báo cáo thí nghiệm Địa kĩ thuật Trường Đại học Bách Khoa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÁO CÁO:
THÍ NGHIỆM ĐỊA KỸ THUẬT
GVHD: PHÙ NHẬT TRUYỀN
Nhóm 3-A04
1. Trần Khương Huy
2. Huỳnh Văn Thạo
3. Huỳnh Bảo Minh

1511295
1513107
1511969

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 12 năm 2017


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

MỤC LỤC

PHỤ LỤC 1-DANH SÁCH HÌNH.................................................................................. 5
PHỤ LỤC 2-DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................... 6
PHỤ LỤC 3: DANH MỤC BIỂU ĐỒ ............................................................................ 6
BÀI THỰC HÀNH 1 (TCVN 4196:2012) ...................................................................... 7
ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM VÀ ĐỘ HÚT ẨM
TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM .................................................................................... 7
I.

Mục đích thí nghiệm: ............................................................................................ 7

II. Cơ sở lý thuyết: ..................................................................................................... 7
III. Thiết bị, dụng cụ và vật liệu:................................................................................. 8
IV. Các bước tiến hành: .............................................................................................. 8
V. Báo cáo kết quả thí nghiệm: .................................................................................. 9
BÀI THỰC HÀNH 2 (4202:2012) ................................................................................ 11
ĐẤT XÂT DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH
TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM .................................................................................. 11
I.

Mục đích thí nghiệm: .......................................................................................... 11

II. Cơ sở lí thuyết: .................................................................................................... 11
III. Thiết bị và dụng cụ:............................................................................................. 13
IV. Thực hiện thí nghiệm: ......................................................................................... 14
V. Báo cáo thí nghiệm: ............................................................................................. 18
BÀI THỰC HÀNH 3(4195:2012) ................................................................................. 20
ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG TRONG
PHÒNG THÍ NGHIỆM ................................................................................................. 20
I.

Phạm vi áp dụng: ................................................................................................. 20

II. Cơ sở lí thuyết: .................................................................................................... 20
III. Thiết bị, dụng cụ và vật liệu ................................................................................ 21
IV. Thực hiện thí nghiệm: ......................................................................................... 21
V. Báo cáo thí nghiệm: ............................................................................................. 23
BÀI THỰC HÀNH 4 (4197:2012) ................................................................................ 24
ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CHẢY VÀ GIỚI HẠN
DẺO TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM ......................................................................... 24

I.

Mục đích thí nghiệm: .......................................................................................... 24

II. Cơ sở lí thuyết: .................................................................................................... 24
III. Thiết bị, dụng cụ và vật liệu:............................................................................... 24
2|Page


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

IV. Các bước tiến hành: ............................................................................................ 25
V. Báo cáo kết quả thí nghiệm ................................................................................. 28
BÀI THỰC HÀNH 5 (4198:2014) ................................................................................ 30
ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HẠT TRONG
PHỊNG THÍ NGHIỆM ................................................................................................. 30
I.

Mục đích thí nghiệm: .......................................................................................... 30

II. Cơ sở lí thuyết: .................................................................................................... 30
III. Thiết bị, dung cu và tài liệu: ............................................................................... 30
IV. Các bước tiến hành. ............................................................................................ 32
V. Báo cáo kết quả thí nghiệm: ................................................................................ 36
BÀI THỰC HÀNH 6 ( TCVN 4201:2012) ................................................................... 43
ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ CHẶT TIÊU CHUẨN
TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM .................................................................................. 43
I.

Mục đích thí nghiệm: .......................................................................................... 43

II. Cơ sở lý thuyết: ................................................................................................... 43
III. Dụng cụ và thiết bị: ............................................................................................. 43
IV. Cách tiến hành thí nghiệm: ................................................................................. 44
V. Báo cáo kết quả thí nghiệm: ................................................................................ 46
BÀI THỰC HÀNH 7 ( TCVN 4200:2012) ................................................................... 48
ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH NÉN LÚN TRONG
PHỊNG THÍ NGHIỆM ................................................................................................. 48
I.

