Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6651:2000 - ISO 11274:1998

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6651:2000 - ISO 11274:1998 trình bày nội dung về chất lượng đất - xác định đặc tính giữ nước - phương pháp trong phòng thí nghiệm. Mời các bạn cùng tham khảo.

tcvn tIªu chn vIƯt nam TCVN 6651 : 2000 ISo 11274 : 1998 chất lợng đất xác định đặc tính giữ nớc phơng pháp phòng thí nghiệm Soil quality − Determination of the water - retention characteristic Laboratory methods Hà nội -2000 Lời nói đầu TCVN 6651 : 2000 hoàn toàn tơng đơng với ISO 11274 : 1998 TCVN 6651 : 2000 Ban Kü thuËt Tiªu chuẩn TCVN/TC 190 Chất lợng đất biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lờng Chất lợng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trờng ban hành Tiêu chuẩn việt nam tcvn 6651 : 2000 Chất lợng đất - Xác định đặc tính giữ nớc Phơng pháp phòng thÝ nghiÖm Soil quality- Determination of the water – retention characteristic Laboratory methods Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn qui định phơng pháp phòng thí nghiệm để xác định đặc tính giữ nớc đất Tiêu chuẩn áp dụng để đo trình có dạng đờng cong khô dần đờng khử hấp phụ Bốn phơng pháp trình bày dùng cho giải áp suất nớc đất, : a) phơng pháp dùng hút cát, kao lanh sứ để xác định ma trận áp suất từ kPa đến -50 kPa; b) phơng pháp dùng xốp với buret để xác định ma trận áp suất từ kPa đến -20 kPa; c) phơng pháp sử dụng khí nén với thiết bị chiết áp suất mỏng để xác định ma trận áp suất từ -5 kPa đến -1500 kPa; d) phơng pháp sử dụng khí nén với buồng màng áp suất để xác định ma trận áp suất từ -33 kPa đến -1500 kPa Các hớng dẫn đợc đa để lựa chọn phơng pháp phù hợp cho trờng hợp cụ thể Định nghĩa Trong tiêu chuẩn này, định nghĩa sau đợc áp dụng 2.1 Đặc tính giữ nớc đất Đợc đặc trng mối liên hệ hàm lợng nớc đất với ma trận áp suất đất ứng với mÉu ®Êt ®· cho TCVN 6651 : 2000 2.2 Ma trận áp suất Là công tổng cộng cần để thực trình thuận nghịch, đẳng nhiệt để vận chuyển lợng nớc vô nhỏ, có thành phần nh nớc đất từ mặt phẳng thẳng đứng xem xét đến mức nớc vị trí đợc xem xét điều kiện áp suất khí chia cho tổng thể tích nớc đà đợc vận chuyển 2.3 Hệ số lợng chứa nớc (w) Đợc đặc trng lợng nớc bay đất đợc sấy khô nhiệt độ 105 C chia cho lợng đất khô (nghĩa tỷ số lợng nớc lợng chất rắn có mẫu đất) 2.4 Phần thể tích chứa nớc () Là phần thể tích nớc bay sấy khô mẫu đất 105 C chia cho thể tích mẫu đất ban đầu (nghĩa tỷ số phần thể tích nớc mẫu đất với tổng thể tích mẫu đất ban đầu bao gồm phần rỗng mẫu) Chú thích - Đặc tính giữ nớc đất tài liệu khoa học đợc nhiều thuật ngữ nh : đờng cong tách nớc đất, đờng giữ nớc đất, đờng pF, đờng bÃo hoà áp suất mao quản Việc sử dụng thuật ngữ đà không đợc chấp nhận Chú thích - Pascal đơn vị đo lờng tiêu chuẩn áp suất, nhng nhiều loại đơn vị đo lờng khác đợc sử dụng Bảng A1 cho phép chuyển đổi đơn vị với Chú thích - Đôi thuật ngữ hút (Suction) đợc dùng thay cho thuật ngữ áp suất (Pressure) để tránh khỏi sử dụng dấu âm (xem phần giới thiệu) Chú thích - Để trộn ngâm đất cần theo dẫn chuyên gia phòng thí nghiệm việc thảo luận đánh giá số liệu khả giữ nớc chịu ảnh hởng công việc Hớng dẫn lựa chọn phơng pháp Các hớng dẫn để chọn phơng pháp