BÀI PHÚC TRÌNH THỰC tập cơ học đất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG
*********

BÀI PHÚC TRÌNH
THỰC TẬP CƠ HỌC ĐẤT

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
CHÂU MINH KHẢI
SINH VIÊN THỰC HIỆN:
NGUYỄN MINH TRỌNG
MSSV: 1090643

NĂM HỌC: 2010 – 2011


BÀI 1:
THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC GIỚI HẠN ATTERBERG
(Giới hạn nhảo và giới hạn dẻo)
I.

MỤC ĐÍCH YÊU CẦU:
• Xác định giới hạn nhão Wnh , giới hạn dẻo Wd .
• Xác định chỉ số dẻo IP , chỉ số nhão IL (Độ sệt B).
II. DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM:
• Dụng cụ casagrande.
• Dao cắt rãnh.
• Kính phẳng 50 x 50 cm2.
• Cân kỹ thuật (nhạy 0,01).
• Tủ sấy (< 1100C).

• Dao trộn (2 cái: 1 cái lớn và 1 cái nhỏ).
• Búa đầu bọc cao su.
• Cối.
• Rây No.40 (0,42mm).
III. CÁC BƯỚC THỤC HIỆN:
A. XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN NHÃO:
Bước 1: Lấy khoảng 100g đất được sấy khô, đâm nhuyễn
bằng búa sau đó cho qua rây No.40, trộn với một lượng nước vừa đủ nhão. Cần
phải trộn đều để đất có độ ẩm thật đồng đều.
Bước 2: Lao chổm cầu bằng chùi giẻ ướt, sau đó trét đất đã
trộn vào chổm cầu 1 lớp dầy khoảng 1cm.
Bước 3: Dùng dao cắt rãnh vạch 1 đường thẳng đứng từ
trên xuống. Dao phải luôn vuông góc với chổm cầu. Dao cắt chia đất làm 2 phần
cách nhau 2mm và bề dầy đất ở 2 bên rảnh là 8mm.
Bước 4: Quây đều cần quây với tốc độ 2 vòng/giây, chổm
cầu được nâng lên hạ xuống làm cho đất ở 2 bên từ từ khép lại. Đến khi nào chiều
dài khép kín này dài 1,27mm thì ngưng. Ghi số lần rơi N của chổm cầu (ở đây N
từ 14 – 25).
Bước 5: Lấy phần đất (khoảng 10g) chổ khép kín vào lon
đem sấy khô, để tìm độ ẩm.
Bước 6: Lập lại các bước 2,3,4 và 5. Làm đi làm lại 6 lần như vậy.
B. XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN DẺO:
Bước 1: Trộn 15g đất khô lọt qua rây No.40 với nước vừa đủ dẻo; (hay
dùng phần đất còn lại của thí nghiêm trên).
Bước 2: Se trên tấm kính phẳng bằng 4 đầu ngón tay và se đến khi nào
đường kính đạt 3mm thì vừa rạn nứt và gẩy thành nhiều đoạn. (nếu không đạt thì
nhập đôi phần đât se đó và tiếp tục se, nếu đất cứng thì đất sẽ rạn nứt trước khi đạt
đường kính 3mm thì ta thêm nước vào và se lại).

Bước 3: Lấy các mẫu vừa se cho vào lon đem sấy khô (ở đây dùng 2 lon)
để xác định độ ẩm.
IV. TÍNH TOÁN KẾT QUẢ:
THÍ NGHIỆM
GIỚI HẠN NHÃO
Lần thí nghiệm
1
2
Lon
1
2
TL Lon
47,99
49,27
TL Lon + Đất ẩm
64,88
62,67
TL Lon + Đất khô
60,62
59,39
TL đất khô Mk
12,63
10,12
TL nước Mn
4,26
3,28
Độ ẩm W (%)
34,22% 32,85%
Số lần rơi N
28

