BÀI GIẢNG CƠ HỌC ĐẤT

1
CH
CH
Ư
Ư
ƠNG MƠ
ƠNG MƠ
Û
Û
Đ
Đ
A
A
À
À
U
U
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT
CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT
CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT
CHƯƠNG 4: BIẾN DẠNG VÀ ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT
CHƯƠNG 5: SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT
CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN
CH
CH
Ư
Ư
ƠNG MƠ
ƠNG MƠ
Û

Û
Đ
Đ
A
A
À
À
U
U
1. TẠI SAO PHẢI NGHIÊN CỨU CƠ HỌC ĐẤT?
2. CƠ HỌC ĐẤT LÀ GÌ ?
3. ĐỐI TƯNG MÔN HỌC ?
4. NHIỆM VỤ MÔN HỌC ?
5. ĐẶC ĐIỂM MÔN HỌC ?
CH
CH
Ư
Ư
ƠNG MƠ
ƠNG MƠ
Û
Û
Đ
Đ
A
A
À
À
U
U

1. TẠI SAO PHẢI NGHIÊN CỨU CƠ HỌC ĐẤT?
Ỵ Đất làm nền cho công trình – bộ phận “kết cấu” tiếp nhận
tải trọng bên trên truyền xuống, là nơi tiến hành công trình
.
Ỵ Xây dựng công trình trên đất ⇒ tác động lên đất những ngoại
lực, năng lượng làm thay đổi nó ⇒ cần phải biết những biến đổi
cơ học trong đất ⇒ đưa ra giải pháp nền móng đảm bảo cho công
trình (trong đó có cả nền đất) an toàn và thuận lợi trong thi công
và sử dụng, đồng thời giá thành rẻ.
CH
CH
Ư
Ư
ƠNG MƠ
ƠNG MƠ
Û
Û
Đ
Đ
A
A
À
À
U
U
2. CƠ HỌC ĐẤT LÀ GÌ ?
Cơ học đất là môn khoa học nghiên cứu các quá trình cơ học
xảy ra trong đất dưới ảnh hưởng của các tác dụng bên trong và bên
ngoài, tìm ra các quy luật tương ứng và vận dụng các quy luật đó
để giải quyết các vấn đề có liên quan tới việc sử dụng đất vào các

mục đích của công trình .
Các quy luật được đưa ra bằng thực nghiệm, bằng toán học gần
đúng Ỉ các biểu thức tính toán để ứng dụng vào việc xây dựng các
công trình và điều kiện kỹ thuật đảm bảo cho công trình (và nền
đất) làm việc an toàn và bình thường.
2
CH
CH
Ư
Ư
ƠNG MƠ
ƠNG MƠ
Û
Û
Đ
Đ
A
A
À
À
U
U
3. ĐỐI TƯNG MÔN HỌC
Là đất mềm của vỏ trái đất dùng làm nền công trình và môi
trường xây dựng của công trình
4. NHIỆM VỤ MÔN HỌC
Ỵ Xác đònh các quy luật cơ bản của các quá trình cơ học xảy ra
trong đất và các đặc trưng tính toán của đất.
Ỵ Nghiên cứu trạng thái ứng suất- biến dạng của đất ở các giai
đoạn biến dạng khác nhau của nó.

Ỵ Giải quyết các vấn đề cường độ chòu tải và ổn đònh của các
khối đất, cũng như vấn đề áp lực của chúng lên vật chắn.
CH
CH
Ư
Ư
ƠNG MƠ
ƠNG MƠ
Û
Û
Đ
Đ
A
A
À
À
U
U
5. ĐẶC ĐIỂM MÔN HỌC
Ỵ Đối tượng nghiên cứu rất phức tạp ⇒ Phải sử dụng một số quy
luật đặc thù bên cạnh việc áp dụng các kết quả của các ngành cơ
học khác
Ỵ Thí nghiệm xác đònh các đặc trưng tính toán của đất có vai
trò hết sức quan trọng. Các tính chất và đặc trưng của đất thay đổi
rất nhiều tuỳ theo lòch sử tồn tại của nó trước đó và điều kiện thực
tế của môi trường xung quanh
Ỵ Phương pháp nghiên cứu: PP lý thuyết; PP thực nghiệm, bao
gồm các thí nghiệm trong phòng, thí nghiệm hiện trường và theo
dõi biến dạng của các công trình ( PP quan trắc).
CH

CH
Ư
Ư
ƠNG 1: T
ƠNG 1: T
Í
Í
NH CHA
NH CHA
Á
Á
T VA
T VA
Ä
Ä
T LY
T LY
Ù
Ù
CU
CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á

Á
T
T
–CHƯƠNG MỞ ĐẦU
–CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT
–CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT
–CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT
–CHƯƠNG 4: BIẾN DẠNG VÀ ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT
–CHƯƠNG 5: SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT
–CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN
CH
CH
Ư
Ư
ƠNG 1: T
ƠNG 1: T
Í
Í
NH CHA
NH CHA
Á
Á
T VA
T VA
Ä
Ä
T LY
T LY
Ù
Ù

CU
CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.1. QUÁ TRÌNH THÀNH TẠO ĐẤT
1.2. CÁC THÀNH PHẦN CỦA ĐẤT
1.3. KẾT CẤU VÀ CƠ CẤU CỦA ĐẤT
1.4. CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÝ CỦA ĐẤT
1.5. THÀNH PHẦN HẠT, CẤP PHỐI CỦA ĐẤT
1.6. PHÂN LOẠI ĐẤT
1.7. ĐẦM CHẶT ĐẤT
1.8. TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT
1.1. QUA
1.1. QUA
Ù
Ù
TRÌNH TA
TRÌNH TA
Ï
Ï

O THA
O THA
Ø
Ø
NH
NH
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.1.1. Phong hoá
Là quá trình phá hoại và làm thay đổi thành phần của đá gốc
do tác dụng vật lý, hoá học, sinh vật thuộc các yếu tố khác nhau
Có ba loại phong hoá: Phong hoá vật lý, phong hoá hoá học
và phong hoá sinh vật.
_ Tất cả đất mềm đều có nguồn gốc từ đá rắn
_ Quá trình hình thành đất là kết quả của 3 quá trình liên tiếp
Phong hoá Ỉ Chuyển dời Ỉ Trầm tích
1.1.1. Phong hoá
a. Phong hoá vật lý
Do sự biến đổi về nhiệt độ
, làm đá gốc bò nứt, vỡ vụn thành những hạt
to nhỏ không đều nhau Ỉ đất rời: đá dăm, cuội, sỏi
1.1. QUA
1.1. QUA
Ù

Ù
TRÌNH TA
TRÌNH TA
Ï
Ï
O THA
O THA
Ø
Ø
NH
NH
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
Hạt có góc cạnh và có kích thước lớn
Thành phần khoáng vẫn giống đá gốc
Ỉ Hạt đất rời
1.1.1. Phong hoá
b. Phong hoá hoá học
Do nước, Oxy và các muối, axít hoà tan trong nước (H
2
CO
3
)
gây ra phản ứng hoá học làm biến đổi thành phần khoáng của

đá gốc cũng như SVPH vật lý làm cho đá bò vỡ vụn thành
những hạt khoáng rất nhỏ Ỉ đất dính: cát pha, sét pha, sét
c. Phong hoá sinh vật
Do các loại động thực vật sống trên mặt đất phá hoại các lớp
đất, đá mềm Ỉ đất hữu cơ, đất than bùn, đất bùn
1.1. QUA
1.1. QUA
Ù
Ù
TRÌNH TA
TRÌNH TA
Ï
Ï
O THA
O THA
Ø
Ø
NH
NH
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.1.3. Các loại trầm tích và đặc điểm của sản vật trầm tích
Tàn tích
9 Là sản vật phong hoá hình thành nằm ngay tại chỗ, không bò

chuyển dời.
9 Thành phần khoáng vật và kích thước hạt biến đổi mạnh, hạt
đất có sắc cạnh, góc nhọn và thành phần khoáng giống đá gốc.
Sườn tích
9 Là sản phẩm phong hoá do nước mưa, tuyết, trọng lực cuốn trôi
từ trên núi cao đến lưng chừng hoặc xuống tận chân dốc.
9Đặc điểm : đất rời không ổn đònh, hay bò trượt theo lớp đá gốc
bên dưới, thành phần không đồng nhất, chiều dày tăng dần
1.1. QUA
1.1. QUA
Ù
Ù
TRÌNH TA
TRÌNH TA
Ï
Ï
O THA
O THA
Ø
Ø
NH
NH
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T

