Các chỉ tiêu cơ học của đất,phân loại đất

1








CÁC CHỈ TIÊU CƠ HỌC CỦA ĐẤT, PHÂN LOẠI ĐẤT



Người lập: KS. Đặng Xuân Trường
Mọi thông tin xin liên hệ:
Email:
SĐT: 0936126632

2

Mục lục
A. Chương 1: Xác định thông số độ cứng và cường độ đất nền từ thí nghiệm trong phòng 4
1 Đặc trưng độ cứng của đất: 4
1.1 Đặc trưng đàn hồi 4
1.1.1 Đẳng ứng suất 5
1.1.2 Cắt thuần túy 5
1.1.3 Biến dạng phẳng 5
1.1.4 Đối xứng trục 5
1.1.5 Nén một trục không nở hông 5
1.1.6 Nén đơn 6
1.2 Đặc trưng thoát nước và không thoát nước 6
1.2.1 Đặc trưng không thoát n
ước 6
1.2.2 Đặc trưng thoát nước. 6
1.3 Xác định mô đun đàn hồi và mô đun biến dạng 7
1.3.1 Thí nghiệm nén 1 trục không nở hông 7
1.3.2 Thí nghiệm nén 3 trục 8
1.4 Hệ số poisson 12
2 Đặc trưng cường độ của đất 12

2.1 Thí nghiệm cắt trực tiếp. 13
2.2 Thí nghiệm nén 3 trục 13
2.3 Thí nghiệm nén nở hông 14
2.4 Giới hạn Atterberg 15
3 Mô đun biến dạng 15
3.1 Thí nghiệm nén 1 trục không nở hông 15
3.2 Biến dạng theo 3 hướng (
123
#0, #0, #0


) 15
B. Chương 2: Xác định thông số độ cứng và cường độ đất nền từ thí nghiệm hiện trường
17
1 Mô đun đàn hồi, mô đun biến dạng 17
1.1 Thí nghiệm SPT 17
1.2 Thí nghiệm xuyên tĩnh 18
1.3 Thí nghiệm bàn nén 19




3

2 Thông số cường độ của đất (Lực dính C và góc nội ma sát

) 19
2.1 Thí nghiệm SPT 19
2.2 Thí nghiệm CPT 20
C. Chương 3: Các tính chất cơ lý khác của đất 22

1 Đánh giá trạng thái của đất 22
1.1 Trạng thái và chỉ tiêu trạng thái của đất dính 22
1.2 Trạng thái và chỉ tiêu đánh giá trạng thái của đất rời 23
2 Công thức liên hệ giữa các chỉ tiêu của đất 24
3 Áp lực tiền cố kết 25
4 Hệ số thấm của đất 26
5 Tính đầm chặt đất 27
D. Tiêu chuẩn và tài liệu tham khả
o 28

4


CÁC CHỈ TIÊU CƠ HỌC CỦA ĐẤT, PHÂN LOẠI ĐẤT NỀN

Đặt vấn đề: Dữ liệu thu được từ các báo cáo khảo sát địa chất hiện nay thường không
đủ để đánh giá và sử dụng để giải quyết các bài toán về địa kĩ thuật. Nhằm đưa ra các thông
số cần thiết sử dụng để có phương án khảo sát địa chất phù hợp, chuyên đề này nhằm phân
loại và đưa ra các mối liên quan giữa các thông số độ cứng, cường độ của đất ở các trạng thái
khác nhau, phân loại trạng thái của đất giúp người sử dụng có thể dựa vào
đó để yêu cầu
phương pháp thí nghiệm phù hợp cho quá trình thiết kế và thi công.
A. Chương 1: Xác định thông số độ cứng và cường độ đất nền từ thí nghiệm trong
phòng
1 Đặc trưng độ cứng của đất:
Độ cứng của đất được đặc trưng bởi hai thông số đặc trưng đàn hồi E và hệ số poisson
1.1 Đặc trưng đàn hồi
Đặc trưng đàn hồi của đấ
t trong phân tích tính biến dạng của đất được đánh giá qua các
thông số:
Mô đun đàn hồi:
E= Ứng suất dọc trục/ Biến dạng dọc trục=