20
V. BIỂU ĐỒ:

3
3
49,31
63,46
59,79
10,48
3,67
31,98%
16

4
4
45,09
57,51
54,37
9,28
3,14
37,75%
25

BIỂU ĐỒ GIỚI HẠN NHÃO %

N
WN = W  
 25 

0 ,121

; W = 33,75%

W25 = 33,75% = Wnh
Wd = 20,88%
Độ sệt B:
B=

W − Wd
33,75 − 20,88
=
=1
Wnh − Wd 33,75 − 20,88

Chỉ số dẻo IP:
IP = Wnh – Wd =33,75 – 20,88 = 12,87

GIỚI HẠN DẺO
5
6
5
6
45,37
48,94
57,11
63,49
55,12
60,93
9,75
11,99

1,99
2,56
20,41% 21,35%


VI. ỨNG DỤNG:
 Xác định IP dùng để phân loại đất:
1 < IP < 7
: cát pha.
7 < IP < 17 : sét pha.
IP > 17
: đất sét.

Xác định B để đánh giá trạng thái của đất.
Cát pha:
B<0
: cứng
0: dẻo
B>1
: nhão.
Sét pha:
B<0
: Cứng (rắn)
0 < B ≤ 0,25
: Nửa cứng (bán rắn)
0,25 < B ≤ 0,5
: Dẻo cứng
0,5 < B ≤ 0,75
: Dẻo mềm

0,75 < B ≤ 1
: Dẻo nhão
B>1
: Nhão (chảy).

BÀI 2:
THÍ NGHIỆM ĐẦM CHẶT ĐẤT
(Compaction test)
I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM:
• Làm giảm độ lún của công trình trong tương lai.
• Làm giảm độ thấm nước qua công trình bằng đất.
• Làm tăng sức chống cắt của đất.
• Xác định độ ẩm tối thuận để đạt được dung trong khô t ối đa khi tác
dụng năng lượng đầm nện.
• Xác định độ ẩm tối thuận Wopt.
• Xác định dung trọng khô lớn nhất γkmax.
• Xác định hệ số đầm chặt k.
γ kh
k = max
γk

Trong đó:
γ kh =

γ
1 + 0,01W


γ =

M
= γW
V

M: TL đất đầm.
V: Thể tích khuôn.
K ≥ 0,95: công trình sân bay, nền đường
K > 0,9: công trình dân dụng như bến bãi, nền nhà, đường nội bộ.
II. DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM:
• Khuôn đầm chặt hình trụ
• Cổ khuôn có thể tháo lắp với khuôn chính (cao 6,35cm).
• Búa đầm có ống dẫn.
• Rây số 4, Chày giã đất.
• Muỗng trộn, bình phun nước.
• Khay trộn, thanh thẳng gạt mặt, dao gọt, Cân, lò sấy, lon chứa mẫu.
III. CÁC BƯỚC THÍ NGHIỆM:
Bước 1: Dùng chày giả đất nhỏ ra trên khay, loại b ỏ phần đ ất không
qua rây số 4.
Bước 2: Cân trọng lượng khuôn + đế, không cân cổ khuôn, cân trọng
lượng lon.
Bước 3: Chọn khoảng 3kg mẫu qua rây số 4, và thêm nước vào
(100g) để tăng độ ẩm.
Bước 4: Cho đất đã trộn vào khuôn làm 3 lớp, mỗi lớp 1/3 khuôn,
tiến hành đầm 1 lớp dùng dao rạch b ề mặt để t ạo điều kiện ti ếp xúc t ốt gi ữa
2 lớp đất. Sau đó tiếp tục cho đất vào và đầm lớp tiếp theo.
Bước 5: Đầm xong 3 lớp tháo cổ khuôn, dùng dao gạt mặt b ằng
phẳng tránh lồi lõm. Đem cân đất và khuôn + đế. Dung tr ọng m ẫu đ ược xác
định:
γw =

Q
V

Q: Trọng lượng đất.
V: Thể tích khuôn
Bước 6: Lấy đất ở lớp giữa cho vào lon đem cân ( trọng lượng lon
+ đất ẩm) để xác định độ ẩm của đất.
Bước 7: Lối đất trong khuôn ra và trộn đều với đất còn dư lúc đầu trên
khay ( mỗi lần trộn thêm 100g nước cho lần thí nghiệm tiếp theo), sau đó
tiếp tục các bước thí nghiệm từ bước 3 đến bước 6, để tìm trị s ố kế tiếp


cho đến khi trọng lượng khuôn + đế và đất đầm t ăng rồi giảm d ần thi
ngừng thí nghiệm (5 – 7 lần).
IV.TÍNH TOÁN KẾT QUẢ:

γk =

γw
1+ w

Đỉnh cao nhất đường cong biểu diễn là dung trọng khô lớn nhất và độ
ẩm tối thuận của đất.
d = 10,13cm
h = 11,64cm
V =

π ×d2
π × 10,13 2
×h =

× 11,64 = 938,127cm 3
4
4

Dung trọng ẩm:

