơ sở lí thuyết: 11 III Thiết bị dụng cụ: 13 IV Thực thí nghiệm: 14 V Báo cáo thí nghiệm: 18 BÀI THỰC HÀNH 3(4195:2012) 20 ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM 20 I Phạm vi áp dụng: 20 II Cơ sở lí thuyết: 20 III Thiết bị, dụng cụ vật liệu 21 IV Thực thí nghiệm: 21 V Báo cáo thí nghiệm: 23 BÀI THỰC HÀNH (4197:2012) 24 ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CHẢY VÀ GIỚI HẠN DẺO TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM 24 I Mục đích thí nghiệm: 24 II Cơ sở lí thuyết: 24 III Thiết bị, dụng cụ vật liệu: 24 2|Page Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật IV Các bước tiến hành: 25 V Báo cáo kết thí nghiệm 28 BÀI THỰC HÀNH (4198:2014) 30 ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HẠT TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM 30 I Mục đích thí nghiệm: 30 II Cơ sở lí thuyết: 30 III Thiết bị, dung cu tài liệu: 30 IV Các bước tiến hành 32 V Báo cáo kết thí nghiệm: 36 BÀI THỰC HÀNH ( TCVN 4201:2012) 43 ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ CHẶT TIÊU CHUẨN TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM 43 I Mục đích thí nghiệm: 43 II Cơ sở lý thuyết: 43 III Dụng cụ thiết bị: 43 IV Cách tiến hành thí nghiệm: 44 V Báo cáo kết thí nghiệm: 46 BÀI THỰC HÀNH ( TCVN 4200:2012) 48 ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH NÉN LÚN TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM 48 I Mục đích thí nghiệm: 48 II Cơ sở lý thuyết: 48 III Dụng cụ, thiết bị mẫu: 48 IV Tiến hành thí nghiệm: 49 V Báo cáo kết thí nghiệm: 51 BÀI THỰC HÀNH (TCVN 4199:1995) 54 ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CHỐNG CẮT TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM Ở MÁY CẮT PHẲNG 54 I Mục đích thí nghiệm: 54 II Cơ sở lý thuyết: 54 III Dụng cụ thiết bị: 55 IV Các bước tiến hành thí nghiệm: 55 V Biểu thị kết thí nghiệm: 57 THÍ NGHIỆM 11: UNCONFINED COMPRESSION TEST 60 3|Page Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật I Mục đích thí nghiệm: 60 II Cơ sở lí thuyết: 60 III Thiết bị thí nghiệm: 60 IV Trình tự thí nghiệm: 61 V Kết thí nghiệm: 62 4|Page Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật PHỤ LỤC 1-DANH SÁCH HÌNH Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 1:Mẫu đất xác định độ ẩm 2: Đo đường kính chiều cao dao vòng 14 3: Đo khối lượng dao vòng 14 4:Gọt đất 15 5:Cân khối lượng đất dao vòng 15 6:Cắt hạt lựu để xác định độ ẩm 15 7:Lấy mẫu đất 16 8: Cân khối lượng mẫu 16 9: Ngâm mẫu vào sáp 17 10: Cân mẫu bọc sáp 17 11: Xác định khối lượng mẫu bọc sáp nước 18 12: Ngiền sơ đất 21 13: Cân đất 22 14: Thêm nước vào bình 22 15: Hút chân khơng mẫu đất bình 22 16: Dụng cụ xác định giớ hạn dẻo 24 17:Mẫu đạt đất vừa chạm khất 26 18:Lăn đất thành que có đường kính khoảng 3mm 27 19:Nhào đất với lượng nước vừa đủ 27 20: Một số dụng cụ khác 31 21:Lắc rây khoảng 10p để hạt rơi đểu Tránh để hạt rơi 32 22: Lọc đất qua rây 34 