Mục đích thí nghiệm: .......................................................................................... 48

II. Cơ sở lý thuyết: ................................................................................................... 48
III. Dụng cụ, thiết bị và mẫu: .................................................................................... 48
IV. Tiến hành thí nghiệm: ......................................................................................... 49
V. Báo cáo kết quả thí nghiệm: ................................................................................ 51
BÀI THỰC HÀNH 8 (TCVN 4199:1995) .................................................................... 54
ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CHỐNG CẮT TRONG
PHỊNG THÍ NGHIỆM Ở MÁY CẮT PHẲNG........................................................... 54
I.

Mục đích thí nghiệm: .......................................................................................... 54

II. Cơ sở lý thuyết: ................................................................................................... 54
III. Dụng cụ và thiết bị: ............................................................................................. 55
IV. Các bước tiến hành thí nghiệm: .......................................................................... 55
V. Biểu thị kết quả thí nghiệm: ................................................................................ 57
THÍ NGHIỆM 11: UNCONFINED COMPRESSION TEST ....................................... 60
3|Page

Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

I.

Mục đích thí nghiệm: .......................................................................................... 60

II. Cơ sở lí thuyết: .................................................................................................... 60
III. Thiết bị thí nghiệm: ............................................................................................. 60
IV. Trình tự thí nghiệm: ............................................................................................ 61
V. Kết quả thí nghiệm: ............................................................................................. 62

4|Page


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

PHỤ LỤC 1-DANH SÁCH HÌNH

Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình

Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình

1:Mẫu đất xác định độ ẩm ........................................................................... 8
2: Đo đường kính và chiều cao dao vịng ................................................. 14
3: Đo khối lượng dao vòng. ...................................................................... 14
4:Gọt đất. ................................................................................................... 15
5:Cân khối lượng đất và dao vòng. ........................................................... 15

6:Cắt hạt lựu để xác định độ ẩm................................................................ 15
7:Lấy mẫu đất. ........................................................................................... 16
8: Cân khối lượng của mẫu. ...................................................................... 16
9: Ngâm mẫu vào sáp. ............................................................................... 17
10: Cân mẫu bọc sáp. ................................................................................ 17
11: Xác định khối lượng mẫu bọc sáp trong nước. ................................... 18
12: Ngiền sơ bộ đất. .................................................................................. 21
13: Cân đất. ............................................................................................... 22
14: Thêm nước vào bình. .......................................................................... 22
15: Hút chân khơng mẫu đất trong bình. ................................................... 22
16: Dụng cụ xác định giớ hạn dẻo ............................................................ 24
17:Mẫu đạt khi đất vừa chạm khất ............................................................ 26
18:Lăn đất thành những que có đường kính khoảng 3mm ....................... 27
19:Nhào đất với lượng nước vừa đủ. ........................................................ 27
20: Một số dụng cụ khác. .......................................................................... 31
21:Lắc rây khoảng 10p để các hạt rơi đểu. Tránh để các hạt rơi ra ngoài 32
22: Lọc đất qua rây .................................................................................... 34
23: Cối đầm. .............................................................................................. 43
24: Đầm đất bằng búa ............................................................................... 44
25: Rạch bề mặt đất trước khi thêm lớp tiếp theo. .................................... 45
26: Mẫu đất dầm nện xong đem gọt. ......................................................... 45
27: Điều chỉnh đồng hồ đo về 0 ................................................................ 49
28: Đặt tải trọng theo từng cấp khác nhau. ............................................... 50
29: Lấy mẫu đất vào dao vòng. ................................................................. 55
30: Cho mẫu vào hộp cắt. .......................................................................... 56
31: Mẫu lắp vào máy cắt phẳng . .............................................................. 56
32: Mẫu đất sau khi thí nghiệm xong ........................................................ 57
33:Máy nén một trục và máy cắt mẫu ....................................................... 60
34: Đồng hồ đo. ......................................................................................... 61
35: Mẫu sau khi nén. ................................................................................. 61