γω =

Q
V

Trong đó:
Q: Trọng lượng đất
V: Thể tích khuôn
DUNG TRỌNG KHÔ: (kg)
Lần thí nghiệm
1
2
3
4
5
TL khuôn + đất ẩm 5,6647 5,7667 5,8796 5,9686 6,0371
TL khuôn
4,1972 4,1972 4,1972 4,1972 4,1972
TL đất đầm
1,4675 1,5695 1,6824 1,7714 1,8399
Dung trọng
1,564 1,673 1,793 1,888 1,961
ẩm(g/cm3)
Dung trọng

1,29
1,38
1,48
1,56
1,62
khô(g/cm3)
ĐỘ ẨM: (g)
Lần thí nghiệm
1
2
3
4
5
Lon chứa
1
2
3
4
5
TL lon + đất ẩm 62,12
55,91
61,80
66,02
74,22
TL lon + đất
59,56
52,74
57,12
59,39
65,48

khô
TL nước
2,56
3,17
4,68
6,63
8,74

6
7
5,9938 5,9225
4,1972 4,1972
1,7966 1,7253
1,915

1,839

1,58

1,52

6
6
61,05

7
7
80,47

53,55

71,99

7,5

8,48


DUNG TRỌNG KHÔ

TL lon
27,88
27,34
28,35
27,25
29,19
28,31
48,78
TL đất khô
31,68
25,4
28,77
32,14
36,29
25,24
23,21
Độ ẩm
8,08% 12,48% 16,27% 20,62% 24,08% 29,71% 36,54%
V. BIỂU ĐỒ:
BIỂU ĐỒ QUAN HỆ GIỮA ĐỘ ẨM VÀ DUNG TRỌNG KHÔ

Wopt = 24,08%

γkmax = 1,62 kg/m3
γkh = 1,49 kg/m3
k = 0,9

BÀI 3:
THÍ NGHIỆM NÉN ĐƠN TRỤC
(UNCONFINED COMPRESSION TEST)
VI. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM:
• Xác định các đặc trưng sức chống cắt không thoát nước của nền đất.
Cu, φu ≈ 0.
• Xác định môđun đàn hồi Eđh (Ett), môđun biến dạng tổng quát E0 (Etđ),
hệ số poisson μ


E đh =
C=

Pđh
= Ett = tgβ ;
ε đh

qu
; qu: sức chịu nén đơn = Pgh
2

E0 =

Pgh

εZ

;

µ=

εy
εZ

VII. DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM:
 Máy nén đơn trục hình trụ.
 Cưa dây, dao
 Khung tạo mẫu hình trụ tròn.
 Lon chứa mẫu xác định độ ẩm, cân kỹ thuật.
 Tấm kính phẳng
 Thiết bị tạo mẫu đất hình trụ.
 Ống tạo mẫu chế bị.
 Đồng hồ bấm giây.
 Thước đo.
 Dỉa, tủ sấy.
 Giấy thấm…
VIII. CÁC BƯỚC THÍ NGHIỆM:
Bước 1: Cắt từ nơi ống lấy mẫu một mẫu đất khoảng 11,25cm –
16cm tùy theo đường kính sử dụng.
Bước 2: Dùng hộp gọt để gọt cho mẫu đất có hình điều đặn. Đặt
mẫu đất vào máy gọt để gọt cho có tiết diện hình tròn, đặt mẫu đất vào máy gọt
cho có chiều dài yêu cầu bằng cách cắt 2 đầu.
Bước 3: Lấy 3 mẫu đất nhỏ đem xác định độ ẩm. Đo chiều dài

đường kính mẫu đất.
Bước 4: Đặt mẫu đất vào máy nén, sao cho trục đối xứng của mẫu
đất càng trùng với tâm của đĩa nén càng tốt.
Bước 5: Lấy số đọc sơ khởi trên đồng hồ áp lực, thời gian, biến
dạng và khởi sự nén.
Bước 6: Lúc đầu lấy số đọc mỗi 0,05mm biến dạng.
Bước 7: Nén mẫu đến khi mẫu đất bị vỡ ra hoặc khi thấy chắt
đường biểu diễn sức chịu nén – biến dạng đi qua điểm cực đại.
Bước 8: Đem mẫu đất vào phòng ẩm và đo góc giữa những đường
nứt rạn và mặt phẳng nằm ngang.
Bước 9: Vẽ sơ đồ mẫu đất sụp đổ:



IX.TÍNH TOÁN KẾT QUẢ:
Biến dạng
Số đọc
đồng hồ
∆H
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500

