CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG
3.2 K ết quả thí nghiệm nén 1 trục có nở hông
3.2.2 K ết quả thí nghiệm nén mẫu ở 14 n gày tu ổi
.
Bảng 3.3. Tổng hợp kết quả thí nghiệm nén một trục - 14 ngày Hàm lượng xi
măng (kg/m3
Sức kháng nén đơn mẫu tại (kg/cm )
2 Sức kháng nén đơn trung bình
(kg/cm )
2)
2-6m 6-9m 9-12m 12-15m
140 2.310 2.591 3.952 5.025 3,469
160 2.482 2.972 4.771 6.031 4,063
180 3.293 3.302 5.468 6.453 4,628
200 4.110 4.761 5.863 6.869 5,401
220 4.492 4.763 6.012 6.927 5,547
3.2.2.1 Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn quvà hàm lượng xi măng ứng với mỗi độ sâu lấy mẫu.
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và hàm lượng xi măng ứng với độ sâu 2-6m
1 2 3 4 5
120 140 160 180 200 220 240
Hàm lượng xi măng (kg/m3)
S ức kháng nén đơn (kg/cm2 )
Sức kháng nén đơn tại 2-6m (kg/cm2)
Hình 3.34. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn và hàm lượng xi măng ở độ sâu 2-6m
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và hàm lượng xi măng ứng với độ sâu 6-9m
1 2 3 4 5
120 170 220 270
Hàm lượng xi măng (kg/m3)
S ức kháng nén đơn (kg/cm2 )
Sức kháng nén đơn tại 6-9m (kg/cm2)
Hình 3.35. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn và hàm lượng xi măng ở độ sâu 6-9m
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và hàm lượng xi măng ứng với độ sâu 9-12m
2 3 4 5 6 7
120 140 160 180 200 220 240
Hàm lượng xi măng (kg/m3)
S ức kháng nén đơn (kg/cm2 )
Sức kháng nén đơn tại 9-12m (kg/cm2)
Hình 3.36. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn và hàm lượng xi măng ở độ sâu 9-12m
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và hàm lượng xi măng ứng với độ sâu 12-15m
3 4 5 6 7 8
120 140 160 180 200 220 240
Hàm lượng xi măng (kg/m3)
S ức kháng nén đơn (kg/cm2 )
Sức kháng nén đơn tại 12-15m (kg/cm2)
Hình 3.37. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn và hàm lượng xi măng ở độ sâu 12-15m
3.2.2.2 Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn quvà độ sâu của mẫu ứng với từng hàm lượng xi măng.
5 7 9 11 13 15 17
2 3 4 5 6
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ sâu của mẫu (m)
Sức kháng nén đơn ứng với hàm lượng 140 (kg/m3)
Hình 3.38. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ sâu của mẫu
tương ứng với hàm lượng XM 140kg/m3
.
5 7 9 11 13 15 17
2 3 4 5 6 7
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ sâu của mẫu (m)
Sức kháng nén đơn ứng với hàm lượng 160 (kg/m3)
Hình 3.39. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ sâu của mẫu
tương ứng với hàm lượng XM 160kg/m3.
5 7 9 11 13 15 17
2 3 4 5 6 7
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ sâu của mẫu (m) Sức kháng nén đơn
ứng với hàm lượng 180 (kg/m3)
Hình 3.40. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ sâu của mẫu
tương ứng với hàm lượng XM 180kg/m3
.
5 7 9 11 13 15 17
3 4 5 6 7 8
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ sâu của mẫu (m) Sức kháng nén đơn
ứng với hàm lượng 200 (kg/m3)
Hình 3.41. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ sâu của mẫu
tương ứng với hàm lượng XM 200kg/m3.
5 7 9 11 13 15 17
3 4 5 6 7 8
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ sâu của mẫu (m) Sức kháng nén đơn
ứng với hàm lượng 220 (kg/m3)
Hình 3.42. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ sâu của mẫu
tương ứng với hàm lượng XM 220kg/m
3.2.2.3 Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn quvà độ pH của đất ứng với từng hàm lượng xi măng.