1.1.3. Các loại trầm tích và đặc điểm của sản vật trầm tích
Bồi tích
9 Là sản vật phong hoá lắng đọng tạo thành các thung lũng cổ
hoặc mới, có bề dày rất lớn từ hàng chục đến hàng trăm mét.
9 Có tính phân lớp, từ các lớp đất rời bên dưới đến các lớp đất
dính bên trên.
Trầm tích châu thổ
9 Là sản phẩm phong hoá đặc trưng bởi sự tồn tại một số lớp hạt
bụi trong lớp đất sét hoặc bùn chưa được nén chặt do độ ẩm lớn.
9 Tầng đất dày, có tính nén lún lớnỈkhi xây dựng công trình
bên trên cần có biện pháp xử lý nền.
Phong tích: hình thành do gió, rời xốp và đồng nhất về t/p hạt
1.1. QUA
1.1. QUA
Ù
Ù
TRÌNH TA
TRÌNH TA
Ï
Ï
O THA
O THA
Ø
Ø
NH
NH
Đ
Đ
A
A

Á
Á
T
T
Tóm lại, sự hình thành đất bao gồm các quá trình phong
hoá, chuyển dời và trầm tích. Quá trình tạo thành đất phụ
thuộc vào các yếu tố: bản chất đá gốc, điều kiện phong hoá,
đòa hình, đòa mạo và cách thức vận chuyển
Câu hỏi:
Theo các anh, chò thì đất ở Đồng bằng sông Cửu Long và
Đồng bằng Sông Hồng chủ yếu là loại đất gì? Tại sao?
1.1. QUA
1.1. QUA
Ù
Ù
TRÌNH TA
TRÌNH TA
Ï
Ï
O THA
O THA
Ø
Ø
NH
NH
Đ
Đ
A
A
Á

Á
T
T
Đá gốc
Phong hoá
Thời gian
Đất tàn tích Đất trầm tích
Chuyển dời
Và lắng đọng
1.2. CA
1.2. CA
Ù
Ù
C THA
C THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À
N CU
N CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A

A
Á
Á
T
T
• Môhình3 phacủất
Phần lớn thể tích đất là các hạt rắn, phần thể tích còn lại là lỗ
rỗng, trong lỗ rỗng chứa nước và khí.
Ỉ Mô hình đất gồm 3 pha: rắn (hạt đất), lỏng (nước) và khí
1.2.1. Pha rắn
Hạt rắn chiếm phần lớn thể tích của đất, là cốt chòu lực, tạo
thành bộ khung chòu lực của đất.
Tính chất của đất phụ thuộc vào độ lớn, hình dạng hạt cũng
như thành phần khoáng của đất
a. Thành phần khoáng:
_ Phụ thuộc vào thành phần đá gốc và tác dụng phong hoá
+ Khoáng vật nguyên sinh
+ Khoáng vật thứ sinh
+ Chất hoá hợp hữu cơ
1.2. CA
1.2. CA
Ù
Ù
C THA
C THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À

À
N CU
N CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.2.1. Pha rắn
b. Thành phần hạt
Trong đất các hạt có kích thước khác nhau từ vài cm Ỉ vài ‰
mm nên không thể xác đònh kích thước riêng của từng hạt mà
xác đònh theo kích thước của từng nhóm hạt
Dựa trên kích thước, chia thành hai nhóm chính: hạt thô và hạt
mòn
Ba
Ba
û
û
ng 1.1
ng 1.1
c. Hình dạng hạt:
nh hưởng đến đất hạt thô (từ hạt cát trở lên) nhưng không

ảnh hưởng đến đất hạt mòn (hạt sét hay hạt keo)
1.2. CA
1.2. CA
Ù
Ù
C THA
C THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À
N CU
N CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.2. CA
1.2. CA
Ù

Ù
C THA
C THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À
N CU
N CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.2.1. Pha rắn
d. So sánh đất hạt thô và đất hạt mòn
Khả năng chòu tải kém
Tính thấm kém
Các đặc tính về cường độ
và sự thay đổi thể tích bò
ảnh hưởng bởi độ ẩm

Tính chất kỹ thuật được
kiểm soát bởi yếu tố khoáng
vật hơn là kích thước hạt
Kha
Kha
û
û
năng chòu ta
năng chòu ta
û
û
i cao
i cao
Kha
Kha
û
û
năng thoa
năng thoa
ù
ù
t n
t n
ư
ư
ơ
ơ
ù
ù
c to

c to
á
á
t
t
C
C
ư
ư
ơ
ơ
ø
ø
ng
ng
đ
đ
o
o
ä
ä
va
va
ø
ø
s
s
ự
ự
thay

thay
đ
đ
o
o
å
å
i the
i the
å
å
t
t
í
í
ch
ch
không bò a
không bò a
û
û
nh h
nh h
ư
ư
ơ
ơ
û
û
ng bơ

ng bơ
û
û
i
i
đ
đ
o
o
ä
ä
a
a
å
å
m
m
K
K
í
í
ch th
ch th
ư
ư
ơ
ơ
ù
ù
c va

c va
ø
ø
ca
ca
á
á
u tru
u tru
ù
ù
c ha
c ha
ï
ï
t quye
t quye
á
á
t
t
đ
đ
ònh t
ònh t
í
í
nh cha
nh cha
á

á
t kỹ thua
t kỹ thua
ä
ä
t
t
Không ne
Không ne
ù
ù
n
n
đư
đư
ơ
ơ
ï
ï
c khi ơ
c khi ơ
û
û
tr/tha
tr/tha
ù
ù
i cha
i cha
ë

ë
t
t
S
S
ự
ự
rung
rung
đ
đ
o
o
ä
ä
ng la
ng la
ø
ø
m thay
m thay
đ
đ
o
o
å
å
i the
i the
å

å
t
t
í
í
ch
ch
khi ơ
khi ơ
û
û
tra
tra
ï
ï
ng tha
ng tha
ù
ù
i rơ
i rơ
ø
ø
i
i
Ha
Ha
ï
ï
t mòn

t mòn
Ha
Ha
ï
ï
t thô
t thô
1.2.2. Pha lỏng
1.2. CA
1.2. CA
Ù
Ù
C THA
C THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À
N CU
N CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A

Á
Á
T
T
Nước
trong đất
Nước trong khoáng vật
Nước kết hợp
mặt ngoài
Nước tự do
Nước hút bám
Nước liên kết
Nước liên kết
mạnh
Nước liên
kết yếu
Nước mao dẫn
Nước trọng lực
1.2. CA
1.2. CA
Ù
Ù
C THA
C THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À

N CU
N CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.2.2. Pha lỏng
a. Nước trong khoáng vật của đất:
Là nước ở trong mạng tinh thể khoáng vật của đất, tồn tại dưới
dạng phân tử (H
2
O) hoặc Ion (H
+
, OH
-
), coi như một bộ phận của
khoáng vật Ỉ không ảnh hưởng tới tính chất cơ – lý của đất
b. Nước kết hợp mặt ngoài:
Tạo nên bởi tác dụng của lực hút điện phân tử giữa hạt sét (-)
và phân tử nước có tính chất lưỡng cực.
+ Nước hút bám: là loại nước bám rát chặt vào mặt ngoài của hạt
đất. Nước ở thể rắn và chui cả vào mạng tinh thể khoáng vật

Ỉ xem như một phần của hạt rắn, do đó không ảnh hưởng tới
tính chất đất.
1.2. CA
1.2. CA
Ù
Ù
C THA
C THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À
N CU
N CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.2.2. Pha lỏng
b. Nước liên kết:

• Nước liên kết:
là loại nước bao ngoài nước hút bám, bao gồm
Nước liên kết mạnh: ở xa hạt sét hơân một chút so với nước hút
bám. Là lớp nước bám tương đối chặt ở bề mặt hạt. Không có ảnh
hưởng nhiều đến tích chất của đất.
Nước liên kết yếu: là lớp nước liên kết ngoài cùng của hạt đất,
nước vẫn còn bò giữ ở bề mặt hạt nhưng lực hút yếu dần cho đến
không còn ảnh hưởng. Vành nước liên kết có ảnh hưởng đến tính
chất đất, nó làm cho đất có tính dẻo, tính dính.
1.2. CA
1.2. CA
Ù
Ù
C THA
C THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À
N CU
N CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A

A
Á
Á
T
T
1.2.2. Pha lỏng
c. Nước tự do
Là loại nước nằm ngoài phạm vi tác dụng của lực điện phân tử
của hạt đất, bao gồm:
Nước mao dẫn :
Độ cao mao dẫn: h
c
=
d.
cosT4
n
γ
α
Vùng từ mặt nước ngầm đến
chiều cao h
c
được gọi là đới bão
hoà nước mao dẫn
Độ dâng lên của nước mao dẫn
thay đổi theo sự lên xuống của mực
nước ngầm.
α
T–lực căng
MNN
d

h
c
1.2.2. Pha lỏng
c. Nước tự do
Nước mao dẫn :
p lực mao dẫn:
Là áp lực phụ thêm do nước mao dẫn gây ra cho hạt đất trong
đới bão hoà nước mao dẫn, làm tăng thêm trong lượng của đất.
Tại bề mặt của đới bão hoà, áp lực này có giá trò:
u
c
==Ỉ u
c
(z) = , 0 ≤ z ≤ h
c
Áp lực mao dẫn còn là một trong những yếu tố tạo nên tính
dính của đất
1.2. CA
1.2. CA
Ù
Ù
C THA
C THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À
N CU

N CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
d
cosT4 α
cn
h.
γ
z.
n
γ
1.2. CA
1.2. CA
Ù
Ù
C THA
C THA
Ø
Ø
NH PHA

NH PHA
À
À
N CU
N CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
•1.2.2. Pha lỏng
•c. Nước tự do
Nước trọng lực:
•_ Tồn tại trong các lỗ rỗng của đất, giống với nước thông thường.
Nó thấm trong đất dưới tác dụng của trọng lực. Trong một số
trường hợp có thể xem như chuyển động theo đònh luật Darcy
•_ Nước trọng lực ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất cơ – lý của
đất và chúng ta phải nghiên cứu các vấn đề sau đây:
• Khả năng hoà tan và phân giải của nước
• nh hưởng của áp lực thuỷ tónh đối với đất
• nh hưởng của lựïc thấm do sử chuyển động của nước trong đất
đối với tính ổn đònh của đất.
1.2. CA

1.2. CA
Ù
Ù
C THA
C THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À
N CU
N CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.2. CA
1.2. CA
Ù
Ù
C THA

C THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À
N CU
N CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.2.3. Pha khí
Khí tồn tại trong lỗ rỗng của đất (khí tự do) hoặc hoà tan trong
nước, khí tự do bao gồm hai dạng khí kín và khí hở
a. Khí kín :
Là khí không thông thương với khí quyển bên ngoài. Có ảnh
hưởng lớn tới tính chất cơ học của đất, đặc biệt là đất dính.
b. Khí hở :
Là khí có thông thương với khí quyển bên ngoài. Khí hở không
có ảnh hưởng gì đáng kể đến các tính chất của đất

• Ảnh hưởng của khí đối với các tính chất của đất là không đáng
kể và khó tính toán Ỉ Trong cơ học đất cổ điển, người ta bỏ qua
vai trò của pha khí, coi đất là bão hoà lý tưởng (đất 2 pha).
1.3.1 KẾT CẤU CỦA ĐẤT:
• Là sự sắp xếp của các hạt đất hoặc các đám hạt đất có độ lớn và
hình dạng khác nhau trong quá trình trầm tích.
• Kết cấu hạt:
các hạt sắp xếp theo một quy luật nhất đònh, dưới tác
dụng của tải trọng các hạt sẽ chuyển vò và đạt đến trạng thái ổn đònh
trong một thời gian ngắn, kết cấu này chủ yếu ở đất cát
• Kết cấu tổ ong: do sự lắng đọng tựa lên nhau giữa các hạt sét, hình
dạng dẹt , kích thước nhỏ hơn nhiều so với hạt cát hình thành nên kết
cấu tổ ong rời xốp không ổn đònh.
• Kết cấu bông: do các hạt keo có kích thước rất bé (d<0.001 mm) lơ
lững trong nước rồi liên kết với nhau thành các đám hạt để tạo nên kết
cấu bông, kết cấu này rất không ổn đònh và thường gặp ở trầm tích biển.
1.3.
1.3.
KE
KE
Á
Á
T CA
T CA
Á
Á
U VA
U VA
Ø
Ø

CƠ CA
CƠ CA
Á
Á
U CU
U CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
Kết cấu hạt Kết cấu tổ ong Kết cấu bông
1.3.
1.3.
KE
KE
Á
Á
T CA
T CA
Á
Á
U VA

U VA
Ø
Ø
CƠ CA
CƠ CA
Á
Á
U CU
U CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.3.1 KẾT CẤU CỦA ĐẤT
1.3.2 CƠ CẤU CỦA ĐẤT:
Là sự sắp xếp của các lớp đất khác nhau trong quá trình trầm
tích.
• Cơ cấu ngang: các lớp đất nằm song song với mặt đất
• Cơ cấu xiên: các lớp đất nằm xiên với mặt đất.
• Cơ cấu hỗn hợp: tập hợp nhiều lớp đất nằm xiên theo mọi
chiều, nhiều lớp xen kẻ Ỉ dễ làm cho công trình bò nghiêng.
1.3.

1.3.
KE
KE
Á
Á
T CA
T CA
Á
Á
U VA
U VA
Ø
Ø
CƠ CA
CƠ CA
Á
Á
U CU
U CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T

T
(a) (b) (c)
1.4.1. Các chỉ tiêu vật lý:
1.4. CA
1.4. CA
Ù
Ù
C CH
C CH
Ỉ
Ỉ
TIÊU VA
TIÊU VA
Ä
Ä
T LY
T LY
Ù
Ù
CU
CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á

Á
T
T
Không khí
Nước
Hạt rắn
V
a
V
w
V
s
V
v
V
W
a
W
w
W
s
W
W
v
VVQWQMTổng
V
k
V
a
Q

k
W
a
Q
k
M
a
Khí (Air)
V
n
V
w
Q
n
W
w
Q
n
M
w
Nước(water)
V
r
V
v
Q
r
W
v
Q

r
M
v
Rỗng(Void)
V
h
V
s
Q
h
W
s
Q
h
M
s
Rắn(Soil)
VNQtếVNQtếVNQtế
Thể tíchTrọng lượngKhối lượngPha
1.4.1. Ca
1.4.1. Ca
ù
ù
c ch
c ch
ỉ
ỉ
tiêu t
tiêu t
í

í
nh cha
nh cha
á
á
t
t
1.4. CA
1.4. CA
Ù
Ù
C CH
C CH
Ỉ
Ỉ
TIÊU VA
TIÊU VA
Ä
Ä
T LY
T LY
Ù
Ù
CU
CU
Û
Û
A
A
Đ

Đ
A
A
Á
Á
T
T
Δ
G
s
Tỷ trọng hạt
γ
n
γ
w
Dung trọng nước
γ
h
γ
s
Dung trọng hạt
nnĐộ rỗng γ’,γ
đn
γ
b
Dung trọng đẩy nổi
eeHệ số rỗng
γ
bh
γ

sat
Dung trọng bão hoà
GSĐộ bão hoà
γ
k
γ
d
Dung trọng khô
WwĐộ ẩm
γ, γ
w
γ
Dung trọng tự nhiên
VNQtếVNQtế
Thể tích Tên Ký hiệu Tên
d: dry ; sat: saturated ; b: bouyant ; S: degree of saturation; e:
void ratio; n: porosity; w: water content; G
s
: specific gravity
1.4.1. Các chỉ tiêu tính chất
Các chỉ tiêu vật lý cơ bản và các chỉ tiêu vật lý khác
1.4. CA
1.4. CA
Ù
Ù
C CH
C CH
Ỉ
Ỉ
TIÊU VA