Lực nén

Biến dạng
đứng εz

Số đọc
đồng hồ

Lực nén
P(kg)

0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0.035
0.04
0.045
0.05

0
2
2,3
2,8
3
4,5

5,5
6,2
7,8
8,5
9,1

0
0.2
0.23
0.28
0.3
0.45
0.55
0.62
0.78
0.85
0.91

Tiết diện
hiệu chỉnh
(A)

Áp lực nén δZ
(kg/cm2)

0
19.72864322
19.82828283
19.92893401
20.03061224

20.13333333
20.2371134
20.34196891
20.44791667
20.55497382
20.66315789

0
0.010137545
0.011599592
0.014049924
0.014977076
0.022350993
0.027177789
0.030478859
0.038145695
0.041352522
0.044039735


550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000

1050
1100
1150
1200
1250
1300
1350
1400
1450
1500
1550
1600

0.055
0.06
0.065
0.07
0.075
0.08
0.085
0.09
0.095
0.1
0.105
0.11
0.115
0.12
0.125
0.13
0.135

0.14
0.145
0.15
0.155
0.16

11
12
12,3
12,5
13
13,8
14,8
14,8
15
15,9
16
16,7
17
17,5
18
18
18,1
18,1
18,4
18,4
18,3
16,5

1.1

1.2
1.23
1.25
1.3
1.38
1.48
1.48
1.5
1.59
1.6
1.67
1.7
1.75
1.8
1.8
1.81
1.81
1.84
1.84
1.83
1.65

20.77248677
20.88297872
20.99465241
21.10752688
21.22162162
21.33695652
21.45355191
21.57142857

21.69060773
21.81111111
21.93296089
22.05617978
22.18079096
22.30681818
22.43428571
22.56321839
22.69364162
22.8255814
22.95906433
23.09411765
23.23076923
23.36904762

π ×d2
= 19,63 cm 2
4
A0
P
q
2
A=
δZ =
C = u = 0.03995cm 2
;
(kg/cm
);
1− εZ
A

2
A0 =

Pgh = 0.0799 cm2 = qu; E0 = 0.999cm = Etđ ; Eđh = Ett = tg550
X. BIỂU ĐỒ:
BIỂU ĐỒ QUAN HỆ δz - εz

0.052954661
0.057463067
0.058586347
0.059220581
0.061258278
0.064676516
0.068986246
0.068609272
0.069154356
0.072898625
0.072949567
0.075715741
0.076642894
0.07845135
0.080234335
0.079775853
0.079758023
0.079296994
0.080142639
0.079673968
0.078774834
0.070606215

ÁP LỰC NÉN δz

αmax
αmin

BIẾN DẠNG ĐỨNG εz
αmin = 390
αmax = 550
E0 = 0.999cm = Etđ ; Eđh = Ett = tg390
µ=

εy

εZ

=

Etd − E tt tgα max − tgα min
=
= 0.2165
2 E td
2tgα max

XI.ỨNG DỤNG:

ε

E − E tt

y
td
- Dùng để tính hệ số poisson µ = ε = 2 E
Z
td

BÀI 4:
THÍ NGHIỆM CẮT TRỰC TIẾP
(Direct Shear Test)
XII.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM:
- Xác định đặc trưng sức chống cắt của đất C, φ.
- Xác định sức chịu tải của đất nền.
• Đối với đất rời: C = 0, φ.
S
S = δ.tgφ


φ
δ
• Đối với đất dính: C, φ.
S

S = δ.tgφ + C
φ
C
δ
• Đất dính lý tưởng: C, φ = 0.
S

S=C

C
Δ
XIII.

DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM:
• Máy cắt trực tiếp: hộp cắt Cassagrand (nơi chứa mẫu đ ất), vòng
đo áp lực (đo sức chịu cắt của đất).
• Cưa dây hoặc dao gọt.
• Dao vòng
• Thước kẹp, cân.
XIV.

