Thí nghiệm cơ học đất

1


Giảng Viên
Giảng Viên
:
:


NCS. Ngô Tấn Dược
NCS. Ngô Tấn Dược
ThS. Trần Minh Tùng
ThS. Trần Minh Tùng
2
Thành phần hạt của đất là gì ?
Các phương pháp thí nghiệm được tiến hành
theo tiêu chuẩn TCVN-4198-1995
Thành phần hạt của đất là hàm lượng các nhóm hạt có độ
lớn khác nhau ở trong đất được biểu diễn bằng tỷ lệ % so với
k.lượng mẫu đất khô tuyệt đối đã lấy phân tích
3
Rây khô để phân chia các hạt có kích thước đến 2mm
(No.10)
Rây có rửa nước để phân chia các hạt có kích thước đến
0,074mm (No.200)
Đối với các nhóm hạt có kích thước < 0,074mm thì thành
phần hạt được xác đònh bằng phương pháp tỉ trọng kế
Tùy theo kích thước của các hạt, thành phần hạt của đất
hạt thô được xác đònh bằng phương pháp rây sàng theo 2
cách: Rây khô và rây rửa
4

Cân k thu t có độ chính xác từ 1g đến 0.01 gỹ ậ
5
Bộ rây có nắp, đáy và Máy lắt sàng
6
Cối sứ và chày bọc cao su
Tủ sấy
Đồng hồ bấm giây.
Que khu y và ấ Nhiệt kế
7
Tỷ trọng kế
( 151H đến 152H)
Bình lắng đọng bằng thủy tinh (ống đo) dung tích 1000 ml
để thí nghiệm thành phần hạt.
8
a) Phương pháp rây sàng
Lắp đặt rây theo thứ tự tăng dần kích thước lỗ từ dưới lên
trên, bên dưới là đáy rây và trên cùng là nắp rây.
Mẫu đất sau khi sấy khô được lấy bằng p.pháp chia tư
Khối lượng đất lấy làm thí nghiệm được ước lượng như sau:
100-200g đối với đất không chứa các hạt có kích thước hơn
2mm. 300-900g đối với đất chứa đến 10% các hạt có kích
thước1ớn hơn 2mm. 1000-2000g đối với đất chứa 10 đến 30%
các hạt có kích thước1ớn hơn 2mm và 2000-5000g đối với đất
chứa trên 30% các hạt có kích thước lớn hơn 2mm.
9
Cân xác đònh khối lượng mẫu đất thí nghiệm. Cho toàn
bộ đất lên rây trên cùng và tiến hành rây trong khoảng
10 phút.
Cân cộng dồn các nhóm hạt từ nhỏ đến lớn ta được khối
lượng đất giữ lại cộng dồn (ghi vào biểu mẫu thí nghiệm).

Chú ý:
Chú ý:
Khi tách các hạt bằng chày và cối tránh làm cho các hạt
bò vỡ.
Sau khi cân kiểm tra lượng th t thoát không quá 1%.ấ
10
Sau khi rây khô lấy từ d i đáy rây (Nướ
0
10) một lượng đất
từ 100-200g để thí nghiệm rây có rửa nước.
Rây có rửa nước được tiến hành tương tự, đất trên rây được
cộng dồn sau khi sấy khô.
11
b) Phương pháp tỷ trọng kế
Lấy mẫu đất lọt qua rây No10 (khoảng 20g đối với đất sét;
30g đối với đất sét pha và 40g đối với cát pha).
Cho mẫu đất và nước cất vào trong chén sứ và nghiền bằng
chày có bọc cao su để tách rời các hạt mòn.
Cho huyền phù vào trong bình thủy tinh và thêm nước cho
đến khi được 1000ml
Cho thêm 25ml pirophốtphat natri (Na
4
P
2
O
7
) có nồng độ
4% hoặc 6.7% đối với pirophốtphat natri ngậm nước và

ngâm dung dòch trên.
12
Dùng que để khuấy huyền phù 1phút. Sau khi thôi khuấy
20 giây thả trọng kế vào trong huyền phù.
Đọc và ghi nhận các số đọc trên tỷ trong kế ở các thời
điểm 1 phút, 2 phút, 4 phút, 8 phút.
Dùng nhiệt kế để kiểm tra t
o
của huyền phù.
Khuấy lại huyền phù và tiếp tục ghi nhận các
số đọc trên tỷ trọng kế sau 15 phút, 30 phút,…
24 giờ.
13
a)
Phương pháp rây sàng
Phương pháp rây sàng
Gọi A: tổng khối lượng đất làm thí nghiệm
x
i
(%) phần trăm giữ lại cộng dồn
a
i
: trọng lượng giữ lại cộng dồn của đất trên rây
y
i
(%) phần trăm trọng lượng lọt qua.
Ta có x
i
= (a
i