phù hợp với trờng hợp cụ thể đợc đa dới 3.1 Phơng pháp dùng hút cát, kao lanh sứ để xác định áp suất từ kPa đến -50 kPa Phơng pháp sử dụng hút cát, kao lanh sứ phù hợp để xác định số lợng mẫu lớn áp suất cao cho loại mẫu đất đợc tập hợp từ nhiều hình dạng kích cỡ mẫu khác Việc phân tích mẫu khoảng rộng hàm lợng chất hữu cơ, kết cấu đất đợc tiến hành đồng thời mẫu đợc xử lý riêng Phơng pháp hút phù hợp cho phòng thí nghiệm phân tích hàng loạt, nơi có qui định bảo hành, hiệu chỉnh thiết bị thờng xuyên 3.2 Phơng pháp sử dụng xốp buret để xác định áp suất từ kPa đến -20kPa Phơng pháp cho phép xác định mẫu riêng biệt, nh cần có nhiều dụng cụ để thực phép xác định lặp lại xác định đồng thời Các vị trí tiếp nối mao quản bị phá vỡ TCVN 6651 : 2000 trình xử lý, tất mẫu đặc biệt đất giàu hữu có kết cấu cát nhanh chóng đạt tới cân sử dụng kỹ thuật Đây kỹ thuật đơn giản phù hợp với phòng thí nghiệm nhỏ 3.3 Phơng pháp sử dụng thiết bị chiết áp suất để xác định áp suất từ -5kPa đến -1500kPa Phơng pháp sử dụng thiết bị chiết áp suất mỏng dùng để xác định tất áp suất đến 1500 kPa Tuy nhiên, cần có thiết bị chuyên dùng bể áp lực mỏng sứ chịu đợc khoảng áp suÊt tõ kPa ®Õn 20 kPa ; tõ 20 kPa đến 100 kPa từ 100 kPa đến 1500 kPa Tuy nhiên phơng pháp phù hợp tốt mức áp suất -33 kPa nhỏ không khí thoát áp suất âm cao xảy Tốt với loại đất có khả thoát nớc, mặt khác bảo đảm khả cân tơng đối đồng tiến hành Trong thực tế điều dễ dàng thực đợc Thông thờng cỡ mẫu phân tích nhỏ cỡ mẫu dùng cho hai phơng pháp đà nêu kỹ thuật phù hợp áp dụng cho tầng đất không đồng phân tích mẫu đất tình trạng cấu trúc chắn Thờng ngời ta dùng phơng pháp để phân tích mẫu đất không nguyên vẹn 3.4 Phơng pháp sử dụng tế bào màng áp suất để xác định áp suất từ -33 kPa đến -1500 kPa Phơng pháp áp dụng đợc áp suất nớc đất nhỏ -33 kPa Tại áp suất cao tiếp xúc mao quản không phù hợp Phơng pháp phù hợp với loại đất nhng đất có thành phần giới thô (nhiều cát) nên sử dụng màng kép Lợng mẫu cần lựa chọn phải tính đến cấu trúc loại đất (tuỳ theo kích thớc tế bào màng áp suất) Những loại kết cấu khác mẫu đất đợc làm cho tơng đơng cách sử dụng phù hợp tế bào liên kết với nguồn áp suất Lấy mẫu 4.1 Yêu cầu chung Cần lu ý rằng, để xác định ma trận áp suất từ kPa đến -100 kPa cần phải dùng mẫu giữ nguyên cấu trúc đất ảnh hởng lớn đến khả giữ nớc Sử dụng mẫu đất không bị xáo trộn khuôn dụng cụ lấy đất chuyên dụng phơng pháp cho ma trận áp suất thấp ( 600 àm 200 àm - 600 µm 100 µm - 200 µm 63 µm - 100 µm 20 µm - 63 µm < 20 àm 5.5 Phần trăm 61 36 1 68 20 1 11 30 52 0 43 47 BiĨu thÞ kết 5.5.1 Cách tiến hành mẫu đất chứa 20% đá (đờng kính đá lớn 2mm) 5.5.1.1 Tính tỷ lệ hàm lợng nớc ma trận áp suất pm theo công thức: m(pm) - md W (pm) = md W(pm) tỷ số khối lợng hàm lợng nớc ma trận áp suất, tính gam ; m(pm) khối lợng mẫu đất ma trận áp suất pm, tính gam ; md khối lợng mẫu đất đà sÊy kh«, tÝnh b»ng gam 5.5.1.2 TÝnh thĨ tÝch n−íc chứa mẫu ma trận áp suất pm theo công thức: ( pm) m(pm) - md = V ì W ( pm) thể tích nớc chứa mẫu ma trận áp suất tính theo cm3nớc/cm3đất ; m(pm) khối lợng mẫu đất ma trận ¸p suÊt pm, tÝnh b»ng gam ; md lµ khèi lợng mẫu đất đà sấy khô, tính gam ; V thể tích mẫu đất, tính cm3 ; ρW lµ tû khèi cđa