THÍ NGHIỆM CƠ HỌC ĐẤT docx

Trang/tổng số trang

Trường Đại học Mở Tp.HCM
Khoa Xây dựng & Điện
oOo








THÍ NGHIỆM CƠ HỌC ĐẤT











Tháng/ năm thực hiện
Trang/tổng số trang
Thông tin về giảng viên:
- Học và tên: Phan Trường Sơn.
- Học vị: Tiến sỹ.
- Chức danh: giảng viên.

- Địa chỉ liên hệ: Khoa Xây dựng & Điện, phòng 312, số 97 đường Võ Văn
Tần, phường 6, quận 3, tp. HCM.
- Điện thoại: 08 9 300 948, đi dộng: 0908 256 174, email:

.











Thông tin về sinh viên:
- Họ và tên:
- Mã số sinh viên: Lớp: Nhóm:
- Thời gian thực hiện:
- Địa điểm thực hiện:
Trang/tổng số trang
1. Thông tin về môn học:
- Mã môn học:
- Thời lượng:
- Môn học trước:
• Địa chất công trình.
• Thực hành địa chất công trình.
• Sức bền vật liệu 1.
- Môn học tiên quyết:

• Cơ học đất.

2. Mô tả môn học:
- Mục tiêu
• Cụ thể hóa kiến thức mà sinh viên được trang bị trong môn Cơ học
đất, đặc biệt về phương diện thí nghiệm, lấy và xử lý số liệu.
- Hình thức thực hiện
• Giảng viên giới thiệu các thí nghiệm, thao tác thực hiện, lấy số liệu,
phân tích và lựa chọn.
• Sinh viên tự thực hiện thí nghiệm, lấy số liệu, đánh giá và lực ch
ọn.
• Sinh viên lập báo cáo (trình bày lý thuyết, tiến trình thí nghiệm, kết
quả thí nghiệm và nhận xét, đánh giá).

3. Các tiêu chuẩn sử dụng
- Xác định khối lượng riêng (tỷ trọng) TCVN 4195:95
- Xác định độ ẩm và độ hút ẩm TCVN 4196:95
- Xác định giới hạn dẻo, giới hạn chảy TCVN 4197:95
- Xác định thành phần cỡ hạt TCVN 4198:95
- Xác định sức chống cắt trên máy cắt phẳng TCVN 4199:95
- Xác định tính nén lún trong điều kiện không nở
hông TCVN 4200:95
- Xác định dộ chặt tiêu chuẩn TCVN 4201:95
- Thí nghiệm sức chịu tải của đất (CBR) – Trong phòng
thí nghiệm
22TCN 332-06
Trang/tổng số trang
4. Trình tự các báo cáo thí nghiệm và thang điểm

4.1. Thí nghiệm 1: Xác định độ ẩm

a. Mục đích (0,125đ)
b. Các bước thực hiện (0,125đ)
• Chuẩn bị dụng cụ
• Thực hiện
• Lấy số liệu
c. Xử lý số liệu – trình bày kết quả (0,25đ)
d. Nhận xét (0,5đ)

4.2. Thí nghiệm 2: Xác định dung trọng tự nhiên
a. Mục đích (0,125đ)
b. Các bước th
ực hiện (0,125đ)
• Chuẩn bị dụng cụ
• Thực hiện
• Lấy số liệu
c. Xử lý số liệu – trình bày kết quả (0,25đ)
d. Nhận xét (0,5đ)

4.3. Thí nghiệm 3: Xác định thành phần cỡ hạt
a. Mục đích (0,25đ)
b. Các bước thực hiện (0,25đ)
• Chuẩn bị dụng cụ
Trang/tổng số trang
• Thực hiện
• Lấy số liệu
c. Xử lý số liệu – trình bày kết quả (0,5đ)
d. Nhận xét (1đ)

4.4. Thí nghiệm 4: Xác định giới hạn dẻo
a. Mục đích (0,25đ)

b. Các bước thực hiện (0,25đ)
• Chuẩn bị dụng cụ
• Thực hiện
• Lấy số liệu
c. Xử lý số liệu – trình bày kết quả (0,5đ)
d. Nhậ
n xét (1đ)

4.5. Thí nghiệm 5: Xác định giới hạn chảy
a. Mục đích (0,25đ)
b. Các bước thực hiện (0,25đ)
• Chuẩn bị dụng cụ
• Thực hiện
• Lấy số liệu
c. Xử lý số liệu – trình bày kết quả (0,5đ)
d. Nhận xét (1đ)

