10 câu hỏi Thí nghiệm CƠ HỌC ĐẤT thầy Đỗ Thanh Hải ĐHBKHCM

Câu 1. Trình tự thí nghiệm lắng đọng

1
B1. Dùng 50g đất lọt qua rây N10, trộn với nước vừa đủ nhão trong chén, thêm 10 giọt hóa chất
Na4P2O7 , ngâm trong 24h để làm phân tán đều các đám hạt (trong TN vì thời gian bị hạn chế nên có
thể dùng 20 giọt => TN không được hoàn toàn chính xác vì các hạt không được tách đều và các hạt
sẽ rơi nhanh hơn).
B2. Cho vào máy khoấy (có thể dùng tay để khuấy), trộn thêm nước, khoảng 10 ph
B3. Đổ hổn hợp vừa trộn vào bình (1)[đựng mẫu + nước (huyền phù)], thêm nước vừa đúng 1 lít, dùng
đũa khuấy đều. Sau 1p20s cho tỷ trọng kế vào huyền phù
B4. Sau khi cho thủy kế vào bình (1), đọc trị số R vào từng thời điểm (nguyên tắc nhân đôi):
T = 15s, 30s, 1p, 2p, 4p, 8p, 15p, 30p, 1h, …. , 24h (sau mỗi thời điểm đo – sau 2p, lấy thủy kế ra để rửa
(bình 2) ( một bình rửa riêng) để tránh hiện tượng bám dính của hạt đất xung quanh thủy kế)
Trong quá trình đọc sẽ có sai số do: nhiệt độ, mặt khum, hóa chất, mắt đọc, … , ta sẽ có số đọc sau khi
hiệu chỉnh là: Rc = R + ct + cm
R : số đọc từ thủy trọng kế
ct : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ
cm : hệ số điều chỉnh mặt khum
Câu 2. Cách phân biệt kích thước hạt đất theo biểu đồ thành hần hạt
-

Kết quả phân tích hạt được trình bày dưới dạng đường cong cấp phối hạt, trên hệ thống nửa trục
Logarit___Trục hoành biểu diễn đường kính hạt
Trục tung biểu diễn % trọng lượng hạt lọt qua rây (hay % mịn hơn)

- Có 3 dạng cấp phối chính:___ Dạng thoai thoải : cấp phối tốt
Dạng dốc đứng : cấp phối xấu
Dạng bậc thang : cấp phối trung bình
Các hệ số:
- Hệ số đồng nhất: Cu =

D60
D10

___ Cu < 5 : Đất đồng nhất
Cu = 5 – 15: Vừa
Cu > 15 : Đất không đồng nhất

(D30 )2

- Hệ số hình dạng: Cc (Cg) = D

10 D60

___ Cg > 4 : Sạn
Cg > 6 : Cát
1 < Cg < 3: Sạn – cát
Cg = 0,5 – 2,0: Cấp phối tốt

-

Trong đó: D60 ; D30 ; D10 : Đường kính cở hạt mà những hạt có đk nhỏ hơn hoặc bằng nó chiếm
60% ; 30% ; 10% theo thứ tự.
Từ đường cấp phối hạt: phân loại đất, xác định tỉ lệ % nhóm các cở hạt, nhận xét về hình dạng đường
cấp phối, các hệ số…

% đối với toàn bộ khối lượng đem TN là: N% = (P% P10%)/100
+ N%: phần trăm hiệu chỉnh
+ P% : phần trăm mịn hơn
+ P10%: phần trăm lọt qua rây N10

+ Đá lăn, đá hộc: > 100

2

+ Hạt cuội: 10 –100
+ Hạt sỏi: 2 – 10
+ Hạt cát___To: 0,5 – 2
Vừa: 0,25 – 0, 5
Nhỏ: 0,25 – 0,05
+ Hạt bụi___To: 0,05 – 0,01
Nhỏ: 0,005–0,01
+ Hạt sét: 0,002 – 0,005
+ Hạt keo: < 0,002
Câu 3. Dụng cụ và trình tự xác định giới hạn nhão
* Dụng cụ thí nghiệm
- Dụng cụ Casagrande (chiều cao nâng chỏm cầu là 1 cm)
- Cân (độ chính xác 0,01 g)
- Dao cắt rãnh
- Lò sấy, dao trộn, kính trộn, muỗng xúc đất, rây N40 (đk hạt 0,42 mm),
- Bình nước, lon đựng mẫu

* Trình tự xác định giới hạn nhão
- Dùng khoảng 100 g đất lọt qua rây N40, trộn với nước vừa đủ nhão
- Lấy đất vừa trộn trét vào khỏang 2/3 chỏm cầu (tránh bọt khí)
- Dùng dao cắt rãnh, chia đất trong chỏm cầu thành 2 phần bằng nhau (khoảng cách khe hở 2 mm, dày
8 mm)
- Cho chỏm cầu nâng lên và rơi xuống hr = 1 cm, vận tốc v = 1 lần/30s, đếm số lần rơi N cho đến khi
đất ở 2 phần chỏm cầu khép lại
- Lấy đất nơi khép lại trong chỏm cầu bỏ vào lon, cân, đem mẫu sấy khô (24h), cân mẫu đất khô; xác

