Tiểu luận Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 1

MỤC LỤC

TT

NỘI DUNG TRANG




I
II
1
2
3
4
III
1
2
3
IV

LỜI MỞ ĐẦU
PHẦN A: XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÝ CỦA ĐẤT
Thành phần cấu trúc đất
Các chỉ tiêu vật lý của đất
Các chỉ tiêu về thể tích

Chỉ tiêu về trọng lượng của đất
Chỉ tiêu về khối lượng riêng và trọng lượng riêng
Các công thức quy đổi
Các thí nghiệm xác định các chỉ tiêu vật lý
Khối lượng riêng tự nhiên (Wet Density): ASTM - D2937
Tỉ trọng hạt (Specified Gravity): ASTM- D854
Độ ẩm (Moisture content): ASTM - D2216
Tóm tắt trình tự xác định các chỉ tiêu vật lý cơ bản



3
3




5



10


I
II
1
2
3
4

III
1
2
3
4


PHẦN B: PHÂN LOẠI ĐẤT SÉT THEO CÁC GIỚI HẠN ATTERBERG
Các trạng thái vật lý của đất dính
Cách xác định giới hạn lỏng và giới hạn dẻo
Xác định giới hạn lỏng của đất dính
Xác định giới hạn dẻo
Chỉ số dẻo
Độ sệt của đất dính
Phân loại đất dính
Theo tiêu chuẩn Việt Nam
Phân loại đất hạt mịn theo hệ thống thống nhất USCS
Phân loại đất theo hệ thống AASHTO
Tổng kết phân loại đất theo 2 tiêu chuẩn USCS, AASHTO



11
12




14

Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 2

LỜI MỞ ĐẦU

Theo nhà khoa học người Nga (V.V.Dokuchaev) tiên phong trong lĩnh vực khoa
học đất cho rằng: Đất như là một thực thể tự nhiên có nguồn gốc và lịch sử phát triển
riêng, là thực thể với những quá trình phức tạp và đa dạng diễn ra trong nó. Đất được
coi là khác biệt với đá. Đá trở thành đất dưới ảnh hưởng của một loạt các yếu tố tạo
thành đất như khí hậu, cây cỏ, khu vực, địa hình và tuổi. Theo ông, đất có thể được gọi
là các tầng trên nhất của đá không phụ thuộc vào dạng; chúng bị thay đổi một cách tự
nhiên bởi các tác động phổ biến của nước, không khí và một loạt các dạng hình của
các sinh vật sống hay chết.
Các loại đất dao động trong một khoảng rộng về thành phần và cấu trúc theo
từng khu vực. Các loại đất được hình thành thông quá quá trình phong hóa của các
loại đá và sự phân hủy của các chất hữu cơ. Phong hóa là tác động của gió, mưa,
băng, ánh nắng và các tiến trình sinh học trên các loại đá theo thời gian, các tác động
này làm đá vỡ vụn ra thành các hạt nhỏ. Các thành phần khoáng chất và các chất hữu
cơ xác định cấu trúc và các thuộc tính khác của các loại đất.
Đất có thể chia ra thành hai lớp tổng quát hay tầng: tầng đất bề mặt, là lớp trên
cùng nhất, ở đó phần lớn các loại rễ cây, vi sinh vật và các loại hình sự sống động vật
khác cư trú và tầng đất cái, tầng này nằm sâu hơn và thông thường dày đặc và chặt
hơn cũng như ít các chất hữu cơ hơn.
Nước, không khí cũng là thành phần của phần lớn các loại đất. Không khí, nằm
trong các khoảng không gian giữa các hạt đất, và nước, nằm trong các khoảng không
gian cũng như bề mặt các hạt đất, chiếm khoảng một nửa thể tích của đất. Cả hai đều
đóng vai trò quan trọng trong sự sinh trưởng của thực vật và các loại hình sự sống

khác trong thiết diện đứng của đất trong một hệ sinh thái cụ thể.
Trong phạm vi nghiên cứu: Các đặc trưng vật lý của đất và phân loại đất sét theo
các giới hạn Atterberg, chúng tôi xin trình bày về tính chất vật lý của đất được thể
hiện qua các chỉ tiêu vật lý và các giới hạn Atterberg. Chỉ tiêu vật lý của đất và các
giới hạn Atterberg là một trong những chỉ tiêu cơ bản, quan trọng phục vụ cho công
tác đánh giá, phân tích tính chất của đất. Việc thí nghiệm, xác định, lựa chọn chính
xác các chỉ tiêu vật lý và các giới hạn Atterberg, cũng như phân loại đất hạt mịn là
vấn đề đáng được quan tâm bởi vì nó cung cấp một góc nhìn tổng thể về tính chất của
đất của khu vực khảo sát. Bên cạnh đó là các bảng phân loại đất theo theo TCVN,
USCS và AASHTO cũng như đưa ra một số nhận xét và so sánh giữa các bảng phân
loại.

Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 3

PHẦN A: XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÝ CỦA ĐẤT

Khi thiết kế nền móng cho một công trình xây dựng, cần thiết phải đánh giá tính chất
của đất khu vực dành cho nó. Để xác định đất tốt hay xấu về mặt xây dựng phải dựa vào các
đặc trưng thể hiện bản chất của đất mà trước nhất là xác định chỉ tiêu vật lý của đất.
I. Thành phần cúc trúc của đất:
− Đất được cấu tạo bởi 3 thành phần (3 pha), đó là: các hạt rắn (pha rắn), dung dịch
hoặc nước (pha lỏng) và các chất khí (pha khí) trong lỗ rỗng. Các quan hệ lẫn nhau về
khối lượng và thể tích giữa các pha thành phần đóng vai trò rất quan trọng trong việc
hình thành tính chất cơ lý của đất. Có thể dùng sơ đồ mô phỏng 3 pha của đất để làm
rõ các khái niệm về các đặt trưng tính chất vật lý của đất.