/A)* 100%
Do đó y
i
= 100%- x
i

Các kết quả tính toán ghi vào bảng số liệu.
14
Bảng số liệu thí nghiệm rây sàng
Trọng lượng tổng cộng A =
Kích thước rây
(mm)
Trọng lượng giữa
cọng dồn (g)
% Trọng lượng
giữa lại
% Trọng lượng lọt
qua
Ghi chú
50.0
37.5
25.4
19.0
12.5
9.51
4.76
2.00
Đáy rây
15
Chú ý:

Chú ý:

Đối với p.pháp TN rây có rửa nước khối lượng đất
lấy làm TN lọt qua rây N
0
10 đã tính được phần trăm lọt
qua cộng dồn là B (phương pháp rây khô). Do đó phần
trăm trọng lượng lọt qua đối với toàn mẫu sẽ bằng phần
trăm trọng lượng lọt qua của mẫu đất rây có rửa nước nhân
với B.
16
Tỷ trọng kế là 1 lọai dụng cụ bằng thủy tinh để xác đònh tỷ
trọng của chất lõng. Các vạch ghi trên tỷ trọng kế có độ
chính xác tới 0.001. Số đọc trên tỷ trọng kế sẽ được rút gọn
bằng cách bỏ hàng đơn vò đi và dòch dấu phẩy về bên phải
3 số. Ví dụ số đọc là 24 thì tỷ trọng của dung dòch là 1.024.
b)
b)
Phương pháp tỷ trọng kế
Phương pháp tỷ trọng kế
17
Hiệu chỉnh nhiệt độ:
Hiệu chỉnh nhiệt độ:


Khi tiến hành thí nghiệm ở nhiệt độ khác 20
o
C cần phải
hiệu chỉnh lại số đọc trên tỷ trọng kế theo bảng tra sau:
18

Hiệu chỉnh mặt cong
Hiệu chỉnh mặt cong
Có thể lấy số hiệu chỉnh mặt khum là 0.0004 cho tỷ trọng
kế thường dùng.
Ví dụ: Số đọc trên tỷ trọng kế là 24 Lượng hiệu chỉnh
chiều cao mặt khum là 0.0004. Thí nghiệm được tiến hành
ở nhiệt độ là 28
0
C nên có số hiệu chỉnh là 0.0018 (tra
bảng). Số đo cuối cùng theo tỷ trọng kế là:
R
c
= 1+ 0.001*24 + 0.0018 + 0.0004 = 1.0262
19
Tính đường kính hạt đất lớn nhất d của nhóm hạt tích lũy
nằm gần tâm bầu tỷ trọng kế tương ứng số đọc R:
d
=
Trò số (a-V
0
/2F) = 10.2cm
20
m: là trọng lượng mẫu đất khô đem TN tỷ trọng kế
Phần trăm tích lũy y của nhóm hạt có đường kính nhỏ
hơn d là:
y=
VẼ BIỂU ĐỒ ĐƯỜNG CONG CẤP PHỐI HẠT VÀ XÁC
ĐỊNH:
Hệ số đồng nhất
Tên đất

21
22
Phương pháp thí nghiệm được tiến hành theo TCVN
4197-1995
Giới hạn nhão của đất?
Giới hạn dẻo của đất?
23
Trạng thái của đất ứng với những giá trò độ ẩm
24
Dụng cụ Casagrande (hoặc chùy Vaxiliev)
Dao khía rãnh
Kính mờ (kính mài nhám)
Rây No 40 hoặc rây có đường kính 1mm
Lò sấy
Các thiết bò liên quan khác.
25
a) Thí nghi m xaùc ñònh giôùi haïn nhaõo Wệ
L

Hiện nay có 2 P.pháp xác định giới hạn nhão chính
Phương pháp bán cầu rơi Casagrande
Phương pháp dùng chùy Vaxiliev