4.6. Thí nghiệm 6: Cắt trực tiếp
Trang/tổng số trang
a. Mục đích (0,25đ)
b. Các bước thực hiện (0,25đ)
• Chuẩn bị dụng cụ
• Thực hiện
• Lấy số liệu
c. Xử lý số liệu – trình bày kết quả (0,5đ)
d. Nhận xét (1đ)

5. Hướng dẫn thực hiện
Bài 1: Xác đònh độ ẩm
a. Mục đích

Độ ẩm của đất, ký hiệu bằng W, biểu thò bằng tỷ số % của khối lượng nước
thoát ra khỏi mẫu đất khi sấy khô ở nhiệt độ 105
o
C và khối lượng hạt đất
trong mẫu đất đem sấy khô.
Độ ẩm của đất là một chỉ tiêu thông dụng và dễ xác đònh.
Số lượng đất lấy để xác đònh độ chứa nước tùy thuộc vào loại đất. Tuy nhiên,
càng lấy nhiều mẫu thì độ chính xác càng cao. Mỗi mẫu đất cần tiến hành
thí nghiệm tối thiểu 2 lần song song nhau, sau đó lấy giá trò trung bình.
Độ chứa nước được tính theo biểu thức sau:

%100(%)
2
21
×
−
−
=
o
mm
mm
W

Trong đó:
m
o
- trọng lượng lon chứa đất
m
1
- trọng lượng lon chứa + đất chưa sấy

m
2
- trọng lượng lon chứa + đất đã sấy khô
Trang/tổng số trang
Giá trò W thể hiện lượng nước chứa trong đất, giúp cho việc đánh giá trạng
thái của đất.
b. Dụng cụ thí nghiệm
Dao vòng cắt đất bằng kim loại không gỉ
Dao cắt gọt đất
Lon nhôm có nắp đậy chứa mẫu đất.
Cân điện tử độ chính xác (0,01 - 0,1) g
Tủ sấy có điều chỉnh nhiệt độ đến 300
o
C
Khay phơi mẫu đất sau khi sấy khô

Anh Trinh
Trang/tổng số trang











c. Trình tự thí nghiệm
Xác đònh trọng lượng hộp nhôm đã sấy khô (m
o
).
Dùng dao lấy một mẫu đất có trọng lượng 40 - 80 g ở trạng thái tự nhiên cho
vào hộp nhôm.
Dùng cân xác đònh trọng lượng đất và hộp nhôm (m
1
).
Mẫu đất sau khi cân, đem sấy ở nhiệt độ 105
o
C. Thời gian sấy tùy thuộc vào
loại đất, số lượng và dạng mẫu dùng. Thời gian sấy thường được chia làm ít
nhất 2 lần:
Sấy lần đầu trong thời gian:

5 giờ - đối với đất sét và sét pha; 3giờ - đối với đất cát và cát pha; 8giờ
- đối với đất chứa thạch cao và đất chứa hàm lượng hữu cơ lớn hơn 5%.
Sấy lại trong thời gian:
1giờ - đối với đất cát và cát pha; 2 giờ - đối với đất sét, sét pha và đất
chứa thạch cao hoặc tạp chất hữu cơ.
Lấy mẫu đất ở tủ sấy ra nên để nguội sau đó đem cân để xác đònh trọng
lượng sau khi sấy khô kể cả hộp nhôm (m
2
).
Đất không dẻo có thể để nguội ở phòng ẩm, đất dẻo nên để nguội trong
bình hút ẩm canxi clorua CaCl2 rồi mới cân. Không nên cân lúc nóng, trước
Trang/tổng số trang
hết có thể vì quá nóng mà ta đặt hộp chứa mạnh tay, hoặc vì sức nóng có
thể ngăn cản sự chính xác của đòn cân.

d. Kết quả thí nghiệm
Bảng ghi kết quả thí nghiệm xác đònh độ ẩm

Số hiệu
mẫu
đất
Số hiệu
lon
nhôm
Trọn
g

lượng lon
nhôm
m

o
(g)
Trọn
g
lượn
g

lon + đất
chưa sấy
m
1
(g)
Trọn
g

lượng lon +
đất đã sấy
khô
m
2
(g)
Độ ẩm
W (%)
Giá trò
độ ẩm
trung
bình
W
tb
(%)