(1)
Mô đun cắt:
G= Ứng suất tiếp/ biến dạng cắt=

s


(2)
Mô đun thể tích:
K= Đẳng ứng suất/Biến dạng thể tích=
v
P

(3)
Hệ số poisson (Mô đun biến dạng kích thước)

= Biến dạng ngang/ Biến dạng dọc (4)
Định luật Hooke tổng quát: Xét phân tố lập phương đàn hồi đẳng hướng (E
1
=E
2
=E
3
)
chịu ứng suất chính
123
,,


, các biến dạng tương ứng là:

5





1123
2213
3312
1
()
1
()
1
()
E
E
E

 







(5)
1.1.1 Đẳng ứng suất
Trong trường hợp đẳng ứng suất:

123
P





3( 1 2 )
E
K



(6)

1.1.2 Cắt thuần túy
22 1313
0; 0, ,




2(1 )
E
G



(7)

1.1.3 Biến dạng phẳng
2213
0, ( )



2(1 2 )(1 )
ps
E
K





(8)
Với K
ps
là mô đun biến dạng thuần túy đối với biến dạng phẳng
1.1.4 Đối xứng trục
232 3
,

 

3( 1 2 )
v
E
E




(9)

1.1.5 Nén một trục không nở hông
23 2 3
0,


 
2
2
(1 )
1
oed
E
E





(10)





6

1.1.6 Nén đơn
11
23 1 23
0, ,
EE


  

  

(1 2 )
vuc
E
E



(11)

1.2 Đặc trưng thoát nước và không thoát nước
Cần phân biệt trường hợp thoát nước và không thoát nước trong việc phân tích biến
dạng nền. Trường hợp không thoát nước tương ứng với E
u
và
u

, E’ và
'


với trường hợp
thoát nước.
1.2.1 Đặc trưng không thoát nước
Những điều kiện không thoát nước xảy ra khi mọi sự thoát nước đều bị ngăn cản (Ví
dụ như thí nghiệm 3 trục không thoát nước) hoặc tốc độ tăng tải quá nhanh làm nước không
kịp thoát ra ( Xây dựng công trình trên nền đất sét).
Với trường hợp không thoát nước,
0, 0.5
vu u





Mô đun cắt không phụ thuộc vào trạng thái thoát nước hay không thoát nước do nước
trong đất có độ cứng trượt bằng 0.
 
21 21
u
u
u
E
E
GG




(12)


3
21
u
E
E




(13)
Với nén 1 trục không nở hông
ou
E


Nén 1 trục nở hông:

1
1
u
E



(14)
Với
1

là độ gia tăng của tổng ứng suất

1.2.2 Đặc trưng thoát nước.
Khi gia tải đủ chậm để áp lực nước lỗ rỗng không tăng, trạng thái đàn hồi của của đất
có thể xác định được bằng các thông số hữu hiệu:
13
''
13




G’=
2(1 )
E
G



; E’=
'


; K=
'
v
P

và

’
(15)

7

1.3 Xác định mô đun đàn hồi và mô đun biến dạng
1.2.3 Thí nghiệm nén 1 trục không nở hông(Nén cố kết)
Số gia biến dạng của mẫu đất:
0
1
e
e




(16)
Số gia áp lực:
p
Mô đun đàn hồi một trục:

d0
1
oe
pp
E
e
e



 

(17)
Gọi
v
e
a
p



là hệ số nén lún


0
d
1
oe
v
e
E
a


(18)
- Xác định mô đun đàn hồi Eoed từ số liệu kết quả thí nghiệm nén 1 trục không nở hông
P(kg/cm2) 0.5 1 2 3 4
e 0.858 0.809 0.775 0.736 0.709 0.69
e 0 0.049 0.083 0.122 0.149 0.168

 0.026372 0.044672 0.065662 0.080194 0.09042

Bảng 1:Ví dụ Kết quả thì báo cáo khảo sát địa chất

Hình 1:Biểu đồ quan hệ ứng suất-biến dạng
Xác định ứng suất hữu hiệu thẳng đứng tại độ sâu z là p, nội suy biến dạng tại cấp áp
lực đó. E
oed
=y’=32.332*0.2253*e^(32.332*x)
- Xác định mô đun đàn hồi từ biểu đồ e-logp