3
6.50 6.70 6.90 7.10 7.30 7.50 7.70
1 3 5 7
Độ pH
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng với hàm lượng xi măng 140kg/m3
Sức kháng nén đơn với hàm lượng 140 (kg/m3)
Hình 3.43. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng với
hàm lượng XM 140kg/m3
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng với hàm lượng xi măng 160kg/m3
6,50 6,70 6,90 7,10 7,30 7,50 7,70
1 3 5 7
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ pH Sức kháng nén đơn với
hàm lượng 160 (kg/m3)
Hình 3.44. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng
với hàm lượng XM 160kg/m
3
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng với hàm lượng xi măng 180kg/m3
6,50 6,70 6,90 7,10 7,30 7,50 7,70
2 3 4 5 6 7
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ pH Sức kháng nén đơn với hàm
lượng 180 (kg/m3)
Hình 3.45. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng
với hàm lượng XM 180kg/m
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng với hàm lượng xi măng 200kg/m3
6,50 6,70 6,90 7,10 7,30 7,50 7,70
2 4 6 8
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ pH
Sức kháng nén đơn với hàm lượng 200 (kg/m3)
Hình 3.46. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng
với hàm lượng XM 200kg/m
3
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng với hàm lượng xi măng 220kg/m3
6,50 6,70 6,90 7,10 7,30 7,50 7,70
2 4 6 8
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ pH Sức kháng nén đơn với
hàm lượng 220 (kg/m3)
Hình 3.47. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng
với hàm lượng XM 220kg/m3
3.2.3 Kết quả thí nghiệm nén mẫu ở 28 ngày tuổi.
Bảng 3.4. Tổng hợp kết quả thí nghiệm nén một trục - 28 ngày Hàm lượng xi
măng (kg/m3
Sức kháng nén đơn mẫu tại (kg/cm )
2 Sức kháng nén đơn trung bình
(kg/cm )
2)
2-6m 6-9m 9-12m 12-15m
140 3.400 3.670 4.490 5.030 4,148
160 3.940 4.050 5.150 5.570 4,678
180 4.210 4.650 7.370 7.760 5,998
200 4.760 5.140 7.860 8.250 6,503
220 5.030 5.580 8.190 8.840 6,910
3.2.3.1 Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và hàm lượng xi măng ứng với mỗi độ sâu lấy mẫu.
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và hàm lượng xi măng ứng với độ sâu 2-6m
2 3 4 5 6 7
120 140 160 180 200 220 240
Hàm lượng xi măng (kg/m3) S ức kháng nén đơn (kg/cm2 )
Sức kháng nén đơn tại 2-6m (kg/cm2)
Hình 3.48. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn và hàm lượng xi măng ở độ sâu 2-6m
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và hàm lượng xi măng ứng với độ sâu 6-9m
2 3 4 5 6 7
120 140 160 180 200 220 240
Hàm lượng xi măng (kg/m3) S ức kháng nén đơn (kg/cm2 )
Sức kháng nén đơn tại 6-9m (kg/cm2)
Hình 3.49. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn và hàm lượng xi măng
ở độ sâu 6-9m
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và hàm lượng xi măng ứng với độ sâu 9-12m
3 4 5 6 7 8 9
120 140 160 180 200 220 240
Hàm lượng xi măng (kg/m3) S ứckháng nén đơn (kg/cm2 )
Sức kháng nén đơn tại 9-12m (kg/cm2)
Hình 3.50. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn và hàm lượng xi măng
ở độ sâu 9-12m
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và hàm lượng xi măng ứng với độ sâu 12-15m
3 4 5 6 7 8 9 10
120 140 160 180 200 220 240
Hàm lượng xi măng (kg/m3)
S ứckháng nén đơn (kg/cm2 )
Sức kháng nén đơn tại 12-15m (kg/cm2)
Hình 3.51. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn và hàm lượng xi măng
ở độ sâu 12-15m
3.2.3.2 Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn quvà độ sâu của mẫu ứng với từng hàm lượng xi măng.