TIÊU VA
Ä
Ä
T LY
T LY
Ù
Ù
CU
CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
Độ rỗngTrọng lượng
riêng hạt
Hệ số rỗng Dung trọng đẩy
nổi
Độ bão hoàDung trọng bão
hoà
Độ ẩm
Dung trọng khô
Tỷ trọng hạt

Dung trọng tự
nhiên
Công thứcTênCông thứcTên
V
W
=γ
V
W
s
d
=γ
.
s
ww
sat
WV
V
γ
γ
+
=
V
V.W
'
sws
γ
−
=γ
s
s

s
V
W
=γ
wss
/G
γ
γ
=
s
w
W
W
w =
w
v
V
S
V
=
s
v
V
V
e =
V
V
n
v
=

1.4.1. Các chỉ tiêu tính chất
• * Các công thức quan hệ
1.4. CA
1.4. CA
Ù
Ù
C CH
C CH
Ỉ
Ỉ
TIÊU VA
TIÊU VA
Ä
Ä
T LY
T LY
Ù
Ù
CU
CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á

T
T
γ’= γ
sat
- γ
w
γ
s
= G
s
.γ
w
1
)w1.(.G
e
ws
−
γ
+
γ
=
1 e
d
s
−
γ
γ
=
r

S
(1 )
ss
sw
wG G w
eG w
γ
γγ
==
+
−
.
111
s
ws
d
G
wee
γ
γ
γ
γ
== =
+
++
(1).
'
1
s
w

G
e
γ
γ
−
=
+
e1
e
n
+
=
(.)
1
s
w
GSe
e
γ
γ
+
=
+
().
1
s
w
sat
Ge
e

γ
γ
+
=
+
1.4. CA
1.4. CA
Ù
Ù
C CH
C CH
Ỉ
Ỉ
TIÊU VA
TIÊU VA
Ä
Ä
T LY
T LY
Ù
Ù
CU
CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A

A
Á
Á
T
T
Không khí
Nước
Hạt rắn
V
a
V
w
V
s
V
v
V
W
a
W
w
W
s
W
W
v
1.4.1. Các chỉ tiêu tính chất
1.4. CA
1.4. CA
Ù

Ù
C CH
C CH
Ỉ
Ỉ
TIÊU VA
TIÊU VA
Ä
Ä
T LY
T LY
Ù
Ù
CU
CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
Không khí
Nước
Hạt rắn

S
r
.e
1
e
v =1+e
W
a
S
r
.e.γ
w
=w.G
s
.γ
w
G
s
.γ
w
(1+w).G
s
.γ
w
1.4.4. Các chỉ tiêu trạng thái
a.Đất cát
Đất cát có hai trạng thái độc lập nhau là: độ chặt
và độ ẩm.
• Chỉ tiêu đánh giá độ chặt của đất:
Độ chặt tương đối

D
r
= Bảng 1.3
e
max
- hệ số rỗng của đất ở trạng thái rời nhất
e
min
- hệ số rỗng của đất ở trạng thái chặt nhất
e - hệ số rỗng tự nhiên của đất
e, e
max
, e
min
đều được xác đònh từ các thí nghiệm
1.4. CA
1.4. CA
Ù
Ù
C CH
C CH
Ỉ
Ỉ
TIÊU VA
TIÊU VA
Ä
Ä
T LY
T LY
Ù

Ù
CU
CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
minmax
max
ee
ee
−
−
1.4.2. Các chỉ tiêu trạng thái
a.Đất cát
• Chỉ tiêu đánh giá độ chặt của đất:
Hệ số rỗng tự nhiên e (Quy phạm Liên Xô cũ).
Bảng 1.4
Ngoài ra người ta còn p.loại t.thái của đất rời qua TN xuyên
+ Xuyên tiêu chuẩn SPT Bảng 1.4a
+ Xuyên tónh CPT Bảng 1.4b
Chỉ tiêu đánh giá độ ẩm của đất:

Đôï ẩm của đất được đánh giá theo độ bão hoà S (hoặc G)
Bảng 1.5
1.4. CA
1.4. CA
Ù
Ù
C CH
C CH
Ỉ
Ỉ
TIÊU VA
TIÊU VA
Ä
Ä
T LY
T LY
Ù
Ù
CU
CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á

T
T
1.4.2. Các chỉ tiêu trạng thái
b.Đất dính
Đối với đất dính không thể tách rời trạng thái độ chặt riêng rẽ
với trạng thái độ ẩm. Đất sét có trạng thái độ cứng, là sự kết hợp
của hai yếu tố chặt và ẩm.
Các giới hạn Atterberg
Giới hạn co, W
s
:
Giới hạn dẻo,W
P
(W
d
, PL )
Giới hạn nhão,W
L
(W
nh
, LL)
1.4. CA
1.4. CA
Ù
Ù
C CH
C CH
Ỉ
Ỉ
TIÊU VA

TIÊU VA
Ä
Ä
T LY
T LY
Ù
Ù
CU
CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
V
V
o
S
S
ứ
ứ
c c.ca
c c.ca

é
é
t 170 1,7 0
t 170 1,7 0
Nh
Nh
ư
ư
v
v
ư
ư
õa
õa
D
D
í
í
nh
nh
Chòu
Chòu
l
l
ự
ự
c to
c to
á
á

t
t
C
C
ứ
ứ
ng
ng
W
s
: shrinkage limit
W
p
: plastic limit
W
L
: liquid limit
1.4.2. Các chỉ tiêu trạng thái
b. Đất dính
_ W
s
: Độ ẩm tương ứng với trạng thái co hoặc nở thể tích
_ W
P
: Độ ẩm giới hạn khi đất chuyển từ trạng thái cứng sang
trạng thái dẻo. Khi này các hạt đất có thể trượt lên nhau mà
không xuất hiện vết nứt, có thể bóp nặn mẫu đất thành hình thù
bất kỳ.
_ W
L

: Độ ẩm giới hạn khi đất chuyển từ trạng thái dẻo sang trạng
thái nhão. Khi này đất không còn khả năng hút ẩm, đất chảy tự
do dưới tác dụng của trọng lượng bản thân.
_ Hiệu số I
P
= W
L
–W
P
= Φ gọi là chỉ số dẻo (plasticity index) của
đất, đặc trưng cho tính dẻo của đất.
1.4. CA
1.4. CA
Ù
Ù
C CH
C CH
Ỉ
Ỉ
TIÊU VA
TIÊU VA
Ä
Ä
T LY
T LY
Ù
Ù
CU
CU
Û

Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.4.2. Các chỉ tiêu trạng thái
b. Đất dính
• Thí nghiệm xác đònh W
P
,W
L
Thí nghiệm xác đònh W
P
1.4. CA
1.4. CA
Ù
Ù
C CH
C CH
Ỉ
Ỉ
TIÊU VA
TIÊU VA
Ä

Ä
T LY
T LY
Ù
Ù
CU
CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.4.2. Các chỉ tiêu trạng thái
b.Đất dính
• Thí nghiệm xác đònh W
P
,W
L
Thí nghiệm xác đònh W
L
1.4. CA
1.4. CA
Ù

Ù
C CH
C CH
Ỉ
Ỉ
TIÊU VA
TIÊU VA
Ä
Ä
T LY
T LY
Ù
Ù
CU
CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.4.2. Các chỉ tiêu trạng thái
b.Đất dính
_ Theo G.s Atterberg:

Khi đất có: w < w
P
: trạng thái cứng
Khi đất có: w
P
< w < w
L
: trạng thái dẻo
Khi đất có: w > w
L
: trạng thái nhão
_ Theo TCXD 45-78, dùng chỉ tiêu độ sệt B(I
L
)- là sự kết hợp giữa
trạng thái độ chặt và độ ẩm để đánh giá trạng thái của đất dính
Độ sệt: I
L
= hoặc B=
•
•
Bảng 1.6
1.4. CA
1.4. CA
Ù
Ù
C CH
C CH
Ỉ
Ỉ
TIÊU VA

TIÊU VA
Ä
Ä
T LY
T LY
Ù
Ù
CU
CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
dd
nh d
WW WW
WW
−
−
=
−Φ
P