5|Page


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

PHỤ LỤC 2-DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Kết quả xác định độ ẩm ........................................................................... 9
Bảng 2: Kết quả xác định độ hút ẩm. .................................................................. 10
Bảng 3: Xác định độ ẩm của đất. ........................................................................ 18
Bảng 4:: Xác định khối lượng thể tích bằng phương pháp dao vịng ................. 19
Bảng 5:Xác định khối lượng thể tích bằng phương pháp bọc sáp ...................... 19
Bảng 6: Xác định độ ẩm của đất ......................................................................... 23
Bảng 7: Xác định khối lượng riêng ..................................................................... 23
Bảng 8:Biểu mẫu xác định độ ẩm của đất ........................................................... 28
Bảng 9:Biểu mẫu thí nghiệm xác định độ ẩm, giới hạn dẻo. .............................. 29
Bảng 10: Biểu mẫu phân tích tp hạt theo phương pháp rây khơ ......................... 40
Bảng 11:Thơng số mẫu và dụng cụ thí nghiệm. ................................................. 41
Bảng 12: Kết quả thí nghiệm tỷ trọng kế. ........................................................... 41
Bảng 13: Thành phần hạt theo phương pháp tỷ trọng kế. ................................... 42
Bảng 14:Các thơng số và kích thước cối đầm..................................................... 43
Bảng 15: Thí nghiệm đo độ ẩm. .......................................................................... 47
Bảng 16: Thí nghiệm xác định độ chặt tương đối:.............................................. 47
Bảng 17: Thí nghệm xác định độ ẩm. ................................................................. 52
Bảng 18: Xác định khối lượng thể tích ............................................................... 52
Bảng 19: Kết quả thí nghiệm nén. ....................................................................... 52
Bảng 20: Xác định khối lượng thể tích đất bằng dao vịng................................. 57
Bảng 21: Xác định hệ số vòng lực. ..................................................................... 58
Bảng 22: Kết quả thí nghiệm sức chống cắt bằng máy cắt phẳng ...................... 58

Bảng 23: Ứng suất pháp và ứng suất tiếp ........................................................... 59
Bảng 24: Kết quả thí nghiệm nén đơn................................................................. 62
PHỤ LỤC 3: DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 1: Đường cong thành phần hạt theo phương pháp rây. ......................... 40
Biểu đồ 2: Biểu đồ thành phần hạt theo phương pháp tỷ trọng kế. .................... 42
Biểu đồ 3: Đường cong độ ẩm. ........................................................................... 47
Biểu đồ 4: Biểu đồ nén lún. ................................................................................. 53
Biểu đồ 5: Mối quan hệ giữa USP và UST. ........................................................ 59
Biểu đồ 6: Biểu đồ mối quan hệ giữa sức kháng nén và biến dạng. ................... 63

6|Page


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

BÀI THỰC HÀNH 1 (TCVN 4196:2012)
ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM VÀ ĐỘ HÚT ẨM
TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM
I.
Mục đích thí nghiệm:
- Xác định độ ẩm và độ hút ẩm của đất loại sét và loại đất cát trong phịng
thí nghiệm dùng cho xây dựng.
II.
Cơ sở lý thuyết:
1. Độ ẩm của đất (Moisture) (W): Lượng nước chứa trong đất, được tính
bằng phần trăm so với khối lượng đất khô. Độ ẩm của đất phải được xác
định ở trạng thái tự nhiên.
- Độ ẩm của đất (w) được tính bằng phần trăm (%) theo cơng thức (1):
W

m1  m0
 100%
m0  m

(1)

Trong đó:
m là khối lượng của cốc nhỏ có nắp, tính bằng gam (g);
m0 là khối lượng của đất đã được sấy khơ đến khối lượng khơng đổi và

cốc nhỏ có nắp, tính bằng gam (g);
m1 là khối lượng của đất ướt và cốc nhỏ có nắp, tính bằng gam (g).