5 7 9 11 13 15 17
3 4 5 6
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ sâu của mẫu (m)
Sức kháng nén đơn ứng với hàm lượng 140 (kg/m3)
Hình 3.52. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ sâu của mẫu tương ứng với hàm lượng XM 140kg/m3
5 7 9 11 13 15 17
3 4 5 6
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ sâu của mẫu (m)
Sức kháng nén đơn ứng với hàm lượng 160 (kg/m3)
Hình 3.53. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ sâu của mẫu
tương ứng với hàm lượng XM 160kg/m
3
5 7 9 11 13 15 17
3 4 5 6 7 8
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ sâu của mẫu (m) Sức kháng nén đơn
ứng với hàm lượng 180 (kg/m3)
Hình 3.54. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn quvà độ sâu của mẫu tương ứng với hàm lượng XM 180kg/m3
5 7 9 11 13 15 17
3 4 5 6 7 8 9
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ sâu của mẫu (m)
Sức kháng nén đơn ứng với hàm lượng 200 (kg/m3)
Hình 3.55. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ sâu của mẫu tương ứng với hàm lượng XM 200kg/m
3
5 7 9 11 13 15 17
3 4 5 6 7 8 9 10
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ sâu của mẫu (m) Sức kháng nén đơn
ứng với hàm lượng 220 (kg/m3)
Hình 3.56. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ sâu của mẫu tương ứng với hàm lượng XM 220kg/m3
3.2.3.3 Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn quvà độ pH của đất ứng với từng hàm lượng xi măng.
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng với hàm lượng xi măng 140kg/m3
6,50 6,70 6,90 7,10 7,30 7,50 7,70
2 3 4 5 6
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ pH Sức kháng nén đơn với
hàm lượng 140 (kg/m3)
Hình 3.57. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng với hàm lượng XM 140kg/m
3
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng với hàm lượng xi măng 160kg/m3
6,50 6,70 6,90 7,10 7,30 7,50 7,70
2 3 4 5 6
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ pH Sức kháng nén đơn với
hàm lượng 160 (kg/m3)
Hình 3.58. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn quvà độ pH của đất ứng với hàm lượng XM 160kg/m3
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng với hàm lượng xi măng 180kg/m3
6,50 6,70 6,90 7,10 7,30 7,50 7,70
3 4 5 6 7 8
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ pH Sức kháng nén đơn với
hàm lượng 180 (kg/m3)
Hình 3.59. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng với hàm lượng XM 180kg/m
3
6.50 6.70 6.90 7.10 7.30 7.50 7.70
3 4 5 6 7 8 9
Độ pH
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng với hàm lượng xi măng 200kg/m3
Sức kháng nén đơn với hàm lượng 200 (kg/m3)
Hình 3.60. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng với hàm lượng XM 200kg/m3
Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất ứng với hàm lượng xi măng 220kg/m3
6,50 6,70 6,90 7,10 7,30 7,50 7,70
3 4 5 6 7 8 9 10
Sức kháng nén đơn (kg/cm2)
Đ ộ pH Sức kháng nén đơn với
hàm lượng 220 (kg/m3)
Hình 3.61. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và độ pH của đất
ứng với hàm lượng XM 220kg/m
3.2.3.4 Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và thời gian ninh kết tương ứng với hàm lượng 220kg/m3 và ở mỗi độ sâu khác nhau.