23: Cối đầm 43 24: Đầm đất búa 44 25: Rạch bề mặt đất trước thêm lớp 45 26: Mẫu đất dầm nện xong đem gọt 45 27: Điều chỉnh đồng hồ đo 49 28: Đặt tải trọng theo cấp khác 50 29: Lấy mẫu đất vào dao vòng 55 30: Cho mẫu vào hộp cắt 56 31: Mẫu lắp vào máy cắt phẳng 56 32: Mẫu đất sau thí nghiệm xong 57 33:Máy nén trục máy cắt mẫu 60 34: Đồng hồ đo 61 35: Mẫu sau nén 61 5|Page Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật PHỤ LỤC 2-DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Kết xác định độ ẩm Bảng 2: Kết xác định độ hút ẩm 10 Bảng 3: Xác định độ ẩm đất 18 Bảng 4:: Xác định khối lượng thể tích phương pháp dao vòng 19 Bảng 5:Xác định khối lượng thể tích phương pháp bọc sáp 19 Bảng 6: Xác định độ ẩm đất 23 Bảng 7: Xác định khối lượng riêng 23 Bảng 8:Biểu mẫu xác định độ ẩm đất 28 Bảng 9:Biểu mẫu thí nghiệm xác định độ ẩm, giới hạn dẻo 29 Bảng 10: Biểu mẫu phân tích hạt theo phương pháp rây khơ 40 Bảng 11:Thông số mẫu dụng cụ thí nghiệm 41 Bảng 12: Kết thí nghiệm tỷ trọng kế 41 Bảng 13: Thành phần hạt theo phương pháp tỷ trọng kế 42 Bảng 14:Các thông số kích thước cối đầm 43 Bảng 15: Thí nghiệm đo độ ẩm 47 Bảng 16: Thí nghiệm xác định độ chặt tương đối: 47 Bảng 17: Thí nghệm xác định độ ẩm 52 Bảng 18: Xác định khối lượng thể tích 52 Bảng 19: Kết thí nghiệm nén 52 Bảng 20: Xác định khối lượng thể tích đất dao vòng 57 Bảng 21: Xác định hệ số vòng lực 58 Bảng 22: Kết thí nghiệm sức chống cắt máy cắt phẳng 58 Bảng 23: Ứng suất pháp ứng suất tiếp 59 Bảng 24: Kết thí nghiệm nén đơn 62 PHỤ LỤC 3: DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 1: Đường cong thành phần hạt theo phương pháp rây 40 Biểu đồ 2: Biểu đồ thành phần hạt theo phương pháp tỷ trọng kế 42 Biểu đồ 3: Đường cong độ ẩm 47 Biểu đồ 4: Biểu đồ nén lún 53 Biểu đồ 5: Mối quan hệ USP UST 59 Biểu đồ 6: Biểu đồ mối quan hệ sức kháng nén biến dạng 63 6|Page Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật BÀI THỰC HÀNH (TCVN 4196:2012) ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM VÀ ĐỘ HÚT ẨM TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM I Mục đích thí nghiệm: - Xác định độ ẩm độ hút ẩm đất loại sét loại đất cát phịng thí nghiệm dùng cho xây dựng II Cơ sở lý thuyết: Độ ẩm đất (Moisture) (W): Lượng nước chứa đất, tính phần trăm so với khối lượng đất khô Độ ẩm đất phải xác định trạng thái tự nhiên - Độ ẩm đất (w) tính phần trăm (%) theo cơng thức (1): W m1 m0 100% m0 m (1) Trong đó: m khối lượng cốc nhỏ có nắp, tính gam (g); m0 khối lượng đất sấy khô đến khối lượng khơng đổi cốc nhỏ có nắp, tính gam (g); m1 khối lượng đất ướt cốc nhỏ có nắp, tính gam (g) Kết tính tốn độ ẩm biểu diễn với độ xác đến 0,1 % Lấy giá trị trung bình cộng kết tính tốn lần xác định song song làm độ ẩm mẫu đất Độ hút ẩm đất (Wh), biểu diễn phần trăm (%), tính theo công thức (2): Wh m2 m0 100% m0 m (2) Trong đó: m khối lượng cốc nhỏ có nắp, tính gam (g); m0 khối lượng đất sấy