8


Hình 2: Biểu đồ quan hệ e-log
'


Với đất chịu áp lực nhỏ hơn áp lực tiền cố kết
'
p

thì xem như biến dạng (độ lún là
đàn hồi). Cs và Cc được gọi là chỉ số nén và chỉ số nở.
'
'(1)
oed

s
Ee
C


(19)
Note: Nếu trường hợp nén 1 trục là nén nhanh, thì giá trị E nhận được là giá trị mô đun đàn
hồi không thoát nước E
u

1.3.1 Thí nghiệm nén 3 trục
- Mô đun đàn hồi E’ được tính từ đường cong mối quan hệ giữa độ lệch ứng suất và
biến dạng dọc trục:
1
'dq
E
d

 với
''
13
'q





Hình 3: Thí nghiệm nén 3 trục CD
(20)

9

Hình 4: Kết quả thí nghiệm nén 3 trục CD

Hình 5: Các thông số của mô hình Hardening soil




10


- Hoặc xác định theo mô hình Duncan và Chang (Duncan-chang, 1970) [9]
Theo mô hình này thì mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng là một đường cong
hypecpon. Mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của mô hình theo công thức:

1
13
1
ab





(21)
Trong đó

1
i
E
a

;

13
1
ult
b



(22)

Hình 6: Quan hệ giữa độ lệch ứng suất và biến dạng




11


Hình 7: Chuyển đổi đường cong ứng suất-biếng dạng
Mô đun đàn hồi ban đầu E
i
phụ thuộc vào áp lực buồng
3


được tính toán theo công
thức:
3
n
ia
a
EKP
P





(23)
Trong đó: E
i
Mô đun đàn hồi tiếp tuyến ban đầu;
3

áp lực buồng, P
a
áp suất khí
quyển; K là số mô đun gia tải; n là số mũ kể đến sự ảnh hưởng của
3

tới mô đun đàn hồi tiếp
tuyến ban đầu.
Từ biểu đồ ở hình 4, xác định được giá trị E
i
của mỗi mẫu đất trong thí nghiệm nén 3

trục. Vẽ đường quan hệ giữa log (E
i
/P
a
) và log (
3

/P
a
) tại cấp áp lực P
a
=100kPa. Xác định giá
trị K và n.




12


Hình 8: Tham số của mô hình Hypecpon, K và n
Mô đun đàn hồi dở tải-gia tải E
ur
được tính toán như mô đun đàn hồi tiếp tuyến ban
đầu. Thay K bằng K
ur

3
ur
n

ur a
a
EKP
P





(24)
1.4 Hệ số poisson
Với vật liệu đàn hồi và đẳng hướng, hệ số poisson biến thiên trong khoảng 0-0,5. Hệ số
poisson có thể được lấy tham khảo từ các giá trị cho bảng dưới

Bảng 2: Bảng giá trị hệ số poisson
2 Đặc trưng cường độ của đất
Cường độ của đất được đặc trưng bởi hai thông số là lực dính kết C và góc nội ma sát






13

2.1 Thí nghiệm cắt trực tiếp.
Sau khi có kêt quả thí nghiệm, sử dụng đường Mohr-Coulumb để xác định các thông
số C và

. Tùy vào sơ đồ cắt để xác định thông số phù hợp:

- Sơ đồ cắt nhanh (Không cố kết- không thoát nước) cho thông số C
u
và
u


- Sơ đồ cắt nhanh, cố kết ( Cố kết không thoát nước-CU) cho thông số C
cu
và
cu


- Sơ đồ cắt chậm cố kết (Cố kết thoát nước-CD) cho thông số C’ và '


- Công thức dùng để xác định đặc trưng cường độ của đất nền:
tg c


 (24)
2.2 Thí nghiệm nén 3 trục

Hình 9: Đường bao ứng suất cắt Mohr-Coulumb
13 13 13
13 13 13
13 13
cos ; sin
222
cos sin
222

sin .cos
22
tg c
c
  
 
  

 





 



 


(25)

Biểu thức Mohr-Coulumb trong thí nghiệm nén 3 trục được viết lại như sau:

13 13
.sin . cos
22
c







(26)
Từ kết quả thí nghiệm vẽ được biểu đồ như hình dưới




14

=

13
2

=
2
13
sin
c.cos
Test data
Best fit line
s
t
1

Hình 10: Xác định lực dính và góc nội ma sát

Độ dốc của đường này là
sin

và giao của đường với trục tung là .cosc

. Từ đó xác
định được thông số C và


- Thí nghiệm nén 3 trục theo sơ đồ UU ( Không cố kết, không thoát nước) cho 2 thông
số C
uu
và
uu

. Trường hợp đất dính bão hòa nước thì 0
uu



- Thí nghiệm nén 3 trục theo sơ đồ CU ( Cố kết không thoát nước):
 Đặc trưng kháng cắt cố kết không thoát nước cho thông số C
u
và
u

dùng cho
thiết kế đắp đất theo giai đoạn trên nền đất yếu.
 Đặc trưng sức kháng cắt cố kết thoát nước cho thông số C’ và
'


dùng để phân
tích ổn định dài hạn.
- Thí nghiệm nén 3 trục theo sơ đồ CD ( Cố kết, thoát nước) ở trạng thái ứng suất hữu
hiệu cho thông số C’ và
'


2.3 Thí nghiệm nén nở hông
Thí nghiệm nén nở hông là trường hợp đặc biệt của thí nghiệm nén 3 trục với áp lực
buồng
3
0



Hình 11: Đồ thị Mohr-Coulumb cho thí nghiệm nén nở hông




15

Dựa vào hình 6, nhận thấy chỉ có thể vẽ được một vòng tròn tương ứng áp lực buồng
bằng không. Nghĩa là trong trường hợp
0
u


, nghĩa là đất sét bão hòa hoàn toàn. Thí

nghiệm xác định được sức kháng cắt không thoát nước C
u
2
4
2
u
uu
q
P
qc
D



(27)
2.4 Giới hạn Atterberg
Với đất sét cố kết bình thường, lực dính không thoát nước được tính theo công thức
(Skempton 1954,1957) [12], [13]
'
0.11 0.37
u
p
vo
C
I


(28)
I
p

Chỉ số dẻo,
'
vo

Ứng suất hữu hiệu thẳng đứng.
Murd Wood (1983)[11] đưa ra mối quan hệ giữa giới hạn chảy và lực dính không thoát
nước theo công thức:
C
u
=170e
-4.6I
l
(kPa)
(29)
Trong đó I
L
là giới hạn chảy
3 Mô đun biến dạng
3.1 Thí nghiệm nén 1 trục không nở hông
Độ lún của mẫu đất trong thí nghiệm nén 1 trục không nở hông:

01
0
1
i
ee
SH
e




với H là chiều cao mẫu đất
(30)
112323 1
0
1
(( ));
1E


   

 

(31)
22
0
0101
0
1
22
1;1;
11
i
i
e
Eeea
ee







  

 

(32)
Với a là hệ số nén lún (m2/kN) suy từ biểu đồ e-p trong thí nghiệm.
0
0
1 e
E
a




(33)
3.2 Biến dạng theo 3 hướng (
123
#0, #0, #0


)
Từ công thức số (5), thay thế E bằng E0.

16




1123
0
2213
0
3312
0
1
()
1
()
1
()
E
E
E

 








(34)


0
123 1 2 3
000
12
;;
1
i
vv
ee
V
EVe

 


    

(35)
0
0
0
1
(1 2 )
i
e
E

ee





(36)
Trong đó e
i
là hệ số rỗng khi bị nén bởi tổng ứng suất


17

B. Chương 2: Xác định thông số độ cứng và cường độ đất nền từ thí nghiệm hiện
trường
1 Mô đun đàn hồi, mô đun biến dạng
1.1 Thí nghiệm SPT
- Theo L.Behpoor, A.Ghahramani [8] thì mô đun đàn hồi E được tính theo công thức:
E=0.17N
30
(Mpa) với N
30
<25 (37)
- Theo Mezenbach (1961) [8] xác định mô đun đàn hồi của đất Cát
E= C
1
+C
2
N (kg/cm
2
) (38)
C
1
và C
2
được xác định theo bảng sau:

- Xác định mô đun đàn hồi theo Papadopoulus [8]:

E= 75+8N (kg/cm
2
) (39)
 Mô đun biến dạng E
0
(TCVN 9351-2012) [1]
- Theo Tassios, Anagnostopoulos [1]
(6)
10
spt
acN
E


(Mpa)
(40)
Trong đó:
a là hệ số, được lấy bằng 40 khi N
spt
>15; lấy bằng 0 khi N
spt
<15.
c là hệ số, được lấy phụ thuộc vào loại đất:
- c được lấy bằng 3,0 với đất loại sét;
- lấy bằng 3,5 với đất cát mịn;
- lấy bằng 4,5 với đất cát trung;
- lấy bằng 7,0 với đất cát thô;

18

- lấy bằng 10,0 với đất cát lẫn sạn sỏi;
- lấy bằng 12,0 với đất sạn sỏi lẫn cát.
1.2 Thí nghiệm xuyên tĩnh
- Mô đun đàn hồi dọc trục E
oed
(TCVN 9352-2012)[2]
E
oed
=
0 c
q

(10
0
Pa)
(41)
Trong đó:
0

là hệ số tương quan giữa E
oed
và q
c
q
c
là sức kháng mũi xuyên của thiết bị xuyên P.v.s.
- Mô đun biến dạng E

0
(TCVN 9352-2012)[2]
0
.
cc
Eq


(10
0
Pa)
(42)
c

là hệ số tra theo bảng:
Loại đất Giới hạn q
c
(10° Pa)
Giá trị

c

Sét, sét pha q
c
< 15
5 <

c
< 8
Chặt, cứng q

c
> 15
3 <

c
< 6
sét, sét pha q
c
>8
4,5 <

c
< 7,5
Dẻo mềm, dẻo chảy q
c
< 7
3 <

c
< 6
Bùn sét W (%) <70
3 <

c
< 6
Bùn sét pha q
c
< 6; W (%) > 70
2 <


c
< 4
Cát pha
10 <

c
< 35 3 <

c
< 5
Cát q
c
> 20
1,5 <

c
< 3

Bảng 3: Bảng tra hệ số
c


- Mô đun biến dạng không nở hông [4]
M=
c
q


(43)
Hệ số


thay đổi từ 3-8.

thay đổi khá mạnh phụ thuộc vào độ chặt và độ cố kết.
Với đất cố kết bình thường (NC)
1.09 0.0075
10
r
D



(44)
Với đất quá cố kết (OC)




19

1.78 0.0122
10
r
D



(45)
Với D
r

là độ chặt tương đối. Với cát chặt D
r
=3.3-3.5
- Mô đun biến dạng nở hông E [4]
Với đất cố kết thường (OCR=1).
E
25
=2q
c
, E
50
= 1.33q
c
(46)
E
25
và E
50
định nghĩa như sau: Trong thí nghiệm nén 3 trục, ứng với ứng suất cực đại
mà mẫu có thể chịu được là
max
'

, E
25
là mô đun biến dạng tương ứng với điểm có
'


25%

max
'

và tương tự như vậy với E
50
1.3 Thí nghiệm bàn nén
Mô đun biến dạng xác định theo thí nghiệm bàn nén (TCVN 9354-2012) [2]
2
0
(1 ) . .
P
Ed
S




(47)

là hệ số Poisson, được lấy bằng 0,27 cho hòn đất lớn; 0,30 cho đất cát và cát pha;
0,35 cho đất sét pha và 0,42 cho đất sét;
 là hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào hình dạng và độ cứng tấm nén. Đối với
tấm nén cứng, hình tròn và hình vuông, lấy
 = 0,79;
d là đường kính tấm nén tròn hoặc cạnh của tấm nén vuông, tính bằng (cm);
P là gia số áp lực lên tấm nén, bằng P
c
- P
d
, tính bằng (MPa);

S là gia số độ lún của tấm nén tương ứng với P (cm).
2 Thông số cường độ của đất (Lực dính C và góc nội ma sát

)
2.1 Thí nghiệm SPT
- Lực dính không thoát nước C
u
được đề xuất bởi Stroud (1974)[8]
C
u
=kN (48)
k là hệ số trung bình, lấy giá trị k=4.5kN/m
2
- Góc nội ma sát theo Halanakar và Uchida (1996)[8]
0
or or
17 ; 0.5( 15)
cocr c
NNNN