(Sơ đồ hóa các thành phần cấu thành đất)
− Trong đó:
• V
s
: Thể tích phần hạt rắn của đất.
• V
w
: Thể tích nước trong lỗ rỗng
• V
a
: Thể tích khí trong lỗ rỗng
• V
v
= V
w
+V
a
: Thể tích lỗ rỗng
• M
s
: Khối lượng hạt đất
• M
w

: Khối lượng nước trong lỗ rỗng
• M=M
s
+M
w
: Khối lượng đất (Xem khối lượng khí M
a
= 0)
II. Các chỉ tiêu vật lý của đất:
1. Các chỉ tiêu về thể tích:
a. Tỷ số rỗng e (Void ratio) đôi khi gọi là hệ số rỗng
− Là tỉ số giữa thể tích phần rỗng và thể tích phần hạt đất.
S
V
V
V
e =
;
− Hệ số rỗng cho đất tự nhiên thông thưòng từ 0,5-0,8. Đất dính ở trạng thái ẩm 0,7-1,1
b. Độ rỗng n (Porosity):
− Là tỉ số giữa thể tích phần rỗng (V
v
) và thể tích cả mẫu đất (V).
(%)
V
V
n
V
= ; (0≤n≤100%)

Khí
Nöôùc
Haït
Haït
Nöôùc
Khí
Vw Vv
Vs
Vv
MaMw
MvMs
M

Khí
Nöôùc
Haït
Haït
Nöôùc
Khí
Vw Vv
Vs
Vv
MaMw
MvMs
M


Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 4

c. Độ bảo hoà S
r
(Degree of saturation):
− Là tỉ số giữa thể tích nước và thể tích lỗ rỗng
(%)
V
V
S
V
W
r
=
− Thông thường đất được gọi là bão hoà khi S
r
> 85%
2. Các chỉ tiêu về trọng lượng đất:
Độ ẩm hay độ chứa nước w (Moisture content, Water content):
− Là tỉ số giữa trọng lượng nước (W
w
) và trọng lượng hạt (W
s
)
(%)
W
W
w
S
W
=

− Độ ẩm có thể > 100%

3. Chỉ tiêu về khối lượng riêng (Unit Density) và trọng lượng riêng (Unit weigth):
a. Khối lượng riêng tự nhiên:
− Khối lượng riêng tự nhiên (ρ hoặc ρ
n
) xác định bởi tỉ số khối lượng (M) và thể tích
(V) của mẫu đất
V
M
ρ = [g/cm3]
b. Khối lượng riêng khô (ρ
d
):
− Khối lượng riêng khô là tỉ số giữa khối lượng phần hạt (M
s
) và thể tích mẫu đất (V).
V
M
ρ
S
d
= [g/cm3]
(Để có khối lượng hạt M
s
, đem mẫu đất sấy ở nhiệt độ 105
o
C cho đến khi tất cả các loại nước trọng
truờng và nước hút bám thoát khỏi mẫu đất, thông thường trong vòng 24 giờ)
c. Khối lượng riêng hạt:

− Khối lượng riêng hạt (ρ
s
) là tỉ số khối lượng hạt (M
s
) và thể tích hạt (V
s
).
S
S
S
V
M
ρ =
[g/cm3]
(Để xác định thể tích hạt V
s
thuờng sử dụng nguyên tắc, cho một mẫu đất đã sấy khô vào trong một bình
nước đã biết thể tích, đo thể tích nước do các hạt chiếm chỗ, sau khi loại bỏ các bọt khí bằng cách hút
chân không hoặc đun nóng hỗn hợp đất và nước)
d. Tỷ trọng hạt:
− Tỷ trọng hạt (G
s
) là tỉ số giữa trọng lượng riêng hạt và trọng lượng riêng nước tinh
khiết ở nhiệt độ 20˚C (hoặc 4˚C)
W
S
S
G
γ
γ

=
e. Chỉ tiêu trọng lượng riêng: (Unit weigth):
− Thông thường trọng lượng riêng được tính đổi theo công thức cơ bản sau:
γ=ρg = 9.81ρ [Lực /thể tích]
− Do đó ta có các biểu thức tương ứng sau:
• Trọng lượng riêng tự nhiên: γ = W/V (Trong đó: V=V
s
+V
w
+V
a
)
• Trọng lượng riêng đất khô: γ
d
= W
s
/V

Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 5

• Trọng lượng riêng hạt: γ
s
= W
s
/V
s

• Trọng lượng riêng đất bão hoà: γ

sat
= W/V (Trong đó: V=V
s
+V
w
)
• Trọng lượng riêng đẩy nổi (cho đất dưới MNN): γ
sub
= γ
sat
- γ
w

4. Các công thức quy đổi:
Các chỉ tiêu đã biết
G
s

w
(%)
γ
(kN/m3)
γ
d

(kN/m3)
γ
s

(kN/m3)

γ
sat

(kN/m3)
e n
Chỉ
tiêu
tính
đổi
Công thức tính đổi
x x x e
1
γ
w)(1γG
e
ws
−
+
=

x x e
1
γ
γ
e
d
s
−=

x e

100
n
n
e
−
=

x n
100
e
1
e
n(%)
+
=
x
γ
s

wss
γGγ
=

x x γ
s

0,01n1
γ
γ
d

s
−
=

x x x Sr
γ
0,01w)(1γG
γ.0,01wG
Sr
ns
s
−+
=

x x x Sr
e
0,01wG
Sr
s
=

x
γ
d

0,01n)(1γγ
sd
−
=

x x
γ
d

w
1
γ
γ
d
+
=

x x
γ
sub

e
1
1)γ(G
γ
ws
sub
+
−
=
x
γ
sub
wsatsub
γγγ

−
=


III. Các thí nghiệm xác định các chỉ tiêu vật lý:
− Thông thường ta xác định được 3 chỉ tiêu vật lý cơ bản sau:
1. Khối lượng riêng nhiên (Wet Density): ASTM - D2937
a. Đối với đất dính: Xác định bằng dao vòng:
− Dao vòng bằng thép không gỉ có đường kính trong D, chiều cao H
− Cân dao được M
1
, thể tích dao V = H.π.D
2
/4

Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 6

− Ấn dao vòng vào trong đất, khoét khối đất, gọt bỏ xung quanh, gạt bằng mặt trên và
dưới.
− Cân tất cả dao và đất, được M
2

− Khối lượng riêng đất ẩm là: ρ = (M
2
-M
1
)/V
− Thông thường tại một độ sâu lấy mẫu thí nghiệm khối lượng riêng ẩm 2 lần sau đó lấy

giá trị trung bình
b. Đối với đất có lẫn sỏi sạn (bọc parafin)
− Lấy mẫu bất kì cân được M
1