khô đến khối lượng khơng đổi cốc nhỏ có nắp, tính gam (g); m2 khối lượng đất trạng thái khơ gió cốc có nắp, tính gam (g) Kết tính tốn độ hút ẩm biểu diễn với độ xác tới 0,01 % Độ chênh lệch lần xác định song song không lớn 0,1 % Lấy trị số trung bình cộng kết lần xác định song song làm độ hút ẩm đất 7|Page Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật III Thiết bị, dụng cụ vật liệu: Để xác định độ ẩm độ hút ẩm đất, cần thiết bị dụng cụ sau đây: - Tủ sấy điều chỉnh nhiệt độ đến 300 °C; - Cân kỹ thuật có độ xác đến 0,01 g; - Cốc nhỏ thuỷ tinh hộp nhơm có nắp, thể tích lớn hay 30 cm3; - Rây có đường kính lỗ mm; - Cốc sứ chày sứ có đầu bọc cao su; - Khay men để phơi đất; IV Các bước tiến hành: Chuẩn bị mẫu: - Một mẫu thử có khối lượng khoảng 15 (g) Xác định độ ẩm mẫu đất: - B1: Cho mẫu đất vào cốc nhỏ hộp nhơm Sau nhanh chóng đem cân cân kỹ thuật để xác định khối lượng hộp nhơm với mẫu đất Hình 1:Mẫu đất xác định độ ẩm - B2: Mở nắp cốc hộp đem làm khô tủ sấy nhiệt độ quy định khối lượng khơng đổi CHÚ THÍCH: 1) Độ ẩm đất có lượng chứa hữu nhỏ hay % (so với khối lượng đất khô) phép xác định cách sấy mẫu liên tục lần nhiệt độ (105 ± 2) °C thời gian h đất loại sét h đất loại cát 2) Khi xác định độ ẩm đất chứa tạp chất hữu lớn % (so với khối lượng đất khơ) phải sấy khơ nhiệt độ (80 ± 2) °C liên tục thời gian 12 h loại đất sét h loại đất cát 8|Page Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật - - B3: Sau sấy đủ thời gian cho lần nêu trên, lấy cốc (hoặc hộp) khỏi tủ sấy, nguội mẫu, đem cân cốc (hoặc hộp) có đựng mẫu nguội cân kỹ thuật B4: Lấy khối lượng nhỏ cốc (hoặc hộp) có đựng mẫu lần cân trình sấy khô đến khối lượng không đổi làm kết cân CHÚ THÍCH: Nếu sấy cân lại đất có chứa tạp chất hữu (di tích thực vật ) thấy khối lượng tăng lên lấy khối lượng nhỏ làm kết cân Xác định độ hút ẩm mẫu đất: - B1: Chọn mẫu thí nghiệm từ mẫu đất trạng thái khơ gió (phơi khơ khơng khí) nghiền nhỏ cối sứ cho qua rây có đường kính lỗ mm Sau đó, phương pháp chia tư, rải mẫu đất thành lớp tờ giấy dày gỗ mỏng; dùng dao rạch đường vng góc với chia bề mặt lớp đất thành bốn phần tương đương; lấy mẫu thí nghiệm phần đối xứng sau trộn B2: Lấy khoảng 15 g đất từ mẫu trung bình qua phương pháp chia tư cho vào cốc nhỏ thuỷ tinh hộp nhơm có nắp, tiến hành cân sấy khô Báo cáo kết thí nghiệm: - V Mơ tả loại đất thí nghiệm: - Mẫu đất ẩm: cát pha, xám xanh, dẻo cứng - Mẫu khô: Đất khô, hạt mịn, màu vàng nhạt Kết thí nghiệm: a Thí nghiệm xác định độ ẩm: Bảng 1: Kết xác định độ ẩm Thí nghiệm xác định độ ẩm Khối lượng Khối lượng Số hiệu hộp đất ướt + hộp đất khô + hộp (g) (g) x6 26.02 23.75 Khối lượng hộp (g) Giá trị độ ẩm(%) 9.46 15.89 Giá trị độ ẩm TB(%) 16.32 3y 27.83 25.57 12.07 16.74 9|Page Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật Tính tốn sai số: Điều kiện kết lần đo: ∆𝑥 = ∆𝑥 = |15.89−16.74| 16.32 |𝑥1 −𝑥2 | 𝑥𝑡𝑏 ∗ 100 ≤ 10% = 5.2% < 10% => Thỏa mãn điều