Kết quả tính tốn độ ẩm được biểu diễn với độ chính xác đến 0,1 %.
Lấy giá trị trung bình cộng kết quả tính tốn các lần xác định song song
làm độ ẩm của mẫu đất.
2. Độ hút ẩm của đất (Wh), biểu diễn bằng phần trăm (%), được tính theo

cơng thức (2):
Wh 

m2  m0
 100%
m0  m

(2)

Trong đó:
m là khối lượng của cốc nhỏ có nắp, tính bằng gam (g);

m0 là khối lượng của đất đã được sấy khô đến khối lượng khơng đổi và cốc

nhỏ có nắp, tính bằng gam (g);
m2 là khối lượng của đất ở trạng thái khơ gió và cốc có nắp, tính bằng gam

(g).
Kết quả tính tốn độ hút ẩm được biểu diễn với độ chính xác tới 0,01 %.
Độ chênh lệch của các lần xác định song song không được lớn hơn 0,1 %.
Lấy trị số trung bình cộng của kết quả các lần xác định song song làm độ
hút ẩm của đất.
7|Page


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

III.

Thiết bị, dụng cụ và vật liệu:
Để xác định độ ẩm và độ hút ẩm của đất, cần những thiết bị và dụng cụ sau
đây:
- Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ đến 300 °C;
- Cân kỹ thuật có độ chính xác đến 0,01 g;
- Cốc nhỏ bằng thuỷ tinh hoặc hộp nhơm có nắp, thể tích lớn hơn hay bằng
30 cm3;
- Rây có đường kính lỗ 1 mm;
- Cốc sứ và chày sứ có đầu bọc cao su;
- Khay men để phơi đất;

IV.

Các bước tiến hành:
1. Chuẩn bị mẫu:
- Một mẫu thử có khối lượng khoảng 15 (g).
2. Xác định độ ẩm của mẫu đất:
- B1: Cho mẫu đất vào cốc nhỏ bằng hộp nhơm. Sau đó nhanh chóng đem
cân trên cân kỹ thuật để xác định khối lượng của hộp nhôm với mẫu đất.

Hình 1:Mẫu đất xác định độ ẩm
-

B2: Mở nắp cốc hoặc hộp ra và đem làm khô trong tủ sấy ở nhiệt độ quy
định cho đến khi khối lượng khơng đổi.
CHÚ THÍCH:
1) Độ ẩm của đất có lượng chứa hữu cơ nhỏ hơn hay bằng 5 % (so với
khối lượng đất khô) được phép xác định bằng cách sấy mẫu liên tục một
lần ở nhiệt độ (105 ± 2) °C trong thời gian 8 h đối với đất loại sét và 5 h
đối với đất loại cát.
2) Khi xác định độ ẩm của đất chứa tạp chất hữu cơ lớn hơn 5 % (so với
khối lượng đất khơ) thì phải sấy khô ở nhiệt độ (80 ± 2) °C liên tục trong
thời gian 12 h đối với loại đất sét và 8 h đối với loại đất cát.
8|Page


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

-

-

B3: Sau khi đã sấy đủ thời gian cho mỗi lần như đã nêu ở trên, lấy cốc

(hoặc hộp) ra khỏi tủ sấy, khi nguội mẫu, rồi đem cân cốc (hoặc hộp) có
đựng mẫu đã nguội trên cân kỹ thuật.
B4: Lấy khối lượng nhỏ nhất của cốc (hoặc hộp) có đựng mẫu trong các
lần cân của q trình sấy khơ đến khối lượng khơng đổi làm kết quả cân.
CHÚ THÍCH:
Nếu khi sấy và cân lại các đất có chứa tạp chất hữu cơ (di tích thực vật...)
thấy khối lượng tăng lên thì cũng lấy khối lượng nhỏ nhất làm kết quả cân.

