Báo cáo thí nghiệm địa kĩ thuật

THÍ NGHIỆM 1: XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM VÀ ĐỘ HÚT ẨM CỦA ĐẤT TRONG
PHÒNG THÍ NGHIỆM.

1. Mục đích thí nhiệm:
- Xác định độ ẩm và độ hút ẩm của đất
- Tính toán các thông số liên quan
2. Cơ sở lý thuyết
2.1. Khái niệm.
•

Độ ẩm của đất (W) là lượng nước chứa trong đất, được tính bằng phần

•

trăm. Nhất thiết phải xác định độ ẩm của đất ở trạng thái tự nhiên.
Độ hút ẩm (Wh) là lượng nước chứa trong đất ở trạng thái khô gió

•

(phơi trong không khí), được tính bằng phần trăm.
Chú ý:
Để tính chính xác được độ ẩm và độ hút ẩm thì người ta phải sấy khô
đất đến khối lượng không đổi. Quá trình sấy khô đất đến khối lượng
không đổi được tiến hành cho đến khi nhận được sự chênh lệch giữa

•

hai lần cân sau cùng không lớn 0.02g.
Phép cân khối lượng được tiến hành với độ chính xác đến 0,01g trên
cân kỹ thuật.

2.2. Phương pháp thí nghiệm và cách tính toán.
•
•

Độ ẩm của đất W xác định được tính bằng % theo công thức (1):
Độ hút ẩm của mẫu đất Wh, biểu diễn bằng %, được tính theo công
thức (2):

•
•
•

Trong đó:
m: khối lượng của cốc nhôm, tính bằng gam;
m0: khối lượng của đất đã được sấy khô đến khối lượng không đổi và cốc nhôm,

•

tính bằng gam;
m1: khối lượng của mẫu đất ẩm và cốc nhôm, tính bằng gam;


•

m2: khối lượng của mẫu đất ở trạng thái khô gió và cốc nhôm, tính bằng gam.
3. Chuẩn bị mẫu và thiết bị thí nghiệm.
3.1. Chuẩn bị mẫu.
•
•

Chọn phần mẫu đất có tính đại diện cho toàn mẫu đất.
Tiến hành cắt mẫu, gọt bỏ phần bên ngoài để đảm bảo mẫu giữ
nguyên tính ẩm ban đầu, sau đó bỏ vào lọ đựng mẫu, định lượng khối
lượng đất được sấy lớn hơn 10g

3.2. Thiết bị thí nghiệm.
•
•
•
•

H
ì

Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ đến 3000C
Cân kỹ thuật có độ chính xác đến 0,01g
Cốc nhôm: 1 cốc nhỏ, 1 cốc lớn.
Dao thái hoặc dao cung.

H
ì


H
ì

H
ì

4. Trình tự thí nghiệm

4.1 Xác định độ ẩm
•
•
•
•
•

Mô tả sơ bộ về tên mẫu đất, màu sắc trạng thái.
Cân khối lượng của hộp nhôm bằng cân kỹ thuật
Lấy mẫu đất có khối lượng khoảng 15g cho vào hộp nhôm
Cân khối lượng của hộp nhôm có chứa mẫu đất ẩm.
Bỏ hộp nhôm có chứa mẫu đất ẩm vào tủ sấy và sấy với nhiệt độ theo

•

điều 1.5
Mỗi cốc (hoặc hộp) chứa mẫu đất phải được sấy ít nhất hai lần theo

•

thời gian quy định dưới đây:
Sấy lần đầu trong thời gian:
- 5 giờ đối với đất sét và sét pha;
- 3 giờ đối với đất cát và cát pha;
- 8 giờ đối với đất chứa thạch cao và đất chứa hàm lượng hữu cơ

•
•

lớn hơn 5%.

Lần sấy lại
2 giờ đối với đất sét, sét pha và đất chứa thạch cao hoặc tạp chất hữu

•
•

cơ;
1 giờ đối với đất cát và cát pha.
Tuy nhiên do điều kiện của phòng thí nghiệm nên bài thí nghiệm này

•

ta chỉ sấy một lần.
Sau khi sấy, cân khối lượng của hộp nhôm và mẫu đất khô.

4.2 Xác định độ hút ẩm


•

Chọn mẫu thí nghiệm từ trong mẫu đất ở trạng thái khô gió (phơi khô
trong không khí) đã được nghiền nhỏ trong cối sứ và cho qua rây có
đường kính lỗ 1mm. Sau đó bằng phương pháp chia tư, rải mẫu đất
thành một lớp trên tờ giấy dầy hoặc trên một tấm gỗ mỏng; dùng dao
rạch 2 đường vuông góc với nhau chia bề mặt lớp đất ra thành bốn

•
•
•

phần tương đương; lấy mẫu thí nghiệm trong 2 phần đối xứng nhau
Sau khi đã trộn đều.
Cân khối lượng của hộp nhôm bằng cân kỹ thuật
Lấy khoảng hơn 15g đất từ mẫu trung bình đã qua phương pháp chia

•

tư cho vào hộp nhôm rồi đem cân và sấy.
Sau khi sấy, cân khối lượng của hộp nhôm và mẫu đất khô.