kiện Sai số hai lần đo: ∆𝑥 = |15.89 − 16.74| = 0.85% Biểu thị kết quả: 𝑊 = 16.32 ± 0.85 (%) b Thí nghiệm xác định độ hút ẩm: Bảng 2: Kết xác định độ hút ẩm Thí nghiệm xác định độ hút ẩm Số hiệu hộp Khối lượng đất ướt + hộp (g) Khối lượng đất khô + hộp (g) Khối lượng hộp (g) Giá trị độ ẩm(%) x30 27.95 27.93 12.75 0.132 Giá trị độ ẩm TB(%) 0.196 x15 25 24.96 9.43 0.26 Tính tốn sai số: Sai số kết lần đo: ∆𝑥 ≤ 0.1% = 0.1% x 0.26 0.132 0.064% => Thỏa mãn điều kiện Biểu thị kết quả: 𝑊ℎ = 0.196 ± 0.064 (%) 10 | P a g e Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật IV Chuẩn bị mẫu: - Đối với mẫu nguyên trạng, chuẩn bị mẫu thí nghiệm cần hạn chế đến mức thấp tổn thất lượng nước bốc va chạm +Sau lấy mẫu vào dao vòng phải gạt mặt mặt mép dao Nhưng chổ lõm mặt phải lấp đầy đất dư mẫu ( ý khơng lấy đất có sạn sỏi) +Lau mẫu đát cân với độ xác 0,01 g để xác định độ ẩm KLTT trước nén - Đối với mẫu khơng ngun trạng lấy mẫu trung bình có khối lượng khoảng 200 g từ đất nghiền sơ để chế bị mẫu khoảng 10 g để xác định độ ẩm ban đầu W1 Tiến hành thí nghiệm: - Sau chuẩn bị mẫu xong, lấy hộp nén khỏi bàn máy lắp mẫu vào Trước lắp mẫu cần bôi lớp dầu máy vađơlin mặt ngồi dao vịng thành hộp nén Trên hai mặt mẫu đất phải đặt hai tờ giấy thấm làm ẩm trước Mẫu đặt giữa, đá thấm phải thấm ướt trước phía nén truyền tải trọng - Đặt hộp nén lắp xong mẫu lên bàn nén, cân hệ thống tăng tải đối trọng đặt hộp vào điểm truyền lực; Lắp đồng hồ đo biến dạng điều chỉnh him đồng hồ vị trí ban đầu hặc vị trí số Hình 27: Điều chỉnh đồng hồ đo - Tăng tải trọng theo dõi biến dạng mẫu Theo dõi biến dạng nén đồng hồ biến dạng cấp tải trọng sau 15s tăng tải Khoảng thời gian đọc biến dạng nén lần sau lấy gấp đôi so với lần đọc trước: 15s, 30s, 1min, min, min, min, 15 min, 30 min, 1h, 2h, 4h, 8h kể từ lúc bắt đầu thí nghiệm ổn định theo quy ước 49 | P a g e Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật Hình 28: Đặt tải trọng theo cấp khác - - Khi khơng cần đo tốc độ lún đọc biến dạng nén ứng với cấp tải trọng thời điểm 10 min; 20 min; 30 min; 1h; 2h; 3h; 4h đạt ổn định quy ước Tải trọng cần thiết để tác dụng lên mẫu áp lực tính Niutơn (N) theo công thức sau: F mc p - - - f Trong đó: mc trọng lượng nén, bi đá thấm mẫu, tính Niutơn (N); F diện tích mẫu, tính mét vng (m2); σ áp lực tác dụng lên mẫu, tính Pascal (Pa); f tỷ lệ cánh tay đòn hệ thống truyền lực Dùng khăn ướt phủ lên mẫu để khỏi bị khô Nếu mẫu tự nhiên bão hịa nước, đổ thêm nước cho ngập mẫu Sau ổn định lún cấp cuối thấm hút hộp nén, dỡ tải trọng giá treo , nâng hệ thống truyền lực lên, lấy hộp nén ra, nhắc tryền lực đá thấm bên mẫu đất, sau lấy dao vịng khỏi hộp nén Xác định khối lượng thể tích độ ẩm mẫu sau nén; dùng vãi giấy thấm khơ lau nước; đem cân dao vịng có đất ẩm đo thể tích mẫu đat, sau sấy khơ tồn mẫu; đem cân lên cân kỹ thuật với độ xác 0,01 g để tìm khối lượng khô Sau dở hết cấp tải cuối biến dạng