CÁC BƯỚC THÍ NGHIỆM:


Bước 1: Mẫu đất nguyên dạng từ ống lấy mẫu đất, ấn mạnh hộp
cắt đất có cạnh bén vào mẫu đất cho đất tràn ra 2 mặt khuôn cắt. Dùng dao hay
cưa dây để cắt mặt mẫu đất cho đúng với hộp cắt đất.
Bước 2: Cho đá thấm vào đáy hộp cassagrande, thoa vaseline vào m ặt
tiếp xúc giữa 2 vành khuôn trên và dưới của hộp cassagrande. Cho mẫu đ ất
vào hộp cassagrande bằng cách để hộp cắt đất đúng trên miệng h ộp
cassagrande và dùng đá thấm trên để ấn nhẹ mẫu đất vào trong hộp.
Bước 3: Khóa hộp cassagrande lại bằng 2 khóa, mục đích giữ cho
dàn trên và dưới hộp thẳng tắp và không bị xê dịch. Sau đó đặt hộp cassagrande
vào máy cắt trực tiếp, kiểm soát sự tiếp xúc giữa hộp và vòng đo áp lực cắt.
Bước 4: Đặt áp lực thẳng đứng vào khe tấm đá thấm trên với áp suất
0,08 KG/cm2 hoặc 0,16 KG/cm2 (tùy theo loại đất).
Bước 5: Tác dụng lực cắt bằng cách quay cần áp lực với vận tốc ½
vòng/giây. Đọc trị số trên vòng ghi áp lực lúc mẫu thử bị c ắt đ ứt (tr ị s ố c ực đ ại
của vòng ghi áp lực). Phải theo dõi từng chỉ số vì sau khi qua tr ị s ố c ực đ ại,

sức chống cắt giảm tức thì.
Bước 6: Làm 3 mẫu thử với các cấp áp lực thẳng đứng sau:
0,08 kg/cm2 áp lực trên giá 2 KG.
0,16 kg/cm2 áp lực trên giá 4 KG.
0,24 kg/cm2 áp lực trên giá 6 KG.
XV. TÍNH TOÁN KẾT QUẢ:

STT

Ứng suất pháp
δ (kg/cm2)

1
2
3

0,08
0,16
0,24

Số đọc
đồng hồ
đo lực
16
22
17

Lực ngang
Q
19,2

26,4
20,4

Ứng suất
tiếp τ
(kg/cm2)
0,768
1,056
0,816

F = 25cm2 : tiết diện dao vòng
δ1 = 0,08 => P1= 2kg
δ2 = 0,16 => P2= 4kg ;
δ3 = 0,24 => P3= 6kg

τ=

Q
,
F

Q = k.số đọc đồng hồ đo lực
k: hệ số vòng lực = 1,2 kg/vạch.


BIỂU ĐỒ:

ỨNG SUẤT TIẾP
kg/cm2

XVI.

XVII. ỨNG DỤNG:
- Xác định tải trọng giới hạn tác dụng lên đất nền. (tải trọng an toàn P 0,
tải trọng cho phép Pch, áp lực tiêu chuẩn Rtc và tải trọng giới hạn Pgh….).
- Tính chiều cao ổn định tự nhiên của mái dốc cấu tạo từ đất dính:
hc =

4C
Nϕ
γ

π π 
N ϕ = tg 2  + 
4 2

Ta thấy φ và C lớn thì hc sẽ lớn

BÀI 5:
THÍ NGHIỆM NÉN LÚN
(CONSOLIDATION TEST)


XVIII. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM:
- Xác định các đặt trưng biến dạng của đất nền:
• Hệ số nén lún a, hệ số nén lún tương đối a0 (mv).
• Hệ số cố kết Cv, hệ số thấm Kv.
• Chỉ số nén Cc, chỉ số nở Cs, chỉ số nén lại Cr.
• Áp lực tiền cố kết Pc.
• Môdun biến dạng E0.

 Dự đoán độ lún của nền đất, nhịp độ lún.
- Dựa vào đường cong nén lún e – p:
e1 + e2
×h
1 + e1
S = a 0 × ∆p × h
β
S=
× ∆p × h
E0
S=

- Dựa vào đường cong nén lún e – logp:
+ Đất cố kết thường:
S=

 P + ∆P 
CC × h

× log 0
1 + e0
 P0 
n

S =∑
i =1

 P + ∆Pi
C C × hi
× log 0i

1 + e0 i
 P0i

+ Đất cố kết trước nhẹ: P0 + ∆ P < PC
S=





 P + ∆P 
CS × h

× log 0
1+ e
 P0 

+ Đất cố kết trước nặng: P0 + ∆ P > PC
S=

P
CS × h
× log C
1+ e
 P0

 C C × h  P0 + ∆P 
 +

log

 1+ e
 P0 

Trong đó:
CC: chỉ số nén
CS: chỉ số nở
P0i: ứng suất hữu hiệu trung bình ban đầu của lớp thứ i ( ứng suất
bản thân p0i = σ tb = p1).
∆P I = σ i: gia tăng ứng suất thẳng đứng của lớp thứ i ( ứng suất gây
lún)
Pc: áp lực tiền cố kết


