2 2 huong dan thi nghiem 3 truc so do UU

HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM CẮT BA TRỤC SƠ ĐỒ UU Nguyên tắc phương pháp gồm việc xác định sức kháng chắt khơng nước mẫu đất dính mẫu chịu tác động áp lực hông không đổi, đồng thời chịu tác dụng tải trọng dọc trục không cho phép thay đổi tổng độ ẩm mẫu Thí nghiệm dùng để xác định độ bền khơng nước cu thích hợp cho đất sét bão hòa, =0 Quy trình thí nghiệm cắt nhanh khơng cố kết (UU) Điều kiện thí nghiệm Những điều kiện thí nghiệm sau phải rõ trước bắt đầu thí nghiệm: a) Kích thước mẫu; b) Số lượng mẫu thí nghiệm; c) Áp lực hơng Hình.Máy nén trục CHÚ THÍCH: 1) Đối với tập hợp thí nghiệm có mẫu tương tự đất ngun trạng cố kết bình thường áp lực hơng vào khoảng 0,5 v; 1,0 v; 2,0 v 2) Trong đó: v - Tổng ứng suất thẳng đứng trường, áp lực sử dụng nên bao trùm khoảng ứng suất thẳng đứng có khả xảy đổi với đất trường 3) Đối với đất sét cố kết, áp lực hông thấp thường không nhỏ tổng ứng suất thẳng đứng trường Chuẩn bị mẫu thí nghiệm Thí nghiệm tiến hành máy nén trục với mẫu hình trụ thẳng có chiều cao xấp xỉ hai lần đường kính Đường kính mẫu dao độngt từ 38mm đến 100 mm CHÚ THÍCH: 1) Đường kính mẫu cần lựa chọn dựa đặc tính đất kích thước hạt lớn có mặt mẫu Những mẫu với đường kính mẫu 38 mm thường phù hợp loại đất dính hạt mịn, đồng Nói chung nên sứ dụng kích thước mẫu lớn Thí nghiệm khơng áp dụng cho mẫu đường kính nhỏ 35mm 2) Trong thí nghiệm, mẫu bọc màng cao su không thấm nước hai nắp không thấm nước đặt buồng ba trục, tạo áp lực buồng (3) nước Lực Trang nén dọc trục tăng lên với tốc độ biến dạng không đổi mẫu phá hủy thường khoảng thời gian từ phút đến 15 phút  Mẫu thí nghiệm: Mẫu hình trụ phải có chiều cao khoảng hai lần đường kính với hai đầu phẳng vng góc với trục Kích thước hạt lớn đất khơng lớn phần năm đường kính mẫu Thơng thường tập hợp mẫu mẫu CHÚ THÍCH: Nếu sau thí nghiệm nhận thấy mẫu chứa nhiều hạt có kích thước lớn kích thước khối lượng hạt cần ghi rõ  Chuẩn bị mẫu - Tháo mẫu từ ống lấy mẫu vật đựng mẫu cẩn thận xem xét mẫu để biết rõ trạng thái Ghi nhận dấu hiệu mẫu bị mềm cục bộ, xáo động, có hạt lớn bất đồng khác Nếu khuyết tật khơng thể tránh phải sử dụng mẫu khác thay để chuẩn bị mẫu cho thí nghiệm CHÚ THÍCH: Nếu khuyết tật xảy cách tự nhiên cần phải sử dụng mẫu thí nghiệm lớn để đại diện cho đất nói chung - Bảo vệ mẫu đất khỏi bị ẩm trình chuẩn bị mẫu - Phương pháp chuẩn bị mẫu phụ thuộc vào kiểu mẫu thu kích thước mẫu thí nghiệm cần thiết Các phương pháp chuẩn bị cho loại mẫu sau: - Mẫu có đường kính đường kính ống lấy mẫu: đặt mẫu giá giữ mẫu sử dụng dụng cụ đùn ép mẫu ống đủ chiều dài yêu cầu - Mẫu gọt tay từ mẫu khối: Sử dụng dao gọt có dạng cưa dây, đường kính dây khơng lớn 0,4mm Mẫu đất đặt lên giá giữ mẫu xoay trình gọt mẫu Dùng dao gọt đến