W L P IL: Là sệt (chỉ số sệt).
2.9. Thí nghiệm đầm nén đất, tìm khối lợng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tốt nhất của đất.
WL: Độ ẩm giới hạn chảy (%). WP: Độ ẩm giới hạn dẻo (%).
2.8. Độ bão hoà.
Chỉ tiêu độ bão hoà hay hệ số no nớc đợc sử dụng để nói lên mức độ ẩm ớt hay nói đúng hơn mức độ nớc chứa trong lỗ rỗng nhiều hay ít. Đây là chỉ tiêu tính toán từ các chỉ tiêu vật lý khác của đất.
Độ bão hoà đợc biểu thị bằng tỷ số giữa độ ẩm tự nhiên và độ ẩm toàn phần của đất. Độ ẩm toàn phần là độ ẩm ứng với điều kiện toàn bộ các lỗ rỗng trong đất đều chứa đầy n- ớc.
W γr Wγk
G = --- = --- x 100 (%). Wtp γn (γr - γk)
G: Độ bão hoà. Tính theo số thập phân hoặc phần trăm. W: Độ ẩm tự nhiên (%).
Wtp: Độ ẩm toàn phần (%).
γr: Khối lợng riêng của đất (g/cm3). γk: Khối lợng thể tích ( g/cm3).
2.9. Thí nghiệm đầm nén đất, tìm khối lợng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tốt nhất của đất. của đất.
2.9.1. Khái niệm và định nghĩa.
Cùng một loại đất nhng độ ẩm khác nhau đợc đầm nén với cùng một năng lợng giống nhau, độ chặt đạt đợc sẽ khác nhau ( khối lợng thể tích đạt đợc sau khi đầm nén khác nhau).
Nếu biểu thị mối quan hệ giữa khối lợng thể tích khô của đất đầm nén với độ ẩm của nó lúc đầm nén thì sẽ có đợc một đờng cong dạng pharabôn ngợc. Toạ độ của đỉnh đ- ờng cong là khối lợng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tốt nhất. Do vậy, có thể định nghĩa gần đúng nh sau:
- Độ ẩm tốt nhất (W0) là độ ẩm mà khi đầm nén ở độ ẩm đó thì độ chặt đạt đợc ( khối lợng thể tích) sẽ cao nhất.
- Khối lợng thể tích khô lớn nhất (γkmax) là khối lợng thể tích khô đạt đợc khi đầm nén đất ở độ ẩm tốt nhất trong dụng cụ đầm nén tiêu chuẩn.
Cần lu ý rằng khái niệm "tốt nhất" và lớn nhất chỉ là tơng đối. Vì nếu thay đổi công đầm nén tính cho một đơn vị thể tích ( bằng cách thay đổi số lần, chiều cao tầm rơi, khối l- ợng quá nặng, kích thớc cối đầm nén...) thì khối lợng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tốt nhất sẽ thay đổi. Công đầm nén càng lớn khối lợng thể tích khô lớn nhất càng cao và độ ẩm tốt nhất giảm.
Khối lợng thể tích khô lớn nhất là chỉ tiêu dùng làm căn cứ để xác định độ chặt. Độ ẩm tốt nhất là chỉ tiêu dùng làm căn cứ khống chế độ ẩm trong quá trình đầm nén đất. Thí nghiệm này còn gọi là thí nghiệm xác định quan hệ giữa khối lợng thể tích khô và độ ẩm hoặc gọi là thí nghiệm Proctor.
2.9.2. Nội dung của thí nghiệm:
Từ khái niệm và định nghĩa đã nêu trên, nội dung của thí nghiệm này bao gồm các việc:
- Đầm nén đất ở những độ ẩm khác nhau trong dụng cụ thí nghiệm theo công nhất định.
- Xác định khối lợng thể tích khô đạt đợc ứng với độ ẩm đó.
- Xác định mối quan hệ giữa khối lợng thể tích và độ ẩm từ đó tìm đợc trị số khối l- ợng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tốt nhất.
2.9.3. Dụng cụ thí nghiệm chính.
- Bộ khuôn cối, chày thí nghiệm Proctor. - Máy đầm, hoặc đầm bằng tay.
- Tủ sấy khống chế đợc nhiệt độ. - Cân kỹ thuật.