P
LP P
ww ww
ww I
−−
==
−
Lượng chứa tương đối của các nhóm hạt trong đất tính theo %
trọng lượng đất khô (sấy ở 105
o
C) gọi là hàm lượng cỡ hạt.
Hàm lượng cỡ hạt d(mm) là hàm lượng phần trăm các hạt có
kích thước lớn hơn d(mm) Ỉ phân loại đất
Hàm lượng tích luỹ p(%) của một cỡ hạt d (mm) là hàm lượng
phần trăm các hạt nhỏ hơn hoặc bằng d(mm) Ỉ biểu diễn cấp
phối hạt
Tập hợp hàm lượng tất cả các cỡ hạt chứa trong một loại đất
gọi là thành phần hạt hay là cấp phối hạt của đất .
Cấp phối hạt thường được biểu diễn dưới dạng bảng tính hoặc
dưới dạng đường cong cấp phối. Cấp phối hạt là hình ảnh cho
phép ta hình dung khá rõ ràng về đất.
1.5.
1.5.
THA
THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À

À
N HA
N HA
Ï
Ï
T, CA
T, CA
Á
Á
P PHO
P PHO
Á
Á
I CU
I CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.5.
1.5.
THA

THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À
N HA
N HA
Ï
Ï
T, CA
T, CA
Á
Á
P PHO
P PHO
Á
Á
I CU
I CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á

Á
T
T
1.5.1. Thí nghiệm phân tích thành phần hạt
Gồm 2 thí nghiệm: thí nghiệm sây sàng và thí nghiệm lắng đọng
a.Thí nghiệm rây sàng
• Áp dụng với những hạt có kích thước ≥ 0.1mm
Rây hạt thô: Rây 3” ; Rây 2” ; Rây 1” ; Rây ; Rây
Rây hạt mòn:
No 4; No 10; No 20; No 40; No 60; No 80; No 100; No 200
Chú thích:
Rây 1” có nghóa là mắt lưới ô vuông kích thước 1”
Rây No200 có nghóa là trên một inch vuông có 200 lỗ rây
Bảng 1.2
4
3
"
8
3
"
1.5.
1.5.
THA
THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À

N HA
N HA
Ï
Ï
T, CA
T, CA
Á
Á
P PHO
P PHO
Á
Á
I CU
I CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.5.1. Thí nghiệm phân tích hạt
a. Thí nghiệm rây sàng
1.5.
1.5.

THA
THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À
N HA
N HA
Ï
Ï
T, CA
T, CA
Á
Á
P PHO
P PHO
Á
Á
I CU
I CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A

Á
Á
T
T
1.5.1. Thí nghiệm phân tích hạt
b. Thí nghiệm lắng đọng
• Áp dụng với những hạt có kích thước
từ 0.1 đến 0.002 mm
• Tính toán:
Dựa vào Đònh luật Stokes: v =
Khoảng cách từ tâm bầu đến mặt thoáng
Ỉ vận tốc chìm lắng Ỉ đường kính hạt d
i
Dung trọng của dung dòch ở trọng tâm
bầu Ỉ được hàm lượng của những hạt ≤ d
i
2
ws
d.
18
μ
γ−
γ
1.5.
1.5.
THA
THA
Ø
Ø
NH PHA

NH PHA
À
À
N HA
N HA
Ï
Ï
T, CA
T, CA
Á
Á
P PHO
P PHO
Á
Á
I CU
I CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.5.1. Thí nghiệm phân tích hạt

• Chú ý:
Cỡ hạt d (mm) trong thí nghiệm rây được hiểu là tương ứng với
đường kính mắt rây trong thí nghiệm phân tích hạt
Cỡ hạt d(mm) trong thí nghiệm lắng đọng là tương đương với
hạt hình cầu có đường kính d (mm) cùng tỷ trọng và tốc độ chìm
lắng trong nước.
Trong thí nghiệm lắng đọng hàm lượng của những hạt ≤ d
i
tính
ra từ thí nghiệm là so với lượng đất làm thí nghiệm lắng đọng.
Chúng ta còn phải tính hàm lượng của những hạt ≤ d
i
này theo
khối lượng cả mẫu đất tổng
1.5.
1.5.
THA
THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À
N HA
N HA
Ï
Ï
T, CA
T, CA

Á
Á
P PHO
P PHO
Á
Á
I CU
I CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.5.2. Biểu diễn kết quả cấp phối hạt
• a. Bảng tính: Ví dụ thành phần cấp phối hạt của một loại đất
62032475775100
Hàm lượng tích luỹ cỡ hạt có đường kính <= d (mm)
100948068534325
Hàm lượng cỡ hạt có đường kính > d (mm)
6141215101825
<0,0020,01-0,0020,05-0,010,1-0,050,25-0,10,5-0,252-0,5
Hàm lượng (% trọng lượng đất khô) các hạt đường kính d (mm)
1.5.

1.5.
THA
THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À
N HA
N HA
Ï
Ï
T, CA
T, CA
Á
Á
P PHO
P PHO
Á
Á
I CU
I CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A

A
Á
Á
T
T
1.5.2. Biểu diễn kết quả cấp phối hạt
• b. Đường cong cấp phối log(d) và hàm lượng tích luỹ p(%)
Kích thước hạt (mm)
Hàm lượng tích luỹ (%)
1.5. THA
1.5. THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À
N HA
N HA
Ï
Ï
T, CA
T, CA
Á
Á
P PHO
P PHO
Á
Á
I CU

I CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.5.3. Các đặc trưng của đường cong cấp phối
D
10
– đường kính hạt có hàm lượng tích luỹ 10%
D
60
– đường kính hạt có hàm lượng tích luỹ 60%
D
30
– đường kính hạt có hàm lượng tích luỹ 30%
Kích thước hạt (mm)
Hlượng tích luỹ (%)
30%
D
30
1.5. THA
1.5. THA

Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À
N HA
N HA
Ï
Ï
T, CA
T, CA
Á
Á
P PHO
P PHO
Á
Á
I CU
I CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á

T
T
1.5.3. Các đặc trưng của đường cong cấp phối
• Hệ số đồng nhất: C
u
=
Cu < 3: cỡ hạt đồng đều
3 ≤ Cu≤5: cỡ hạt tương đối không đồng đều
5 ≤ Cu : cỡ hạt không đồng đều
• Hệ số cấp phối: C
g
=
10
60
D
D
1060
2
30
DD
D
×
(uniformity coefficient)
(coefficient of curvature)
1.5.2. Các đặc trưng của đường cong cấp phối
Các điều kiện của một mẫu đất cấp phối tốt:
+ Nếu : C
u
> 4 – Với sỏi sạn hoặc C
u

> 6 – Với cát
Và 1< C
g
< 3
Ỉ Đất cấp phối tốt, đường cong cấp phối có dạng thoai thoải, nền đất
có nhiều loại nhóm hạt khác nhau.
+ Nếu C
u
< 4 – Với sỏi sạn hoặc C
u
< 6 – Với cát
Ỉ Đất cấp phối kém, đường cong cấp phối có dạng dốc đứng, đất nền
chỉ có 1 hoặc 2 loại nhóm hạt
+ Nếu C
g
< 1 hoặc C
g
>3
Ỉ Đất cấp phối kém, đường cong cấp phối có dạng bậc thang, nền đất
vắng mặt một vài nhóm hạt
Bài tập 1.1
1.5. THA
1.5. THA
Ø
Ø
NH PHA
NH PHA
À
À
N HA

N HA
Ï
Ï
T, CA
T, CA
Á
Á
P PHO
P PHO
Á
Á
I CU
I CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.6.1. Ý nghóa
• Là phương tiện để giao tiếp, giúp chúng ta có những hình dung
và phán đoán ban đầu về đất. Cho phép chúng ta áp dụng những
kinh nghiệm, đònh tính về khả năng xây dựng của đất và có
những dự kiến về giải pháp công trình.