5. Kết quả thí nghiệm
Qua các bước tiến hành ở trên ta có được bảng số liệu:


Bảng 1: Biểu ghi độ ẩm
Mô tả mẫu: Bùn sét hữu cơ màu xám xanh đen trạng
thái chảy
Khối
Khối lượng đất
Khối lượng
Kí hiệu
Độ ẩm
TT
lượng bì
ẩm + bì
đất khô
bì
W (%)
m (g)
m1 (g)

+ bì m0 (g)
1
Z15
9,30
29,3
19,24
101,21
2
K26
11,89
32,55
22,3
98,46
Trung bình
99,84
Số hiệu mẫu:

Ngày TN:

Người TN:

Bảng 2: Biểu ghi độ hút ẩm
Số hiệu mẫu:
TT

Kí hiệu
bì

1
Z5

2
Z28
Trung bình
Ngày TN:

Mô tả mẫu: Cát pha màu xám trắng trạng thái dẻo.
Khối
Khối lượng đất
Khối lượng
Độ hút
lượng bì
ẩm + bì
đất khô
ẩm
m (g)
m2 (g)
+ bì m0 (g)
Wh (%)
9,46
29,34
29,31
0,15
9,43
31,86
31,84
0,09
0,12
Người TN:

Nhận xét: Bùn sét hữu cơ có độ ẩm rất cao, độ ẩm trung bình gần 100%

Đối với cát pha, độ hút ẩm của chúng rất nhỏ.


THÍ NGHIỆM 2: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA ĐẤT TRONG
PHÒNG THÍ NGHIỆM.

1. Mục đích thí nghiệm:
Xác định khối lượng riêng của mẫu đất đem thí nghiệm
2. Cơ sở lý thuyết
2.1. Khái niệm
•

Khối lượng riêng của đất (ρ) là khối lượng của một đơn vị thể tích phần
hạt cứng, khô tuyệt đối, xếp chặt sít không lỗ rỗng.

mh
V
ρ= h
Trong đó :
mh– khối lượng phần hạt cứng của mẫu, tính bằng gam ;
Vh– thể tích phần hạt cứng của mẫu, tính bằng cm3;
•

Về mặt trị số, khối lượng riêng bằng tỷ số giữa khối lượng phần hạt cứng
của mẫu đất sấy khô đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ từ 100 đến
105oC với thể tích của chính phần hạt cứng đó.
Chú ý: khối lượng riêng phụ thuộc chủ yếu vào thành phần khoáng vật
của đất. Khối lượng riêng tăng lên khi trong đất chứa nhiều khoáng vật
nặng.

2.2. Phương pháp thí nghiệm và cách tính toán.
•

Ở THÍ NGHIỆM này ta không thể tính trực tiếp khối lượng riêng mà tính
gián tiếp qua công thức:

o

Trong đó: (g): khối lượng bột đất khô tuyệt đối
(g): khối lượng của bình tỷ trọng chứa đầy huyền phù;
(g): khối lượng của bình tỷ trọng chứa đầy nước;
3
(g/cm ): khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ phòng thí nghiệm.


•

Khối lượng bột đất khô tuyệt đối m0 được tính bằng công thức:

•

Với: (%) là độ hút ẩm.
m1 là khối lượng của đất ở trạng thái khô gió
(Lưu ý: Để xác định khối lượng riêng của đất không chứa muối, phải
dùng nước cất; để xác định khối lượng riêng của đất có chứa muối phải
dùng dầu hỏa. Ở bài thí nghiệm này ta chỉ xác định khối lượng riêng của

•

đất không chứa muối)

Phép cân để xác định khối lượng riêng phải được tiến hành trên cân kỹ

•

thuật với độ chính xác đến 0,01g.
Đối với mỗi mẫu đất cần tiến hành hai lần thử song song. Chênh lệch kết

•

quả giữa hai lần thử song song không được lớn hơn 0,02 g/cm3.
Lấy trị số trung bình của hai lần thí nghiệm song song làm khối lượng

riêng của mẫu đất.
3. Thiết bị thí nghiệm
• Nước cất.
• Cân kỹ thuật chính xác 0.01g .
• Bình tỷ trọng có dung tích không nhỏ hơn 100cm3.
• Cối và chày .
• Rây lưới N02 (kích thước rây 2mm) .
• Tủ sấy chỉnh nhiệt độ.
Hình 5: Bình tỉ trọng
• Bình hút chân không .
• Tỷ trọng kế
• Phễu nhỏ.
• Nhiệt kế .
• Hộp nhôm
4. Trình tự thí nghiệm.
•

Lấy khoảng 100g đất đã được hông khô

•

gió cho vào cối, dùng chày nghiền nhỏ .
Đem đất nghiền cho qua rây N02, chỉ lấy
phần đất lọt qua ray đi tiến hành thí