Bài 2: Xác đònh dung trọng tự nhiên của đất
a. Mục đích
Dung trọng tự nhiên của đất là trọng lượng của một đơn vò thể tích đất tự
nhiên. Đặc trưng vật lý cơ bản này được ký hiệu là γ và được tính theo
g/cm
3
. Về trò số, dung trọng được tính bằng tỉ số giữa khối lượng đất và thể
tích của chúng.
Có nhiều phương pháp xác đònh dung trọng của đất, trong đó phương pháp
dao vòng đơn giản và nhanh chóng cho các loại đất hạt mòn.
b. Dụng cụ thí nghiệm
Dao vòng cắt đất bằng kim loại không gỉ có thể tích chứa đất V
A1
15,68
146,56
131,11
I1
18,06
21,9
21,15
I2
16,17
26,31
24,31
Ca1
Ca2

Ca3
17,31
18,81
16,69
26,99
29,58
27,31
24,45
26,94
24,72
Trang/tổng số trang
Thước kẹp
Dao cắt gọt đất
Cân điện tử độ chính xác (0,01 - 0,1) g
c. Trình tự thí nghiệm
Dùng thước kẹp xác đònh thể tích chứa đất của dao vòng.
Dùng cân xác đònh trọng lượng dao vòng.
Dùng dao vòng khẽ ấn ngập vào mẫu đất, dùng dao gọt đất xung quanh dao
vòng. Trong khi ấn chú ý luôn giữ cho dao vòng thăng bằng. Khi dao vòng
ngập hết vào mẫu đất, cắt bỏ phần đất dư thừa trên mặt dao vòng cho ngang
bằng với cạnh dao, sau đó lấy tấm kính đậy lên trên. Cắt ngang mẫu đất ở
phía dưới dao vòng tương tự như phía trên, sau đó lật ngược dao vòng lại và
cũng dùng tấm kính đậy lên trên.
Lau sạch dao vòng, đem cân trọng lượng mẫu đất có dao vòng (trọng lượng
dao vòng đã xác đònh trước), xác đònh được trọng lượng của mẫu đất, từ đó
tính được dung trọng của mẫu đất.
Mỗi mẫu đất cần tiến hành thí nghiệm tối thiểu 2 lần song song nhau, sau đó
lấy giá trò trung bình.
d. Kết quả thí nghiệm
Trọng lượng đơn vò thể tích của mẫu đất được tính theo công thức:

V
mmm
w
321
−−
=
γ

Trong đó:
m
1
- trọng lượng của mẫu đất có dao vòng
m
2
- trọng lượng dao vòng
m
3
- trọng lượng tấm kính
V - thể tích dao vòng


4
2
D
V
π
=

Trang/tổng số trang

D - đường kính trong của dao vòng
Kết quả tính toán với yêu cầu chính xác 0,01 g/cm3. Sai số cho phép của 2
lần thí nghiệm không được lớm hơn 0,03 g/cm3.
Bảng ghi kết quả thí nghiệm xác đònh dung trọng

Số hiệu
mẫu đất
N
1
Số hie
ä
u
dao
vòng N
2
Thể
tích dao
vòng
chứa
đất V
(cm
3
)
Trọn
g

lượng
dao
vòng
m

2
(g)
Trọn
g

lượng
tấm
kính m
3
(g)
Trọn
g

lượng
dao
vòng,
đất và
tấm
kính
m
1
(g)
Trọn
g

lượng
đơn vò
thể tích
đất
γ

w
(g/cm
3
)
Giá trò
trung
bình
γ
w
(g/cm
3
)


Bài 3: Xác đònh thành phần cỡ hạt
a. Mục đích
Thí nghiệm phân tích của cỡ hạt đất bằng phương pháp rây sàng dùng để tách rời
của cỡ hạt của đất qua những mắt lưới để:
Xác đònh độ lớn cỡ hạt
Tính được sự phân bố cỡ hạt
Xếp hạng đất theo cỡ hạt
b. Dụng cụ thí nghiệm
Bộ rây sàng mắt lưới tròn
-
-
60
42,43
0
173,31
Trang/tổng số trang

Kích thước rây

Số hiệu rây # Đườn
g
kính rây (mm)
4
4,76
10
2,00
20
0,84
30
0,52
40
0,42
50
0,297
60
0,25
100
0,149
200
0,074
Đáy rây