e0: hệ số rỗng ứng với thời điểm trước khi xây dựng công trình, t ức
ứng với ứng suất bản thân p0i.
h: bề dày lớp đất.
XIX.
DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM:
• Máy nén: hộp nén, bàn nén, bộ phận tăng tải với hệ thống cánh tay
đòn, thiết bị đo biến dạng.
• Dụng cụ nén dần. (khuôn và dàn nén).
• Dụng cụ gọt mẫu đất và phụ tùng bao gồm: hộp chứa mẫu, cưa
dây, dao
• Dụng cụ đặt mẫu thử và hợp chứa.
• Cân (độ nạy 0,01g và 0,1g).
• Tủ sấy.
• Đồng hồ bấm giây và đồng hồ báo giờ.
• Hộp nung.
• Thước, dĩa bốc hơi, dao vòng.
- Hộp chứa mẫu có 2 loại:

+ Hộp có vòng cố định: mọi chuyển dịch tương đối của mẫu thử đối
với hộp chứa đề theo 1 chiều đi xuống.
+ Hộp có vòng nối: sức nén xảy ra từ trên và d ưới h ướng về phía
giữa. trong hộp loại này, sự ma sát giữa thành hộp và mẫu đất rất nhỏ.
XX. CÁC BƯỚC THÍ NGHIỆM:
1. CHUẨN BỊ MẪU:
1. Đối với mẫu đất nguyên trạng, khi chuẩn b ị mẫu thí nghi ệm c ần
hạn chế đến mức thấp nhất sự tổn thất do bốc hơi cũng như các va chạm.
Sau khi lấy mẫu vào dao vòng, phải gạt bằng mặt trên theo mép dao ho ặc
cưa dây. Nhũng chỗ lõm trên mặt phải được lấp đầy bằng đất d ư của mẫu
(chú ý không lấy đất có sỏi sạn). lao sạch dao vòng có mẫu đ ất r ồi đem cân trên
cân kỹ thuật với độ chính xác đến 0,01g để xác định khối lượng th ể tích và đ ộ
ẩm cuẩ đất trước khi nén.
2. Đối với đất không nguyên trạng thì lấy mẫu trung bình có khối
lượng khoảng 200g từ đất đã được nghiền sơ bộ (nếu gặp đất ẩm thì lấy
tay làm tơi, nhặt bỏ sỏi sạn và tạp chất khác) để chế b ị mẫu và kho ảng 10g
để xác định độ ẩm ban đầu W1.
- Khối lượng (m0) của đất ở độ ẩm khống chế ( W0) được tính bằng
gam, theo công thức:


m0 =

W1 × m1
W1

Trong đó:
W0 (%): Độ ẩm khống chế
W1 (%): Độ ẩm ban đầu
m1 (g): Khối lượng mẫu đất lấy để chế bị

- Nếu độ ẩm ban đầu của đất thấp hơn hoặc cao hơn độ ẩm khống
chế, thì thêm nước hoặc hong khô đất trong không khí để mẫu đạt đ ược đ ộ
ẩm cần thiết. Khối lượng nước cần thêm vào hay giảm đi bằng hi ệu s ố
của m1 và m0. Sau khi thêm nước hoặc hong khô, phải nhào trộn lại đ ất c ẩn
thận.
- Nhồi đất vào dao vòng theo độ chặt và độ ẩm khống chế. Khối l ượng
đất cần thiết để nhồi đầy vào dao vòng được tính theo công thức:
m = V ×γW0

Trong đó:
m: Khối lượng đất cần thiết để nhồi đầy vào dao vòng (g)
V: Thể tích dao vòng (cm3)
γ W 0 : Khối lượng của đất cần khống chế ở độ ẩm W0 (g/cm3).
- Khi nhồi đất vào dao vòng, phải đầm chặt từng lớp một. Khi c ần ch ế
bị số lớn mẫu đất có cùng độ chặt và độ ẩm thì cho phép nén đ ất trong cối có
dung tích lớn hơn tổng thể tích tất cả các mẫu. Để nén đ ất trong c ối, có th ể
dùng kích hoặc dụng cụ đầm chặt tiêu chuẩn.
- Sau khi nhồi đầy đất vào dao vòng, cần g ọt phần đ ất th ừa ở 2 đ ầu cho
bằng với mép dao, rồi lau sạch và cân trên cân k ỹ thuật với độ chính xác đ ến
0,01g để xác định thể tích và độ ẩm ban đầu của mẫu đất. Độ ẩm ban đ ầu
được xác định bằng hiệu số giữa khối lượng đất trước và sau khi thí nghi ệm
nén.
Chú thích: Có thể lấy đất còn thừa sau khi cho vào dao vòng để xác định độ
ẩm của đất trước khi thí nghiệm
2. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM:
Bước 1: Lấy hộp nén ra khỏi bàn máy và lấy mẫu vào. Trước khi l ắp
mẫu, phải bôi 1 lớp dầu máy hoặc vadơlin ở mặt ngoài dao vòng và thành
hộp nén. Trên 2 mặt mẫu đất phải đặt 2 tờ giấy thấm đã đ ược làm ẩm tr ước.