đường kính cần thí nghiệm - Mẫu tạo từ dụng cụ dao lấy mẫu dạng hình trụ thành mỏng từ khối mẫu: Sử dụng dao lấy mẫu có tỷ số diện tích A nhỏ 20 % (xem thích) Chiều dài dao lớn 1,5 lần chiều dài yêu cầu mẫu thử Mẫu đất đặt lên giá giữ mẫu, dùng dao ấn từ từ mẫu đến đủ chiều dài cần thí nghiệm CHÚ THÍCH: tỷ số diện tích A tỷ số thể tích đất bị ống mẫu chiếm chỗ thể tích mẫu, theo cơng thức sau: A D02  D12 *100 D12 Trong đó: A tỷ số diện tích, tính phần trăm (%) Do đường kính ngồi dao, tính mm; D1 đường kính dao, tính mm Trang Cắt bỏ phần đất bị xáo trộn phần đầu đáy mẫu đủ chiều cao theo yêu cầu thí nghiệm Đo chiều dài Lo (mm), đường kính Do (mm) cân khối lượng m (g) cho mẫu chuẩn bị với xác cần thiết để tính tốn khối lượng thể tích tự nhiên, xác tới ±1 % Sau chuẩn bị mẫu đất thí nghiệm xong, bẻ phần lại mẫu đất ghi lại mô tả chi tiết kết cấu đất Lắp mẫu vào buồng mẫu trục Trình tự lắp: - Đặt đá thấm bão hòa nước lên đáy bệ mẫu  đặt giấy thấm lên đá thấm  đặt mẫu lên giấy thấm  đặt giấy thấm lên mặt mẫu  đặt đá thấm lên giấy thấm  đặt đế mẫu lên đá thấm - Lắp màng cao su vào ống lắp mẫu Hút hết khí khỏi khoảng khơng gian màng cao su ống lắp mẫu Khóa ống hút khí lại - Lắp ống lắp mẫu (có màng cao su) vào mẫu Mở khóa ống hút khí Kéo cho đầu màng cao su bao bọc đế mẫu đế mẫu Tháo ống lắp mẫu, lúc màng cao su ôm chặt lấy mẫu - Lắp vòng cao su (màu đen) vào khấc đế mẫu (02 vòng cao su) đế mẫu (02 vòng cao su) - Lắp ống cao su kết nối giữ van 25 đế mẫu - Lắp nắp buồng ba trục Khi lắp ý trục gia tải nắp buồng ba trục Cần khóa vị trí cao để lắp nắp buồng trục vào trục gia tải khơng chạm vào mẫu - Tháo khóa trục gia tải, cho tiếp xúc với đế mẫu (chỗ chỏm cầu lõm) Khóa trục gia tải lại - Lắp cố định buồng ba trục Chú ý: Khi lắp mẫu vào buồng trục không ảnh hưởng đến mẫu Làm đầy nước vào buồng trục Nối ống dẫn nước vào van số 24 Mở van 24 van thơng khí bình ba trục Làm đầy nước nước khỏi van thơng khí Khóa van 24 Lắp bình trục lên bệ máy S301 - Lắp bình trục lên bệ máy - Di chuyển xà ngang khung máy cho đầu vòng ứng biến tiếp xúc với viên bi (được đặt trục gia tải) Khóa chặt xà ngang (chú ý đến thăng xà ngang thao tác) - Lắp đồng hồ đo chuyển vị, tháo khóa trục gia tải - Lắp đặt đường ống: Trang Lắp đường ống số 36 vào van 24 Mở van 24 Khóa van 23, 25 26 Cài đặt thơng số cho thí nghiệm - Bật máy S301 - Quy “0” vị trí máy: Ấn vào núm điều chỉnh (núm màu vàng vừa xoay vừa ấn) Một cửa sổ kéo xuống, dùng chức xoay trỏ tới vị trí Position zeroing (hàng thứ 3) Ấn vào núm xoay Màn hình lúc vị trí máy hiểu vị trí “0” (Position: 0.000 mm) - Cài đặt thông số cắt: Ấn vào núm điều chỉnh (màu vàng) Một cửa sở kéo xuống, dùng chức xoay trỏ tới vị trí Cycle (hàng thứ nhất) Ấn vào núm xoay Một cửa sổ cho phép cài đặt thông số cắt: + Test speed: Tốc độ căt Với