Bài giảng Cơ học đất - Chương 1: Tính chất vật lý của đất

Bài giảng Cơ học đất - Chương 1: Tính chất vật lý của đất cung cấp cho người học những kiến thức như: Các thể hợp thành đất và tác dụng tương hỗ giữa chúng; Kết cấu, liên kết kết cấu và cấu tạo của đất; Các chỉ tiêu tính chất vật lý của đất; Phân loại đất. Mời các bạn cùng tham khảo!

CHƯƠNG I TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT Nội Dung: Các thể hợp thành đất tác dụng tương hỗ chúng Kết cấu, liên kết kết cấu cấu tạo đất Các tiêu tính chất vật lý đất Phân loại đất II.1 Các pha hợp thành đất & tác dụng tương hỗ chúng Đất thường sản phẩm trình phong hóa đá gốc, gồm thành phần vật chất: 1) Pha rắn (hạt đất) 2) Pha lỏng (nước đất) 3) Pha khí (khí đất) Hình 1: Ba thể hợp thành đất I.1.1 PHA RẮN (HẠT ĐẤT) Gồm hạt đất có kích thước khác nhau, chiếm phần lớn thể tích khối đất tạo thành khung cốt đất Có yếu tố ảnh hưởng đến tính chất đất là:  Thành phần khoáng vật hạt đất  Kích thước hạt đất  Hình dạng hạt đất THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT HẠT ĐẤT (TPKV) TPKV phụ thuộc chủ yếu vào TPKV tạo đá & hình thức phong hóa đá Các hình thức phong hóa khác  sản sinh khoáng vật khác a) Khoáng vật nguyên sinh: felspar; thạch anh & mica Đất có TPKV ngun sinh thường có kích thước > 0.005 mm b) Khoáng vật thứ sinh: chia loại Khoáng vật khơng hịa tan nước: kaolinite; ilite…chúng thành phần chủ yếu hạt sét đất → gọi khống vật sét Khống vật hịa tan nước, VD: canxite; dolomit; muscovite, Các khoáng vật thứ sinh thường có kích thước < 0.005mm c) Chất hóa hợp hữu sản phẩm tạo từ di tích động, thực vật giai đoạn phá hủy hồn toàn (mùn hữu cơ) TPKV yếu tố quan trọng đánh giá tính chất đất Kích thước hạt đất có quan hệ mật thiết với TPKV Hạt đất > hạt cát (2mm) có TPKV tương tự đá gốc Hạt cát (2- 0.05mm) khoáng vật nguyên sinh tạo thành Hạt bụi (0.05 – 0.005mm) chủ yếu khoáng vật nguyên sinh ổn định hóa học thạch anh, felspar…tạo thành Hạt sét (< 0.005mm) chủ yếu khoáng vật thứ sinh tạo thành THÀNH PHẦN CẤP PHỐI HẠT CỦA ĐẤT Đất thiên nhiên gồm vô số hạt đất có kích thước khác tổ hợp thành → khơng thể xác định kích thước riêng biệt hạt→ phân thành nhóm hạt → “cấp phối hạt” đất + Nhóm hạt: Tập hợp hạt đất có kích thước nằm phạm vi định + Cấp phối hạt: Lượng chứa tương đối nhóm hạt đất (% tổng lượng đất khơ) + Quan hệ đường kính hạt ~ lượng chứa tương đối → đường cong cấp phối hạt Xác định đường cong cấp phối hạt nào? Xác định đường cong cấp phối hạt Phân chia nhóm hạt & tính lượng chứa % nhóm mẫu đất dùng thí nghiệm phân tích hạt + Phương pháp sàng (rây): dùng với đất hạt thô (d > 0.1mm) + Phương pháp tỷ trọng kế (phương pháp lắng): dùng cho đất hạt mịn (d ≤0.1mm) II.3.4 ph ©n lo ạiđất H thng USCS(1952) phõn loi t thng Đất chia làm nhóm: Đất hạt thơ: cuội sỏi; cát Đất hạt mịn: bụi, sét Đất hữu cơ: bụi hữu sét hữu BẢNG PHÂN LOẠI ĐẤT RỜI 1.1 Cuội sỏi cát > 5% lọt qua sàng số 200 (0.074mm) GW; GP, SW, SP G cuội (gravel); S cát (sand) W cấp phối tốt (well); P cấp phối xấu (Poor) Cần kết hợp với hệ số Cu; Cc để phân biệt > 12% lọt qua sàng 200 là: GC; GM; SM; SC M(silt): bụi; C (Clay): sét H: high plasticity; L: low plasticity Cần dựa vào số dẻo biểu đồ dẻo để phân biệt 1.2 Đối với đất hạt mịn LL < 50% → ML; CL; OL LL > 50% → MH; CH; OH Hệ thống phân loại đất theo AASHTO Có nhóm phân loại từ A-1 đến A-7 Đất nằm nhóm có tính chất tương tự Nhóm từ A-1 đến A-3 nhóm hạt thơ Từ A-4 đến A-7 nhóm hạt mịn Phân loại theo AASHTO dựa kết phân tích hạt qua sàng số 200, 40, 10 & thí nghiệm chảy - dẻo Sự khác biệt nhóm hạt từ A-1 đến A-7 thể số GI GI = (F-35)[0,2+0,005(LL-40)] +0,01(F-15)(PI-10) Trong F = % lọt qua sàng 200 Chất lượng chung lớp đất thơng qua số nhóm sau: GI = Câp phối tốt GI = 0÷1 Cấp phối tốt GI = 2÷4 Cấp phối trung bình GI = 5÷9 Cấp phối xấu GI = 10÷20 Cấp phối xấu So sánh tương quan nhóm hạt AASHTO USCS Theo Liu (1970) So sánh tương quan nhóm hạt AASHTO USCS Theo Liu (1970) Hệ thống phân loại đất theo TCVN Ở Việt Nam có tiêu chuẩn phân loại đất: 1.TCXD 45-78 (TCVN 9362-2012) 2.TCVN 5747-1993 Các giáo trình hành phần lớn dùng TCXD 4578 để phân loại đất a TCXD 45-78 (TCVN 9362-2012) : Đất chia thành đất dính & đất rời + Với đất dính: Phân loại đất theo số dẻo Ip (A) A = WL - Wp a TCXD 45-78 Trạng thái đất dính cịn phân loại theo độ sệt LI(B) Độ sệt đất dính Đất cát cứng dẻo Chảy Đất sét sét cứng nửa cứng dẻo cứng dẻo mềm dẻo chảy Chảy Độ sệt tương đối B B1 B1 + Với đất rời: phân thành đất hạt thô & đất cát Tên đất** Chỉ tiêu phân loại* Đất hạt thô đá lăn, đá tảng Lượng chứa hạt > 200mm 50% cuội, dăm Lượng chứa hạt > 10mm 50% đất sỏi, sạn Lượng chứa hạt > 2mm 50% Đất cát đất cát lẫn sỏi Lượng chứa hạt > 2mm 25% đất cát thô Lượng chứa hạt > 0,5mm 50% đất cát vừa Lượng chứa hạt > 0,25mm 50% đất cát nhỏ Lượng chứa hạt > 0,10mm 75% (75%) đất cát mịn (cát bụi) Lượng chứa hạt > 0,10mm 75% (