- Chế tạo hổn hợp
A. Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất bazan chưa gia cố
3.2.3 Thí nghiệm cắt phẳng xác định C, ϕ chưa gia cố (TCVN
4199:95)
3.2.3.1 Mục tiêu và phương pháp thí nghiệm
Sức chống cắt của đất (cường độ chống cắt của đất), là lực chống trượt lớn nhất trên một đơn vị diện tích tại mặt trượt, khi khối đất này trượt lên khối đất kia dưới tác dụng của tải trọng ngoài, nó là yếu tố chủ yếu quyết định đối với sự ổn định của nền và an toàn của công trình.
Sức chống cắt (τ ) của cùng một loại đất sẽ không giống nhau, phụ thuộc vào ứng suất pháp do tải trọng ngoài tác dụng tại mặt trượt, vào loại đất và trạng thái vật lí của nó (mức độ phá hoại cấu trúc tự nhiên, độ chặt, độ ẩm), cũng như điều kiện thí nghiệm (phương pháp thí nghiệm, cơ cấu máy móc, kích thước mẫu, tốc độ cắt vvv). Để nhận được kết quả tin cậy nhất, thí nghiệm xác định sức chống cắt (τ ) phải được tiến hành trong điều kiện gần
71
giống với điều kiện làm việc của đất dưới công trình hoặc trong thân công trình.
- Sức chống cắt (τ ) của mẫu đất là ứng suất tiếp tuyến nhỏ nhất được tính theo công thức:
FQ Q
=τ τ
Với ứng suất này, mẫu đất bị cắt theo mặt phẳng định trước dưới áp lực thẳng (σ ) theo công thức:
FP P
=σ σ
Trong đó: P và Q- là lực pháp tuyến (đứng) và lực tiếp tuyến (ngang) với mặt cắt, N (hình 3-3);
F- là diện tích mặt cắt ngang mẫu đất, cm2.
Quan hệ giữa sức chống (τ ) và áp lực thẳng đứng (σ) trên mặt phẳng cắt được biểu diễn bằng phương trình sau: τ =σ.tgϕ+C
Trong đó: tgϕ - tang góc ma sát trong của đất.
C – lực dính đơn vị của đất loại sét, hoặc thông số tuyến tính của đất loại cát, N/m2 hay (KG/cm2)
Để xác định giá trị tgϕ và C của đất cần phải tiến hành xác định τ ứng với ít nhất là 3 trị số khách nhau của σ đối với cùng một phương pháp thí nghiệm.
Có nhiều phương pháp xác định sức chống cắt của đất tùy theo những điều kiện làm việc khác nhau của đất và mục đích nghiên cứu. Tùy theo tương quan giữa tốc độ truyền lực nén và lực cắt, cùng điều kiện thoát nước của mẫu đất khi thí nghiệm, có thể phân biệt các phương pháp chính sau đây để xác định sức chống cắt của đất.:
72
(1) Không nén trước (không thoát nước, không cố kết), đưa cắt nhanh – được gọi là cắt nhanh không cố kết;
(2) Nén trước đến ổn định (thoát nước, cố kết), rồi cắt chậm – được gọi là cắt chậm cố kết;
(3) Nén trước đến ổn định (thoát nước, cố kết), rồi cắt nhanh – được gọi là cắt nhanh cố kết.
Mẫu có thể cắt ở trạng thái thông thường hoặc trạng thái bão hòa nước.
* Với các thiết bị như:
+ Máy cắt phẳng (kiểu ứng lực hoặc kiểu ứng biến). + Máy nén 3 trục
+ Máy nén 1 truc
Hình 3-6 mô hình thí nghiệm cắt đất