− Nhúng mẫu đất vào parafin nóng chảy sao cho parafin phủ hết bề mặt ngoài của đất.
− Cân mẫu (đất + parafin) được M
2

− Khối lượng parafin M
p
= M
2
-M
1
. Suy ra thể tích parafin V
p
= M
p
/ρ
p

− Nhúng mẫu (đất + parafin) vào bình chứa nước. Suy ra (V
đất
+ V
p
) = V
− Từ đó V
đất
= (V – V

p
)
− Suy ra khối lượng riêng mẫu đất là: ρ = M
1
/V
đất

c. Đối với lớp đất ít dính hạt to gần mặt đất: Phương pháp nón cát (ASTM D1556)


(Dụng cụ và thi nghiệm nón cát để xác định thể tích lỗ đục trong đất)
− Đào hố thí nghiệm;
− Cân mẫu đất đào lên M;
− Cát dùng thí nghiệm phải khô, sạch, có cỡ hạt lớn nhất phải lọt qua sàng No10 (2mm)
và phải ít hơn 3% lọt sàng No.60 (0.025mm). Ngoài ra hệ số không đồng nhất
Cu=D60/D10 <2,
− Dùng thí nghiệm đổ cát từ bình vào hố. Dựa vào thể tích cát còn lại → V
hố
= V
đất

− Khối lượng riêng mẫu đất được tính ρ = M/V
đất


* Ngoài ra: Trong trường hợp cát hoặc đất chứa nhiều hạt to dính ít không lấy mẫu
nguyên dạng được có thể suy từ kết quả hiện trường như xuyên động(SPT), hoặc xuyên tĩnh
(CPT), đôi khi cần phải sử dụng các phương pháp phức tạp hơn như đo vận tốc sóng đi qua
lớp đất này từ đáy hố khoan dò.

Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 7

2. Tỉ trọng hạt (Specified Gravity): ASTM- D854
− Dùng cho hạt vượt qua mắt rây No. 4 (4.76mm). Trong trường hợp hạt còn trên rây số
4, có thể tiến hành phân tích thông qua ASTM-C127. Ở đây chỉ trình bày trường hợp
phổ biến theo ASTM-D854.



− Có 2 phương pháp tiến hành phân tích tỉ trọng hạt:
o Phương pháp A: Phân tích theo mẫu ẩm: Thường dùng cho đất hữu cơ, đất
có tính nén lún cao, đất hạt mịn
o Phương pháp B: Phân tích theo mẫu được đã sấy khô
− Việc lựa chọn phương pháp phân tích tuỳ theo yêu cầu của chủ đầu tư. Tuy nhiên phổ
biến nhất là phân tích theo ASTM-D854 cho mẫu ẩm
− Mẫu đem thí nghiệm trong điều kiện tự nhiên phải có các thành phần khoáng không
hoà tan trong nước.
− Dụng cụ:
• Bình tỉ trọng, thông dụng là V=500ml
• Cân kĩ thuật độ chính xác 0.01g
• Nhiệt kế
• Bơm chân không
• Sàng No.4, No.10
• Cối sứ, chày sứ
− Khối lượng đất:
• 100% hạt lọt qua sàng No.10 (2mm): 20g
• 100% hạt lọt qua sang No.4 (4.75mm):100g
− Tiến hành:

o Phương pháp B:
§ Sấy khô mẫu ở nhiệt độ 110±5˚C cho nước thoát ra.
§ Cân bình tỉ trọng được M
p
(Bình phải được lau khô và sạch)
§ Cho mẫu đất vào bình. Cân bình và đất được M
p’

§ Khối lượng đất khô là: M
s
= M
p’
-M
p

§ Cho nước vào bình. Lượng nước phải đủ bao lấy toàn bộ mẫu đất.
Ngâm tối thiểu trong 12h cho nước thấm đều trong đất

Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 8

§ Loại bỏ khí trong đất bằng cách đun sôi tối thiểu 10’. Khi đó trong bình
chỉ còn khối lượng của đất ẩm và nước. Để nguội
§ Cho nước cất vào bình đến vạch hiệu chỉnh (tiến hành nhẹ nhàng để
không làm xuất hiện bong bong nước trong mẫu đất). Cân xác định
được M
pws
là khối lượng của (bình+đất ẩm+nước)
§ Đặt nhiệt kế vào trong nước để xác định nhiệt độ của nước khi xác định

Mpws là T
x

§ Xác định khối lượng (bình + nước) M
pw
như sau:
• Cân bình tỉ trọng M
p

• Cho nước cất vào bình cân M
pw

• Cho nhiệt kế vào xác định nhiệt độ nước đang thí nghiệm T
i

• Do khối lượng riêng của nước thay đổi theo nhiệt độ nên tiến
hành hiệu chỉnh giá trị M
pw
tại nhiệt độ T
i
theo nhiệt độ T
x
bằng
công thức
MpMpTiMpw
TiKLRwater
TxKLRwater
TxMpw +−= ])([
)(
)(

)(
• Tỉ trọng hạt ở nhiệt độ 20˚C là:
MpwsMpwMs
KMs
Gs
Tx
−+
=
)(


Trong đó K (tra bảng): Hệ số chuyển đổi từ nhiệt độ T
x
về nhiệt
độ 20˚C (Do tại 20˚C: K=1)

TT Nhiệt độ
Khối lượng riêng của
nước
Hệ số điều chỉnh
(
o
C) (g/ml) K
1 16,0 0,99897 1,0007
2 16,5 0,99889 1,0007
3 17,0 0,99880 1,0006
4 17,5 0,99871 1,0005
5 18,0 0,99862 1,0004
6 18,5 0,99853 1,0003
7 19,0 0,99843 1,0002

8 19,5 0,99833 1,0001
9 20,0 0,99823 1,0000
10 20,5 0,99812 0,9999
11 21,0 0,99802 0,9998
12 21,5 0,99791 0,9997
13 22,0 0,99780 0,9996
14 22,5 0,99768 0,9995
15 23,0 0,99757 0,9993
16 23,5 0,99745 0,9992
17 24,0 0,99732 0,9991
18 24,5 0,99720 0,9990
19 25,0 0,99707 0,9988
20 25,5 0,99694 0,9987
21 26,0 0,99681 0,9986

Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 9

o Phương pháp A: Cho mẫu đất ẩm
§ Lấy đất xác định độ ẩm w
§ Cân bình tỉ trọng được M
p
(Bình phải được lau khô và sạch)
§ Cho mẫu đất vào bình. Cân bình và đất được M
p’

§ Khối lượng đất ẩm M=M
p’
-M

p

§ Xác định khối lượng đất khô trong mẫu dựa vào công thức
w
M
Ms
01
.
0
1
+
=
§ Cách xác định M
pws
, M
pw
, G
s
tương tự như trên
− Các giá trị tham khảo:
Loại đất Gs
Cát (Sand) 2.65-2.67
Á cát (Silty sand) 2.67-2.70
Sét (Inorganic clay) 2.70-2.80
Đất có lẫn mica hoặc sắt 2.75-3.00
(Soil with mica or iron)
Đất hữu cơ (Organic soil) Khác nhau, nhưng có thể dưới 2.00

3. Độ ẩm (Moisture content) : ASTM – D2216
− Tóm tắt:

• Mẫu thí nghiệm được đem sấy ở nhiệt độ 110˚ ± 5˚C.
• Khối lượng mất đi trong khi sấy được xem là khối lượng nưóc
• Độ ẩm được tính dựa vào khối lượng nước và khối lượng mẫu.
− Điều kiện mẫu:
• Mẫu đem thí nghiệm trong điều kiện tự nhiên phải có các thành phần khoáng
không hoà tan trong nước.
• Trong trường hợp mẫu có tính xi măng, vật liệu hữu cơ (dễ bị phân huỷ ở
110º C) hay mẫu có chứa nhiều khoáng thạch cao (dễ bị mất nước khi sấy).
Người ta sấy ở nhiệt độ 60ºC. Tuy nhiên độ ẩm sẽ khác với trường hợp sấy ở
110ºC. Ngoài ra có thể tham khảo ASTM D-2974 xác định độ ẩm cho đất
bùn.
• Mẫu được bảo quản trong kho chứa ở nhiệt độ xấp xỉ 3ºC – 30ºC. Tránh tiếp
xúc mẫu với ánh sáng
− Cân kĩ thuật :
• Độ chính xác 0.01g cho mẫu có khối lượng dưới 200g
• Độ chính xác 0.1g cho mẫu có khối lượng trên 200g
− Tiến hành
• Dụng cụ: Hộp nhôm, cân kĩ thuật, tủ sấy
• Cân hộp nhôm, được M
1

• Lấy mẫu đất thí nghiệm cho vào hộp cân, được M
2


Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 10

PP dao vòng

Bình tỷ trọng


• Mở nắp cho vào tủ sấy ở nhiệt độ 105ºC cho đến lúc khô, cân được M
3
(Thời
gian sấy tùy thuộc vào kích cỡ mẫu, loại tủ sấy Tuy nhiên thông thường,
ngưòi ta thường để mẫu qua đêm (từ 12–16h)
− Kết quả:
• Độ ẩm được tính theo công thức sau:
%100
)(
)(
13
32
MM
MM
w
−
−
=

− Thông thường tại một độ sâu lấy mẫu thường thí nghiệm 2 lần sau đó lấy độ ẩm bằng
giá trị trung bình độ ẩm của 2 lần thí nghiệm

IV. Tóm tắt trình tự xác định các chỉ tiêu vật lý cơ bản

ω
γ
γ
+
=
1
d

1−==
d
s
Vs
Vv
e
γ
γ

(%)
1
e
e
n
+
=

e
ws
sub
+
−

=
1
γ
γ
γ
s
s
W
Vs
γ
=

Vv = V
-
Vs

Đất ẩm
W, V
V
W
=γ
Gs
(%)
Ws
Ww
Ws
WsW
w =
−
=

Gs
ws
γ
γ
=

w
s
e
w
Vv
Vw
Sr
γ
γ
==


Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TỒN; VĂN ANH TRÍ ; TƠN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 11

PHẦN B: PHÂN LOẠI ĐẤT SÉT THEO CÁC GIỚI HẠN ATTERBERG
Đất sét hay sét là một thuật ngữ được dùng để miêu tả một nhóm các khống vật
phyLLosilicat nhơm ngậm nước (xem khống vật sét), thơng thường có đường kính hạt nhỏ
hơn 2 μm (micromét). Đất sét bao gồm các loại khống chất phyLLosilicat giàu các ơxít và
hiđrơxít của silic và nhơm cũng như bao gồm một lượng lớn nước tham gia vào việc tạo cấu
trúc và thay đổi theo từng loại đất sét. Đất dính thường là đất hạt mịn và có một hàm lượng
hạt sét lớn hơn 3%, nó thay đổi trạng thái theo độ chứa nước và thể hiện tính dẻo.

I. Các trạng thái vật lý của đất dính
Khi đất hồn tồn khơ, độ ẩm bằng khơng, trạng thái tương ứng là rất cứng hoặc rắn. Độ
ẩm tăng dần ứng với lớp nước hút bám mạnh thể tích mẫu đất chưa thay đổi, cho tới lúc lớp
nước hút bám đạt đầy đủ thể tích đất bắt đầu tăng dần do độ dày các vỏ nước lớn dần đẩy các
hạt đất ra xa nhau, đất chuyển sang trạng thái nửa cứng rồi dẻo và khi có nước tự do đất
chuyển thay trạng thái lỏng. Nếu khi q nhiều nước, đất sang trạng thái huyền phù.
• Trạng thái huyền phù (Suspension)
• Trạng thái lỏng (chảy) (Liquid state)
• Trạng thái dẻo (Plastic state)
• Trạng thái nửa cứng (Semisolid state)
• Trạng thái cứng (Solid state)

Độ ẩm (W)
V
V
o
Trạng thái đất dính theo độ ẩm
mẫu đất
Thể tích
cứng
Trạng thái
nửa cứng
Trạng thái
dẻo
Trạng thái
lỏng
Trạng thái
huyền phù
Trạng thái
Cứng hoặc

rắn
Chòu lực tốt
Dính
Như vữa
Nước
Độ ẩm (W)
Giới hạn
co, Ws
Giới hạn
dẻo, Wp
Giới hạn
lỏng, WL


Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 12

− Giới hạn lỏng (Liquid limit): Là độ chứa nước ứng với biên giới giữa trạng thái dẻo
và lỏng (chảy). Ký hiệu: W
L
hoặc LL.
− Giới hạn dẻo (Plastic limit): Là độ chứa nước ứng với biên giới giữa trạng thái dẻo và
nửa cứng. Ký hiệu: W
P
hoặc PL.
− Giới hạn co (Shrinkage Limit): Là độ chứa nước ứng với biên giới giữa trạng thái
cứng và nửa cứng. Ký hiệu: W
s
.