thí nghiệm UU Nên đặt 1mm/ phút + Reset speed: Tốc độ quay trở lại Nên để theo mặc định + Manual speed: Tốc độ dịch chuyển máy tay Nên để theo mặc định + Stop Excursion: Máy tự động dừng lại đạt tới giá trị cài đặt Nó khoảng mẫu bị nén Nên đặt từ 15%-20% chiều cao mẫu Hình 3.6 Các nút điều khiển Dùng chức xoay để dịch chuyển trở tới thông số muốn thay đổi, ấn vào núm xoay Dùng chức xoay để thay đổi Ấn vào nút xoay lần để xác nhận thay đổi đo Di chuyển tới thông số khác muốn Để khỏi hình cài đặt thơng số trở lại hình chỉnh, xoay đến vị trí “OK” ấn vào núm xoay Tiến hành thí nghiệm 7.1 Điều chỉnh van bơm - Bơm tay số 19 phải trang thái chứa đầy nước bơm trước tiến hành thí nghiệm - Khóa van thơng khí bình trục Trang - Mở van số 1, 3, 9, 10, 11, 13, 21, 24 - Đóng van số 2, 4, 12 7.2 Tạo áp lực buồng - Dùng bơm tay số 19 để tạo áp suất buồng tới gấn cấp áp lực cần thí nghiệm Ví dụ cấp áp lực cần thí nghiệm 50Kpa Ta dùng bơm tay số 19 tạo áp lực đến 30KPa Áp lực nhìn thấy đồng hồ đo áp lực buồng (Cell Pressure) - Điều chỉnh van số 13 theo chiều kim đồng hồ cho áp lực đồng hồ áp lực buồng dịch chuyển đến 50KPa Khóa ốc tay điều chỉnh van 13 để giữ áp suất ổn định 7.3 Tiến hành cắt - Điều chỉnh đồng hồ chuyển vị đồng hồ vòng ứng biến “0” - Nhấn vào nút “start” bảng điều khiển máy S301 (nút ấn màu vàng thứ từ xuống) Máy tự đọng chạy theo tốc độ cài đặt dừng lại đạt tới hành trình cài đặt 7.4 Ghi chép - Trong tiến hành cắt, cần ghi lại thông số đồng hồ đo chuyển vị đồng hồ vòng ứng biến theo thời gian (theo tiêu chuẩn) kết thúc thí nghiệm (máy dừng) - Ghi nhận số đọc thiết bị đo lực thiết bị đo biến dạng khoảng đặn thiết bị đo biến dạng, cho tối thiểu ghi nhận 15 số đọc đến thời điểm phá hủy mẫu CHÚ THÍCH 1: Đối với đất có tính nén lún trung bình nên đọc số khoảng biến dạng 0,25 % đạt 1,0 % sau theo khoảng biến dạng 0,5 % Đối với đất cứng thường phá hủy biến dạng nhỏ nên tiến hành đọc số theo khoảng lực thay cho khoảng biến dạng CHÚ THÍCH 2: Vẽ đồ thị biểu thị ứng suất dọc trục ứng với biến dạng nén q trình thí nghiệm, để thấy rõ điểm xảy phá hủy (Tham khảo biểu mẫu UU-03 - Phụ lục A) Tiếp tục thí nghiệm vượt qua giá trị cực đại ứng suất dọc trục xác định rõ điểm cực đại đạt biến dạng dọc trục lớn 20% Tính tốn, báo cáo kết thí nghiệm 8.1 Vẽ đồ thị tính tốn - Từ tập hợp số đọc, tính lực dọc trục P (N) tác dụng lên mẫu cách nhân hiệu số số đọc số đọc ban đầu thiết bị thiết bị đo lực (vạch chia số hiện) với hệ số hiệu chỉnh (N/vạch chia N/trên số hiện) Trang - Tính tốn diện tích tiết diện ngang mẫu, với giả thiết biến dạng theo hình trụ thẳng, từ cơng thức: A A0 1  đó: A0 diện tích tiết diện ngang ban đầu mẫu, A diện tích tiết diện ngang mẫu, tính milimet vng ε biến dạng dọc trục tương đối tính theo cơng thức sau  L L0 đó: L0 chiều dài ban đầu