3. Xác định độ hút ẩm của mẫu đất:
- B1: Chọn mẫu thí nghiệm từ trong mẫu đất ở trạng thái khơ gió (phơi khơ
trong khơng khí) đã được nghiền nhỏ trong cối sứ và cho qua rây có đường
kính lỗ 1 mm. Sau đó, bằng phương pháp chia tư, rải mẫu đất thành một
lớp trên tờ giấy dày hoặc trên một tấm gỗ mỏng; dùng dao rạch 2 đường
vng 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.
B2: Lấy khoảng hơn 15 g đất từ mẫu trung bình đã qua phương pháp chia
tư cho vào cốc nhỏ bằng thuỷ tinh hoặc hộp nhôm có nắp, rồi tiến hành
cân và sấy khơ.
Báo cáo kết quả thí nghiệm:
-

V.

1. Mơ tả loại đất thí nghiệm:
-

Mẫu đất ẩm: cát pha, xám xanh, dẻo cứng

-

Mẫu khô: Đất khô, hạt mịn, màu vàng nhạt.

2. Kết quả thí nghiệm:
a. Thí nghiệm xác định độ ẩm:
Bảng 1: Kết quả xác định độ ẩm
Thí nghiệm xác định độ ẩm
Khối lượng
Khối lượng
Số hiệu hộp đất ướt + hộp đất khô + hộp
(g)
(g)
x6

26.02

23.75

Khối lượng
hộp (g)

Giá trị độ
ẩm(%)

9.46

15.89

Giá trị độ
ẩm TB(%)

16.32
3y

27.83

25.57

12.07

16.74

9|Page


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

Tính tốn sai số:
Điều kiện kết quả 2 lần đo: ∆𝑥 =
∆𝑥 =

|15.89−16.74|
16.32

|𝑥1 −𝑥2 |
𝑥𝑡𝑏

∗ 100 ≤ 10%

= 5.2% < 10% => Thỏa mãn điều kiện

Sai số hai lần đo: ∆𝑥 = |15.89 − 16.74| = 0.85%
Biểu thị kết quả: 𝑊 = 16.32 ± 0.85 (%)

b. Thí nghiệm xác định độ hút ẩm:
Bảng 2: Kết quả xác định độ hút ẩm.
Thí nghiệm xác định độ hút ẩm
Số hiệu
hộp

Khối lượng
đất ướt +
hộp (g)

Khối lượng
đất khô +
hộp (g)

Khối lượng
hộp (g)

Giá trị độ
ẩm(%)

x30

27.95

27.93

12.75

0.132

Giá trị độ
ẩm TB(%)

0.196
x15

25

24.96

9.43

0.26

Tính tốn sai số:
Sai số kết quả 2 lần đo: ∆𝑥 ≤ 0.1% = 0.1%
x 

0.26  0.132
 0.064% => Thỏa mãn điều kiện
2

Biểu thị kết quả: 𝑊ℎ = 0.196 ± 0.064 (%)

10 | P a g e

Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

BÀI THỰC HÀNH 2 (4202:2012)
ĐẤT XÂT DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH
TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM
I.