− Mẫu đất hạt mịn chuyển từ trạng thái lỏng → dẻo → nửa cứng thì thể tích giảm dần.
Khi độ ẩm của đất giảm đến giới hạn co ngót thì thể tích không đổi và đất ở trạng thái
cứng.

II. Cách xác định giới hạn lỏng và giới hạn dẻo
1. Xác định giới hạn lỏng của đất dính
− Hiện nay thường dùng hai phương pháp: Phương pháp dùng thiết bị chuẩn
Casagrande và Phương pháp dùng xuyên côn
a. Phương pháp dùng thiết bị chuẩn Casagrande
− Chọn mẫu đất đã sấy khô, tách rời hạt bằng chày cao su, rây qua sàn No 40, trộn đều
đến trạng thái lỏng, đặt vào trong bình kín khí 24h, để nước bao quanh các hạt đầy đủ.
− Chỉnh chỏm cầu đến cao độ rơi 10mm, khi quay tay quay một vòng.
− Tráng đất vào chỏm cầu một lớp dày khoảng 10mm.
− Dùng dao tách đất thành hai phần cách nhau 2mm, khi tách giữ dao thẳng góc với mặt
chỏm cầu.
− Quay đều chỏm cầu rơi và đếm số lần rơi cho đến khi phần đất chạm nhau dọc theo
đường cắt 1.2cm, lấy một mẩu đất nhỏ trong lon xác định độ ẩm.
− Tiến hành thí nghiệm ít nhất 3 lần trên mẫu đất đã chuẩn bị, sao cho số lần rơi trong
khoảng 10-:-35. Vẽ kết quả thí nghiệm trên đồ thị với trục hoành là số lần rơi, trục
tung là độ ẩm. Độ ẩm ứng với số lần rơi N=25 là giới hạn lỏng.



Thiết bị chuẩn Casagrande



Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 13

b. Phương pháp dùng xuyên côn
− Phương pháp tiêu chuẩn Anh
• Mặt côn thép không gỉ có góc đỉnh 30
o
dài 35mm, trọng lượng côn là 80g,
được lắp trên giá giữ. Cho đất đã chuẩn bị (như phương pháp Casagrande)
vào lon chứa mẫu sao cho không lẫn bọt.
• Đặt lon vào vị trí dưới côn rơi, chỉnh cho mũi côn rơi tiếp xúc với mặt đất
trong lon, chỉnh đồng hồ đo chuyển dịch đứng côn.
• Nhả khớp giữ côn để côn xuyên vào đất 5giây.
• Khóa khớp giữ yên côn, đọc độ xuyên côn vào đất.
• Lấy một mẫu đất nhỏ trong lon xác định độ ẩm.
• Tiến hành nhiều lần với các độ ẩm của mẫu khác nhau.
• Vẽ kết quả thí nghiệm độ xuyên (trục tung) theo độ ẩm (trục hoành).
Giới hạn lỏng là độ ẩm ứng với độ xuyên côn là 2cm.



(Dụng cụ côn rơi xác định giới hạn lỏng W
L
)

− Phương pháp Vaxiliev
• Một côn thép không gỉ có góc đỉnh 30
o
dài 35mm, trọng lượng côn là 76g,
được lắp trên giá giữ.
• Mẫu đất thí nghiệm lọt qua rây 0.1mm.
• Các bước tiến hành tương tự như phương pháp tiêu chuẩn Anh. Nhưng thời

gian côn xuyên vào đất 10giây và giới hạn lỏng là độ ẩm ứng với độ xuyên
côn là 10mm.

Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 14

Bảng so sánh giữa 2 phương pháp xuyên côn
Phương pháp tiêu chuẩn Anh Phương pháp Vaxiliev
• Côn thép có góc đỉnh 30
o
dài 35mm,
trọng lượng côn là 80g.
• Mẫu đất thí nghiệm lọt qua rây No40
(d<0.425mm)
• Thời gian côn xuyên vào đất 5giây
• Giới hạn lỏng là độ ẩm ứng với độ xuyên
côn là 2cm.
• Côn thép có góc đỉnh 30
o
dài 35mm,
trọng lượng côn là 76g
• Mẫu đất thí nghiệm lọt qua rây
0.1mm.
• Thời gian côn xuyên vào đất 10giây
• Giới hạn lỏng là độ ẩm ứng với độ
xuyên côn là 10mm.
− Hai thí nghiệm theo phương pháp Casagrande và Vaxiliev cho kết quả giới hạn chảy
khác nhau. Hiện có một số công thức tính đổi của tác giả khác nhau. Thí dụ:
(

)
bW
a
W
VA
L
CASA
L
+=
1

Trong đó :
a, b : các hệ số phụ thuộc vào lọai đất.
Đối với đất W
L
> 20%, a=0,73 ; b=6,47%
W
L
CASA
: giới hạn chảy xác định theo phương pháp Casagrande
W
L
VA
: giới hạn chảy xác định theo phương pháp Vaxiliev
2. Xác định giới hạn dẻo
− Giới hạn dẻo là độ chứa nước của que đất đang được se bằng tay, trên mặt kính phẳng,
bắt đầu rạn nứt.
− Lấy một mẫu đất sau khi làm thí ngiệm giới hạn lỏng, tráng mỏng đất để giảm độ ẩm.
− Sau đó lấy một mẩu nhỏ tiến hành se đất thành que, khi que nhỏ hơn 3mm chưa bị rạn
nứt, nhồi lại thành viên và se tiếp cho đến khi có đường kính là 3mm bắt đầu rạn nứt

thì đem đi xác định độ ẩm. Thí nghiệm mẩu đất được tiến hành ít nhất hai lần trên một
mẩu.