Chày bọc cao su để tách rời các hạt đất
Cân điện tử độ chính xác (0,01 - 0,1) g
Bàn chải dùng để quét các hạt đất bám vào rây

Trang/tổng số trang
c. Trình tự thí nghiệm
Mẫu đất đại diện sẽ được phơi khô ngoài trời hay sấy khô bằng lò sấy
Dùng chày cao su hay bóp bằng tay để tách các hạt đất dính với nhau, tránh
không đập mạnh để làm vỡ các hạt đất.
Dùng trọng lượng m (g) tùytheo loại đất như sau:

Loại đất Khối lượn
g
(
g
)
Hạt mòn 100 ÷ 200
Cát pha 200 ÷ 500
Cỡ hạt lớn nhất 3/8 in (9,525 mm) 1000
Cỡ hạt lớn nhất 1/2 in (12,7 mm) 3000
Cỡ hạt lớn nhất 3/4 in (19,1 mm) 5000
Cỡ hạt lớn nhất 1 in (25,4 mm) 10.000

Nếu mẫu đất lớn hơn trọng lượng cần sử dụng, ta phải dùng phương pháp
chia 4 để đảm bảo tính đại diện chung của nó.
Xếp bộ rây theo thứ tự dưới cùng là đáy rây, sau đó đến các rây có cỡ lớn
nhất, cuối cùng là nắp rây.

Cho đất vào rây, sàng bằng tay với động tác lắc tròn ngang trong 10 phút.
Cân đất cộng dồn trên mỗi rây, để cho chính xác ta cân trọng lượng cả đất
và rây sau đó trừ đi trọng lượng rây đã cân trước để tính ra trọng lượng đất.

d. Kết quả thí nghiệm
Số phần trăm trọng lượng giữ lại trên rây
Trang/tổng số trang
100
Trong luong dat giu lai tren ray
Trong luong tong cong
×

Số phần trăm trọng lượng giữ lại cộng dồn = tổng số các số phần trăm trọng
lượng giữ riêng trên rây đó với các rây có mắt rây lớn hơn hoặc tính như sau:
100
Trong luong dat tren ray cong don
Trong luong tong cong
×

Số phần trăm trọng lượng lọt qua rây = 100% - số phần trăm trọng lượng giữ
lại cộng dồn.
Vẽ đường cong phân bố cỡ hạt trên hệ thống trục như sau:
Trục hoành (log
10
) biểu diễn đường kính cỡ hạt (hay mắt rây).
Trục tung biểu diễn số % trọng lượng đất đã lọt qua rây hay % trọng
lượng lọt qua.
Đường biểu diễn sẽ có 3 dạng cơ bản nói lên sự phân bố các cỡ hạt đất như
sau:
Dạng thoai thoải: đất có cỡ hạt không đồng đều, ta có cấp phối tốt

Dạng bậc thang : đất có cỡ hạt gián đoạn, cấp phối xấu
Dạng dốc đứng: đất có cỡ hạt đồng nhất, cấp phối xấu
Tính hệ số đồng đều và hệ số hạng cấp
Hệ số đồng đều

10
60
D
D
C
u
=

Hệ số hạng cấp

(
)
1060
2
30
DD
D
C
g
×
=

Trong đó:
D
60

- đường kính mà các hạt có đường kính nhỏ hơn chiếm 60% mẫu phân
tích.
Trang/tổng số trang
D
30
- đường kính mà các hạt có đường kính nhỏ hơn chiếm 30% mẫu phân
tích.
D
10
- đường kính mà các hạt có đường kính nhỏ hơn chiếm 10% mẫu phân
tích.
Đường kính cỡ hạt D
60
, D
30
, D
10
nhận được từ đường biểu diễn phân bố cỡ
hạt.
Dựa vào kết quả xác đònh hàm lượng và tính chất của các cỡ hạt trong đất,
ta có thể xác đònh loại đất đó thuộc loại nào: sỏi, sạn, cát, dạng hạt. …
Bảng phân loại đất cát

