42 ĐÍt cờ tính chÍt là: d−ới tác đĩng cơ hục nh− rung, nén, nện các hạt đÍt sẽ dịch chuyển tạo thành mĩt kết cÍu mới chƯt hơn. Tính chÍt này của đÍt rÍt thuỊn lợi cho việc dùng đÍt làm vỊt liệu để xây dựng những công trình bằng đÍt nh− đắp nền đ−ớng,đê,đỊp. Trong thực tế khi làm nền đ−ớng, đắp đỊp, đắp đê và gia cỉ nền th−ớng cèn phải đèm đÍt tới mĩt đĩ chƯt cèn thiết để cho các công trình nêu trên đủ đĩ bền vững, ưn định và các tính thÍm, tính nén lún, v.v... giảm đi. Các yếu tỉ chủ yếu ảnh h−ịng đến việc đèm chƯt đÍt là: cÍp phỉi của đÍt, đĩ Ỉm của đÍt, công đèm nén. Trong phèn lớn các tr−ớng hợp ng−ới ta không thể tạo ra đ−ợc mĩt cÍp phỉi nh− ý muỉn (bằng cách pha trĩn các cỡ hạt) mà chỉ cờ thể chụn bãi khai thác đÍt để đắp công trình. Nghĩa là chÍp nhỊn mĩt cÍp phỉi tự nhiên t−ơng đỉi thích hợp cho việc đèm chƯt. Nh− vỊy, việc nghiên cứu tính đèm chƯt của đÍt chỉ còn tìm mỉi quan hệ giữa dung trụng khô ( γk), đĩ Ỉm (W) và công đèm (A), từ đờ cờ thể chụn đ−ợc dung trụng khô, đĩ Ỉm thõa mãn với yêu cèu của công trình, đơng thới ứng với công đèm nén nhõ nhÍt. Việc lựa chụn này dựa trên kết quả thí nghiệm đèm chƯt đÍt.
Nguyên lý thí nghiệm:
Nếu đÍt khô, đĩ Ỉm nhõ thì công đèm nén sẽ tiêu hao vào việc khắc phục ma sát giữa các hạt mà không làm cho đÍt chƯt lại đ−ợc bao nhiêu. Ng−ợc lại nếu đÍt quá −ớt, đĩ Ỉm cao thì màng n−ớc liên kết càng dày đỈy các hạt xa nhau, làm cho đÍt không thể chƯt đ−ợc. Nh− vỊy với mĩt công đèm nén xác định, cèn phải cờ mĩt đĩ Ỉm tỉt nhÍt để khi đèm nén đÍt sẽ đạt đ−ợc đĩ chƯt cao nhÍt.
Dụng cụ thí nghiệm trong phòng (Hình I - 11) là mĩt hình trụ tròn bằng kim loại, ị bên d−ới cờ tÍm lờt, ị bên trên cờ vành kéo dài cờ thể tháo rới đ−ợc. Quả đèm cờ hình trụ tròn xõ vào mĩt cèn thẳng và di đĩng, cèn cờ tác dụng dĨn h−ớng và khỉng chế đĩ cao rơi, ngoài ra là cân và các dụng cụ thí nghiệm đĩ Ỉm.
Cách thí nghiệm:
ChuỈn bị mĩt l−ợng đÍt đủ dùng, khoảng 6- 8kg, hong khô trong không khí, nghiền nhõ (chú ý
không làm vỡ hạt), loại bõ những hạt to quá 20mm. Dùng mĩt ỉng đo thể tích đo l−ợng n−ớc đ−a vào mĨu đÍt. T−ới n−ớc vào mĨu đÍt bằng cách phun m−a trĩn rÍt cỈn thỊn trong thới gian lâu để đảm bảo mĨu đÍt Ỉm đều. Nếu đÍt là loại sét thì phủ mĨu bằng vải Ỉm để trong nhiều giớ tr−ớc khi đem đèm nén.
Hình I-11 Vòng phụ MĨu đÍt TÍm lờt Núm vƯn khoá, mị Cỉi đèm Cèn dĨn h−ớng Quả đèm
Cân cỉi khi ch−a cờ mĨu đÍt. Cho mĨu đÍt vào cỉi từng lớp, th−ớng làm năm lớp. Với mỡi lớp đều đèm (bằng cách thả rơi quả đèm ị mĩt chiều cao xác định) 55 nhát đèm, chú ý sao cho các nhát đèm phân bỉ đều trên mƯt mĨu. Sau khi đèm xong, tháo vành kéo dài ị mƯt trên, gụt mĨu đÍt bằng mƯt cỉi. Cân lại cỉi đèm cờ chứa đèy đÍt. Cuỉi cùng tháo mĨu đÍt ra khõi cỉi, lÍy 2-3 mĨu nhõ (trên - 10g), đem thí nghiệm xác định đĩ Ỉm.