định độ ẩm.
- Lấy đất trong chỏm cầu ra, trộn đều cho bốc bớt hơi nước, làm lại TN như trên
- Làm TN tương tự khoảng 3-4 lần, xác định số lần rơi Ni-1 < 25 < Ni


3
Câu 4. Xác định giới hạn dẽo, nhão từ số liệu thô
- Xác định giới hạn nhão: vẽ biểu đồ quan hệ giữa w ~ logN; wL tươngứng với w tại N = 25
- Xác định giới hạn dẻo bằng trung bình cộng của kết quả TN dẻo
W−WP

- Xác định chỉ số nhão (độ sệt): IL (B) = W

L −WP

- Xác định chỉ số dẻo: IP (A) = WL – WP

Câu 5. Trình tự thí nghiệm đầm chặt
B1. Làm khô mẫu đất hoặc sấy khô t < 500C, dùng chày để làm tơi đất, cho lọt qua rây N4
B2. Lấy khoảng 3 kg đất, sau đó thêm nước vào rồi trộn đều để tạo độ ẩm cho đất
Ban đầu độ ẩm là 5% sau đó tăng độ ẩm (khoảng 2-3%)
B3. Cân trọng lượng khuôn, dùng muỗng xúc đất đổ vào khuôn, chia thành 3 lớp
mỗi lớp đầm n chày phân bố đều trong khuôn, đầm theo hình tròn
+ Đất cát & cát pha sét : n = 25
+ Đất sét pha cát & sét có Ip < 30 : n = 30 – 40
+ Đất sét có Ip > 30 : n = 40 – 50
B4. Dùng dao gạt bằng phía trên, cân trọng lượng khuôn và đất để xác định KLR đất ẩm
B5. Lấy một ít đất ở mẫu giữa khuôn cân rồi cho vào lò sấy sau 24h cân lại để xác định độ ẩm
Làm tơi mẫu đất và thêm nước vào ( độtăng độẩm 2-3%) và lập lại TN như trên.
Cứ như thế, lặp lại TN đến khi nào cân thấy tốc độ tăng của (đất + khuôn) < tốc độtăng của độẩm.

Câu 6. Giải thích biểu đồ thí nghiệm đầm chặt
Q

- Trong quá trình TN, xác định được dung trọng ẩm γ = V khuôn
g

- Xác định dung trọng khô ứng với mỗi lần TN g d = 1+0.01w
- Vẽ biểu đồ quan hệ giữa w và γ , từđó xác định được γmax và Wopt
* Vì khó có thể làm không khí thoát hết ra khỏi các lỗ rỗng, điều kiện để dạt được độ bão hòa S = 100%,
cho nên đường cong đầm nện luôn luôn nằm dưới đường cong bảo hòa.


- Độ ẩm của đất: công đầm sẽ đạt được hiệu quả cao nhất khi mẫu đất đạt đến một độ ẩm thích hợp nhất,
đối với mỗi loại đất độ ẩm đó được gọi là độ ẩm tốt nhất (Wopt )

4

Độ ẩm tốt nhất ( tối thuận ) (Wopt ) là lượng ngậm nước thích hợp để đạt được khối lượng thể tích khô lớn
nhất ứng với một công đầm tiêu chuẩn nào đó
Giải thích hiện tượng trên :
Khi độ ẩm của mẫu đất còn nhỏ mà ma sát giữa các hạt rất lớn làm cho các hạt khó di chuyển dưới tác
dụng của công đầm do đó dung trọng khô của đất cũng chưa lớn
Khi mẫu đất đạt đến độ âm thích hợp nhất (Wopt ) thì xung quanh các hạt đất xuất hiện nước liên kết mặt
ngoài làm cho các hạt dễ dàng dịch chuyển dưới tác dụng của công đầm, từ đó các hạt được sắp xếp
chặt lại , dung trọng khô của đất cũng đạt được dung trọng khô lớn nhất

Khi độ ẩm của mẫu đất tăng lên nữa thì dung trọng khô của đất sẻ giảm xuống do công đầm chỉ truyền lên
phần áp lực nước lỗ rỗng trong đât làm cho ứng suất có hiệu giảm

Câu 7. Trình tự thí nghiệm cắt trực tiếp

Thí nghiệm
B1. Cắt 3 mẫu đất (dày 30 cm) cho 3 lần thí nghiệm với 3 cấp tải trọng khác nhau
B2. Bôi trơn nhớt vành trong hộp cắt
B3. Dùng dao vòng ấn vào mẫu đất và gạt bằng hai mặt
B4. Đặt mẫu đất vào hộp cắt ở giữa 2 tấm đá bọt và khóa chốt cẩn thận
B5. Đặt hộp cắt vào máy cắt, điều chỉnh đồng hồ về 0, lấy các chốt ở hộp cắt ra
B6. Đặt tải trọng đứng theo đúng với cấp tải
B7. Cho máy cắt cho đến khi nào mẫu bị phá hoại; ghi lại giá trị (𝜏) ứng với lúc đồng hồ đo ứng lực
ngang đạt giá trị max.
* Hệ số máy (hệ số vòng lực) 0,004
𝜎 = 0,5 kg/cm2 => quả cân 1,6 kg
𝜎 = 0,75 kg/cm2 => quả cân 2,37 kg
𝜎 = 1 kg/cm2 => quả cân 3,12 kg
𝜎 = 2 kg/cm2 => quả cân 6,24 kg
Câu 8. Nêu các dụng cụ thí nghiệm và số liệu thô thu được từ thí nghiệm cắt trực tiếp