Mẫu được đặt ở giữa, tấm đá thấm ướt trước và phía trên cùng là nắp truy ền
lực.
Bước 2: Đặt hộp nén đã lắp xong mẫu lên bàn nén, cân bằng h ệ thống
tăng tải bằng đối trọng và đặt hộp đúng vào điểm truyền lực, lắp đồng hồ đo
biến dạng và điều chỉnh kim về vị trí số 0.
Bước 3: Tăng tải trọng và theo dõi biến dạng của mẫu. Tác dụng
lực để có cường độ áp suất 0,5 KG/cm 2 trên mẫu thử và khở sự đọc thời gian
và biến dạng thẳng đứng. Trị số nén có thể được ghi ở các kho ảng th ời gian:
5”, 15”, 30”, 1’, 2’, 5’, 10’, 30’, 1h, 2h, 4h, 6h, 12h, 24h. (Cho đ ến khi sau
24h độ biến dạng thẳng đứng không quá 0,01mm). Cho đ ến khi đ ộ c ố k ết U
đạt được 90%. Khi không cần đo tốc độ lún, thì có th ể đ ọc bi ến d ạng nén ứng
với mỗi cấp tải trọng ở các thời điểm 10’, 20’, 30’, 1h, 2h, 3h, 4h. cho đ ến
khi đạt ổn định quy ước.
Bước 4: Lúc cuối của thời gian 24h đọc chỉ số nén thêm 1 l ần và sau
đó tăng áp lực nén lên 1KG/cm 2. Sau đó đọc số liệu theo cách thức giống như
trên.
- Tải trọng cần thiết để tác dụng lên mẫu ở mỗi cấp áp lực, được tính
bằng N (KG) theo cong thức:
P=

σ × F − mC
f

Trong đó:
mC: Khối lượng của tấm nén, hòn bi và viên đá thấm trên mẫu (kg)
F: Diện tích mẫu (cm2)
σ : Áp lực tác dụng lên mẫu (KG/cm2)
f : Tỉ lệ cánh tay đòn của hệ thống truyền lực.
Bước 5: Ở nhữngs ngày kế tiếp, tác dụng lực 2; 3; 4 và 8 KG/cm 2.
Sau khi tác dụng cấp tải trọng cuối cùng 24 giờ, áp lực đ ược gi ảm xu ống

dần mỗi lần 2 KG/cm2. Mỗi lần giảm tải duy trì trong thời gian 4 giờ
không cần đọc thời gian lúc giảm tải.
Bước 6: Trong suốt thời gian thí nghiệm, hộp chứa mẫu luôn
luôn được giữ đầy nước. Mục đích là ngăn nước khỏi bị khô đi và cung c ấp
nước cho đất lúc nở lại.
Bước 7: Sau khi đọc lần cuối ở cấp áp lực 1,1 KG/cm 2, tháo nhanh
dụng cụ lau khô nước ở mặt mẫu đất thử và cân. Sấy khô mẫu đất đ ể xác
định độ ẩm.


Nhận xét:
 Chiều cao mẫu đất thí nghiệm càng nhỏ thì thời gian nén d ần càng
nhanh. Vì chiều dài đường thấm của nước thoát ra càng ngắn.
 Chiều cao mẫu đất càng bé thì ma sát thành bên càng nhỏ.
 Mẫu đất có kích thước (tiết diện và chiều cao) càng lớn thì k ết qu ả
thí nghiệm càng gần vơi điều kiện thực tế của đất nền.
XXI.
TÍNH TOÁN KẾT QUẢ:
Bảng 1:
Áp lực nén P
Hệ số rỗng
Log P
Độ lún ∆H (cm)
2
(kg/cm )
e
0
0
2.4706
0.1