Tên đất Hàm lượn
g
kích thước hạt
Cát pha sỏi Kl hạt có đườn
g
kính d>2mm chiếm trên > 25%
Cát hạt to Kl hạt có đườn

g
kính d>0,5mm chiếm trên > 50%
Cát hạt trun
g
Kl hạt có đườn
g
kính d>0,25mm chiếm trên > 50%
Cát hạt thô Kl hạt có đườn
g
kính d>0,1mm chiếm trên > 75%
Cát bột Kl hạt có đườn
g
kính d>0,1mm chiếm dưới < 75%







Trang/tổng số trang
Bảng kết quả phân tích cỡ hạt

Số hiệu rây Đườn
g
kính
rây
(mm)
Trọn
g

lượn
g

giữ lại cộng
dồn (g)
% trọn
g

lượng giữ lại
cộng dồn
% trọn
g

lượng lọt qua
rây
4
4,76
10
2,00
20
0,84
30
0,52
40
0,42
50
0,297
60
0,25
100

0,149
200
0,074
Đáy rây







0,075
0,1
0,5
1
2
13,28
8,7
O tung ray
57,43
268,44
141,26
8,9
1,81
0,362
1,78
28,252
53,688
11,486
1,74

2,656
Trang/tổng số trang
ĐƯỜNG CONG CẤP PHỐI HẠT
0
20
40
60
80
100
0.010 0.100 1.000 10.000
Đường kính hạt (mm)
% Trọng lượng nhỏ hơn
Biểu đồ phân bố cỡ hạt

Trang/tổng số trang
Bài 4, 5: Thí nghiệm atterberg (giới hạn nhão, giới hạn dẻo)
a. Mục đích
Tùy theo độ chứa nước và tùy theo loại đất đó, đất sẽ ở trong các trạng thái
cơ bản sau:
Trạng thái cứng
Trạng thái nửa cứng
Trạng thái dẻo
Trạng thái nhão
Độ chứa nước trung gian giữa các trạng thái này cho ta các giới hạn được gọi
là giới hạn Atterberg.
Giới hạn dẻo (W
p
): độ chứa nước trung gian giữa trạng thái nửa cứng và
trạng thái dẻo.
Giới hạn nhão (W
L
): độ chứa nước trung gian giữa trạng thái dẻo và trạng
thái nhão (lỏng).
b. Dụng cụ thí nghiệm
Dụng cụ giới hạn nhão (còn gọi là dụng cụ casagrande)
Bộ phận cắt rãnh hay dao cắt rãnh
Kính phẳng 50 cmx50 cm dùng cho giới hạn dẻo
Cân điện tử độ chính xác (0,01 - 0,1) g
Tủ sấy có điều chỉnh nhiệt độ đến 300oC
Dao trộn đất (lớn và nhỏ)

Trang/tổng số trang
c. Trình tự thí nghiệm
Bài 4: Xác đònh giới hạn nhão
Sử dụng dụng cụ Casagrande dùng để xác đònh giới hạn nhão bằng cách
quay một cần nhỏ để đưa chỏm cầu lên cao 1 cm và rơi tự do xuống mặt đế
bằng cao su cứng. Để đảm bảo độ rơi của chỏm cầu là 1 cm (0,394 in) ta
cần điều chỉnh độ rơi này trước khi thí nghiệm.
Lấy khoảng 100 g đất đã được sấy khô lọt qua rây N#40 (0,42 mm) trộn với
một lượng nước vừa đủ nhão trên kính phẳng. Cần phải trộn thật kỹ và ủ để
đất hoàn toàn bão hòa.
Lau ướt chỏm cầu bằng khăn ướt, sau đó trét phần đất đã trộn vào chỏm cầu.
Khi trét, tránh không để bọt khí hiện diện trong đất, bề dày lớp đất ngay đáy
chỏm cầu khoảng 1 cm.
Dùng dao cắt rãnh vạch một đường thẳng từ trên xuống. Khi vạch luôn luôn
phải giữ dao vạch thẳng góc với mặt chỏm cầu. Dao cắt rãnh này chia đất
làm hai phần cách xa nhau dưới đáy là 2 mm và bề dày ở hai bên rãnh là 8
mm.
Quay đều cần quay với vận tốc 2 vòng/giây, chỏm cầu được nâng lên và rơi
xuống, sự va chạm giữa chỏm cầu và đế làm cho phần đất hai bên sụp
xuống và từ từ khép lại, đến khi nào chiều dài rãnh khép kín này khoảng
1,27 cm (1/2 inch) thì ngừng quay. Ghi nhận số lần quay N này (số lần rơi).
Nhanh chóng dùng dao nhỏ lấy một phần đất (khoảng 10 g) ngay chỗ khép
kín để xác đònh độ chứa nước tương ứng.
Lấy đất nhão từ chỏm cầu, lau sạch chỏm cầu, nhập chung với phần đất cũ
trên kính, trộn cho khô bớt nước; làm lại thí nghiệm lần thứ hai giống như