• Các tên gọi thường gắn liền với các quy đònh, quy ước mà vẫn
được thoả thuận sử dụng trong một phạm vi nào đó. Nó là “ngôn
ngữ” của thông tin về nền đất trong xây dựng công trình.
1.6.2. Tiêu chuẩn phân loại
• Cấp phối hạt của đất Ỉ đất rời
• Các giới hạn Atterberg của đất Ỉ đất dính
1.6. PHÂN LOA
1.6. PHÂN LOA
Ï
Ï
I
I
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.6.3. Phân loại đất theo QPXD 45 -78
a. Đất rời
Căn cứ vào hàm lượng cỡ hạt. Độ lớn và thành phần cấp phối
hạt có khả năng phản ánh được đầy đủ các tính chất cơ học của
đất .
Bảng 1.7
b. Đất dính
Căn cứ vào chỉ số dẻo I
P
vì nó phản ánh tương đối toàn diện

các nhân tố ảnh hưởng tới tính chất của đất dính
Bảng 1.8
Ngoài ra còn phân loại theo hàm lượng hạt sét
1.6. PHÂN LOA
1.6. PHÂN LOA
Ï
Ï
I
I
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.6.4. Một số loại đất đặc biệt
a. Đất bùn: dựa vào w và e: Khi (w > w
L
) hay I
L
>1, và
_ Khi e ≥ 0,9: bùn á cát
_ Khi e ≥ 1,0: bùn á sét
_ Khi e ≥ 1,5: bùn sét
b. Đất lún ướt, đất trương nở: dựa vào chỉ số
_ Khi s < 0,1 Ỉ đất lún ướt
_ Khi s > 0,3 Ỉ đất trương nở
Với e, e

L
: hệ số rỗng ở trạng thái tự nhiên và ở giới hạn chảy
c. Đất hữu cơ và than bùn: dựa vào hàm lượng hữu cơ I
hc
_ Khi I
hc
< 30% Ỉ đất nhiễm hữu cơ
_ Khi 30 ≤ I
hc
≤ 60% Ỉ đất than bùn, và I
hc
> 60% Ỉ than bùn
1.6. PHÂN LOA
1.6. PHÂN LOA
Ï
Ï
I
I
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1
L
ee
s

e
−
=
+
1.6.5. Phân loại đất theo TCVN 5747 – 95
Bảng 1.9 – 1.12
1.6.6. Phân loại đất theo USCS – ASTM D.2487
Bảng 1.13 – 1.15
1.6.7. Phân loại đất tại hiện trường
Bảng 1.16
1.6. PHÂN LOA
1.6. PHÂN LOA
Ï
Ï
I
I
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
Đối với các nước khác nhau có thể có sự phân loại khác
nhau, ngay trong một nước, các ngành khác nhau - do có mục
đích sử dụng khác nhau- có thể có cách phân loại khác nhau.
1.6. PHÂN LOA
1.6. PHÂN LOA
Ï

Ï
I
I
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
Đất
B1
Đất dính
B2b
Á cát Á sét Sét
Đất rời
B2a
Sỏi
sạn
Cát
sạn
Cát
thô
Cát
vừa
Cát
nhỏ
Cát
bụi

1.7.1. Các đònh nghóa
•_ Đầm chặt đất là cho tải trọng động tác dụng lặp đi lặp lại sao
cho nền đất được nén chặt nhất.
• _ Nén chặt đất là làm giảm đi thể tích lỗ rỗng bằng cách làm
cho các hạt đất xích lại gần nhau.
• _ Ứng dụng: các công trình đất đắp, lõi chống thấm của đập,
nền đường, đường băng sân bay
• _ Các phương thức đầm chặt:
Xe lu,Tạ rơi, Rung sâu, Nổ mìn
•_ Dưới tác động cơ học như rung, nén, nện các hạt đất trong đất
dòch chuyển sắp xếp lại tạo ra một kết cấu chặt hơn, tính thấm và
tính nén lún giảm, tính chống cắt tăng
1.7.
1.7.
Đ
Đ
A
A
À
À
M CHA
M CHA
Ë
Ë
T
T
Đ
Đ
A
A

Á
Á
T
T
1.7.1. Các đònh nghóa
•_ Các yếu tố ảnh hưởng đến việc đầm chặt đất là:
Cấp phối của đất; Độ ẩm của đất; Công đầm nén
• _ Với một cấp phối nhất đònh và một công đầm nhất đònh thì có
một giá trò độ ẩm tốt nhất để khi đầm đất sẽ đạt được độ chặt khả
dó lớn nhất và nó được đánh giá qua dung trọng khô. Đường quan
hệ γ
k
và W được gọi là đường cong đầm chặt
•_ Hệ số đầm chặt : K=
γ
d
–trọng lượng riêng khô của đất đạt được tại công trường
γ
d max
- trọng lượng riêng khô lớn nhất của đất đó, xác đònh
bằng thí nghiệm đầm chặt trong phòng
1.7.
1.7.
Đ
Đ
A
A
À
À
M CHA

M CHA
Ë
Ë
T
T
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
maxd
d
tc
d
γ
γ
=
γ
γ
1.7.2. Thí nghiệm đầm chặt – Proctor
• Có hai loại:TN Proctor chuẩn và TN Proctor cải tiến
• Chế bò đất với nhiều độ ẩm khác nhau đồng thời đầm chặt với
những công khác nhau Ỉ đường cong đầm chặt khác nhau.
Ỉ W
opt
và γ
dmax

ứng với các công đầm khác nhau (A=M.h.n, kNm/m3)
1.7.
1.7.
Đ
Đ
A
A
À
À
M CHA
M CHA
Ë
Ë
T
T
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
TN Proctor bình thường TN Proctor cải tiến
Cối đầm Quả đầm Cối đầm Quả đầm
D=6” =15.24 cm D=2”= 5.08 cm D=4” =10.16 cm D=2”= 5.08 cm
H=5” =12.70 cm M= 2.496 kg H=11.70 cm M= 4.54 kg
V=2317 cm3 V=926.8 cm3
h rơi: 30.5 cm, Số lớp đất đầm:3
Số lần đầm /lớp:55

h rơi: 45.7 cm, Số lớp đất đầm:5
Số lần đầm /lớp:25
1.7.2. Thí nghiệm đầm chặt – Proctor
1.7.
1.7.
Đ
Đ
A
A
À
À
M CHA
M CHA
Ë
Ë
T
T
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
γ
d
W
opt
W

(γ
d
)
max
γ
d
W
G =1
G
≅0.8
1.7.2. Thí nghiệm đầm chặt – Proctor
Nhận xét:
• Công đầm càng lớn thì γ
dmax
càng lớn nhưng W
opt
càng nhỏ
• Các đường cong đầm chặt nằm bên trái đường cong no nước Ỵ
Khí không thoát ra toàn bộ dưới tác dụng của đầm, và thường khi
đất được đầm chặt tới trạng thái tốt nhất thì G ≅ 0.8
• Với đất cát sạch đường cong đầm gần như nằm ngang, hiệu quả
đầm chặt rất ít. Loại đất này chỉ đạt độ chặt cao với năng lượng
đầm rung hoặc với lực ngấm của nước từ trên xuống.
• Ỉ TN Đầm chặt: cho ta 2 thông số gì ? Ý nghóa ?
•Bảng 1.17 – 1.20
1.7.
1.7.
Đ
Đ
A

A
À
À
M CHA
M CHA
Ë
Ë
T
T
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1.7.3. Đầm chặt đất tại hiện trường
1.7.
1.7.
Đ
Đ
A
A
À
À
M CHA
M CHA
Ë
Ë

T
T
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
1
CH
CH
Ư
Ư
ƠNG 2: T
ƠNG 2: T
Í
Í
NH CHA
NH CHA
Á
Á
T CƠ HO
T CƠ HO
Ï
Ï
C CU
C CU
Û

Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
–CHƯƠNG MỞ ĐẦU
–CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT
–CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT
–CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT
–CHƯƠNG 4: BIẾN DẠNG VÀ ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT
–CHƯƠNG 5: SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT
–CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN
CH
CH
Ư
Ư
ƠNG 2: T
ƠNG 2: T
Í
Í
NH CHA
NH CHA
Á
Á

T CƠ HO
T CƠ HO
Ï
Ï
C CU
C CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
2.1. KHÁI NIỆM CHUNG
2.2. TÍNH THẤM CỦA ĐẤT
2.3. TÍNH NÉN LÚN CỦA ĐẤT
2.4. TÍNH CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT
2.1 KHA
2.1 KHA
Ù
Ù
I NIE
I NIE
Ä
Ä