0,125
0,075
2.3405
0.4
0,25
0,13
2.245
0.7
0,5
0,232
2.068
1
1
0,367
1.8337
1.3
2
0,512
1.5821
1.6
4
0,66
1.3253
1.3
2
0,64
1.36
1
1
0,621

1.3929
0.7
0,5
0,598
1.4329
0.4
0,25
0,57
1.4815
0.1
0,125
0,541
1.5318
+ Chiều cao mẫu: H0 = 2cm
+ Đường kính mẫu: D0 = 7,1cm
+ Diện tích: A0 = 39,5919cm2
+ Thể tích mẫu: V0 = 79,1838cm3
+ Khối lượng mẫu: M0 = 114,8g
+ Tỷ trọng ∆ = 2,59
+ Độ ẩm: W = 94,3%
e0 =

ei = e0 −

∆H i
× (1 + e0 )
2

∆ × γ n × (1 + w)
−1;

γ

γ =

Q
= 1,45 g / cm 3 ;
V


Áp lực
Hệ
nén P
số
a
2
(kg/cm rỗng (cm2/kg)
)
e
2.470
0
6
2.340
0,125
5
1.0408
2.340
0.125
5
0,25
2.245

0.764
0.25
2.245
0.5
2.068
0.708
0.5
2.068
1.833
1
7
0.4686
1.833
1
7
1.582
2
1
0.2516
1.582
2
1
1.325
4
3
0.1284
1.325
4
3
2

1.36 0.01735
2
1.36
0.0329
1
1.392

t50
(phút)

H50
(cm)

Cv
(cm/phút)

Kv
(cm/s)

mv
(cm2/kg)

E0
(kg/cm2)

0.3

2.934

0.23

3.998

0.22

4.314

0.153

6.518

0.089

12.139

0.05

23.786

0.0075
0.014

176.03
92.831


1
0.5
0.5
0.25

0.25
0.125

9
1.392
9
1.432
9
1.432
9
1.481
5
1.481
5
1.531
8

0.08

0.033

38.177

0.1944

0.08

15.710

0.4024

0.162

7.589

Bảng 2:
a=

e1 − e2
= 0.764cm 2 / kg
P2 − P1

a 0 = mv =

ε
a
E − Ett tgα max − tgα min
= 0.22cm 2 / kg ; µ = y = td
=
= 0.2165
1 + e1
εZ
2 E td
2tgα max

2µ 2
β = 1−
= 0.88
1− µ
β (1 + e0 )

E0 =
a
0.197 × H 50
CV =
t 50

H 50 =

H 0 − ∆H 0.125 − D50
2

Kv = Cv.a0.γn


XXII.

t
0.1
0.25
0.5
1
2
4
8
15
30
60
120
180
360

720
1440

BIỂU ĐỒ:

ΔH
(mm)
0.14
0.16
0.185
0.23
0.29
0.37
0.45
0.53
0.61
0.66
0.69
0.705
0.721
0.74
0.75

PC = 0.4 kg/cm2
CC = 0.318
Cs = 0.318


BIỂU ĐỒ
NÉN LÚN

THEO
THỜI
GIAN 0 –
0.125

0.16mm; t2
t
0.1
0.25
0.5
1
2
4
8
15
30
60
120
180
360
720
1440

= 1’ =>ΔH2 = 0.23mm;

t1 = 15” = ΔH1 =

a = ΔH2 - ΔH1 = 0.07mm

ΔH

(mm)
0.79
0.81
0.83
0.855
0.895
0.95
1.025
1.095
1.17
1.22
1.25
1.26
1.28
1.29
1.3

t1 = 15” => ΔH1 = 0.81mm

t2 = 1’ => ΔH2 = 0.855mm


a = ΔH2 - ΔH1 = 0.045mm

t
0.1
0.25
0.5
1
2

4
8
15
30
60
120
180
360
720
1440

ΔH
(mm)
1.37
1.39
1.42
1.47
1.53
1.62
1.74
1.86
2.01
2.13
2.21
2.24
2.28
2.3
2.32

t1 = 15” => ΔH1 = 1.39mm

t2 = 1’ => ΔH2 = 1.47mm
a = ΔH2 - ΔH1 = 0.08mm

t
0.1
0.25
0.5
1
2
4
8
15
30
60
120
180
360
720
1440

ΔH
(mm)
2.39
2.42
2.46
2.52
2.6
2.71
2.85

3.02
3.19
3.35
3.48
3.54
3.61
3.65
3.67