khôi phục ổn định, lấy dao vịng có đất khỏi máy nén Thí nghiệm xong, phải kiểm tra bôi trơn dầu mỡ tất chi tiết máy để chống gỉ 50 | P a g e Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật V Báo cáo kết thí nghiệm: Tính tốn đặc trưng vật lý đất: - Độ ẩm trước thí nghiệm (W0) tính phần trăm, theo công thức: W0 - m1 m3 100 m3 md Khối lượng thể tích trước thí nghiệm ( ) tính gam xentimét khối (g/cm3), theo cơng thức: 0 - Hệ số rỗng ban đầu đất đất (e0) tính theo cơng thức: e0 - p (1 0, 01W0 ) W0 p 100 e0 100 0,848 (0,5 H ) 104 t90 60 Trong đó: 0,848 yếu tố thời gian ( thường kí hiệu t50) ứng với mức độ cố kết thấm 50% H chiều cao mẫu(cm) t90 ứng với mức độ cố kết thấm 90% Hệ số thấm(m/s): C n a Kp - 1 Trong đó: md khối lượng dao vịng, tính gam (g); m1 khối lượng dao vịng có đât ướt trước thí nghệm, tính gam (g); m2 khối lượng dao vịng có đất sau thí nghiệm, tính gam (g); m3 khối lượng dao vịng có đất sau sấy khơ, tính gam (g); p khối lượng riêng đất, tính gam xentimet khối (g/cm3); V thể tích dao vịng, tính xentimet khối (cm3) Hệ số cố kết: C - 0 Mức độ bão hòa nước trước thí nghiệm (G0) tính phần trăm, theo công thức: G0 - m1 md V etb Hệ số nén (1/Pa): an 1,n en 1 en n n 1 Trong đó: en-1 hệ số rỗng cấp tải trọng thứ n-1; en hệ số rỗng cấp tải trọng thứ n; σn-1 áp lực nén thẳng đứng cấp thứ n-1; σn áp lực nén thẳng đứng cấp thứ n; 51 | P a g e Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật Kết thí nghệm: - Xác định độ ẩm: Bảng 17: Thí nghệm xác định độ ẩm Thí nghiệm xác định độ ẩm - Số hiệu mẫu Khối lượng đất ướt + hộp (g) Khối lượng đất khô + hộp (g) 32 31 23.92 Khối lượng hộp (g) Giá trị độ ẩm % 16.39 94.02% Xác định khối lượng thể tích: Bảng 18: Xác định khối lượng thể tích Biểu mẫu xác định khối lượng thể tích dao vịng - Số hiệu mẫu Thể tích dao vịng 30 57.89 Từ ta có: e0 p (1 0, 01W0 ) 0 Khối lượng Dao vòng Dao vòng + (g) đất (g) 34.79 121 1 2.67(1 0.01 94.02) 2.477 1.49 en - Khối lượng thể tích (g/cm3) 1.49 h (1 e0 ) h0 Với h0 độ cao ban đầu mẫu h0= 19.6mm Thí nghiệm nén: Bảng 19: Kết thí nghiệm nén Các cấp áp lực nén 25 50 100 200 54 106 211.5 212.9 Biến dạng tổng (mm) 0.54 1.06 2.12 2.13 Biến dạng máy (mm) 0.19 0.35 0.6 0.75 Biến dạng đất (mm) 0.35 0.71 1.52 1.38 en 0.062089 0.125953 0.268758 0.244632 en e0 en 2.414911 2.351047 2.208242 2.232368 Hệ số nén a 0.00248357 0.002519 0.002688 0.001223 Số đọc (vạch) 52 | P a g e Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật Ta vẽ biểu đồ lún: Biểu đồ nén Độ lỗ rỗng đất(e) - 2.5 2.45 2.4 2.35 2.3 2.25 2.2 2.15 50 100 150 Cấp áp lực nén (kPa) 200 250 Biểu đồ 4: Biểu đồ nén lún 53 | P a g e Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật BÀI THỰC HÀNH (TCVN 4199:1995) ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CHỐNG CẮT TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM Ở MÁY CẮT PHẲNG I Mục đích thí nghiệm: - Xác định sức chống cắt đất loại sét đất loại