lần trước.
Trong thí nghiệm xác đònh giới hạn nhão, ta phải thực hiện tối thiểu 3 lần
trên 100 g đất trộn với nước và đi từ trạng thái nhão đến trạng thái dẻo.
Với độ chứa nước W và số lần rơi tương ứng N của chỏm cầu sẽ đònh trên hệ
trục bán logarit một đường thẳng (trục tung là độ chứa nước, trục hoành hệ
Trang/tổng số trang
logarithmes) biểu diễn số lần rơi N. Theo Casagrande, đường thẳng này gọi
là đường cong chảy và giới hạn nhão W
L
được đònh trên giãn đồ là trò số (nội
suy) ứng với lần rơi thứ 25.
Bài 5: Xác đònh giới hạn dẻo
Trộn 15 g đất khô lọt qua rây N0 40 với nước vừa đủ dẻo (hay có thể dùng
phần đất còn lại của thí nghiệm tìm giới hạn nhão).
Se đất trên tấm kính phẳng bằng 4 ngón tay và se đến khi nào đất vừa đạt
đến đường kính 3 mm (1/8 inch) thì vừa rạn nứt và gãy thành nhiều đoạn có
chiều dài sợi đất khoảng (1-2)cm.
Xác đònh độ chứa nước đúng lúc này, ta có giới hạn dẻo của đất. Cần thực
hiện 2 lần để lấy giá trò trung bình, sai khác giữa 2 lần thí nghiệm không
quá 2%.
Nếu còn dẻo, thì đất sẽ không nứt khi đạt đến đường kính 3 mm, khi đó
nhập đôi lại và tiếp tục se.
Nếu đất cứng thì đất sẽ không nứt khi đạt đến đường kính 3 mm, cần thêm
nước vào và se lại.
d. Kết quả thí nghiệm
Giới hạn nhão W
L
được đo và gióng từ đường cong chảy là độ chứa nước
ứng với số lần rơi của chỏm cầu là 25 lần, hay dùng công thức:

121,0
25
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
N
WW
L

Trong đó:
W - là độ ẩm ứng với số lần rơi thứ N
Giới hạn dẻo W
P
của đất là độ ẩm của đất khi se đất đến đường kính 3 mm
thì rạn nứt. Lấy giá trò trung bình của 2 lần thí nghiệm.
Chỉ số Atterberg
Chỉ số dẻo I
p
:
Cac so lieu de tinh W lay tu bang xác dinh do am
o TN 1, ki hieu so lon la Ca1, Ca2, Ca3.
Các so lieu de tinh W lay o bang sxac dinh do am
trong TN 1, ki hieu mau lon I1, I2.
Trang/tổng số trang

PLP

WWI
−
=

Độ sệt B (theo TCVN về đất xây dựng), một số tài liệu khác ký hiệu là I
L
:

PL
P
WW
W
W
B
−
−
=

Công dụng
Dùng chỉ số dẻo I
p
để phân loại đất

Loại đất Cát pha sét Sét pha cát Sét
Chỉ số dẻo I
P
1 - 7 7 - 17 > 17

Dùng độ sệt B để xác đònh trạng thái vật lý của đất dính

Trạn
g
thái đất Cứn
g
Nửa c
ư
ù
n
g
Dẻo cứn
g
Dẻo mềm Dẻo chảy Chảy
Độ sệt B

< 0 0 - 25 0,25 - 0,5 0,5 - 0,75 0,75 - 1 > 1

Bài 6: Thí nghiệm cắt trực tiếp
a. Mục đích
Thí nghiệm cắt trực tiếp dùng để xác đònh các chỉ tiêu sức chống cắt là góc
nội ma sát ϕ và lực dính c của đất. Thí nghiệm này có thể thực hiện trên cả
hai loại đất có lực dính và đất không có lực dính.
Thí nghiệm thực hiện theo cách không thoát nước - không cố kết, có nghóa
là sau khi đặt áp lực thẳng đứng, sức cắt được đặt nhanh để cho nước trong
mẫu đất không có thời gian thoát ra.
b. Dụng cụ thí nghiệm
Trang/tổng số trang
Máy cắt trực tiếp kiểu truyền lực qua vòng ứng biến và cánh tay đòn
Hộp Casagrande chứa mẫu đất
Dao vòng cắt đất bằng kim loại không gỉ
Dao cắt gọt đất