LƯp lại thí nghiệm với mĨu đÍt thứ hai, gia tăng l−ợng n−ớc phun t−ới vào mĨu đÍt (không quên trĩn cỈn thỊn và thỊt lâu): tiếp tục thí nghiệm cho 5-6 mĨu. Với mỡi
43 mĨu thí nghiệm ta xác định đ−ợc trụng l−ợng thể tích đÍt (−ớt) γ và t−ơng ứng với nờ là đĩ Ỉm W, hoƯc trụng l−ợng thể tích đÍt (khô) γk và đĩ Ỉm W.
Kết quả thí nghiệm đ−ợc thể hiện bằng đ−ớng cong, trên đơ thị cờ trục tung biểu thị γk = f(W), trục hoành biểu thị W (Hình I -12). Theo đờ ta xác định đ−ợc đĩ Ỉm đèm nén tỉt nhÍt ứng với mĩt công đèm nén xác định. Nếu thay đưi công đèm nén ta thÍy: Khi tăng công đèm nén lên thì đĩ Ỉm tỉt nhÍt nhõ đi mĩt chút (điểm cực trị dịch về bên trái), tÍt cả các đ−ớng cong γk = f (W) đều tiệm cỊn mĩt đ−ớng thẳng gụi là đ−ớng bão hòa. W(%) γk (Kg/cm ) Wopt Đ − ớn g c on g n o n− ớc G = 1 n=10 0 n=60 n=30 n=20 G=0,8 3
Hình I-12: Các đ−ớng cong đèm chƯt
Thí nghiệm đèm chƯt nêu trên
ng−ới ta th−ớng gụi là thí nghiệm Proctor (tên ng−ới đã đề xuÍt thí nghiệm đèu tiên). Dựa vào nguyên lý thí nghiệm đèm chƯt đã nêu trên, sau này ng−ới ta đã cải biến đi, nên ị các n−ớc khác nhau cờ quy định khác nhau về thí nghiệm đèm chƯt.
* Thí nghiệm proctor thông th−ớng:
Cỉi đèm chƯt cờ đ−ớng kính bằng 10cm, chiều cao cỉi đèm là 12,70cm, thể tích cỉi đèm là 1000cm3. Đèm cờ đ−ớng kính đáy là 10cm, trụng l−ợng quả đèm 2,5kg. TÍm lờt đáy cờ đ−ớng kính 10cm.
Cách thí nghiệm :
- Cho quả đèm rơi tự do với chiều cao 30,5cm, sỉ lớp đÍt đèm là 3, chiều dày lớp đÍt là 4cm, sỉ nhát chày đèm cho mỡi lớp là 25 chày, năng l−ợng đơn vị 5,4kG.cm/cm3.(Năng l−ợng đơn vị đ−ợc tính là: trụng l−ợng quả đèm nhân với chiều cao rơi nhân với sỉ nhát đèm cho mỡi lớp nhân với sỉ lớp đÍt đèm nén, kết quả đờ chia cho thể tích cỉi đèm).
* Thí nghiệm proctor cải tiến:
Cỉi đèm chƯt cờ đ−ớng kính bằng 12,5 cm, chiều cao cỉi đèm 12,70cm , thể tích cỉi đèm 2224cm3. Đèm cờ đ−ớng kính đáy là 5,08cm, trụng l−ợng quả đèm 4,54kg.
Cách thí nghiệm:
- Cho quả đèm rơi tự do với chiều cao 45,7cm, sỉ lớp đÍt đèm nén là 5, chiều dày mỡi lớp 2,5cm, sỉ nhát đèm cho mỡi lớp là 55, năng l−ợng đơn vị 25KG.cm/cm3.
* Thí nghiệm proctor do công binh Mỹ cải tiến:
Cỉi đèm chƯt cờ đ−ớng kính là 15,24cm, chiều cao cỉi đèm 12,70cm, thể tích cỉi đèm là 2317cm3. Đèm cờ đ−ớng kính đáy là 5,08cm, trụng l−ợng quả đèm là 4,54KG, tÍm lờt đáy dày 5,08cm và đ−ớng kính là 15,24cm.