n−íc, tÝnh theo gam/cm3 (= 1g/cm3) Chó thÝch - NÕu mÉu ®ùng ống lấy mẫu, có lới chất dẻo, băng dính , phải cân lại trừ phần khối lợng có giá trị khối lợng mẫu đất m(pm) TCVN 6651 : 2000 Chó thÝch - Phần thể tích chứa nớc đợc thay tỷ số khối lợng nớc công thức sau : θ(pm) = W(pm) b md = V × W W(pm) W s W(pm) tỷ số khối lợng ma trận áp suất pm, tính gam nớc/gam đất ; b s dung trọng đất đá sấy khô tính gam/cm3 ; 5.5.2 Chuyển đổi kết theo sở đất mịn Vì lợng đá mẫu phân tích phòng thí nghiệm đợc biểu cha với thực tế đồng ruộng nên cần chuyển kết từ phòng thí nghiệm đất mịn để tiện so sánh điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện đồng ruộng Nếu việc chuyển đối tơng ứng lấy sở đất mịn (f) dùng cho phơng pháp hút phơng pháp chân không, dùng công thức sau ®èi víi mÉu ®Êt cã ®¸ : θf Ä = t (1 - s) f lợng nớc đất mịn, tính theo phần thể tích ; s thể tích đá, tính theo phần tổng thể tích ống đất ; t lợng nớc ®Êt, tÝnh theo phÇn tỉng thĨ tÝch èng ®Êt Nh− vậy, đất chứa lợng đá 0,05 tổng thể tích công thức : f = t (1 - 0,05) Những viên đá có lỗ xốp giữ nớc nên cần phải hiệu chỉnh Xác định lợng nớc phần đá xốp đó, ma trận áp suất hiệu chỉnh lợng nớc đất theo cách sau Nếu số lợng đá mẫu chiÕm 0,05 tỉng thĨ tÝch mÉu th× : θf Ä = θt - (θs x 0,05) 0,95 ®ã θs lợng nớc chứa đá có lỗ xốp đợc tính nh tổng thể tích loại đá có lỗ xèp cã mÉu ®Êt Chó thÝch - NÕu đất chứa nhiều đá xốp xem viên đá nh phần đất không cần phân biệt f t Chú thích - Với hỗn hợp loại đá có lỗ xốp không xốp nh đất sét có chứa hai loại mảnh đá mảnh đá vôi cần hiệu chỉnh cho hai đá 10 TCVN 6651 : 2000 5.6 Báo cáo kết Báo cáo kết phải bao gồm thông tin sau đây: a) theo tiêu chuẩn ; b) trích dẫn phơng pháp đợc sử dụng ; c) đặc điểm, nhận dạng đầy đủ mẫu : - mô tả nơi lấy mẫu ; - ngày lấy mẫu ; - độ ẩm đất ; - độ sâu lấy mẫu ; - số mẫu lấy cho tiêu phân tích ; - cì mÉu ; - ®iỊu kiƯn, dơng cơ, lÊy mÉu ; - chÊt lµm −ít ; - nhiƯt độ phòng phân tích d) kết xác định: Lợng nớc áp suất xác định đợc tính theo phần đất mịn tổng số quy ra: 1) phần thể tích ; 2) phần khối lợng ; hàm lợng nớc đà xác định đợc với nhiều mức áp suất khác mẫu đất thí nghiệm ; 3) vẽ đồ thị kết biểu thị đặc tính giữ nớc ; chi tiết hoá phơng pháp xây dựng đờng cong phù hợp đà đợc sử dụng e) chi tiết không đợc trình bày tiêu chuẩn chi tiết đà đợc lựa chọn tuỳ ý yếu tố ảnh hởng đến kết phải đợc ghi baó cáo Xác định đặc tính giữ nớc đất cách sử dụng xốp buret 6.1 Nguyên tắc Một ma trận áp suất âm đợc áp dụng cho phễu lọc Buchner thuỷ tinh có sứ với lỗ xốp b»ng mét cét n−íc treo Møc ¸p st tèi thiĨu đợc áp dụng phụ thuộc vào áp suất khí vào xốp Trong thực tế, mức áp suất tối thiểu, đợc sử dụng bị hạn chế vị trí buret, vị trí thấp phễu Buchner, điển hình nhỏ m Mỗi lần xử lý mẫu phễu Buchner Thể tích nớc buret tăng lên lợng nớc đà chảy từ mẫu đất Trạng thái cân đợc xác lập nhờ việc quan sát buret mà không cần cân mẫu Cân mẫu đất, sấy khô để xác định lợng nớc ma trận áp suất cuèi cïng 11 TCVN 6651 : 2000 Chó thÝch - Có thể xác định đờng cong hấp thụ với mẫu ớt Chú thích - Phễu Buchner phải đủ lớn đờng kính, chiều cao để đặt khuôn mẫu đất vào Tấm sứ xốp phải vừa khít với đáy phễu Mức áp suất 100 kPa đợc áp dụng đo phơng pháp này, phụ thuộc