Đá nhám
Vòng đo áp lực

Trang/tổng số trang












c. Trình tự thí nghiệm
Lấy đất không xáo trộn từ ống lấy mẫu đất (do đó mẫu thử có độ ẩm tự
nhiên).
Dùng dao vòng khẽ ấn ngập vào mẫu đất, dùng dao gọt đất xung quanh dao
vòng. Khi dao vòng ngập hết vào mẫu đất, dùng dao cắt bỏ phần đất dư thừa
trên mặt dao vòng cho ngang bằng với cạnh dao.
Cho đá nhám vào dưới hộp Casagrande.
Cho mẫu đất vào hộp Casagrande bằng cách để dao vòng trên miệng hộp
casagrande và dùng đá nhám để ấn nhẹ mẫu đất vào trong hộp.
Khóa hộp Casagrande bằng hai chốt khóa, giữ cho phần trên và dưới hộp
Casagrande thẳng trục và không bò xê dòch.
Trang/tổng số trang
Đặt hộp Casagrande vào máy cắt trực tiếp, kiểm tra sự tiếp xúc giữa hộp cắt
và vòng đo áp lực.

Đặt áp lực thẳng đứng vào đá nhám trên với áp suất 0,25 kg/cm
2
hoặc 0,5
kg/cm
2
.
Tác động lực cắt bằng cách quay vòng áp lực với vận tốc ½ vòng/giây.
Đọc trò số trên vòng ghi áp lực lúc mẫu thử bò cắt đứt (trò số cực đại của
vòng ghi áp lực), phải theo dõi từng trò số và sau khi qua trò số cực đại thì
sức chòu cắt của đất giảm tức thì.
Làm thí nghiệm lần lượt với 3 mẫu thử với các áp lực thẳng đứng như sau:

p lực thẳng đứng 0,25 kg/cm
2
0,5 kg/cm
2
0,75 kg/cm
2


Hoặc
p lực thẳng đứng 0,5 kg/cm
2
1,0 kg/cm
2
1,5 kg/cm
2


Tốc độ cắt tùy thuộc vào điều kiện làm việc của đất nền mà ta chọn như

sau:

Nhòp độ cắt Cắt nhanh Cắt chậm
Tốc độ cắt 1 mm - 2,5 mm/phút 0,005 mm - 0,0075 mm/phút

d. Kết quả thí nghiệm
Quan hệ giữa sức chống cắt của đất và áp lực thẳng đứng trên mặt phẳng
cắt như sau:

ϕ
σ
τ
tan+= C

Trang/tổng số trang
Trong đó:
τ : sức chống cắt của đất
C : lực dính đơn vò của đất loại sét (kg/cm
2
)
ϕ : góc ma sát trong của đất
Vẽ đường biểu diễn sức chống cắt giới hạn của đất phụ thuộc vào áp lực
pháp tuyến. Số điểm tối thiểu cần thiết để vẽ đường biểu diễn là 3 điểm.

Số hiệu
mẫu đất
Diện tích
mặt cắt F
(cm
2

)
Số đọc đồn
g

hồ R
Hệ số hiệu
chỉnh vòng
ứng biến C
0
Sức chốn
g
cắt
0max
CR
F
τ
×
=
(kg/cm
2
)
5,55

Số hiễu mẫu
đất
Trọn
g
lượn
g

quả cân Q
(kg)
Diện tích mặt
cắt F (cm
2
)
Hệ số hiệu
chỉnh cánh
tay đòn C
1
p lực thẳn
g

đứng
F
QC ×
=
1
σ

(kg/cm
2
)
1.275k
g
-15kG
=> C
1
= 11,76

Dựa vào đường biểu diễn xác đònh các chỉ tiêu đánh giá sức chống cắt của
đất là lực dính c (kg/cm
2
) và góc nội ma sát ϕ (
0
).
1
2
3
30
30
30
10
11
12
1
2
3
2,55
5,1
7,65
30