(Thí nghiệm giới hạn dẻo)


Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 15

3. Chỉ số dẻo
− Là hiệu số của giới hạn lỏng và giới hạn dẻo, ký hiệu I
P

I
P
= W
L
-W
P
= LL - P
L

− Dựa vào chỉ số dẻo để sơ bộ gọi tên một mẩu đất

Đất rời Đất sét Đất á cát Đất á sét
I
p
< 1 I
p

> 17 1 < I
p
< 7 7 < I
p
< 17
4. Độ sệt của đất dính
− Độ chắc của đất hạt mịn được đánh giá bằng độ sệt tương đối B hay còn gọi là chỉ số
lỏng I
L

P
P
PL
P
L
I
w
w
w
IB
w
w
w −
=
−
−
==
Trong đó: w: độ ẩm của đất
Giá trị độ sệt B quyết định đến trạng thái của đất, được đề cập chi tiết ở phần VII.
− Trạng thái của đất và độ bền chống cắt không thóat nước của đất loại sét có thể được

tính gần đúng thông qua giá trị SPT:

Gía trị N
30
của SPT Trạng thái của đất kN/m
2
(gần đúng)
<2
2~4
4~8
8~15
>15
Trạng thái chảy, rất yếu
Trạng thái dẻo chảy, yếu
Trạng thái dẻo cứng, cứng vừa
Trạng thái nửa cứng, chặt sít.
Trạng thái cứng, rất chặt sít.
<20
20~40
40~75
75~150
>150

Về quan điểm cơ học mà nhận xét chung thì đất dính ở trạng thái cứng, nửa cứng
hoặc dẻo cứng có thể làm nền cho công trình xây dựng. Đất ở trạng thái dẻo mềm cũng có thể
đặt móng lên được nhưng chỉ cho công trình nhỏ, tải trọng không lớn. Đất ở trạng thái dẻo
chảy thì không thể đặt móng công trình trực tiếp lên được. Gặp trường hợp này người xây
dựng bắt buộc phải nghĩ đến các biện pháp xử lý sao cho nền có thể chịu tải trọng

III. Phân loại đất dính

Do đặc điểm của hạt sét nên căn cứ vào giá trị chỉ số dẻo I
p
và giới hạn nhão W
L
có thể
ước lượng được khối lượng hạt sét trong đất và hai giá trị này thường được dùng để phân loại
đất sét. Để xác định trạng thái đất loại sét người ta thường sử dụng chỉ tiêu độ sệt B (I
L
).
1. Theo tiêu chuẩn Việt Nam
a. Phân loại đất dính theo TCXD 45-78
− Với quy định
• Phân nhóm hạt theo “Bảng phân loại nhóm hạt”
• Dùng bộ rây tiêu chuẩn của Liên xô.
• Giới hạn chảy xác định thep phương pháp Vaxiliev với đất chế bị, hạt qua rây
0,1mm.


Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 16

TT (%) hạt có D>2mm Chỉ số Ip Tên đất Chỉ số B và Pt

Phân loại chi tiết
1 F >50% (Đất hạt thô)
B <0 Á cát TT cứng
0≤ B ≤1 Á cát TT dẻo
B >1 Á cát TT lỏng
Pt >2 Á cát TT rất chắc

1< Pt <2 Á cát TT chắc
0,5≤ Pt <1 Á cát TT chắc vừa
1< Ip ≤7 Á cát
Pt <0,5 Á cát TT yếu
B<0 Sét (á sét) TT cứng
0< B ≤0,25 Sét (á sét) TT nửa cứng

0,25< B≤ 0,5 Sét (á sét) TT dẻo cứng

0,5< B ≤0,75 Sét (á sét) TT dẻo mềm

0,75< B ≤1 Sét (á sét) TT dẻo chảy

7< Ip ≤17 Á sét
B>1 Sét (á sét) TT lỏng
Pt>2 Sét (á sét) TT rất chắc
1<Pt<2 Sét (á sét) TT chắc
0,5≤ Pt <1 Sét (á sét) TT chắc vừa
2 F <50% (Đất hạt mịn)
Ip >17 Sét
Pt <0,5 Sét (á sét) TT yếu

Ghi chú:
- F: % hạt có D>2mm; P
t
: Sức chống xuyên (Kg/cm2)
- B: Độ sệt
- Ip: Chỉ số dẻo

b. Phân loại đất hạt mịn theo TCVN 5747:1993

− Đất dính được phân loại theo chỉ số dẻo Ip và giới hạn chảy LL và căn cứ vào đường
A
I
P
= 0,73(W
L
- 20)
TT (%) hạt qua rây N200 Chỉ số LL Tên đất Chỉ số Ip Phân loại chi tiết
1 F<=50% (Đất hạt thô)
Ip >7 & trên A

CL (Sét dẻo thấp)
7≤ Ip ≤17 và
trên A
CL-ML (Sét bột dẻo thấp)

Vô cơ
Ip <4 ML (Đất bột dẻo thấp)
W
L
(LL) <50%
Hữu cơ

OL ( Đất hữu cơ dẻo thấp)

Ip trên A CH (Sét dẻo cao)
Vô cơ
Ip dưới A MH (Đất bột dẻo cao)
2 F> 50% (Đất hạt mịn)
W

L
(LL) <50%
Hữu cơ

OH (Đất hữu cơ dẻo cao)

Ghi chú:
- F: % hạt qua rây N200
- W
L
(LL): Giới hạn lỏng
- Ip: Chỉ số dẻo




Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TỒN; VĂN ANH TRÍ ; TƠN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 17


So sánh giữa 2 tiêu chuẩn Việt Nam:
TCXD 45-78 TCVN 5747:1993
• Dùng bộ rây tiêu chuẩn Liên xơ
• Thí nghiệm LL theo thiết bị Vaxilive
• Sử dụng chỉ số IP và B để phân loại đất
• Đất á sét và đất sét có các trạng thái:
Cứng-nửa cứng-dẻo cứng-dẻo mềm-
dẻo nhão -lỏng
• Dùng bộ rây tiêu chuẩn của Mỹ

• Thí nghiệm LL theo thiết bị Casagrande
• Sử dụng chỉ số IP và LL để phân loại đất
• Đất sét có các trạng thái:
Dẻo cao- dẻo thấp

















2. Phân loại đất hạt mịn theo hệ thống thống nhất USCS
(Unified Classification System)
− Để phân loại đất theo hệ thống này cần phải xác định:
• Tỷ lệ % hạt sỏi (sạn) qua rây 3in(76,2mm) và % hạt còn lại trên rây No 4
(4,75mm)
• Tỷ lệ % hạt cát qua rây No 4 (4,75mm) và % hạt còn lại trên rây No 200
(4,75mm)
• Tỷ lệ % hạt mịn và hạt sét còn lại trên rây No 200 (4,75mm)
• Hệ số khơng đều hạt Cu và hệ số cong Cc