Dụng cụ thí nghiệm
- Máy cắt trực tiếp

5

- Dao vòng (để tạo mẫu đất thí nghiệm)
- Đồng hồ đo chuyển vị ngang, đồng hồ đo ứng lực ngang;
2/1000 mm:1 vạch = 0,002 mm – đh đo ứng lực ngang,
1/100 mm: 1 vạch = 0,01 mm –đh đo chuyển vị ngang.
- Đồng hồ đo chuyển vị đứng (chỉ sử dụng khi nào dùng để cắt cố kết)
- Dao, bình nước, các quả cân dùng làm tỷ trọng - Mẫu đất nguyên dạng hoặc chế bị.
Số liệu thô thu được từ thí nghiệm cắt trực tiếp
Cách 1: Ta vẽ biểu đồ quan hệ giữa ứng suất cắt 𝜏 và áp lực đứng 𝜎 để xác định được giá trị 𝜑 và c

Cách 2: Theo công thức bình phương cực tiểu

tan 𝜑 =

𝑛 ∑𝑛𝑖=1 𝜏𝑖 𝜎𝑖 − ∑𝑛𝑖=1 𝜏𝑖 ∑𝑛𝑖=1 𝜎𝑖
𝑛 ∑𝑛𝑖=1 𝜎𝑖 2 − (∑𝑛𝑖=1 𝜎𝑖 )

𝑛

𝑛

𝑖=1

𝑖=1

2

𝟏
𝒄 = (∑ 𝜏𝑖 − tan 𝜑 ∑ 𝜎𝑖 )
𝒏

Câu 9. Trình tự thí nghiệm nén cố kết
B1. Dùng dao vòng và dụng cụ gọt mẫu để lấy mẫu từ mẫu đất nguyên dạng
- Cho mẫu đất đã lấy vào hộp nén giữa 2 tấm đá bọt
- Đặt hộp nén vào máy nén
B2. Điều chỉnh đồng hồ về vị trí 0
- Cân bằng cánh tay đòn bằng thủy kế
B3. Chất tải trọng theo từng cấp: 0,25; 0,5; 1; 2; 4 kg/cm2 …
- Mỗi cấp tải tác dụng lên mẫu được giữ cho đến khi đạt ổn định biến dạng nén

(Biến dạng không vượt quá 0,01 mm trong 30 phút đối với đất cát, 3 giờ đối với đất cát pha, 12 giờ
đối với đất sét pha hoặc đất sét có chỉ số dẻo IP < 30. Riêng với đất sét có IP > 30 và đất sét mềm yếu
thì biến dạng chỉ được coi là ổn định nếu biến dạng không vượt quá 0,01 mm trong 24 giờ).
B4. Theo dõi và ghi biến dạng nén trên đồng hồ đo biến dạng dưới mỗi cấp tải trọng ngay sau 15s tăng
tải đến khi biến dạng ổn định theo qui ước.


( Khoảng thời gian đọc lần sau được lấy gấp đôi so với lần đọc trước: 15s, 30s, 1p, 2p, 4p, 8p, 15p, …
1h, 24h.)

6

B5. Sau khi biến dạng của mẫu đất đã ổn định ở cấp áp lực cuối cùng thì tiến hành giở tải. Nguyên tắc giở
tải cũng giống như lúc đặt tải là giở từng cấp thứ tự: 4; 2; 1; 0,5; 0,25 kg/cm2. Đo lại chuyển dịch của
đồng hồ đo biến dạng.
* Chú ý:
- Để cho đất được bảo hòa cần phải đổ nước đầy trong hộp nén trong quá trình thí nghiệm.
- Cần chú ý không cho đất nở khi thấm nước vào hộp nén. Nếu đồng hồ đo biến dạng chuyển dịch khi
thêm nước thì chứng tỏ mẫu bị nở, lúc đó phải chỉnh lại vít hãm để đưa trở về vịtrí ban đầu.
Số đọc trên đồng hồ là 1/100 mm
Câu 10. Cách chọn giá trị ứng suất trong thí nghiệm nén cố kết từ các trọng lượng quả cân

Theo dõi và ghi biến dạng nén trên đồng hồ đo biến dạng dưới mỗi cấp tải trọng ngay sau 15s tăng tải
đến khi biến dạng ổn định theo qui ước.
( Khoảng thời gian đọc lần sau được lấy gấp đôi so với lần đọc trước: 15s, 30s, 1p, 2p, 4p, 8p, 15p, …
1h, 24h.)