M CHUNG
M CHUNG
 Là tính chất liên quan đến sự chuyển động của hạt đất, nước,
khí và biến dạng của khung hạt dưới tác dụng của ngoại lực.
 Khi chuyển động: vò trí tương đối giữa các phân tố đất không
thay đổi.
 Khi biến dạng: bên trong khung hạt sẽ xuất hiện ứng suất làm
cho vò trí tương đối giữa các hạt đất bò thay đổi.
 CHĐ nghiên cứu các quá trình cơ học xảy ra trong đất dưới tác
dụng của ngoại lực và nội lực. Vì vậy, nói đến tính chất cơ học
của đất là nói đến các vấn đề biến dạng, độ bền và độ ổn đònh
của đất khi chòu tác dụng của ngoại lực và nội lực.
 Do đất là vật thể 3 pha nên tính chất cơ học của đất có những
tính chất đặc thù như: Tính thấm, tính nén lún và tính chống cắt
2.2. T
2.2. T
Í
Í
NH THA
NH THA
Á
Á
M CU
M CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ

A
A
Á
Á
T
T
Tính thấm của đất là tính chất để cho nước chảy qua các lỗ
rỗng của nó. Dòng nước chảy qua đất gọi là dòng thấm.
Tính thấm của đất là 1 đặc tính quan trọng của đất cần được
chú ý khi nghiên cứu các tính chất cơ học của nó. Nó ảnh hưởng
tới quá trình lún theo thời gian của đất và khi nước thấm qua đất
còn xuất hiện áp lực thuỷ động, gây ra hiện tượng xói đùn đất
nền, sụt lở mái dốc, vỡ đê, đập .
2
•2.1.1. Đònh luật thấm
• Với hầu hết các loại đất dòng thấm trong đất là được xem như
dòng chảy tầng Ỉ Dòng thấm tuân theo đònh luật Darcy:
•Q= k
t
.I.A.t hay v = k
t
.I
2.2. T
2.2. T
Í
Í
NH THA
NH THA
Á
Á

M CU
M CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
•2.1.1. Đònh luật thấm
• Trong đó:
v - lưu tốc thấm (vận tốc thấm của đất) là vận tốc thấm quy ước
tính trên diện tích A của mặt cắt đất.
Vận tốc thực: v
t
= v.n = v. > v.
I – gradien thuỷ lực: I= , I=
k
t
– hệ số thấm của đất, phụ thuộc vào tính chất của đất (cm/s)
e
e
+
1
L

HH
21
−
dL
dH
2.2. T
2.2. T
Í
Í
NH THA
NH THA
Á
Á
M CU
M CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
•2.1.1. Đònh luật thấm
• Đối với đất dính:
Quy luật thấm diễn ra phức tạp. Do đất dính có nước kết hợp,

có tính nhớt nên quá trình thấm được diễn tả qua nhiều giai đoạn
ĐL thấm viết cho đất dính như sau: v = k
t
.(I – I’)
v
I
v

=

k
t
.I
v
I
v

=
k
t
.
(
I
-
I
’
)
I
o
I’

2.2. T
2.2. T
Í
Í
NH THA
NH THA
Á
Á
M CU
M CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
•2.1.2. Hệ số thấm
• Hệ số thấm k là một đặc trưng quan trọng để đánh giá tính
thấm của đất.
• Hệ số thấm của đất biến đổi trong một khoảng rất rộng.
< 10
-6
Sét
10

-3
–10
-5
Sét lẫn bột
10
-2
–10
-3
Cát mòn
1 – 10
-2
Cát thô
1 – 100 Sỏi sạch
Hệ số thấm k (cm/s)Loại đất
2.2. T
2.2. T
Í
Í
NH THA
NH THA
Á
Á
M CU
M CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ

A
A
Á
Á
T
T
3
•2.1.2. Hệ số thấm
• Thí nghiệm xác đònh hệ số thấm k.
2.2. T
2.2. T
Í
Í
NH THA
NH THA
Á
Á
M CU
M CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T

T
a
A
•2.1.2. Hệ số thấm
•a. Các yếu tố ảnh hưởng tới tính thấm
của đất
Cỡ hạt và cấp phối hạt
Hệ số rỗng
Hình dạng và cách bố trí lỗ rỗng
Hệ số nhớt của nước
Bọc khí kín trong đất
2.2. T
2.2. T
Í
Í
NH THA
NH THA
Á
Á
M CU
M CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á

Á
T
T
•2.1.2. Hệ số thấm
•b. Một số công thức thực nghiệm ước lượng hệ số thấm
•_Theo Allen Hazen:
•_Theo Cassagrande:
•_Theo Kozeny Carman:
•_ Theo Huang- Drnevich
•_Theo các tác giả khác:
2.2. T
2.2. T
Í
Í
NH THA
NH THA
Á
Á
M CU
M CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á

T
T
3
2
.
1
e
kC
e
=
+
2
0,85
1, 4. .kek=
2
110
.kCD=
.10
e
o
kk=
3
.
1
n
e
kC
e
=
+

•2.1.2. Hệ số thấm
•c. Hệ số thấm tương đương của khối dất nhiều lớp
• Thấm ngang Thấm đứng
•
∑
∑
=
i
ii
n
td
h
h.k
k
∑
∑
=
i
i
i
d
td
k
h
h
k
2.2. T
2.2. T
Í
Í

NH THA
NH THA
Á
Á
M CU
M CU
Û
Û
A
A
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
4
Tính nén lún của đất là khả năng giảm thể tích của nó (do
giảm thể tích lỗ rỗng) dưới tác dụng của tải trọng
Trong quá trình tính toán chúng ta phải dự báo được những
biến dạng của nền đất (biến dạng của công trình) dưới tác dụng
của tải trọng công trình truyền xuống Ỵ Phải chú ý tới tính nén
lún và biết được các chỉ tiêu biến dạng của nền đất.
Các đặc trưng nén lún của đất:
Hệ số nén a, hệ số nén tương đối a
o
(hệ số nén thể tích m
v

)
Hệ số nền k, module biến dạng E, hệ số nở hông μ.
Chỉ số nén C
c
, Chỉ số nở C
s
.
Hằng số cố kết C
v
.
2.3. TÍNH NÉN LÚN CỦA ĐẤT
Nghiên cứu tính bền của nền đất khi chòu tải trọng để đảm bảo
công trình xây nên làm việc an toàn, không bò sụp đổ hay phá
hoại đồng thời thoả mãn yêu cầu về mặt kinh tế.
Sự phá hoại của đất có thể xảy ra ở cả hai dạng:
Hình thành mặt trượt rõ rệt và cả khối đất bò trượt ra ngoài kéo
theo sự đổ vỡ hoặc nghiêng lệch của công trình.
Nền bò lún nhiều, lún rất nhanh với độ lún lệch lớn làm công
trình bò đổ vỡ, hư hỏng
2.4. TÍNH CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT
•2.3.1. Cơ chế phá hoại của đất
• Tiến hành nén đất có nở hông người ta thấy:
 Mẫu bò biến dạng theo cả chiều đứng lẫn chiều ngang
 Mẫu bò phá hoại với sự hình thành của các vết nứt nghiêng
Ỵ Hình thức phá hoại của đất là phá hoại cắt. Ở những điểm phá
hoại trong mẫu đất thí nghiệm các hạt đất bò trượt lên nhau và
các mặt trượt lân cận nối liền với nhau tạo thành các vết nứt hay
là mặt trượt.
2.4. TÍNH CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT
•2.3.2. Thuyết bền Coulomb và các đặc trưng chống cắt của đất