•
•

nghiệm.
Lấy một phần đất để xác định độ hút ẩm
Lấy khoảng 15-20g đất đã lọt qua ray đường kính 2mm,dùng phễu nhỏ
cho vào bình tỷ trọng đã biết trước khối lượng.Cân bình tỷ trọng và lượng


đất trong mình trừ cho khối lượng bình, ta có được khối lượng đất khô
•

làm thí nghiệm trong bình có khối lượng là m0
Đổ nước cất vào nửa thể tích bình tỷ trọng,giữ bình trong tay, lắc đều,

•

đem hút bọt khí trong bình chân không .
Sau 30 phút, tiếp tục đổ nước cất vào bình cho đến vạch chuẩn đậy nắp
bình lại, dùng khăn lau khô bình và mép trên cổ bình và đóng nắp lại tiếp

•

tục hút chân không .
Sau 15 phút lấy bình tỷ trọng ra ngoài,dùng cân kỹ thuật cân khối lượng
của bình tỷ trọng sau khi đậy kín nắp có khối lượng là m2. (chứa

•

đất,bình ,nắp bình và nước).
Tiếp tục tiến hành lặp lại các bước trên nhưng không cho đất vào bình tỷ

trọng. Cân khối lượng ta được m3 (nước , bình , nắp).
5. Kết quả thí nghiệm
Qua các bước thí nghiệm ở trên ta được kết quả thí nghiệm được ghi lại ở bản
sau.


Số hiệu mẫu:

Bảng 3: Biểu ghi độ hút ẩm
Mô tả mẫu:
Khối
Khối lượng
Khối lượng
lượng bì
đất ẩm + bì
đất khô
m (g)
m2 (g)
+ bì m0 (g)

Kí hiệu bì

1

H37

12,42

27,54

27,48

0,40

2
Trung bình

Z39

4,65

21,71

21,68

0,18
0,29

Ngày TN: 25/02/2013

Số hiệu mẫu:

TT

1
2

Độ ẩm
W (%)

TT

KH
bình
B2
TyN
B

KL
bình
mb (g)
35,55
37,17

Người TN:

Nhóm 4

Bảng 4: Biểu ghi khối lượng riêng
Mô tả mẫu:
KL đất
KL bình KL đất

KL bình +
khô tuyệt
+ đất
khô gió
nước + đất
khô gió
khô gió m2
đối m0
mbđ (g)
m1 (g)
(g)
(g)
52,63
17,08
17,01
149,97
54,26

17,09

17,06

150,25

KL bình +
nước
m3 (g)

Khối lượng
riêng

ρ (g/cm3)

139,69

2,53

139,66

2,64

Khối lượng riêng trung bình ρtb=( ρ1- ρ2)/ 2= (2,53 – 2.64)/2 = 2,585g/cm3


THÍ NGHIỆM 3: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH CỦA ĐẤT TRONG
PHÒNG THÍ NGHIỆM

1. Mục đích thí nghiệm
Xác định khối lượng thể tích của mẫu đất đem thí nghiệm.
2. Cơ sở lý thuyết
2.1

Khái niệm
• Khối lượng thể tích của đất ẩm

γw

(gọi tắt là khối lượng thể tích): là

khối lượng của một đơn vị thể tích đất có kết cấu và độ ẩm tự nhiên,
tính bằng g/cm3.

γw =
Trong đó :
m: Khối lượng của mẫu đất tính bằng g;
v – thể tích của mẫu thí nghiệm, tính bằng cm3.
•

Khối lượng thể tích của cốt đất γc (còn gọi là khối lượng thể tích khô):
là khối lượng của một đơn vị thể tích đất khô (kể cả lỗ rỗng) có kết

cấu tự nhiên, tính bằng g/cm3.
2.2 Phương pháp thí nghiệm và tính toán.
• Đối với các loại đất không thay đổi thể tích khi sấy khô, thì có thể xác
định trực tiếp khối lượng thể tích của cốt đất bằng cách cân mẫu đất
khô tuyệt đối (sấy ở 1050C đến khối lượng không đổi). Đối với đất bị
co ngót khi sấy khô thì khối lượng thể tích của cốt đất được tính toán
theo công thức:

γw
γd = 1 + 0.01W


Trong đó: γd : Dung trọng khô
γw: Dung trọng tự nhiên
W : Độ ẩm của mẫu đất tính bằng phần trăm.
•

Khối lượng thể tích của đất γw tính bằng g/cm3, theo công thức :
γw=

Trong đó:

m1 - khối lượng dao vòng có dất và các tấm đậy, tính bằng gam;
m2- khối lượng dao vòng, tính bằng gam,
m3- khối lượng các tấm đậy, tính bằng gam,
v - thể tích của mẫu đất trong dao vòng, tính bằng centimét khối
•

Căn cứ vào thành phần và trạng thái của đất, các phương pháp thí
nghiệm sau đây được dùng để xác định khối lượng thể tích của đất:

- Phương pháp dao vòng;
- Phương pháp bọc sáp;
- Phương pháp đo thể tích.
•

•

•

Phương pháp dao vòng được tiến hành nhờ dao vòng bằng kim loại
không rỉ, áp dụng cho đất dính dễ cắt bằng dao, khi cắt không bị vỡ và
trong các trường hợp thể tích và hình dạng của mẫu chỉ có kết cấu
không bị phá hoại và độ ẩm tự nhiên tại hiện trường, cũng có thể dùng
phương pháp dao vòng.
Phương pháp bọc sáp dùng để xác định khối lượng thể tích của đất
dính có cỡ hạt không lớn hơn 5mm, đất khó cắt bằng dao vòng, khi cắt
dễ bị vỡ vụn, nhưng đất có thể tự giữ nguyên đ|ợc hình dáng mà
không cần hộp cứng.
Phương pháp đo thể tích bằng dầu hoả dùng để xác định khối lượng
thể tích cho các loại đất dính, đất than bùn, đất có chứa nhiều tàn tích
thực vật ít phân huỷ hoặc khó lấy mẫu theo hai phương pháp trên.

Phương pháp này bao gồm việc xác định thể tích của mẫu đất có khối


lượng đã biết trong môi
trường chất lỏng (dầu hoả)
nhờ dụng cụ đo dung tích.
2.3 Yêu cầu
• Phép cân để xác định khối
lượng đất ẩm và đất khô được
tiến hành với độ chính xác
đến 0,1% khối lượng của mẫu thí nghiệm ở trạng thái ẩm.
• Số lần xác định song song khối lượng thể tích cho mỗi mẫu đất nguyên
trạng được quy định tuỳ thuộc vào mức độ không đồng nhất của loại đất,
nhưng mọi trường hợp không được ít hơn hai.
• Sai lệch kết quả giữa các lần xác định song song đối với đất đồng nhất
không được quy lớn hơn 0,03g/cm3. Trường hợp đất bão hoà và đất
không đồng nhất thì sự chênh lệch này cho phép vượt quá 0,03g/cm3,
nhưng khi thuyết minh giá trị trung bình cộng, phải viết kèm theo các giá
trị biên.
• Trị số trung bình cộng của kết quả các lần xác định song song đ|ợc lấy
làm khối lượng thể tích của mẫu đất nguyên trạng. Các kết quả tính toán
được biểu diễn với độ chính xác đến 0,01g/cm3.
• Các kết quả xác định khối lượng thể tích phải kèm theo phương pháp xác
định, cấu trúc và trạng thái của đất thí nghiệm (đất tự nhiên có kết cấu
nguyên hay đất đắp; độ ẩm , v.v...).
3. Thiết bị thí nghiệm
• Dao vòng.
• Thước kẹp.
• Dao cắt có lưỡi thẳng.
• Cung dây thép có tiết diện ngang < 0.2

mm để cắt mẫu đất.
• Mẫu đất.
• Cân kỹ thuật có độ chính xác đến
0,01g.
• Hộp cốc nhôm có ký hiệu.
• Tủ sấy.
4. Quy trình thí nghiệm:
•

Dùng thước kẹp đo đường kính trong (d) và chiều cao (h) của dao vòng :
tính toán của dao vòng bằng cm3 với độ chính xác đến số lẻ thứ hai.

Hình 6: Dao vòng

Hình 7: Thước kẹp


d2
π.h
4
V=
Cân để xác định khối lượng (m) của dao vòng.
Dùng dao thẳng gọt bằng mặt đất và đặt đầu sắc của dao vòng lên chổ lấy
mẫu.
• Dùng dao thẳng cắt gọt phần đất thừa nhô lên trên miệng dao vòng
• Lau sạch đất bám trên dao vòng, sau đó cân dao vòng có mẫu đất.
• Sau khi cân xong, lấy mẫu đất trong dao vòng cho vào các hộp nhôm có
khối lượng đã biết trước khi đem sấy khô để xác định độ ẩm của đất.
5. Kết quả thí nghiệm.
Qua các bước tiến hành ở trên ta có được bảng số liệu.

•
•

Bảng 5: Biểu ghi độ hút ẩm
Mô tả mẫu:
Số hiệu mẫu:
Khối
Khối
Khối
lượng
lượng lượng đất
TT
Kí hiệu bì
đất khô
bì
ẩm + bì
+ bì m0
m (g)
m2 (g)
(g)
1
H36
12,49
29,43
21,2
2
TyNA
9,33
28,08
19,05

Trung bình
Ngày
TN:

Người
TN:

Độ ẩm
W (%)
94,49
92,90
93,70


Bảng 6: Biểu ghi khối lượng thể tích
Số hiệu mẫu:
Mô tả mẫu:
KL dao vòng
KL các tấm
DAO VÒNG
có đất +
đậy
các tấm đậy
D
h
v
m2
KH
m3 (g)
m1 (g)

3
(mm) (mm) (cm )
(g)
14,0
77,9
63,70
78,08
0,00
191,81
0
24,50
9

KL thể
tích

KL thể tích
khô

γw (g/cm3)

