- Cối đầm nén và cần dẫn búa bằng kim loại cĩ các thơng số và kích thước chế tạo theo bảng dưới với sai số cho phép là 0.1%. - Cân địn 5kg.
- Cân kỹ thuật cĩ độ chính xác 0.01g. - Sàng cĩ đường kính lỗ 5mm. - Bình phun nước.
- Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ. - Bình hút ẩm cĩ canxi clorua. - Hộp nhơm để xác định độ ẩm. - Dao gọt đất.
- Khay để trộn đất, cĩ kích thước 40x60cm. - Cối sứ và chày bọc cao su để nghiền đất.
Hình 4.11: Khuơn đầm Protor CHÀY ĐẦM KHUÔN ĐẦM CHẶT KHUÔN CỔ KHUÔN ĐÁY KHUÔN
Bảng 4.5: Thơng số kỹ thuật của Protor tiêu chuẩn
Yêu cầu Protor tiêu chuẩn Protor cải tiến
Khuơn 944cm3 944cm3
Chày 2.45 kg 44.5N
Số lớp 3 lớp, 25 chày/1lớp 5 lớp, 25 chày/1 lớp
Chiều cao rơi 30.5cm 0.46m
Năng lượng đầm 593.7 Kj/m3 2710.5Kj/m3
4.5.3. Chuẩn bị thí nghiệm
- Phơi khơ đất , dùng chày giả đất nhỏ ra trên khai .
- Sàng qua rây 5mm loại bỏ những phần đất nằm trên rây . - Xác định hàm lượng % của đất trên rây 5mm (phải <3%). - Cân trọng lượng khuơn cả đế, khơng cĩ phần cổ.
- Phun nước với lượng khác nhau để tạo ra đất cĩ độ ẩm khác nhau.
Lưu ý:
Đối với đất loại cát, lần thí nghiệm đầu tiên bắt đầu độ ẩm 5%
và những thí nghiệm tiếp theo sẽ tăng lên từ 1% đến 2% cho mỗi lần. Nếu độ ẩm tự nhiên của đất thấp hơn quy định nĩi trên (cho lần thí nghiệm đầu tiên) thì phải thêm nước vào cho đủ.
Đối với đất loại sét, lần thí nghiệm đầu tiên phải bắt đầu từ độ ẩm 10% và những lần thí nghiệm tiếp theo sẽ tăng từ 2% (đối với đất pha sét) đến 5% ( đối với đất sét).
4.5.4. Tiến hành thí nghiệm
- Chọn khoảng 3kg đất qua rây 5mm, xác định độ ẩm của mẫu và cho thêm nước vào để tăng độ ẩm khoảng 2%-3% khối lượng 3kg của đất.
11 1 w w w 0.01m q 1 0.01 (4.20)
Trong đĩ: w : Độ ẩm của đất cần cĩ %; w1: Độ ẩm của đất trước khi làm
ẩm thêm; m: Khối lượng đất trước khi làm ẩm thêm. - Trộn đều mẫu đất sau khi phun nước.
- Cho đất vào khuơn thành ba lớp, mỗi lớp chiếm khoảng 1/3 thể tích khuơn đầm. Dùng búa nặng 2.45 kg cho rơi tự do ở độ cao 30.5cm để đầm riêng cho từng lớp.
Hình 4.12: Minh họa chiều dày các phân lớp khi đầm
- Khi đầm nén, phải để cho búa rơi tự do và phân bố đều trên mặt đất, số lần đập quy định riêng cho từng loại đất:
Đối với cát pha: đập 25 búa.
Đối với đất sét pha và sét cĩ chỉ số dẻo Ip < 30: đập 40 búa.
Đối với sét cĩ Ip > 30 búa: đập 50 búa.
- Sau khi đầm xong đất lĩ khỏi mặt khuơn khơng quá 1cm và khơng lõm dưới mặt khuơn .
- Khi đầm xong, cẩn thận tháo cổ khuơn ra và dùng dao gọt bỏ phần đất thừa cho thật phẳng. Khi gạt bằng, do trong đất cĩ nhiều hạt thơ, trên bề mặt mẫu cĩ thể cĩ những vết lõm. Lúc đĩ phải lấy đất dư lắp đầy lại.
- Tháo đế ra khỏi khuơn đầm , đem cân đất cùng khuơn trên cân cĩ độ chính xác 1g, sau đĩ xác định dung trọng của lớp đất ẩm.