- Các dụng cụ để xác định độ ẩm.
Cần lu ý mấy điểm về dụng cụ đầm nén tiêu chuẩn nh sau:
Hiện nay trên thế giới có nhiều loại dụng cụ có kích thớc hình học và thông số kỹ thuật khác nhau.
Một số đặc điểm của dụng cụ đang dùng ở nớc ta đợc giới thiệu qua bảng 1.3. Qua số liệu ở bảng cho ta thấy có một số khác nhau về thể tích cối đầm nén. Khối l- ợng chảy, chiều cao rơi và năng lợng đầm nén tính cho một đơn vị thể tích. Những sự khác nhau đó sẽ dẫn đến sự khác nhau về kết quả thí nghiệm. Do vậy cần chú ý thực hiện đúng yêu cầu của ngời thiết kế.
Đặc điểm các dụng cụ đầm nén tiêu chuẩn
Kích thớc và đặc điểm Theo tiêu chuẩn VN Loại tiêu chuẩn AASHTO
Loại cải tiến AASHTO
Đờng kính khuôn (mm) 100 102 152
Chiều cao khuôn chính (mm) 127 116,4 116,4
Thể tích khuôn chính (cm3) 1000 943 2124
Khối lợng chày (kg) 2,5 2,49 4,54
Chiều cao tầm rơi (cm) 30 30,5 45,7
2.9.4. Trình tự thực hiện
- Đất thí nghiệm đem hong khô gió, và làm tơi vụn. Nếu đất có chứa cỡ hạt lớn hơn 5mm thì sàng bỏ cỡ hạt đó, đồng thời xác định khối lợng của chúng. (Trờng hợp dùng cối cải tiến thì chỉ loại bỏ cỡ hạt lớn hơn 20mm và cùng xác định hàm lợng của chúng).
- Phần hạt lọt sàng đợc chia ra 5-6 phần, mỗi phần khoảng 3kg (nếu dùng cối nhỏ) hoặc 6kg (nếu dùng cối lớn).
Mỗi phần trộn phải ớc lợng để sao cho chỉ cần thí nghiệm 5 hoặc 6 lần là có kết quả để vẽ đợc đờng cong xác định đợc trị số độ ẩm tốt nhất và khối lợng thể tích khô lớn nhất.
- Cho đất đã trộn vào khuôn chia thành 3 hoặc 5 lớp tuỳ theo phơng pháp thông th- ờng hay cải tiến do thiết kế quy định. Tiến hành đầm nén theo số lần quy định.
- Đầm nén xong, gạt bằng hai đầu. Đem cân xác định khối lợng và lấy mẫu để xác định độ ẩm.
- Tiếp tục đầm nén cho các phần còn lại, xác định độ ẩm, và khối lợng thể tích khô. Khối lợng thể tích khô : γw
1+w
- Từ các giá trị độ ẩm và tơng ứng với nó là giá trị khối lợng thể tích khô, vẽ đờng cong quan hệ giữa khối lợng thể tích và độ ẩm. Từ đó xác định đợc giá trị khối lợng thể tích khô lớn nhất, độ ẩm tốt nhất theo toạ độ của đỉnh đờng cong.
Hình 6: Biểu đồ quan hệ γk và w (Xác định γmax, W0)
Ghi chú: Nếu trong mẫu đất có chứa hạt lớn hơn 5mm chiếm trên 3%, phải loại trừ khi đầm nện, thì dùng các công thức hiệu chỉnh sau đây để tính toán :
γk. γ’r
γ’k = --- γ’r - 0,01γr (γ’r - γk ) W’ = W ( 1-m )
γ’k: Khối lợng thể tích khô của đất có chứa hạt lớn hơn 5mm ( g/cm3 ) γk: Khối lợng thể tích khô của đất chỉ có hạt nhỏ hơn 5mm ( g/cm3 ) γ’r : Khối lợng riêng của thành phần hạt lớn hơn 5mm ( g/cm3 ) W : Độ ẩm của đất chỉ có hạt nhỏ hơn 5mm ( % )
W’ : Độ ẩm của đất có chứa hạt lớn hơn 5mm ( % ) m: Hàm lợng của các hạt lớn hơn 5mm ( % )