§ Cu = D60/D10
§ Cc = D
2
30 /(D10 * D60)
• Giới hạn chảy, chỉ số dẻo của phần hạt qua rây No.40
− Các bước để phân loại đất
• Bước 1: Xác định % hạt qua rây No 200 – Ký hiệu F
§ F < 50% → đất hạt thơ (sỏi, sạn, đất cát) → tiếp theo bước 2.
BIỂU ĐỒ DẺO
CL-ML
CH
MH & OH
CL
ML & OL
A-LINE
P
L
I



=

0
.
7
3
(
L

-
2
0
)
PLASTICITY INDEX I
P
CHỈ SỐ DẺO
L
GIỚI HẠN CHẢY
LIQUID LIMIT - L (%)
70
60
50
40
30
20
10
1009080706050403020100
7
4
ĐẤT BỤI & ĐẤT HỮU CƠ DẺO CAO
ĐẤT SÉT DẺO CAO
ĐẤT SÉT ÍT DẺO
ĐẤT BỤI & ĐẤT HỮU CƠ
ÍT DẺO


Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TỒN; VĂN ANH TRÍ ; TƠN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 18

§ F > 50% → đất hạt mịn → tiếp theo bước 3.
• Bước 2: Đất thơ → xác định % hạt qua rây No.4, và % hạt còn lại trên rây No.200
– Ký hiệu F1
§ F1<(100-F)/2 → đất nhiều sỏi hơn cát → đất sỏi (xem bảng phân loại)
§ F1> (100-F)/2 → đất cát (xem bảng phân loại)
• Bưóc 3: đất hạt mịn (xem bảng phân loại)















TT (%) hạt qua rây N200 Chỉ số LL Tên đất Chỉ số Ip Phân loại chi tiết
1 F<=50% (Đất hạt thơ)
Ip >7 & trên A

CL (Sét dẻo thấp)
7≤ Ip ≤17 và
trên A

CL-ML (Sét bột dẻo thấp)

Vơ cơ
Ip <4 ML (Đất bột dẻo thấp)
W
L
(LL) <50%
Hữu cơ

OL ( Đất hữu cơ dẻo thấp)

Ip trên A CH (Sét dẻo cao)
Vơ cơ
Ip dưới A MH (Đất bột dẻo cao)
2 F> 50% (Đất hạt mịn)
W
L
(LL) <50%
Hữu cơ

OH (Đất hữu cơ dẻo cao)

Ghi chú:
- F: % hạt qua rây N200; W
L
(LL): Giới hạn lỏng; Ip: Chỉ số dẻo

BIỂU ĐỒ DẺO
CL-ML
CH or OH
MH or OH
CL or OL
ML or OL
A-LINE
P
L
I



=

0
.
7
3
(
L


-
2
0

)
I



=

0
.
9
(
L


-
8
)
L
P
CHỈ SỐ DẺO
L
GIỚI HẠN CHẢY
LIQUID LIMIT - L (%)
70
60
50
40
30
20
10

1009080706050403020100
7
4
U-LINE
PLASTICITY INDEX I
P


CL
TRÊN A
IP>7 &
<15%
15-:-29% %CÁT>%ĐÁ
%CÁT<%ĐÁ
SÉT CHỨA CÁT DẺO THẤP
SÉT CHỨA SỎI DẺO THẤP
SÉT DẺO THẤP
%CÁT>=%SỎI
>=15% SỎI
<15% SỎI
SÉT PHA CÁT CHỨA SỎI DẺO THẤP
SÉT PHA CÁT DẺO THẤP
SÉT PHA SỎI DẺO THẤP
SÉT PHA SỎI CHỨA CÁT DẺO THẤP
<15% CÁT
>=15% CÁT
%CÁT<%SỎI

Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 19




Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TỒN; VĂN ANH TRÍ ; TƠN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 20

* Ví dụ: Kết quả thí nghiệm Atlerberg và phân tích hạt của một mẫu đất như sau:
− Thí nghiệm rây với bộ rây tiêu chuẩn của Mỹ:
Số hiệu rây Số % hạt lọt qua rây (%)
No4
No10
No40
No200
100
93.2
81
60.2
− Có giới hạn chảy LL=42.3%
− Giới hạn dẻo P
L
=15.8%
1. F = 60.2% >50% → đất hạt mịn
2. LL

= 42.3% < 50% → đất có tính dẻo thấp
3. I
P
= LL - P
L
= 26.5 > 7 → CL : đất sét dẻo thấp
4. 100 – F = 39.8% > 30% ( Đất sét pha cát dẻo thấp)

3. Phân loại đất theo hệ thống AASHTO
− Theo bảng phân loại theo hệ thống này, đất được phân thành 7nhóm chính:
• % hạt qua rây No200 < 35% → đất thuộc nhóm A-1, A-2, A-3
• % hạt qua rây No200 > 35% → đất thuộc nhóm A-4, A-5, A-6, A-7
− Hệ thống phân loại này dựa theo các tiêu chuẩn sau:
• Đất hạt thơ
§ Sỏi: tỉ lệ % hạt qua rây 3in và còn lại trên rây No10.
§ Cát: tỉ lệ % hạt qua rây No10 và còn lại trên rây No200.
§ Đất bột và đất sét: tỉ lệ % hạt qua rây No200.
• Đất hạt mịn
§ Chỉ số dẻo I
P
< 10 → Đất bột
§ Chỉ số dẻo I
P
> 11→ Đất sét


A-6
A-2-6
A-7-6

A-2-7
A-7-5
A-2-5
A-5
A-4
A-2-4
0102030405060708090100
10
20
30
40
50
60
70
LIQUID LIMIT - L (%)
GIỚI HẠN CHẢY
L
CHỈ SỐ DẺO
P
PLASTICITY INDEX I

Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 21


− Để đánh giá thêm đặc tính của đất ta xét thêm chỉ số nhóm (group index). Chỉ số
nhóm được tính theo công thức:
GI = ( F - 35)[ 0.2 + 0.005(LL-40)]+ 0.01 (F - 15)(I
P