vào yêu cầu, mức áp suất thấp sử dụng theo thiết bị phơng pháp nói 6.2 ThiÕt bÞ 6.2.1 PhƠu Buchner 6.2.2 TÊm sø xèp 6.2.3 èng mỊm kÝn n−íc 6.2.4 Buret chia ®é Chó thích - Thể tích độ chia buret tuỳ thuộc vào kích thớc, cấp hạt tỷ khối mẫu mức ma trận áp suất âm đợc áp dụng Loại buret dung tích 50 ml thang chia độ đến 0,1 ml phù hợp với mẫu đất cã thĨ tÝch 300 cm3 6.2.5 Tđ sÊy tr× đợc nhiệt độ (105 oC 2oC) 6.2.6 Cân xác đến 0,01 g 6.2.7 ống nối cao su, có nút đậy 6.3 Lắp ráp xốp buret Nối đuôi buret vào đáy phễu Buchner Nối nắp buret với nót cđa phƠu Buchner b»ng èng nhùa mỊm ®Ĩ chèng bay nh hình Đổ đầy nớc đà đợc loại không khí vào ống phễu Buchner Điều chỉnh buret mực nớc buret thăng với sứ xốp Đuổi hết bọt khí cách sau : vỗ nhẹ vào buret thổi luồng khí có áp suất đủ vào đuôi buret Dùng bơm hút chân không hút nớc xuống theo hớng đuôi buret có khoá hết bọt Loại bỏ bóng khí đáy sứ xốp cách nâng mực nớc đến nắp phễu Buchner đậy cài lại 6.4 Cách tiến hành Đặt khuôn mẫu đất nguyên dạng đà đợc thấm ẩm lên bề mặt xốp, sứ xốp đà đợc bÃo hoà nớc Giữ mùc n−íc buret b»ng møc n−íc cđa tÊm sø xốp mẫu đất bÃo hoà nớc, ghi lại thể tích nớc buret Điều chỉnh buret cho mùc n−íc ®ã cã chiỊu cao h.cm thÊp vị trí điểm mẫu Mức ma trận áp suất âm (pm tính theo kPa) tơng ứng vơí -(pm/10) Điều chỉnh buret lần làm việc tuỳ theo mức áp suất cần sử dụng Cần đợc thiết lập thể tích nớc buret tăng lên lợng nhỏ 0,05 thể tích mẫu đất tính theo thể tích nớc hút ngày Đọc trị số thể tích nớc buret, lặp lại toàn trình mức áp suất cần làm theo thứ tự áp suất giảm dần Thể tích nớc bị hút khái mÉu ®Êt chÝnh b»ng sù thay ®ỉi thĨ tÝch nớc buret Cân mẫu đất ma trận áp suất cuối đà đạt cân Sấy khô cân mẫu 12 TCVN 6651 : 2000 Ký hiệu : Nút cao su có lỗ Phễu thuỷ tinh Khu mÉu ®Êt TÊm xèp èng nèi cao su èng mÒm èng mÒm Nút cao su có lỗ Mức nớc cố định với sức hút theo yêu cầu 10 Buret chia độ có giá đỡ, điều chỉnh đợc Hình - Thiết bị xốp buret 6.5 Biểu thị kết 6.5.1 Các tiến hành loại đất có chứa 20% đá (với đờng kính đá > 2mm) 6.5.1.1 Tính phần thể tích nớc đất ma trận ¸p suÊt cuèi cïng theo c«ng thøc : 13 TCVN 6651 : 2000 θe me - md = ρW × V e hàm lợng nớc đất - biểu thị phần thể tích áp suất cuối đà sử dụng ; me khối lợng mẫu ®Êt ë ma trËn ¸p st ci cïng ®· sư dụng, tính gam ; md khối lợng mẫu đất khô kiệt, tính gam ; w khối lợng riêng nớc (=1,00g.cm-3) ; V thể tích cđa mÉu ®Êt, tÝnh b»ng cm3 Chó thÝch - NÕu mẫu đất đựng ống lấy mẫu có lới chất dẻo, băng dính phải cân lại chúng trừ phần khối lợng có đợc giá trị me 6.5.1.2 Tính phần thể tích nớc áp suất pm dùng công thức (p ) m = θe + Ve − V(p ) m V(p ) m (pm) phần thể tích nớc đất áp suất pm ; Ve thể tích nớc buret áp suất cuối cùng, tính cm3 ; V(pm ) lµ thĨ tÝch n−íc buret áp suất pm, tính cm3 Chuyển đổi kết theo sở đất mịn (xem 5.5.2) 6.6 Báo cáo kết Xem 5.6 7.1 Xác định đặc tính nớc đất máy chiết có xốp áp suất Nguyên tắc Tấm chiết áp suất thích hợp để đo hàm lợng nớc ma trận áp suất từ kPa -1500 kPa Các khuôn mẫu đất nhỏ đợc đặt tiếp xúc với sứ xốp buồng áp suất Một áp lực khí đợc tác động lên khoảng không gian bề mặt mẫu nớc mẫu đất chuyển dịch qua sứ xốp Lợng nớc đợc thu vào buret ống đong dụng cụ tơng tự kèm theo (xem hình 2) Khi đạt