cát có kết cấu nguyên chế bị phịng thí nghiệm , máy cắt theo mặt phảng định trước, dùng cho xây dựng II Cơ sở lý thuyết: Khái niệm: - Sức cống cắt đất () phản lực ngoại lực ứng với lúc đất bắt đầu bị phá hoại trượt lên theo mặt phẳng định - Sức chống cắt loại đất không giống nhau, tùy theo trạng thái vật lý (mức độ phá hoại kết cấu tự nhiên, độ chặt, độ ẩm), điều kiện thí nghiệm (phương pháp thí nghiệm, cấu máy móc, kích thước mẫu thí nghiệm…) - Sự phá hoại bắt đầu xảy ứng suất tiếp vượt sức chống cắt bên khối đất: tan( ) C Chú ý: để nhận kết tin cậy nhất, thí nghiệm xác định sức chống cắt phảitiến hành điều kiện gần giống với điều kiện làm việc đất cơngtrình thân cơng trình Phương pháp thí nghiệm tính tốn: - Sức chống cắt mẫu đất ứng suất tiếp tuyến nhỏ nhất, tính theo cơng thức: - Q F Với ứng suất này, mẫu đất bị cắt theo mặt phẳng định trước áp lực thẳng đứng V theo cơng thức: P F Trong : P Q lực pháp tuyến lực tiếp tuyến với mặt cắt, tính Niutơn; F diện tích mặt cắt, tính centimét vng Quan hệ sức chống cắt áp lực thẳng đứng mặt phẳng cắt biểu diễn phương trình: tan( ) C 54 | P a g e Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật III - - IV - Trong đó: tan( ) góc ma sát đất; C lực dính đơn vị đất loại sét, thông số tuyến tính đất loại cát, tính Niutơn mét vuông hay (KG/cm2) Để xác định giá trị tg C đất, cần phải tiến hành xác định ứng với trị số khác phương pháp thí nghiệm Chú thích : Để tìm giá trị tính tốn tg C đất thuộc lớp, cần phải có lần xác định cho giá trị V phương pháp thí nghiệm Dụng cụ thiết bị: Các máy cắt: + Máy cắt có lực tác dụng trực tiếp + Máy cắt có lực tác dụng gián tiếp Hộp cắt gồm phần di động phần không di động Tấm nén truyền lực Đồng hồ đo độ biến dạng đứng biến dạng ngang có độ xác 0,01mm Dao vịng cắt, nén máy ứng lực Máy dùng để nén Các loại cân tăng lực 1Kg/cm3, 2Kg/cm3, 3Kg/cm3 Dao thái Các bước tiến hành thí nghiệm: Mơ tả sơ mẫu đất thí nghiệm Dùng dao vịng lấy mẫu đất (chú ý mặt mặt dao vòng phải gọt phẳng, ngang mép với dao vòng xung quanh phải lau sạch) Hình 29: Lấy mẫu đất vào dao vòng - Đem dao vòng đến máy chuẩn bị cắt, đặt khuôn máy miếng đá thấm, đến giấy thấm, chỉnh khuôn máy khớp với dao vòng, đặt dao vòng 55 | P a g e Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật khn lên máy mẫu đất rơi xuống vòng tròn máy, đặt miếng giấy thấm lên bề mặt mẫu, sau đặt tiếp miếng đá thấm lên trên, sau đậy nắp lại, cố định mẫu vào máy hai đinh kim loại Hình 30: Cho mẫu vào hộp cắt - - Dịch chuyển nén máy đến sát hộp đựng mẫu điều chỉnh đồng hồ máy "0" Sau đặt tài lên nắp hộp đựng mẫu điều chỉnh thăng phía cho nằm ngang Lấy hai đinh kim loại cố định mẫu quay tay quay để truyền lực cho nén tác động vào máy Hình 31: Mẫu lắp vào máy cắt phẳng - Khi kim đồng hồ không tăng, ta ghi lại giá trị đồng hồ đo Thay tải trọng lập lại bước 56 | P a g e Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật Hình 32: Mẫu