- 10)
F: % hạt qua rây No200
LL: giới hạn chảy
I
P
: chỉ số dẻo

TT (%) hạt qua rây N200 Chỉ số LL Chỉ số Ip Phân loại chi tiết
1 F<=35% (Đất hạt thô)

Ip<= 10%

A4 (Đất bột)
WL (LL)
<=40%
Ip> 11%
A6 (Đất sét)
Ip <=10%

A5 (Đất bột)
Ip <=LL-30: A7-A5 (Đất sét)
2

F> 35% (Đất hạt mịn)
WL (LL) >41%

Ip >=11%

Ip >LL-30: A7-A6 (Đất sét)

Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 22


o Chỉ số nhóm làm tròn không số lẻ (ví dụ: GI=3.4 lấy GI=3; GI=5.5 lấy GI=6)
o Nếu GI<0 , lấy GI=0
o Chỉ số nhóm không có giới hạn trên.
o Các nhóm đất A-1-a, A-1-b, A-2-4, A2-5, A3 có chỉ số nhóm GI=0
o Các nhóm đất A-2-6, A-2-7 chỉ số nhóm tính theo công thức:
GI=0. 01(F - 15) (I
P
- 10)

* Ví dụ: kết quả thí nghiệm Atlerberg và phân tích hạt của một mẫu đất như sau:
− Thí nghiệm rây với bộ rây tiêu chuẩn của Mỹ:
Số hiệu rây Số % hạt lọt qua rây (%)
N
0
4
N010
N040
N0200
100
93.2
81
60.2
− Có giới hạn chảy LL=42.3%

− Giới hạn dẻo P
L
=15.8%
1. F=60.2%>36% → đất có thể thuộc nhóm A4, A5, A6 hoặc A7
2. LL=42.3%
PL=15.8%
I
P
=26.5 > LL-30=12.3 (Đất thuộc nhóm đất sét A-7-6)
3. Xác định chỉ số nhóm
GI = (60.2-35)[0.2+0.005(42.3-40)]+0.01.(60.2-15)(26.5-10) =12.7 → GI=13
(Đất thuộc nhóm đất sét A-7-6 (13)

4. Tổng kết phân loại đất theo 2 tiêu chuẩn USCS, AASHTO
Phân loại đất tương ứng theo 2 tiêu chuẩn
AASHTO USCS
A-1-a
A-1-b
A-3
A-2-4
A-2-5
A-2-6
A-2-7
A-4
A-5
A-6
A-7
A-8
GW, GP, SW, GM
SW, SP, SM, GC

SP
CL, ML
CL,ML, CH, MH
CL, ML
CL,ML, CH, MH
CL, ML
CL,ML, CH, MH
CL, ML
CL,ML, CH, MH
Peat and muck or organic


Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 23


So sánh 2 tiêu chuẩn
AASHTO USCS
Giống nhau
− Hai hệ thống phân loại đất dựa trên cấu trúc và tính dẻo của đất.
− Phân loại đất thành 2 nhóm chính là đất hạt thô và đất hạt mịn
(được phân chia bởi rây N0200)
Khác nhau
− % hạt qua rây No200 >35%
→
đất hạt mịn.
− Rây No10 được sử dụng để phân
chia sỏi từ cát.
− Tính chất của đất được mô tả rất

chung chung. Ký hiệu A được sử
dụng cho các loại đất.

− % hạt qua rây No200 >50%
→
đất hạt mịn
− Rây No4 được sử dụng để phân
chia sỏi từ cát.
− Tính chất của đất được mô tả chi
tiết rõ ràng. Các ký hiệu GW,
SM, CH mô tả được các tính
chất của đất.


* Kết luận:
- Có thể thấy rằng các đặc trưng vật lý và hóa lý của đất thường được xác định trong
điều kiện phòng thí nghiệm. Thí nghiệm trong phòng thường được bắt đầu sau khi chấm dứt
quá trình khảo sát hiện truờng bằng phương pháp khoan và lấy mẫu. Khi đó, các kỹ sư chẩn bị
đề cương thí nghiệm. Việc thí nghiệm được tiến hành càng sớm càng tốt tránh hiện tượng đất
bị khô đi hay thay đổi theo thời gian. Trên cơ sở khảo sát thực tế, cần thiết đánh giá ngay lớp
đất tốt để đặt nền móng cũng như khu vực đất nền chịu ảnh hưởng của công trình. Chương
trình thí nghiệm trong phòng phải có định hướng về các thông số sử dụng tính toán về sau.
Ngoài ra, thí nghiệm trong phòng cũng phải mô tả được điều kiện tương lai xảy ra trong quá
trình xây dựng. Trong một số trường hợp, các thí nghiệm đặc biệt có thể phải được thực hiện,
đặc biệt đối với các đặc trưng cơ lý.
- Các độ ẩm đặc trưng theo Atterberg (W
L
, W
p
) được ứng dụng rộng rãi trong địa kỹ

thuật là các dấu hiệu phân loại đất loại sét không thể thiếu trong thực tế. Việc phân loại và
đánh giá trạng thái đất có nhiều tiêu chuẩn khác nhau. Do đó, khi phân loại theo tiêu chuẩn
nào thì thí nghiệm xác định giới hạn nhão W
L
cũng phải theo tiêu chuẩn đó.

Đề tài tiểu luận số 9: Các đặc trưng vật lý của đất, phân loại đất loại sét theo các giới hạn Atterberg

HVTH: VÕ THANH TOÀN; VĂN ANH TRÍ ; TÔN NỮ PHƯƠNG NHI Trang 24


TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Địa chất công trình, TS. Bùi Trường Sơn – ĐHBK Tp Hồ Chí Minh 2009;
2. Thổ chất và công trình đất, TS. Bùi Trường Sơn – ĐHBK Tp Hồ Chí
Minh 2007;
3. Cơ học đất, PGS.TS Châu Ngọc Ẩn - NXB ĐHQG Tp Hồ Chí Minh 2004,
2009;
4. Nền móng công trình, PGS.TS Châu Ngọc Ẩn - NXB Xây dựng 2009;
5. Tiêu chuẩn Xây dựng TCVN 45-78; TCVN 4195: 1995; TCVN 4196:
1995; TCVN 4197: 1995; TCVN 4198: 1995; TCVN 5747: 1993.