Đất chống cắt được là nhờ các yếu tố:
- Lực ma sát trên bề mặt các hạt, được gọi là ma sát trong.
- Lực hóc (gài móc) giữa các hạt với nhau.
- Lực dính: lực dính keo nhớt, lực dính liên kết cứng, lực dính
giả
Đối với đất hạt thô lực ma sát và lực hóc là hai yếu tố chủ yếu
tạo thành sức chống cắt
Đối với đất hạt mòn sức chống cắt phụ thuộc chủ yếu vào lựïc
dính
2.4. TÍNH CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT
5
•2.3.2. Thuyết bền Coulomb và các đặc trưng chống cắt của đất
• Theo Coulomb, Sức chống cắt của đất được xác đònh như sau:
• s =σ. tgϕ + c
•Trong đó:
• ϕ - góc ma sát trong của đất, tính bằng độ.
c – lực dính của đất, kN/cm
2
, với đất cát c= 0
ϕ và c là hai đặc trưng chống cắt của đất
2.4. TÍNH CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT
1
CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT
–CHƯƠNG MỞ ĐẦU
–CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT
–CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT
–CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT
–CHƯƠNG 4: BIẾN DẠNG VÀ ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT
–CHƯƠNG 5: SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT
–CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN

3.1. KHÁI NIỆM CHUNG
3.2. ỨNG SUẤT HIỆU QUẢ, ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG
3.3. ỨNG SUẤT DO TẢI TRỌNG BẢN THÂN
3.4. ỨNG SUẤT DO TẢI TRỌNG NGOÀI
3.5. ỨNG SUẤT TRONG NỀN KHÔNG ĐỒNG NHẤT,
KHÔNG ĐẲNG HƯỚNG
3.6. ỨNG SUẤT THUỶ ĐỘNG DO DÒNG CHẢY THẤM
3.7. ỨNG SUẤT TIẾP XÚC
CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT
3.1. KHÁI NIỆM CHUNG
3.1.1. Ứng suất, Tenseur ứng suất
TTƯS của một phân tố đất được xác đònh bởi các thành phần: σ
x
,
σ
y
, σ
z
, τ
xy
, τ
yz
, τ
zy
.
Ký hiệu ứng suất: chỉ số đầu chỉ mặt phẳng chứa thành phần ứng
suất và cũng chính là phương thẳng góc với mặt đó, chỉ số thứ hai chỉ
phương tác động của ứng suất
3.1.1. Ứng suất, Tenseur ứng suất
Các thành phần ứng suất được viết dưới dạng ma trận 3 hàng – 3

cột được gọi là tenseur ứng suất
σ
x
τ
yx
τ
zx
σ
xx
τ
yx
τ
zx
σ
11
τ
21
τ
31

[σ]

= σ
ij
= τ
xy
σ
y
τ
zy

= τ
xy
σ
yy
τ
zy
=σ
12
σ
22
τ
32

τ
xz
τ
yz
σ
z
τ
xz
τ
yz
σ
zy
σ
13
τ
23
σ

33
3.1. KHÁI NIỆM CHUNG
Chú ý dấu của ứng suất trong cơ học đất:
USP: nén +
UST: + (quay ngược chiều kim đồng hồ với điểm chuẩn nằm trong phân tố)
σ
2
3.1.1. Ứng suất, Tenseur ứng suất
Tensuer ứng suất cầu và tenseur ứng suất lệch:
– ứng suất trung bình
Tenseur ứng suất cầu diễn tả các TTƯS cùng giá trò nén theo mọi
hướng
Tenseur ứng suất lệch diễn tả nguồn gốc phát sinh ứng suất tiếp là
sự lệch ƯS chính
σ
x
τ
yx
τ
zx
p 0

0 σ
x
-p τ
yx
τ
zx

[σ]

= τ
xy
σ
y
τ
zy
= 0 p 0 + τ
xy
σ
y
-p τ
zy

τ
xz
τ
yz
σ
z
0 0

p τ
xz
τ
yz
σ
z
-p
()

zyx
3
1
p σ+σ+σ=
3.1. KHÁI NIỆM CHUNG
3.1.2. Vòng tròn Mohr ứng suất
Vòng tròn Mohr ứng suất là quỹ tích các điểm (σ,τ ) trên các mặt
phẳng đi qua điểm đang xét.
3.1. KHÁI NIỆM CHUNG
3.1.2. Vòng tròn Mohr ứng suất
• Bài toán phẳng
σ
x
0 τ
zx

[σ]

= σ
ij
= 0 0 0
τ
xz
0 σ
z

3.1. KHÁI NIỆM CHUNG
3.1.2. Vòng tròn Mohr ứng suất
Bài toán phẳng
3.1. KHÁI NIỆM CHUNG

θ
τ
σ
xz
σ
x
z
zx
τ
x
σ
zx
τ
τ
zx
z
σ
τ
θ
σ
θ
22
22
cos 2 sin 2
22
sin 2 cos 2
2
22
xz
xz xz

xz
xz
xz
xz xz
θ
θ
σσσσ
σ
θτ θ
σσ
τθτθ
σσ σσ
στ τ
+−
=− +
−
=+
+−
⎡⎤⎛⎞
−+= +
⎜⎟
⎢⎥
⎣⎦⎝⎠
Cực: Tại điểm có σ,τ: vẽ // với mặt mà σ tác động, cắt vòng tròn tại cực
Cực nối với σ
3
là mặt tác động của σ
3
, nối với σ
1

là mặt tác động của σ
1
3
3.1. KHÁI NIỆM CHUNG
θ
τ
σ
xz
σ
x
z
zx
τ
x
σ
zx
τ
τ
zx
z
σ
τ
θ
σ
θ
θ
τ
θ
σ
θ

z
x
τ
z
x
τ
x
σ
z
σ
P
3.1.2. Vòng tròn Mohr ứng suất
Bài toán đối xứng trục: σ
1
≠σ
2
= σ
3
≠ 0
3.1. KHÁI NIỆM CHUNG
3.1.3. Các loại ứng suất phải xác đònh
Ứng suất do tải trọng bản thân đất gây nên
Ứng suất do tải trọng ngoài gây nên (ứng suất phụ thêm)
Ứng suất thuỷ động do dòng thấm trong đất gây nên
Ứng suất tiếp xúc (áp lực do tải trọng ngoài) tại đáy móng công
trình.
3.1. KHÁI NIỆM CHUNG 3.2. ƯS HIỆU QUẢ – ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG
Do đất là vật thể nhiều pha, cho nên ứng suất trong đất bao gồm
ứng suất tiếp nhận bởi các hạt rắn (ƯS hữu hiệu-σ’) và ứng suất truyền
dẫn bởi nước (áp lực nước lỗ rỗng u).

Đònh đề Terzaghi: σ = σ’+ u
4
Ứng suất tổng σ có thể tính toán được dựa theo dung trọng các lớp
đất hoặc theo các công thức tính toán ứng suất do tải trọng ngoài
p lực nước lỗ rỗng u có thể đo được
ng suất hữu hiệu σ’ là ứng suất quy ước và được tính từ ứng suất
tổng và áp lực nước lỗ rỗng
3.2. ƯS HIỆU QUẢ – ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG 3.3. ƯS DO TẢI TRỌNG BẢN THÂN
CÁC GIẢ THIẾT:
•Mặt đất nằm ngang và tính chất của đất không thay đổi theo
phương ngang Ỵ ƯS đòa tónh.
• Do coi đất là vật thể bán vô hạn nên bất kỳ mặt phẳng thẳng đứng
nào cũng là mặt phẳng đối xứng Ỵ τ
xy
= τ
yz
= τ
zy
= 0
3.3.1. ƯS đòa tónh theo phương thẳng đứng
• Coi đất là vật thể bán vô hạn nên bất kỳ mặt phẳng thẳng đứng
nào cũng là mặt phẳng đối xứng Ỵ τ
xy
= τ
yz
= τ
zy
= 0
Ứng suất tổng:
σ

z
= ; trong đó: γ(z) – dung trọng của đất
Áp lực nước lỗ rỗng (với các lớp đất nằm dưới MNN) :
u
z
= γ
w
.z
w
; với z
w
là độ sâu tính từ MNN hoặc mặt thoáng đến
điểm tính toán
Ứng suất hữu hiệu: σ
z
’= σ
z
-u
z
∫
γ
z
dz)z(
0
3.3. ƯS DO TẢI TRỌNG BẢN THÂN
3.3.1. ƯS đòa tónh theo phương thẳng đứng
a. Nền đồng nhất
Ứng suất tổng:
σ
z

= γ .z
Áp lực nước lỗ rỗng
u
z
= 0
Ứng suất hữu hiệu: σ
z
’= σ
z
3.3. ƯS DO TẢI TRỌNG BẢN THÂN