  
(49)
N
ocr
là số búa ở cấp áp lực
'
100
v
kPa



- Theo TCVN 9351-2012[1]




20

(Theo Terzaghi, Peck)
Trạng thái D
r
(%) N
spt

(°)
Xốp Nhỏ hơn 30 Nhỏ hơn 10 Từ 25,00 đến 30,00
Chặt vừa Từ 30 đến 60 Từ 10 đến 30 Từ 30,00 đến 32,30
Chặt Từ 60 đến 80 Từ 30 đến 50 Từ 32,30 đến 40,00
Rất chặt Lớn hơn 80 Lớn hơn 50 Từ 40,00 đến 45,00

Bảng 4: Mối quan hệ giữa độ chặt, chỉ số SPT và góc nội ma sát
- Theo Terzaghi và Peck (1967):
Với đất cát:
0.3 27N

, C=0
Với đất sét:
2
/1.64( / ); 0CN Tm



- Theo Osaki:
Với đất cát:
20 15N


, C=0
Với đất sét:
2
0,25 2( / ); 0CNTm

 
2.2 Thí nghiệm CPT
- Xác định góc nội ma sát của đất cát theo thí nghiệm CPT (TCVN 9352-2012)[2]
q
c
(10
5
Pa)
 Độ sâu
2 m ≥ 5 m
10 28 26
20 30 28
40 32 30
70 34 32
120 38 34
200 36 36
300 40 38

Bảng 5: Góc ma sát trong của đất cát

- Lực dính không thoát nước C
u
(
0
u


) (TCVN 9352-2012)[2]
Với mũi côn đơn giản
0
10
c
u
q
C



(50)




21

Với mũi côn có áo bọc
0
15 18
c
u

q
C




(51)
Cu dính kết không thoát nước của đất (kPa)
q
c
Sức kháng mũi côn,đơn vị đo (kPa);

0
Áp lực bản thân của đất tại độ sâu thí nghiệm (kPa).
- Theo Kulhavy and Mayne 1990 [8]
Với cát cố kết bình thường (NC)
1
' tg (0.1 0.38log )
'
c
v
q




(52)
- Mayne và Kemper (1988) [8] đưa ra công thức tính lực dính không thoát nước C
u

20
cv
u
q
C



(53)
'
v

và
v

tương ứng là ứng suất hữu hiệu và ứng suất tổng thẳng đứng tại điểm thí
nghiệm.

22

C. Chương 3: Các tính chất cơ lý khác của đất
1 Đánh giá trạng thái của đất
1.1 Trạng thái và chỉ tiêu trạng thái của đất dính
Theo TCVN 4197-2012, chỉ số dẻo và độ sệt của đất được tính như sau:
Chỉ số dẻo (A) của đất được tính theo công thức
A =W
L
- W
p
(54)
Trong đó:
W
L
là giới hạn chảy của đất;
W
P
là giới hạn dẻo của đất.
Chỉ số sệt (B) của đất được tính theo công thức:
P
LP
WW
B
WW




(55)
trong đó:
W là độ ẩm tự nhiên của đất, tính bằng phần trăm (%).
đất sét, á sét (sét pha):
trạng thái cứng khi
trạng thái nửa cứng khi
trạng thái dẻo cứng khi
trạng thái dẻo mềm khi
trạng thái dẻo nhão khi
trạng thái chảy khi
đất á cát (cát pha):
trạng thái cứng khi
trạng thái dẻo khi
trạng thái chảy khi
B< 0
0
 B

 0,25
0,25 <B

 0,50
0,50 <B

 0,75
0,75 < B

 1,0

B>1,0

B

< 0
0
 B

 1,0
B

>1,0
Bảng 6: Đánh giá trạng thái của đất dính




23


Bảng 7: Phân loại đất dính
1.2 Trạng thái và chỉ tiêu đánh giá trạng thái của đất rời
Đối với đất rời, trạng thái của đất được đánh giá qua hai thông số là độ chặt D
r
và hệ
số rỗng e
Độ chặt của đất :
max 0
max min
r

ee
D
ee



(56)
Có thể phân chia độ chặt của đất rời như sau:
D
r
< 0,33 - cát xốp;
0,66
 D
r
 0,33 - cát chặt vừa;
D
r
>0,66 - cát chặt
Loại đất cát
Độ chặt của đất cát
Chặt Chặt vừa Xốp
Sỏi, cát to và cát
vừa
e<0,55 0,55  e