γd (g/cm3)

1,46

0,75

Nhận xét : đất có độ ẩm khá lớn 93,70%, đất có trạng thái dẻo mềm với
γw =1,46 (g/cm3)

THÍ NGHIỆM 4: XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HẠT CỦA ĐẤT TRONG
PHÒNG THÍ NGHIỆM.
1. Mục đích thí nghiệm
- Xác đinh thành phần hạt của đất
- Xác định các hệ số Cu và Cc
- Xác định tính cấp phối và phân loại đất
2. Cơ sở lý thuyết
2.1 Khái niệm
•

•

Thành phần hạt của đất là hàm lượng các nhóm hạt có độ lớn khác nhau ở
trong đất được biểu diễn bằng tỉ lệ phần trăm so với khối lượng của mẫu
đất khô tuyệt đối đã lấy để phân tích.
Xác định thành phần hạt là phân chia đất thành từng nhóm các cỡ hạt gần
nhau về độ lớn và xác định hàm lượng phần trăm của chúng.

2.2 Phương pháp thí nghiệm và tính toán
•

•

•

Thành phần hạt của đất cát được xác định bằng phương pháp sàng (rây),
theo hai cách:
- Không rửa bằng nước (rây khô) để phân chia các hạt có kích thước từ 10
đến 0,5mm

- Có rửa nước (rây ướt), để phân chia các hạt có kích thước từ 10 đến
0,1mm.
Thành phần hạt của đất loại cát và đất loại sét được xác định bằng
phương pháp tỉ trọng kế khi phân chia các hạt có kích thước từ 0,01 đến
0,002 mm và bằng phương pháp rây với các hạt lớn hơn 0,1mm.
Việc lấy mẫu đất thí nghiệm được thực hiện theo TCVN 2683: 1991 “Đất
xây dựng. Phương pháp lấy, bao gói, vận chuyển và bảo quản mẫu”. Mẫu
để xác định thành phần hạt cần được:
a) Nghiền nhỏ trong cối sứ bằng chày có đầu bọc cao su, để tách các hạt
có kích thước lớn hơn 0,1mm;
b) Đun sôi trong nước sau khi đã được nghiền nhỏ và thay thế từng thành
phần phức chất trao đổi của đất bằng ion NH4+để tách các hạt có kích
thước nhỏ hơn 0,1mm.


Đối với đất có huyền phù (thể vẩn) bị kết tủa, khi thí nghiệm phải đun sôi
mẫu trong nước và thay thế từng phần phức chất trao đổi của đất bằng ion
Na+
• Thành phần hạt của đất được xác định từ các mẫu ở trạng thái khô gió, đã
được nghiền nhỏ trong cối sứ bằng chày có đầu bọc cao su, hoặc trong
máy nghiền không làm vỡ hạt.
• Chú thích:
Đối với bùn, đất than bùn vở than bùn, cho phép xác định thành phần hạt
từ các mẫu có độ ẩm tự nhiên.
• Khi xác định thành phần hạt của đất cát bằng phương pháp rây có rửa
nước, phải dùng nước máy, nước mưa hoặc nước sông đã được lọc sạch;
còn khi xác đình thành phần hạt của đất loại sét bằng phương pháp tỉ
trọng kế, phải dùng nước cất.
• Khi xác định thành phần hạt của đất bằng phương pháp tỉ trọng kế, phải
giữ cho bình đựng huyền phù không bị rung, không chịu những tác động

khác, không bị ảnh hưởng của nắng và nhiệt độ cao.
• Các phép cân trên cân kĩ thuật phải được tiến hành với độ chính xác đến
0,01g; cân các mẫu đất có khối lượng 200g và lớn hơn cho phép tiến hành
với độ chính xác đến 1g. Các phép cân trên cân phân tích phải được tiến
hành với độ chính xác đến 0,001g.
• Mỗi mẫu đất để xác định thành phần hạt chỉ cho phép tiến hành thí
nghiệm một lần.
Số lượng mẫu phân tích là nhiệm vụ nghiên cứu quyết định. Đối với
những công trình quan trọng, khi chọn cấp phối hạt, chọn đất làm vật liệu
đắp, v. v. thì cần phải tiến hành thí nghiệm song song để xác định thành
phần hạt. Với hàm lượng của nhóm hạt ít hơn l0%, sai số được phép giữa
hai lần là 1%, với hàm lượng nhóm hạt trên 10%, được phép dưới 3%.
3. Thiết bị thí nghiệm
• Theo phương pháp rây khô cần:
o Bộ rây (có ngăn đáy) có kích thước các lỗ: 10 - 5 - 2 - 1 – 0.5 –
o
o
o

0.25 mm.
Cân kỹ thuật có độ chính xác đến 0,01g.
Cối sứ có chày bọc cao su.
Hộp nhôm và thau nhỏ để đựng đất.