đất sau thí nghiệm xong V - Biểu thị kết thí nghiệm: Xác định khối lượng thể tích đất dao vịng: Bảng 20: Xác định khối lượng thể tích đất dao vịng Biểu mẫu XĐ khối lượng thể tích phương pháp dao vòng Khối lượng Dao vòng (g) Dao vịng +đất (g) Khối lượng thể tích (g/cm3) 58.36 42.38 160.55 2.02 58.27 43.08 160.57 2.02 Số hiệu Thể tích dao vịng (cm3) 34 10 Khối lượng thể tích tb (g/cm3) Ghi 2.03 28 58.71 42.78 163.98 2.06 58.29 42.89 160.58 2.02 57 | P a g e Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật - Các định hệ số vịng lực theo cơng thức: P PR C i i i F Trong đó: P cấp tải trọng truyền lên vòng đo lực, tính Niutơn hay Kg; R trị trung bình số đọc ( biến dạng vịng đo lực ngang) ứng với cấp tải trọng P tính 0,01 mm; F diện tích mặt cắt dao vịng, tính xentimet vng (cm2) F=30cm2 Bảng 21: Xác định hệ số vòng lực P C P R P(Kg) R(vạch) 17 12 25.9 20 43 28 60 i i i 42 82 122 202 282 F 17 25,9 12 43 20 28 60 30 0, 0155 - Vậy C = 0,0155 (Kg/vạch) Kết thí nghiệm sức chống cắt máy cắt phẳng: Bảng 22: Kết thí nghiệm sức chống cắt máy cắt phẳng Biểu mẫu xđ sức chống cắt máy cắt phẳng Số hiệu Ứng suất pháp (kg/cm2) Số vạch Hệ số vòng lực Ứng suất tiếp (kg/cm2) 34 0.5 33 0.0155 0.5115 10 39 0.0155 0.6045 28 67 0.0155 1.0385 133 0.0155 2.06 Ta có: Quan hệ sức chống cắt áp lực thẳng đứng mặt phẳng cắt biểu diễn phương trình: tan( ) C 58 | P a g e Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật Ta nội suy từ bảng số liệu: Bảng 23: Ứng suất pháp ứng suất tiếp Ứng suất pháp kN/m2 Ứng suất tiếp kN/m2 0.5 0.5115 0.6045 1.0385 tan( ) 0,3631 1957 ' C 0, 2945 Biểu đồ mối quan hệ ứng suất pháp ứng suất tiếp: Quan hệ sức chống cắt áp lực thẳng đứng 1.2 Ứng suất tiếp (kN/m) - 1.1 τ= 0.3631σ + 0.2945 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 Ứng suất pháp(kN/m) Biểu đồ 5: Mối quan hệ USP UST 59 | P a g e Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật THÍ NGHIỆM 11: UNCONFINED COMPRESSION TEST Mục đích thí nghiệm: I - Quan sát hành vi đá hay đất hạt tác dụng lực nén truc nở hơng tự do, từ biết mối quan hệ ứng suất pháp với biến dạng mẫu Cơ sở lí thuyết: II - Sức kháng nén trục nở hông tự qu lực tải P đơn vị diện 𝑃 tích mẫu A chịu tác dụng nén: 𝑞𝑢 = 𝐴 - Khi mẫu chịu tác dụng ứng suất thẳng đứng nở hơng tự do, diện tích mẫu chịu tác dụng lực biến đổi theo công thức sau: 𝐴= 𝐴0 1−ℇ A0: Diện tích bề mặt chịu tác dụng tải P ban đầu (cm2) ℇ : Biến dạng mẫu theo phương thẳng đứng= 𝑞𝑈 Biến đổi chiều dài ∆L Chiều dài ban đầu L0 ứng suất σ3=0 góc ma sát ϕ = - Sức kháng cắt S = CU = - Đường bao phá huỷ trường hợp đường thẳng τ = CU III Thiết bị thí nghiệm: Hình 33:Máy nén trục máy cắt mẫu Đồng hồ đo biến dạng, đồng hồ đo lực Dao cắt gọt, lon đo độ ẩm,… 60 | P a g e Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật Trình tự thí nghiệm: IV - Áp dụng tiêu chuẩn ASTM D-2166-00 Cắt mẫu máy cắt cho mẫu đạt kích thước chuẩn vừa với khung thép