 0,70 e >0,70
cát hạt nhỏ e<0,60 0,60  e

 0,75 e > 0,75
cát bụi e<0,60 0,60  e  0,80 e >0,80

Bảng 8: Xác định trạng thái cát theo hệ số rỗng
Số lần nện n để ấn dụng cụ lấy mẫu
xuống chiều sâu 30cm
Độ chặt tương đối
D
r
của cát
Trạng thái của cát
1-4 0,2 rất xốp
5-9 0,2< D
r
< 0,33 xốp
10-29 0,33 ≤ D
r
≤ 0,66 chặt vừa
30-50 0,66 < D
r
< 1,0 chặt
>50 D
r
=1,0 rất chặt
Bảng 9:Xác định trạng thái đất cát theo độ chặt tương đối
cát trị số của sức kháng đơn vị (kg/cm
2
) ứng với chiều sâu xuyên trạng thái của

24

(m) cát
5 10
cát hạt to

>150
150-100
>220
220-150
chặt
chặt vừa
cát hạt vừa >100
100-60
>150
150-90
chặt
chặt vừa
cát hạt nhỏ >60
60-30
>90
90-40
chặt
chặt vừa
Bảng 10: Xác định trang thái đất cát theo sức kháng xuyên
Đối với đất sét Đối với đất cát
Giá trị “N
30
” Trạng thái đất Giá trị “N
30

” Độ chặt tương đối Trạng thái đất
< 2 Rất mềm < 4 <0,15 Rất rời rạc
2-4 Mềm 10-Apr 0,15-0,35 Rời rạc
5-8 Dẻo mềm 30-Oct 0,35-0,65 Chặt vừa
8-15 Dẻo 30-50 0,65-0,85 Chặt
15-30 Dẻo cứng > 50 >0,85 Rất chặt
> 30 Cứng

Bảng 11: Xác định trạng thái đất cát theo SPT
Đất thuộc loại yếu khi hệ số rỗng lớn (đối với đất sét khi e>1,1, á sét khi e>1,0 và á cát
khi e>0,70), có hệ số nén lớn khi mô đun biến dạng e
0
<5000kpa và có trạng thái dẻo chảy khi
I
l
>0,75; chảy khi I
l
>1,0.
2 Công thức liên hệ giữa các chỉ tiêu của đất
 : Tỷ trọng hạt
W: Độ ẩm của đất (%)

: Trọng lượng riêng tự nhiên của đất
k

: Trọng lượng riêng khô của đất
h

: Trọng lượng riêng hạt đất
bh


: Trọng lượng riêng bão hòa của đất
dn

: Trọng lượng riêng đẩy nổi
n: Độ rỗng
e: hệ số rỗng
G: Độ bão hòa của đất





25

Các chỉ tiêu đã biết Chỉ tiêu
quy đổi
Công thức


W


k


h


bh



e
x x x e
(1 0.01 )
1
n
W
e






x x e
1
h
k
e



x x x G .0,01W
(1 0, 01W)
n
G









x x G 0,01W
G
e



x
h


hn



x x
h


(1 0, 01 ) 1
n
k
We








x x
dn


(1)
1
n
dn
e






x
dn


dn bh n



x n
%100
1

e
n
e




Bảng 12: Các công thức tính toán các chỉ tiêu gián tiếp
3 Áp lực tiền cố kết
Trên đường cong e-p xác định điểm A ở chỗ tại đó có độ cong lớn nhất (Bán kính cong
nhỏ nhất. Từ A kẻ đường nằm ngang và đường tiếp tuyến với đường cong nén lún. Kẻ đường
phân gác của góc tạo bởi đường nằm ngang và đường tiếp tuyến qua A nói trên. Giao điểm
của đường phân giác này với đường ti
ếp tuyến kẻ từ cuối đường cong nén lún (đoạn tiếp
tuyến kéo dài) sẽ xác định điểm tương ứng với áp lực tiền cố kế
p



Hình 12: Xác định áp lực tiền cố kết theo biểu đồ e-P