Hình 8: Bộ rây
•

Theo
cần

o

o
o
o
o
o
o

phương

pháp tỷ trọng kế

thêm các
Bộ rây (có

dụng cụ sau:
ngăn đáy) có kích

thước lỗ: 10

- 5 - 2 - 1 - 0.5 -

0.25
Ống đo.
Que khuấy.Tỷ trọng kế.
Đồng hồ bấm giây.
Bình đựng nước.
Phễu.
Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ.

0.1mm.

4. Quy trình thí nghiệm.
• Phương pháp rây khô
o Mô tả sơ bộ về mẫu đất thí nghiệm.
o Lấy mẫu đất trung bình, cân khối lượng của nó.
o Đổ phần đất đã nghiền đó vào rây trên cùng của bộ rây được chất
thành cột theo thứ tự tăng dần kích thước lỗ kể từ đáy trở lên. Bộ
rây sẽ được lắc bằng tay. Sau đó phần hạt trên rây ta cho vào cối
nghiền nhưng không được đập nát làm mất tích chất của hạt. Sau

•

o

đó tiếp tục cho lên rây lắc tiếp
Ta lắc cho đến khi đem từng rây ra lắc trên 1 tờ giấy mà không

o

thấycó đất ra nữa thì đạt yêu cầu
Cân riêng từng nhóm hạt đạt yêu cầu còn lại trên các rây và lọt

o

xuống ngăn đáy.
Sau đó cộng lại tổng các thành phần cỡ hạt đất trên các rây. Nếu sai

lệch của khối lượng quá 1% thì phải tiến hành phân tích lại.

Phương pháp tỉ trọng kế


o

Lấy mẫu đất đã chọn trộn đều và hoà tan hoàn toàn với nước cất

o

sau đó cho thêm nước vào và khuấy đục huyền phù.
Cho huyền phù qua rây 0,1mm. Phần lọt qua rây đem đổ vào ống
đo sau đó thêm nước cất vào ống đo đến khoảng một lít thì ngừng,
phần còn lại cho vào hộp nhôm và đem đi sấy khô trong tủ sấy điều
chỉnh được nhiệt độ, sau khi sấy xong thì tiến hành xác định thành
phần hạt giống với phương pháp rây khô (bước này lúc thí nghiệm

o
o

không làm).
Dùng nhiệt kế để đo nhiệt độ huyền phù trong ống đo được t1.
Dùng que khuấy huyền phù trong ống đo khoảng một phút (cứ hai
giây kéo lên đẩy xuống hai lần), ghi điểm thôi khuấy và sau 20
giây thả nhẹ tỷ trọng kế vào trong huyền phù (để tỷ trọng kế nổi tự

o

do) và không được chạm vào thành ống đo.
Tiến hành đọc số trên tỷ trọng kế sau 30 giây, 1 phút và 5 phút từ

o
o
o

khi thôi khuấy.
Lấy tỷ trọng kế ra khỏi huyền phù và cho vào ống đựng nước cất.
Khuấy lại huyền phù lần thứ hai, sau đó đo nhiệt độ t2.
Cho tỷ trọng kế vào trong huyền phù và tiến hành đọc số trên tỷ

trọng kế sau 15 phút, 30phút, 90 phút, 120phút.
5. Kết quả thí nghiệm
Chèn bản số liệu:- Thí nghiệm ray khô
Thí nghiệm ray ướt
Nhận xét:


THÍ NGHIỆM 5: XÁC ĐỊNH SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT TRONG
PHÒNG THÍ NGHIỆM

1. Mục đích thí nghiệm
Xác định sức chống cắt của mẫu đất đem thí nghiệm
2. Cơ sở lý thuyết
2.1 Khái niệm:
•

Sức cống cắt của đất (τ) là phản lực của nó đối với ngoại lực ứng với lúc

•

đất bắt đầu bị phá hoại và trượt lên nhau theo một mặt phẳng nhất định.

Sức chống cắt của cùng một loại đất sẽ không giống nhau, tùy theo trạng
thái vật lý của nó (mức độ phá hoại kết cấu tự nhiên, độ chặt, độ ẩm),
cũng như điều kiện thí nghiệm (phương pháp thí nghiệm, cơ cấu máy

•

móc, kích thước mẫu thí nghiệm…).
Sự phá hoại bắt đầu xảy ra khi ứng suất tiếp vượt quá sức chống cắt bên

τ =σ

trong khối đất (
tgϕ + C ).
Chú ý: để nhận được kết quả tin cậy nhất, thí nghiệm xác định sức chống
cắt phải tiến hành trong điều kiện gần giống với điều kiện làm việc của
đất dưới công trình hoặc trong thân công trình.
2.2 Phương pháp thí nghiệm và tính toán.
•

Sức chống cắt τ của mẫu đất là ứng suất tiếp tuyến nhỏ nhất, được tính
theo công thức:
Q
τ=
F
Với ứng suất này, mẫu đất bị cắt theo một mặt phẳng định trước dưới áp
lực thẳng đứng V theo công thức:
P
σ=
F