44 Cách thí nghiệm:
- Cho quả đèm rơi tự do với chiều cao 45,7cm, sỉ lớp đÍt đèm là 5, chiều dày mỡi lớp 2,5cm, sỉ nhát đèm 55, năng l−ợng đơn vị 24,5KG.cm/cm3.
* Thí nghiệm CBR ( California Bearing Ratio)
ị Mỹ và mĩt sỉ n−ớc, trong xây dựng đ−ớng ô tô th−ớng dùng chỉ sỉ CBR ( viết tắt của tên California Bearing Ratio - Chỉ sỉ chịu tải CBR), là tỷ sỉ biểu thị bằng phèn trăm giữa áp lực tạo sự xuyên ngỊp mĩt trụ xuyên trong đÍt ta xét với áp lực tạo sự xuyên ngỊp nh− thế trong vỊt liệu tiêu chuỈn. Kích th−ớc trụ xuyên, tỉc đĩ và đĩ sâu xuyên đ−ợc chuỈn hoá.
Dụng cụ thí nghiệm ( hình I-13): Trụ xuyên tiết diện 3 inch2 ( 19,35cm2), dài khoảng 20cm, gắn vào mĩt giá đỡ cờ gán lực kế và đơng hơ đo chuyển vị; mĩt cơ cÍu vitme với tay quay nâng hĩp mĨu tạo ra sự xuyên ngỊp của trụ xuyên.
Hĩp mĨu là mĩt cỉi đèm chƯt kiểu Proctor Công binh Mỹ cải tiến, nh−ng chiều cao cỉi lớn hơn, bằng 7 inch (17,78cm); ngoài ra cờ những tÍm cứng vành khuyên đƯt trên mĨu đÍt trong cỉi đèm dùng để gia tải lên mĨu đÍt, trụ xuyên đi qua lỡ tâm các tÍm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cách thí nghiệm: Đèu tiên mĨu đÍt đ−ợc đèm chƯt nh− thí nghiệm Proctor Công binh Mỹ cải tiến với đĩ Ỉm sai lệch 60,5% đĩ Ỉm đèm nén tỉt nhÍt. Dùng các tÍm vành khuyên gia tải lên mƯt mĨu bằng tải trụng đÍt chịu trong tự nhiên, nh−ng trụng l−ợng tỉi thiểu các tÍm vành khuyên là 10 lbs (4,54kG). Đ−a hĩp mĨu vào d−ới trụ xuyên, tác dụng lực 10 lbs để trụ xuyên tiếp xúc với mĨu. Gá đơng hơ đo chuyển vị tỳ lên thành cỉi đèm và đ−a về 0. Bắt đèu quá trình ép trụ xuyên, thao tác sao cho tỉc đĩ xuyên là không đưi và đúng bằng tỉc đĩ tiêu chuỈn hoá là 1/20 inch trong mĩt phút (1,27mm/phút). Trong quá trình xuyên ghi chép áp lực xuyên ứng với các đĩ sâu xuyên 0,64; 1,27; 1,91; 2,54; 5,08 và 7,62mm. Hình I-13: Dụng cụ thí nghiệm CBR 0 2 4 6 8 10 12 14 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Đĩ ngỊp sâu,mm Tải trụng tác dụn g (k G/cm ) 2
Hình I - 14: Đ−ớng cong ứng suÍt biến dạng
Kết quả đo đ−ợc trình bày trên đơ thị thí nghiệm CBR ( Hình I - 14) Tính đ−ợc các chỉ sỉ chịu tải:
45 % 100 00 , 70 p(2,54) và 100% 00 , 105 P5,08)
Trong đờ: P(2,54) và P(5,08) - áp lực làm trụ xuyên sâu 2,54 và 5,08 mm.
70,00 và 105,00 - áp lực làm trụ cờ cùng đĩ sâu xuyên nh− thế đỉi với vỊt liệu tiêu chuỈn lÍy làm gỉc so sánh.
Giá trị đèu đ−ợc lÍy làm trị sỉ chịu tải CBR trừ khi giá trị sau lớn hơn. Trong tr−ớng hợp giá trị sau lớn hơn, khi đờ kiến nghị làm lại thí nghiệm, nếu kết quả làm lại vĨn nh− vỊy thì lÍy giá trị thứ hai làm chỉ sỉ chịu tải, nếu không thì lÍy giá trị thứ nhÍt làm chỉ sỉ chịu tải.