đợc cân bằng, cân mẫu đất, sấy mẫu khô cân lại để xác định hàm lợng nớc đất áp suất đà định trớc Chú thích - Cần bảo đảm thiết bị đạt tiêu chuẩn an toàn không ảnh hởng đến sức khoẻ Đặc biệt ý đề phòng sử dụng thiết bị áp suất cao Chú thích - Tốt sứ xốp phải có trị số vào khí nhỏ áp suất cần áp dụng Chỉ số áp suất sứ thơng mại th−êng lµ 10kPa, 30kPa, 50 kPa, 100 kPa 14 TCVN 6651 : 2000 Ký hiƯu : M¸y nÐn khÝ 2000 kPa Tấm sứ xốp chịu áp lực 1500 kPa Bộ phận lọc bẫy Đĩa chất dẻo Thiết bị điều chỉnh áp suất Buồng ¸p lùc §ång hå kiĨm tra 0-2000kPa èng thoát khí Khuôn mẫu đất 10 Bình thu hồi nớc Hình - Hệ thống chiết áp suất xốp 7.2 Thiết bị, dụng cụ 7.2.1 Bể áp lực có sứ xốp 7.2.2 Các ống lấy mẫu/khuôn mẫu đất có đĩa chất dẻo nắp 7.2.3 Buret chia độ 7.2.4 Máy nén khí (1700 kPa), ống khí nitơ khí khác thích hợp 7.2.5 Thiết bị điều chỉnh áp suất đồng hồ kiểm tra 7.2.6 Tủ sấy trì đợc nhiệt độ 105oC 2oC 7.2.7 Cân, có độ xác 0,01 g 7.3 Lắp đặt thiết bị Lắp đặt thiết bị theo hớng dẫn nhà sản xuất 7.4 Cách tiến hành Lấy khuôn đất nhỏ, đờng kính xấp xỉ cm có chiều cao khoảng mm 10 mm lấy mẫu đất nguyên to thực địa Đặt mẫu giống hệt lên sứ xốp đà đợc bÃo hoà nớc áp suất phù hợp theo yêu cầu Nhúng sứ xốp có mẫu đất để nớc chớm đáy khuôn mẫu ®Êt, ®Ĩ cho n−íc ngÊm vµo ®Êt ®Õn xt màng mỏng bề mặt mẫu đất Làm kín mặt đáy hút nớc cách cho ngập nớc để tạo môi trờng bÃo hoà Đậy nhẹ bề mặt mẫu miếng chất dẻo để làm giảm bay nớc 15 TCVN 6651 : 2000 Theo yêu cầu giai đoạn này, dùng ¸p st dù kiÕn th¶i n−íc thõa khái tÊm xốp nối ống thải với buret ống nối thành buồng áp lực áp suất đợc đặt vào nhờ bình khí nén nitơ máy nén khí qua hệ thống van có điều chỉnh Luồng khí nén phải có áp suất cao chút so với ma trận áp suất thấp cần có quy trình Sử dụng áp suất khí định trớc p, kiểm tra rò rỉ ngoài, để mẫu đến cân đợc thiết lập, hàng ngày ghi lại phần thể tích nớc tăng lên buret Mẫu đạt đợc cân lợng nớc không tăng lên Ma trận áp suất pm mẫu -p Khi lấy mẫu ra, phải kẹp ống thải nớc để tránh dòng nớc chảy ngợc trở lại đồng thời cho giảm áp suất Cân mẫu ống lấy mẫu Tiến hành tạo cân mẫu nghiên cứu theo trình tự mức áp suất khác cách nhấc mẫu ra, cân khối lợng mẫu đà đạt cân mức áp suất Dùng bình tia nớc làm ớt sứ xốp Khi đà đạt cân giai đoạn cuối sấy mẫu 105oC xác định khối lợng đất kh« kiƯt céng víi khu«n mÉu Chó thÝch - Kh«ng nên dùng khuôn đất cao 5cm mức áp suất thấp hơn, cần sử dụng mẫu nhỏ để thời gian đạt đến cân không lâu Tại ¸p st -1500kPa, ®é cao cđa mÉu tõ 1cm ®Õn 2cm phù hợp nớc mẫu đà đạt đến cân áp suất thấp đợc lu giữ lỗ hổng nhỏ chịu ảnh hởng cấu trúc loại đất Tại mức áp suất thấp -100kPa sử dụng mẫu đất không nguyên vẹn nhờ việc chuẩn bị mẫu từ phần mẫu nhỏ vỡ nhng không đợc nén ép không đợc đúc lại mẫu đất 7.5 Tính toán biểu thị kết 7.5.1 Cách tiến hành cho loại đất đá Tính toán phần thể tích nớc theo công thức : θ(pm) m(pm) - md = ρw x V md khối lợng đất khô kiệt, tính gam; (pm) thể tích nớc ma trận áp suất pm ; m(pm) khối lợng đất ớt, tính gam ; w V khối lợng riêng nớc, tính g.cm-3 ; tthể tích khuôn ®Êt, tÝnh b»ng cm3 Chó thÝch - NÕu ®Êt ®ùng ống khuôn lấy mẫu phải cân để trừ phần khối lợng ống với lới chất dẻo, băng dính đợc giá trị m(pm) 7.5.2 Cách tiến hành đất