•

Trong đó :
P và Q lần lượt là lực pháp tuyến và lực tiếp tuyến với mặt
cắt, tính bằng Niutơn;
F là diện tích mặt cắt, tính bằng centimét vuông.
Quan hệ giữa sức chống cắt τ và áp lực thẳng đứng trên mặt phẳng cắt
được biểu diễn bằng phương trình:

τ = σ tg (ϕ ) + C

Trong đó:
ϕ là góc ma sát trong của đất;
C lực dính đơn vị của đất loại sét, hoặc thông số tuyến tính của đất
loại cát, tính bằng Niutơn trên mét vuông hay (KG/cm2)
Để xác định giá trị tgϕ và C của đất, cần phải tiến hành xác định τ ứng
σ

với ít nhất là 3 trị số khác nhau của đối với cùng một phương pháp thí
nghiệm.
Chú thích : Để tìm giá trị tính toán tgϕ và C của đất thuộc một lớp, cần phải có
ít nhất 6 lần xác định τ cho mỗi giá trị V đối với cùng một phương pháp thí
nghiệm.
3. Thiết bị thí nghiệm
• Các máy cắt:
o

Máy cắt có lực tác dụng trực tiếp.

o

Máy cắt có lực tác dụng gián tiếp.

•

Hộp cắt gồm phần di động và phần không di động.

•

Tấm nén truyền lực.

•

Đồng hồ đo độ biến dạng đứng và biến dạng ngang có độ chính xác
0,01mm.

•

Dao vòng cắt, nén của máy ứng lực.

•

Máy dùng để nén

•

Các loại quả cân tăng lực 0,251Kg/cm3, 0,51Kg/cm3, 1Kg/cm3

Dao thái

4. Trình tự thí nghiệm
• Mô tả sơ bộ mẫu đất thí nghiệm.
•


•

Dùng dao vòng lấy mẫu đất (chú ý mặt trên và mặt dưới của dao vòng
phải được gọt phẳng, ngang mép với dao vòng và xung quanh phải được

•

lau sạch).
Đem dao vòng đến máy chuẩn bị cắt, đặt dưới khuôn của máy miếng đá
thấm, rồi đến giấy thấm, chỉnh khuôn của máy khớp với dao vòng, đặt
dao vòng và khuôn lên máy để cho mẫu đất rơi xuống vòng tròn của máy,
đặt miếng giấy thấm lên bề mặt mẫu, sau đó đặt tiếp miếng đá thấm lên

•

trên, sau cùng đậy nắp lại, có định mẫu vào máy bằng hai đinh kim loại.
Dịch chuyển thanh nén của máy đến sát hộp đựng mẫu rồi điều chỉnh
đồng hồ của máy về "0". Sau đó đặt tài lên nắp hộp đựng mẫu rồi điều

•

chỉnh thăng bằng ở phía dưới sao cho nó nằm ngang.
Lấy hai đinh kim loại cố định mẫu ra rồi quay tay quay để truyền lực cho

thanh nén tác động vào máy.

• Khi kim đồng hồ không tăng, ta ghi lại giá trị trên đồng hồ đo.
• Thay tải trọng và lập lại các bước trên.
5. Kết quả thí nghiệm
Qua các bước tiến hành ở trên ta có được bảng số liệu
Bảng 9: Biểu ghi cắt phẳng
Số hiệu mẫu:
Mô tả mẫu
Sức
Cấp áp
Hệ số vòng
Số đọc ĐH
chống cắt
TT KH dao vòng
lực
lực
R (mm)
P (kPa)
Cr 9kPa/mm) τmax (kPa)
1
24
100
25
0,0147
0,3896
2
20
200
45
0,0147
0,6174

3
4
300
56
0,0147
0,8453

c =0,1617kPa
ϕ =0.13055o =0,0023rad
tanϕ =0,0023

Ghi tên biểu đồ, đơn vị của các trục.


THÍ NGHIỆM 6: XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CHẢY CỦA ĐẤT TRONG PHÒNG
THÍ NGHIỆM
1. Mục đích thí nghiệm
Thí nghiệm dùng để tính toán một số chỉ tiêu như chỉ số dẻo, độ sệt.. để
đánh giá trạng thái của đất và phân loại đất.
2. Cơ sở lý thuyết
2.1Khái niệm
•

Giới hạn chảy (WL) của đất tương ứng với độ ẩm mà đất loại sét có kết
cấu bị phá hoại chuyển từ trạng thái dẻo sang trạng thái chảy. Giới hạn
chảy được đặc trưng bằng độ ẩm của bột đất nhào với nước mà ở đó
quả dọi thăng bằng hình nón dưới tác dụng của trọng lực bản thân sau

2.2

10 giây sẽ lún sâu hơn 10mm.
Phương pháp thí nghiệm và tính toán
• Giới hạn dẻo, tính bằng %, được xác định theo công thức:
Trong đó:
m0(g): khối lượng của cốc nhôm;
m1(g): khối lượng của mẫu đất ẩm và cốc nhôm;
m2(g): khối lượng của mẫu đất đã được sấy khô đến khối lượng không
đổi và cốc nhôm.