trịn, chiều cao mẫu/ đường kính mẫu khoảng đến 2.5 Đo xác kích thước mẫu: chiều cao, đường kính Mẫu đất thừa xác định độ ẩm, khối lượng thể tích ướt, khối lượng thể tích khơ Đưa mẫu cắt vào máy nén, kiểm tra kim đồng hồ đo biến dạng, đo lực nén 0, máy bắt đầu nén, quan sát đọc giá trị đồng hồ, giá trị đồng hồ không đổi, bắt đầu giảm hay biến dạng > 20% từ giá trị đồng hồ lực bắt Hình 34: Đồng hồ đo Hình 35: Mẫu sau nén 61 | P a g e Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật Kết thí nghiệm: V - Kích thước mẫu: Đường kính D= 3.8cm, Chiều cao mẫu ban đầu L0= 7.8cm Diện tích tiết diện ban đầu A0= 11.3411cm2 Hệ số vòng lực C= 0.273 kgf/vạch Cách tính tốn số liệu thí nghiệm: +∆L: Khoảng bị nén, đọc số vạch đồng hồ đo biến dạng (0.01mm) +Strain(ℇ): Phần trăm biến dạng mẫu so với chiều dài ban đầu mẫu (%) +Area: Diện tích chịu tác dụng lực, A0= 11.3411 cm2, Ai= 𝐴0 1−ℇ (cm2) +Reading: giá trị đọc đồng hồ lực (vạch) +Load: lực nén = Reading* Hệ số vòng lực C (kgf) +Stress: Sức kháng nén= Load/ Area (kgf/cm2) Bảng 24: Kết thí nghiệm nén đơn ∆L 20 40 60 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 520 560 600 640 680 720 760 800 840 880 920 Strain 0.2564 0.5128 0.7692 1.0256 1.5385 2.0513 2.5641 3.0769 3.5897 4.1026 4.6154 5.1282 5.641 6.1538 6.6667 7.1795 7.6923 8.2051 8.7179 9.2308 9.7436 10.256 10.769 11.282 11.795 Area Reading Load Stress 11.341 0 11.37 15 4.095 0.3602 11.4 20 5.46 0.479 11.429 25 6.825 0.5972 11.459 32 8.736 0.7624 11.518 41 11.193 0.9718 11.579 50 13.65 1.1789 11.64 59 16.107 1.3838 11.701 65 17.745 1.5165 11.763 73 19.929 1.6942 11.826 82 22.386 1.8929 11.89 88 24.024 2.0205 11.954 95 25.935 2.1695 12.019 100 27.3 2.2714 12.085 105 28.665 2.372 12.151 110 30.03 2.4714 12.218 115 31.395 2.5695 12.286 120 32.76 2.6664 12.355 124 33.852 2.74 12.424 125 34.125 2.7466 12.494 126 34.398 2.7531 12.565 128 34.944 2.781 12.637 130 35.49 2.8084 12.71 132 36.036 2.8353 12.783 133 36.309 2.8403 12.858 133 36.309 2.8239 62 | P a g e Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật Biểu đồ mối quan hệ sức kháng nén biến dạng mẫu nén trục nở hông tự Stress kgf/cm2 2.5 1.5 0.5 0 10 12 Strain(%) Biểu đồ 6: Biểu đồ mối quan hệ sức kháng nén biến dạng Nhận xét: Khi cắt mẫu không để mẫu bị nén, sai số trình thực nguyên nhân đọc số đồng hồ đo 63 | P a g e ... B5: Lấy mẫu hút chân khơng cân lại ghi vào tờ thí nghiệm 22 | P a g e Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật V Báo cáo thí nghiệm: - Mơ tả loại đất thí nghiệm: Đất vàng, cứng - Phương pháp thử sử dụng:... thuyết: 60 III Thiết bị thí nghiệm: 60 IV Trình tự thí nghiệm: 61 V Kết thí nghiệm: 62 4|Page Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật PHỤ LỤC 1-DANH SÁCH HÌNH... nghiệm: 55 V Biểu thị kết thí nghiệm: 57 THÍ NGHIỆM 11: UNCONFINED COMPRESSION TEST 60 3|Page Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật I Mục đích thí nghiệm: 60 II Cơ sở