chứa đá Các mẫu chứa hạt đá (có kích thớc > 2mm) không nên dùng làm mẫu xác định theo phơng pháp dùng buồng hay màng áp suất thể tích mẫu tơng đối nhỏ Sau sấy khô, xác định phần thể tích đá có ống mẫu ban đầu từ phép đo thực địa tiến hành thực tơng quan từ giá trị sang giá trị t đất tổng số 16 TCVN 6651 : 2000 θt = θƒ (1 - s) phần thể tích nớc đợc nén điểm cân có bình thu hồi áp lực tính cho đất mịn s tổng thể tích đá đợc tách thể tích ống mẫu đất ; t phần thể tích nớc ®−ỵc nÐn tõ tỉng l−ỵng ®Êt ; Nh− vËy, đất có chứa phần thể tích đá không xốp 0,05 : t = ì 0,95 Nếu đất loại đá xốp có lỗ tiến hành xác định đặc tính giữ nớc riêng hiệu chỉnh sang đất mịn theo đặc tính giữ nớc thể tích mẫu 7.6 Báo cáo kết Xem 5.6 Xác định đặc tính nớc đất phơng pháp buồng màng áp suất 8.1 Nguyên tắc Đất đợc đặt màng xenlulo axetat xốp, có lỗ Các mẫu đất đợc đạt đến trạng thái cân ma trận áp suất pm cho trớc cách áp dụng áp suất khí dơng p; ma trận áp suất mẫu cân -p Duy trì áp suất, màng mẫu đất buồng áp lực, mặt dới lỗ hổng đợc giữ nh áp suất khí Trạng thái cân đạt đợc nớc ngừng chảy từ tế bào áp suất Lợng nớc chứa mẫu đất đợc xác định cách cân, sấy khô cân lại mẫu Đa phần loại bể áp suất tiến hành với loại đất khác trạng thái vật lý Tuy nhiên, thời gian tạo đến cân chúng khác kích cỡ loại bể áp dụng khoảng áp suất khác Phơng pháp ¸p st khÝ chØ ¸p dơng phï hỵp víi ma trận áp suất nhỏ -33kPa Chú thích - Cần đảm bảo tiêu chuẩn an toàn cao Khi sử dụng áp suất cao cần có biện pháp phòng ngừa đặc biệt 8.2 Thiết bị, dụng cụ 8.2.1 Buồng màng ¸p suÊt cã tÊm xèp 8.2.2 M¸y nÐn khÝ (1700 kPa), bình khí nitơ nguồn khí khác phù hợp 8.2.3 T ủ sấy trì nhiệt độ ổn định 105oC 2oC 8.2.4 Cân có độ xác 0,01 g 8.2.5 Màng xenlulo axetat, loại màng bán thuỷ phân có đờng kính lỗ xốp bình 240 nm,Ao thích hợp 17 TCVN 6651 : 2000 8.2.6 Bình có đờng thoát, có ống lắp khít với lỗ thoát buồng màng áp suất 8.2.7 Parafin lỏng 8.3 Lắp đặp đặt thiết bị Dùng màng áp suất cắt thành miếng tròn đặt vừa vào buồng áp suất, ngâm nớc miếng cắt phút, đặt vào bng ¸p st Dïng mét dao máng thÊm n−íc cắt ngang mẫu đất khoanh dày chừng cm, đặt vào màng Phần mặt phẳng mẫu đất phải đợc nằm bề mặt màng Với loại đất cát không dính kết dễ bị xáo trộn mẫu nên cần dùng thìa mặt vuông góc với cán để đặt mẫu vào hệ thống màng Chú thích - Hình thể mặt cắt thẳng đứng tế bào màng áp suất Chú thích - Đối với loại đất có khả làm thủng màng (ví dụ: đất cát sạn) dùng ma trận áp suất nhỏ -200kPa nên dùng miếng màng ghép Ký hiệu : Không khí từ máy nén Vòng O Chốt Kẹp màng ống xả Tấm đồng đỏ đà Hình - Buồng áp xuất màng 18 TCVN 6651 : 2000 8.4 Cách tiến hành Lắp buồng màng áp suất với mẫu đất, tăng áp suất đến giá trị cần thiết đồng thời kiểm tra rò rỉ khí nớc xà phòng áp suất từ bình khí nén nitơ từ máy nén đợc điều chỉnh van để có áp lực cao chút so với ma trận áp suất cần thiết Các mẫu đất riêng biệt đòi hỏi phải đạt cân trị số áp suất khác với khuôn mẫu Hàng ngày cân lợng nớc chảy với độ xác đến 0,01g Để tránh bay nớc, cho vào bình đựng nớc thoát vài giọt parafin lỏng Mẫu đợc xác định đạt cân sau ngày liên tiếp, lợng nớc bình thoát không đổi Lấy mẫu ra, cân khối lợng mẫu ớt mw(pm), sấy khô, cân khối lợng mẫu khô md Chú thích - Không nên dùng khuôn mẫu đất cao cm Với mức áp suất thấp nên sử dụng mẫu nhỏ để tránh thời gian đạt đến cân kéo dài mức áp suất-1500kPa, độ cao khuôn mẫu thờng từ cm - cm vừa nớc mẫu đạt đến cân áp suất thấp đợc lu giữ lỗ hổng nhỏ chịu ảnh hởng loại đất cấu trúc đất Tại mức áp suất nhỏ hơn-100kPa sử dụng mẫu đất không nguyên vẹn nhờ đợc chuẩn bị mẫu từ phần mẫu nhỏ, mẫu vỡ nhng không đợc nén không đợc đúc lại 8.5 Biểu thị kết Ghi lại kết khối lợng đất khô kiệt chuyển đổi thành thĨ tÝch (nh− 5.5.2.) 8.6 B¸o c¸o kÕt qu Xem 5.6 Độ xác Độ xác kết phơng pháp phụ thuộc yếu tè sau : a) ®iỊu kiƯn mÉu ®Êt so víi trạng thực tế bên tính chất đại diện tầng đất b) tính chất biến động nhiệt độ, độ nhớt nớc đặc tính giữ nớc Những thay đổi nhiệt độ gây ngng kết khử hấp phụ, điều làm cho việc xác định trạng thái cân thực khó nhận biết đợc c) áp suất thẩm thấu điều kiện tách biệt, xác định đặc tính giữ nớc đất Các loại đất biểu mặn có chứa lợng axit tự có áp suất nớc đất thấp nhiều so với thân đất chứa nớc tinh khiết Trong trờng hợp hàm lợng muối chất làm ớt cần phải cân nhắc d) cần phải luôn trì tiếp xúc mao quản tốt toàn thời gian tiÕp xóc víi tÊm hót n−íc, hc tÊm sø xốp, màng hút áp suất Sự tiếp xúc làm cho hàm lợng nớc cao thực tế giá trị ma trận áp suất cho trớc e) không khí bị giữ lại làm ớt mẫu dẫn đến lợng nớc thấp áp suất cho, nhng phơng pháp làm ớt mẫu chân không phơng pháp làm bÃo hoà không nên dùng để tránh làm hỏng mẫu xẩy Hiện t−ỵng l−u khÝ cịng cã thĨ xt hiƯn ë thùc địa Độ xác kết vấn đề khó định lợng đặc tính tự nhiên đất thay đổi lớn Tính kỹ thuật thiết bị kiểm tra cách dùng vật liệu đối chứng, ví dụ limon đà làm 19 TCVN 6651 : 2000 Phơ lơc A (tham kh¶o) CÊu tróc tÊm hót A.1 TÊm hót b»ng c¸t ThiÕt kÕ hệ thống thoát nớc ngang ống bán cứng giống nh hình A.1 vừa kích thớc đáy bình có trừ 2cm biên Gắn chặt điểm nối băng keo chống thấm Cắt vạch dài 1cm phía dới ống, cách từ 1cm đến cm Bọc ống lại lớp voan nilon Lắp ống PVC qua nót cao su nèi víi hƯ thèng tho¸t, gắn chặt nút cao su với chậu thải Bảo đảm hệ thống thoát đầu vào cao đầu Lắp đặt dụng cụ thuỷ tinh ống bên nh hình A.2 Đóng vòi A Đặt ngang hệ thống thải để đẩy khí đẩy Cho nớc vào ống nửa bình chứa Nối bình hút lít bơm chân không điểm B Cho cát thô phủ hệ thống ống dẫn dày khoảng cm, đảm bảo cho đỉnh dốc theo chiều nằm dới cát Thêm vào khoảng cm cát mịn bÃo hoà Mở vòi A, mở van chân không để hút nớc, không đợc hút nớc xuống mặt cát Khi không thấy bọt khí, khoá vòi lại, cho tiếp lớp cát mịn bÃo hoà thứ vào nh vậy, vừa đổ cát mịn vừa trộn để đẩy khí có đợc lớp cát cách mặt chậu cm, phải bảo đảm lúc cát dới mặt nớc Cứ vài ngày phải đẩy khí lần đến lúc chắn không khí hệ thống Cuối tháo bơm chân không khỏi điểm D Đặt mức áp suất yêu cầu cách chỉnh độ cao (h) lỗ thoát bình định mức, mở vòi A tháo nớc thừa áp suất yêu cầu -hcm H2O Sử dụng bảng A.1 để chuyển đổi sang đơn vị áp suất khác Đặt voan nilon lên mặt cát ớt Ký hiệu : TÊm voan nylon R·nh ë mỈt tr−íc Nót cao su H×nh A1 - VÝ dơ vỊ hƯ thống tiêu nớc dùng cho hút cát kao lanh 20 TCVN 6651 : 2000 KÝch th−íc theo milimet Ký hiệu : Máy đo sức căng bề mặt ngâm mẫu giả Bể chứa nớc 250 cm3 èng mÉu ®Êt èng nylon máng Tấm voan nylon 10 Lối không khí vào Chậu