3
Biểu đồ quan hệ giữa cường độ qu và thời gian ninh kết tương ứng với hàm lượng xi măng 220kg/m3
3 4 5 6
0 7 14 21 28 35
Thời gian (ngày)
S ức kháng nén đơn (kg/cm
2 )
Sức kháng nén đơn tại 2-6m
Hình 3.62. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và thời gian mẫu ninh kết tại độ sâu từ 2-6m
Biểu đồ quan hệ giữa cường độ qu và thời gian ninh kết tương ứng với hàm lượng xi măng 220kg/m3
3 4 5 6
0 7 14 21 28 35
Thời gian (ngày)
S ức kháng nén đơn (kg/cm
2 )
Sức kháng nén đơn tại 6-9m
Hình 3.63. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và thời gian mẫu ninh kết tại độ sâu từ 6-9m
Biểu đồ quan hệ giữa cường độ qu và thời gian ninh kết tương ứng với hàm lượng xi măng 220kg/m3
3 4 5 6 7 8 9
0 7 14 21 28 35
Thời gian (ngày)
S ức kháng nén đơn (kg/cm
2 )
Sức kháng nén đơn tại 9-12m
Hình 3.64. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và thời gian mẫu ninh kết tại độ sâu từ 9-12m
Biểu đồ quan hệ giữa cường độ qu và thời gian ninh kết tương ứng với hàm lượng xi măng 220kg/m3
3 4 5 6 7 8 9 10
0 7 14 21 28 35
Thời gian (ngày)
S ức kháng nén đơn (kg/cm
2 )
Sức kháng nén đơn tại 12-15m
Hình 3.65. Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn qu và thời gian
mẫu ninh kết tại độ sâu từ 12-15m
3.2.4 Kết quả thí nghiệm nén một trục nở hông của mẫu đất nguyên trạng
Hình 3.66. Nén mẫu đất nguyên trạng
Bảng 3.5. Tổng hợp kết quả nén một trục của mẫu đất nguyên trạng tại độ sâu 6-9m Sức kháng nén đơn (kg/cm2) Sức kháng nén đơn
trung bình (kg/cm2)
MĐ01 MĐ02 MĐ03
0.12 0,10 0, 10 0,107
3.2.5 Thí nghiệm mẫu đất trộn xi măng với hàm lượng muối
Sau khi xác định được hàm lượng xi măng tối ưu là 220kg/m3, học viên tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng muối đến sức kháng nén đơn đất trộn xi măng như thế nào, bằng cách cho vào mẫu đất trộn xi măng hàm lượng muối lần lượt là 3%, 4% và 5%, mẫu đất thí nghiệm ở độ sâu là 6-9m. Trình tự thí nghiệm như sau:
Hình 3.67. Cân xác định hàm lượng muối
Hình 3.68. Đúc mẫu sau khi đã trộn hàm lượng muối vào
Hình 3.69. Nén 1 trục nở hông tự do khi mẫu có hàm lượng muối
Khi thay đổi hàm l ượng muối thêm vào mẫu đất trộn với xi măng thu được kết quả thí nghiệm nén một trục như bảng 3.6
Bảng 3.6. Tổng hợp kết quả thí nghiệm nén một trục ở 28 ngày tuổi STT Hàm lượng muối
thêm vào (%)
Hàm lượng xi măng (kG/m3)
Sức kháng nén đơn (kG/m2)
1 3% 220 4.315
2 4% 220 3.925
3 5% 220 3.673
3.0 3.3 3.6 3.9 4.2 4.5
2.0% 3.0% 4.0% 5.0% 6.0%
Sức kháng nén đơn qu(kG/cm2)
Hàm lư ợng muối (%)
Hình 3.70. Biều đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn quvà hàm lượng muối 3.2.6 Thí nghiệm nén 3 trục cho mẫu đất trộn xi măng:
Như phần trên, mô đun biến dạng của trụ đất trộn xi măng được xác định bằng thí nghiệm nén 1 trục nở hông tự do. Tuy nhiên trong thực tế, trụ đất xi măng khi chịu ứng suất tập trung từ trên xuống, nó còn chịu áp lực ngang của đất xung quanh trụ và những trụ khác đã thi công xong. Từ cơ sở đó học viên nghiên c ứu thêm thí nghiệm nén 3 trục để xác định mô đun đàn hồi E và so sánh với E50 theo thí nghiệm nén 1 trục nở hông tự do.