- Dung trọng của đất ẩm được tính theo cơng thức (4.21). w
w m g
V
(4.21)
Trong đĩ: mw là khối lượng đất ở độ ẩm w (g); V là thể tích cối đầm (cm³); g là gia tốc trọng trường (lấy g=9.81m/s²)
- Sau khi cân xong lấy mẫu ở phần giữa để xác định độ ẩm.
Lưu ý:
Mỗi lần thí nghiệm phải xác định độ ẩm của đất.
Đối với đất loại cát, xác định độ ẩm trước khi đầm nện.
Đối với đất loại sét, xác định độ ẩm sau khi cân xong, bằng cách lấy phần đất ở giữa của mẫu đất đã đầm.
- Tiếp tục thí nghiệm như vậy đối với ít nhất năm lần thí nghiệm. Nếu thấy khối lượng thể tích của đất ẩm tăng dần rồi sau đĩ giảm dần thì thơi. Nếu chưa đạt thì phải lấy đất làm lại từ đầu, hoặc phải thêm với các độ ẩm khống chế thích hợp. Khi đầm, ứng với một trị số độ ẩm nào đĩ, thấy cĩ dấu hiệu thốt nước từ cối thì cho phép dừng lại.
4.5.5. Tính tốn kết quả
- Dung trọng khơ (d) được xác định theo cơng thức (4.24) w d w 1 (4.22)
Trong đĩ: w là dung trọng của đất ẩm (kN/m³); w là độ ẩm của đất (%)
- Vẽ đường cong liên hệ giữa độ ẩm và dung trọng khơ. Đỉnh cao nhất của đường cong ứng với dung trọng khơ lớn nhất và độ ẩm tốt nhất của đất .
- Với đất cát, đỉnh cao nhất của đường cong thường thể hiện khơng rõ ràng, vì vậy khơng chỉ cĩ một giá trị độ ẩm tốt nhất ωopt. Trường hợp này cần phải thuyết minh rõ ràng khi báo cáo kết quả thí nghiệm.
Hình 4.13: Đường cong đầm chặt
- Kiểm tra đường đầm chặt tiêu chuẩn bằng cách biểu diễn thêm đường bão hịa.
- Đường bão hịa là đường thể hiện dung trọng khơ đạt được do khí trong mẫu bão hồ hồn tồn thốt khỏi lỗ rỗng nhờ đầm chặt liên tục, được tính theo cơng thức sau (4.23).
d(bh) w 1 w (4.22)
Trong đĩ: (bh) là khối lượng thể tích khơ của đất hồn tồn bão hịa (g/cm3); là khối lượng riêng của đất (g/cm3); wlà khối lượng riêng của
nước (g/cm3); w là độ ẩm của đất (%).
Bảng 4.6: Khối lượng thể tích khơ d(bh) tương ứng khối lượng riêng
của đất Khối
lượng riêng của
đất
Khối lượng thể tích khơ (g/cm3) ở các độ ẩm (%)
5 10 15 20 25 30
Khối lượng riêng của
đất
Khối lượng thể tích khơ (g/cm3) ở các độ ẩm (%)
5 10 15 20 25 30 2.54 2.254 2.026 1.839 1.684 1.554 1.442 2.56 2.270 2.038 1.850 1.693 1.561 1.448 2.58 2.285 2.064 1.860 1.702 1.568 1.454 2.60 2.301 2.076 1.871 1.771 1.576 1.461 2.62 2.317 2.089 1.881 1.719 1.583 1.467 2.64 2.332 2.099 1.891 1.728 1.590 1.473 2.66 2.339 2.101 1.896 1.732 1.594 1.476 2.68 2.348 2.114 1.901 1.736 1.598 1.479 2.70 2.363 2.126 1.912 1.745 1.605 1.486 2.72 2.394 2.138 1.932 1.762 1.619 1.498 2.74 2.410 2.151 1.942 1.770 1.626 1.504 2.76 2.425 2.163 1.952 1.778 1.633 1.510
Bảng 4.7: Bảng tra tham khảo
Tên đất Độ ẩm tối ưu
wtu (%) d max (g/cm3) Cát 8 – 12 1.75 – 1.95 Cát pha 9 – 15 1.65 – 1.85 Sét pha nhẹ 12 – 18 1.65 – 1.85 Sét pha nặng 15 – 22 1.60 – 1.80 Sét pha bụi 17 – 23 1.58 – 1.78 Sét 18 – 25 1.55 – 1.75
4.5.6. Phiếu ghi kết quả thí nghiệm xác định độ chặt tiêu chuẩn của đất Xác định độ ẩm w