sứ 11 Bình đồng mức Cát mịn (60-100àm) 12 Lối thoát (B) Cát thô 13 Vòi (A) HƯ thèng tho¸t n−íc 14 èng nylon mỊm mm Hình A2 Ví dụ hút cát 21 TCVN 6651 : 2000 Kiểm tra không lợng khí vào vợt mức áp suất yêu cầu, đặt bình định mức độ cao h ngày, 10 phút nâng mực nớc lên lần, lần 20 cm đến toàn mặt cát ngập nớc Nối bình chân không, kiểm tra không khí có thoát ống thoát không khí.Trong giai đoạn cuối cho nớc vào bình, chất mịn nằm mặt cát dạng huyền phù, cần để qua đêm cho lắng xuống nạo trớc tiếp tục cho n−íc vµo chËu KhÝ cã thĨ vµo bÊt cø lóc Làm ngập cát nớc đà đợc đuổi khí thoát nớc mức áp suất đà đặt Trong trờng hợp bị nghẹt khí, phải dùng bình hút chân không nối vào điểm B (hình A.2.) nhng phải để nớc đầy mặt xô không, khí lại tràn vào hệ thống Bảng A1 - Giá trị tơng đơng áp suất theo đơn vÞ MPa kgf/cm2 kPa bar atm m H 2O mm Hg psi lbf/in2 MPa 1000 10,197 10 9,869 102,2 7500,6 145,04 kPa 0,001 1,019×10-2 0,0100 9,87×10-3 0,1022 7,5006 0,14504 kgf/cm2 9,807×10-2 98,07 0,9807 0,9678 10,017 735,56 14,223 bar 0,100 100 1,0197 0,9869 10,215 750,06 14,504 atm 0,1013 101,33 1,0332 1,0132 10,351 760,02 14,696 m H2O 9,788×10-3 9,7885 9,983×10-2 9,789×10-2 9,661×10-2 73,424 1,4198 mm Hg 1,333×10-4 0,1333 1,3595×10-3 1,333×10-3 1,315×10-3 1,362×10-2 1,934×10-2 psi lbf/in2 6,895×10-3 6,895 7,031×10-2 6,895×10-2 6,805×10-2 0,7043 51,714 Chó thÝch : Chuyển đổi từ đơn vị cột thứ sang đơn vị khác cách nhân với u tè ®· cho tr−íc VÝ dơ : bar = 10-5 Pa = 750,06 mmHg Khối lợng riêng n−íc ë 20°C lµ 1,0g.cm-3 A.2 TÊm hót b»ng kao lanh Tấm hút kao lanh (hình A.3.) đợc thiết kế gần giống hút cát Phần bao bọc thành chậu sứ kao lanh trộn với nớc, sau thêm cát thô vào thêm limon thô (20-60àm nh bột silic phù hợp) cách mặt chậu 10 cm Từ đây, thực quy trình đa nớc đà loại khí vào giống nh cát không khí limon Phủ hỗn hợp kao lanh ớt limon dày khoảng cm lên toàn bề mặt, tiếp lớp kao lanh nhÃo nguyên chất dày cm để làm cứng bề mặt lại Hạ thấp mức nớc lớp sét đà đông chặt, dùng bay đánh trơn bề mặt Làm ngập nớc, tiến hành thoát khí giờ, tiến hành vài ngày Khi không khí nữa, tháo nớc cách sử dụng áp suất cần thiết nhờ bơm chân không, bình hút thiết bị điều chỉnh áp suất Dùng công thức : pm = p -hcmH2O = 0,098(p-h)kPa Cã thÓ dïng máy đo áp suất đặt vào khuôn có limon (20àm đến 60àm) để kiểm tra thờng xuyên ma trận áp suất khuôn đất chậu cát còng nh− chËu kao lanh 22 TCVN 6651 : 2000 KÝch th−íc theo milimet Ký hiƯu : Kao lanh èng mÉu ®Êt 50/50 kao lanh/limon Chậu sứ Hệ thống thoát nớc Cát thô Không khí Bình hút Bơm chân không 10 Limon thô Hình A3 - Ví dụ hút b»ng kao lanh 23 ... 9,789×1 0-2 9,661×1 0-2 73,424 1,4198 mm Hg 1,333×1 0-4 0,1333 1,3595×1 0-3 1,333×1 0-3 1,315×1 0-3 1,362×1 0-2 1,934×1 0-2 psi lbf/in2 6,895×1 0-3 6,895 7,031×1 0-2 6,895×1 0-2 6,805ì1 0-2 0,7043 51,714 Chú... theo tiêu chuẩn ; b) trích dẫn phơng pháp đợc sử dụng ; c) đặc điểm, nhận dạng đầy đủ mẫu : - mô tả nơi lấy mẫu ; - ngày lÊy mÉu ; - ®é Èm cđa ®Êt ; - ®é s©u lÊy mÉu ; - sè mÉu lÊy cho tiêu phân...Lời nói đầu TCVN 6651 : 2000 hoàn toàn tơng ®−¬ng víi ISO 11274 : 1998 TCVN 6651 : 2000 Ban Kỹ thuật Tiêu chuẩn TCVN/ TC 190 Chất lợng đất biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lờng Chất lợng