Do thời gian có hạn nên học viên chỉ tiến hành nén 3 trục cho mẫu ở 28 ngày tuổi với hàm lượng 220kG/m3, số lượng mẫu là 03 mẩu được lấy ở độ sâu 2-6m.
Các mẫu được nén với áp lực ngang lần lượt là: 1,5kG/cm2; 2kG/cm2; 2,5kG/cm2.
Tiến hành nén mẫu:
Hình 3.71. Thí nghiệm nén 3 trục
Hình 3.72. Mẫu đất trộn xi măng sau khi bị phá hoại
Kết quả thí nghiệm:
3.2.6.1 Kết quả thí ngiệm nén 3 trục của mẫu với áp lực buồng σ3 =1.5 kG/cm2 Bảng 3.7 Kết quả thí nghiệm nén 3 trục với áp lực buồng σ3 =1.5 kG/cm2 Áp lực buồng
σ3 (kG/cm2)
Ứng suất dọc trục σ1
(kG/cm2)
Tổng biến
dạng (mm) Biến dạng
ε(%) Hệ số Poison (ν)
Mô đun đàn hồi E (kG/cm2)
1.5
0,000 0 0.943
0.2
1,518 0.5 0,472 144.28
3,852 1.0 0,943 344.73
4,535 1.5 1,415 256.89
5,197 2.0 1,887 227.72
Trong đó: E được lấy lớn nhất theo từng cấp tải (σ1) và được xác định từ biểu thức
1 2 3
E σ νσ ε
= −
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
Độ lệch ứng suấtσ1-σ3(kG/cm2)
Biến dạngε(%)
Biểu đồ quan hệ giữa biến dạng ε (%) và độ lệch ứng suất (kG/cm2)
Hình 3.73. Biểu đồ quan hệ giữa độ lệch ứng suất và biến dạng, với σ3=1.5kg/cm2
3.2.6.2 Kết quả thí ngiệm nén 3 trục của mẫu với áp lực buồng σ3 =2.0 kG/cm2.
Bảng 3.8 Kết quả thí nghiệm nén 3 trục với áp lực buồng σ3 =2.0 kG/cm2 Áp lực buồng
σ3 (kG/cm2)
Ứng suất dọc trục σ1 (kG/cm2)
Tổng biến dạng (mm)
Biến dạng
ε(%) Hệ số Poison (ν)
Mô đun đàn hồi E (kG/cm2)
2.0
0,000 0 0.943
0.2
0,943 0.5 0,472 30.29
3,975 1.0 0,943 336.55
5,172 1.5 1,415 308.97
5,355 2.0 1,887 241.38
Biểu đồ quan hệ giữa biến dạng ε (%) và độ lệch ứng suất (kG/cm2)
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0
Biến dạng ε (%)
2 Đ ộ l- (kG/cm)σσ13 ệch ứng suất
Hình 3.74. Biểu đồ quan hệ giữa độ lệch ứng suất và biến dạng, với σ3=2.0kg/cm2
3.2.6.3 Kết quả thí ngiệm nén 3 trục của mẫu với áp lực buồng σ3 =2.5 kG/cm2.
Bảng 3.9 Kết quả thí nghiệm nén 3 trục với áp lực buồng σ3 =2.5 kG/cm2 Áp lực
buồng σ3 (kG/cm2)
Ứng suất dọc trục σ1 (kG/cm2)
Tổng biến dạng (mm)
Biến dạng
ε(%) Hệ số Poison (ν)
Mô đun đàn hồi E (kG/cm2)
2.5
0.000 0 0.943
0.2
2.991 0.5 0,472 321.82
4.331 1.0 0,943 353.11
5.157 1.5 1,415 293.78
5.432 2.0 1,887 234.87
Biểu đồ quan hệ giữa biến dạng ε (%) và độ lệch ứng suất (kG/cm2)
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0
Biến dạng ε (%)
2 Đ ộ l- (kG/cm)σσ13 ệch ứng suất
Hình 3.75. Biểu đồ quan hệ giữa độ lệch ứng suất và biến dạng, với σ3=2.5kg/cm2