mẫu (mm) L độ thay đổi chiều dài mẫu, đo thiết bị đo biến dạng dọc trục (mm) - Tính độ lệch ứng suất (1 - 3) (kPa) tập hợp số đọc đủ phép xác định giá trị cực đại theo công thức: 1    P *1000 A CHÚ THÍCH: Đối với vài trường hợp áp dụng đồ thị quan hệ ứng suất lệch (kPa) ứng với biến dạng dọc trục (%) - Hiệu chỉnh độ lệch ứng suất lớn tính tốn hiệu ứng màng cao su Việc điều chỉnh tiến hành trực tiếp (hình B.5 - Phụ lục B), độ biến dạng tương ứng với phá hủy, mẫu đường kính 38 mm lắp màng cao su tự nhiên dày 0,2 mm xảy kiểu biến dạng chủ yếu hình trống Đối với mẫu có đường kính khác bất kỳ, D (mm) màng bọc cao su với chiều dày khác t (mm) (có thể làm hai màng cao su trở lên), nhân hệ số điều chỉnh thu từ (hình B.5 - Phụ lục B) với hệ số 38 t  D 0, Lấy độ lệch ứng suất cực đại tính (1 - 3) max trừ hiệu chỉnh màng cao su ta thu độ lệch ứng suất hiệu chỉnh, biểu diễn (1 - 3)f - Tính tốn giá trị sức kháng cắt Cu (kPa) từ công thức sau Cu  1    f Trang CHÚ THÍCH: Đối với vài ứng dụng cần đồ thị ứng suất lệch (kPa) ứng với biến dạng dọc trục (%) - Tính tốn khối lượng thể tích tự nhiên mẫu theo cơng thức sau: p 1000* m0 A0 * L0 Trong đó: P khối lượng thể tích tự nhiên mẫu, tính (Mg/m3) mo khối lượng mẫu tính gam (g) ( Xem TCVN 4202) Báo cáo thí nghiệm 8.2 Báo cáo kết phải thể nội dung sau: - Tên phương pháp sử dụng, tức xác định sức kháng cắt khơng nước máy nén trục; - Kích thước ban đầu mẫu; - Mẫu nguyên trạng hay tái tạo phương pháp chuẩn bị mẫu; - Độ ẩm ban đầu, khối lượng thể tích tự nhiên khối lượng thể tích khơ; - Đặc điểm chiều sâu mẫu thí nghiệm; - Tốc độ biến dạng (mm/min) áp dụng thí nghiệm; - Chiều dày kiểu màng cao su sử dụng, phép hiệu chỉnh áp dụng; - Bảng số liệu liên quan đến mẫu thời điểm phá hủy, bao gồm: - - Áp lực buồng 3 (kPa); - Độ lệch ứng suất cực đại hiệu chỉnh thời điểm phá hủy (1- 3)f (kPa) tới số nguyên gần nhất; - Biến dạng thời điểm phá hủy (%); - Kiểu phá hủy; - Giá trị Cu  1    f (kPa) tới số nguyên gần Khi thí nghiệm từ nhiều mẫu tương tự thành tập hợp mẫu, số liệu cho mẫu phải lập thành bảng tập hợp mẫu Trang TCVN 8868:2011 Phụ lục A (Tham khảo) Biểu ghi báo cáo kết thí nghiệm nén ba trục 43 TCVN 8868:2011 44 TCVN 8868:2011 45 ... chuẩn) kết thúc thí nghiệm (máy dừng) - Ghi nhận số đọc thi t bị đo lực thi t bị đo biến dạng khoảng đặn thi t bị đo biến dạng, cho tối thi u ghi nhận 15 số đọc đến thời điểm phá hủy mẫu CHÚ THÍCH... ốc tay điều chỉnh van 13 để giữ áp suất ổn định 7 .3 Tiến hành cắt - Điều chỉnh đồng hồ chuyển vị đồng hồ vòng ứng biến “0” - Nhấn vào nút “start” bảng điều khiển máy S301 (nút ấn màu vàng thứ... gia tải - Lắp đặt đường ống: Trang Lắp đường ống số 36 vào van 24 Mở van 24 Khóa van 23, 25 26 Cài đặt thông số cho thí nghiệm - Bật máy S301 - Quy “0” vị trí máy: Ấn vào núm điều chỉnh (núm