3. Chuẩn bị mẫu và thiết bị thí nghiệm.
3.1 Chuẩn bị mẫu.
• Nếu mẫu đã được hong khô trong tự nhiên, dùng phương pháp chia tư
để lấy khoảng 300g đất, cho qua rây 1mm để loại bỏ các di tích thực
vật lớn, đưa đất loạt qua rây vào bát trộn đều với nước cất đến trạng
•

thái như hồ đặc.
Nếu là đất ẩm tự nhiên, lấy khoảng 150cm3 cho vào bát nhào kỹ (có
thể cho thêm ít nước cất nếu cần). Dùng tay để nhặt bỏ hạt lớn hơn
1mm hoặc dùng rây 1mm để loại trừ.


3.2 Thiết bị thí nghiệm.
• Mũi côn
•

Khuôn hình trụ kim loại để đựng mẫu thí nghiệm.

•

Cân kỹ thuật độ chính xác 0.01g.

•

Tủ sấy.

•

Dao.

•

Cốc nhôm.

•

Đồng hồ bấm giờ

4. Quy trình thí nghiệm
• Mô tả sơ bộ mẫu về tên mẫu đất, màu sắc và trạng thái.
• Cho đất vào khuôn nhưng không được nén và bên trong không được có
•

lỗ rỗng.
Đặt quả dọi lên khuôn sao cho mũi quả dọi vừa chạm mẫu đất, để mũi
côn thăng bằng, thả nhẹ cho mũi côn tự lún vào mẫu đất theo tác dụng

•

của trọng lực.

Sau 10 giây nếu mũi côn lún chưa được 10mm hoặc lún sâu hơn 10mm
thì độ ẩm của đất chưa đạt tới giới hạn chảy hoặc đã vượt quá giới hạn
chảy nên phải làm lại đến khi đạt yêu cầu (mũi côn lún vào mẫu đất

•

đúng 10mm).
Cho mẫu vào cốc nhôm (có khối lượng là m(g)), mỗi cốc cho khoảng
từ 15 – 20g đất từ khuôn có độ ẩm đạt yêu cầu, cân được khối lượng

•

m1(g).
Cho hai cốc đem vào tủ sấy trong 8h ở nhiệt độ 1050C, sau đó lấy hai

cốc chứa mẫu đã sấy đem cân khối lượng được mo(g).
5. Kết quả thí nghiệm.
Qua các bước tiến hành ở trên ta có được bảng số liệu
Số hiệu mẫu:
T
Kí hiệu bì
T

Bảng 10: Biểu ghi giới hạn chảy
Mô tả mẫu: Đất loại sét, màu xám.
KL bì
KL đất ẩm KL đất khô
Giới hạn
m (g)
+ bì

+ bì
chảy

Giới hạn
chảy TB


1
2

21TYN
H9
δ WL =

Sai số:
Nhận xét:

9,41
12,49

m1 (g)
32,81
28,07

mo (g)
25,00
22,92

WL (%)
50,10

49,38

50,10 − 49,38
= 1, 4%
49, 74

Mẫu đất là đất sét pha nên có giới hạn chảy tương đối lớn

WLtb (%)
49,74


THÍ NGHIỆM 7: XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN DẺO CỦA ĐẤT TRONG PHÒNG
THÍ NGHIỆM
1. Mục đích thí nghiệm
•
•

Xác định giới hạn dẻo và đánh giá tính dẻo của đất
Kết hợp với kết quả của thí nghiệm giới hạn chảy tính ra chỉ số dẻo (Id)
và chỉ số sệt (B).

2. Cơ sở lý thuyết
2.1 Khái niệm
Giới hạn dẻo (Wp) của đất tương ứng với độ ẩm mà đất loại sét có kết cấu
bị phá hoại chuyển từ trạng thái cứng sang trạng thái dẻo. Giới hạn dẻo
được đặc trưng bằng độ ẩm của đất sau khi đã nhào trộn đều với nước và
lăn thành que có đường kính 3mm, thì que đất bắt đầu rạn nứt và đứt
2.2

thành những đoạn ngắn có chiều dài từ 3 đến 10mm.
Phương pháp thí nghiệm và tính toán
Giới hạn dẻo, tính bằng %, được xác định theo công thức:
Trong đó:
m0(g): khối lượng của cốc nhôm;
m1(g): khối lượng của mẫu đất ẩm và cốc nhôm;
m2(g): khối lượng của mẫu đất đã được sấy khô đến khối lượng không

đổi và cốc nhôm.
3. Chuẩn bị mẫu và thiết bị thí nghiệm
3.1. Chuẩn bị mẫu
•

Phần mẫu đất để xác định giới hạn dẻo phải có tính chất cho toàn mẫu

•

đất.
Nếu mẫu đất đã được hong khô trong điều kiện tự nhiên, dùng phương
pháp chia tư để lấy khoảng 300g đất, loại bỏ các di tích thực vật lớn hơn
1mm rồi cho vào cối sứ và dùng chày có đầu bọc cao su để nghiền nhỏ.