Mục đích thí nghiệm:
Xác định khối lượng thể tích của đất trong phịng thí nghiệm dùng cho xây
dựng( chỉ áp dụng đối với đất loại cát và đất loại sét, không áp dụng đối với
các loại đất có chứa dăm sạn lớn)
Cơ sở lí thuyết:
- Khối lượng thể tích tự nhiên của đất (Unit weight) (w)
- Khối lượng của một đơn vị thể tích đất có kết cấu và độ ẩm tự nhiên, tính
bằng gam trên xentimet khối (g/cm³), gọi tắt là khối lượng thể tích.
- Khối lượng thể tích của cốt đất (Dry unit weight) (c)
- Khối lượng của một đơn vị thể tích đất khơ (kể cả lỗ rỗng) có kết cấu tự nhiên,
tính bằng gam trên xentimet khối (g/cm³), còn gọi là khối lượng thể tích khơ.
- 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 vịng được tiến hành nhờ dao vịng bằng kim loại khơng 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 thể được giữ nguyên nhờ hộp cứng.
Khi xác định khối lượng thể tích của đất cát có kết cấu không bị phá hoại và
độ ẩm tự nhiên tại hiện trường, cũng có thể dùng phương pháp dao vịng.
- Phương pháp bọc sáp dùng để xác định khối lượng thể tích của đất dính có cỡ
hạt khơng lớn hơn 5 mm, đất khó cắt bằng dao vịng, khi cắt dễ bị vỡ vụn,

nhưng đất có thể tự giữ nguyên được hình dáng mà khơng 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 mơi trường chất
lỏng (dầu hoả) nhờ dụng cụ đo dung tích.
- Phép cân để xác định khối lượng đất ẩm và đất khơ 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 tùy thuộc vào mức độ không đồng nhất của loại đất, nhưng
trong mọi trường hợp khơng được ít hơn hai. Sai lệch kết quả giữa các lần xác
định song song đối với đất đồng nhất không được lớn hơn 0,03 g/cm³. Trường
hợp đất bão hịa và đất khơng đồng nhất thì sự chênh lệch này cho phép vượt
-

II.

11 | P a g e


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

-

-

-

quá 0,03 g/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 được lấy làm
khối lượng thể tích của mẫu đất nguyên trạng. Các kết quả tính tốn được biểu
diễn với độ chính xác đến 0,01 g/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, ...).
Khối lượng thể tích bằng tỉ số giữa khối lượng của mẫu đất và thể tích của nó
theo cơng thức (1):
𝛾𝑤 =

𝑚
𝑉

Trong đó:
m là khối lượng của mẫu thí nghiệm, tính bằng gam (g);
V là thể tích của mẫu thí nghiệm, tính bằng xentimet khối (cm³).
Cơng thức tính trong thí nghiệm:

𝛾𝑤 =

𝑚1 − 𝑚2 − 𝑚3
𝑉

Trong đó:
m1 là khối lượng dao vịng có đất và các tấm đậy, tính bằng gam (g);
m2 là khối lượng dao vịng, tính bằng gam (g);
m3 là khối lượng các tấm đậy, tính bằng gam (g);
V là thể tích của mẫu đất trong dao vịng, tính bằng xentimet khối (cm³).
Khối lượng thể tích khơ bằng tỉ số giữa khối lượng đất khơ (mk) và thể
tích của mẫu đất có kết cấu tự nhiên (V).

-

Đối với các loại đất khơng thay đổi thể tích khi sấy khơ, thì có thể xác định
trực tiếp khối lượng thể tích khơ bằng cách cân mẫu đất khô tuyệt đối (sấy ở
100 °°C đến 105 °C đến khối lượng không đổi). Đối với đất bị co ngót khi
sấy khơ thì khối lượng thể tích khơ được tính tốn theo cơng thức (2):

𝛾𝑐 =

𝛾𝑤
1 + 0.01𝑊

12 | P a g e


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

Trong đó:
 c là khối lượng thể tích khơ của đất, tính bằng gam trên xentimet khối

(g/cm3);
W là độ ẩm của đất, tính bằng phần trăm (%);
 w là khối lượng thể tích của đất ẩm, tính bằng gam trên xentimet khối
(g/cm3);
Trong thí nghiệm:

𝛾𝑤 =

𝜌𝑛 𝜌𝑝 𝑚
𝜌𝑝 (𝑚1 − 𝑚2 ) − 𝜌𝑛 (𝑚1 − 𝑚)

Trong đó:
m là khối lượng mẫu đất trước khi bọc sáp, tính bằng gam (g);
m1 là khối lượng mẫu đất đã bọc sáp, tính bằng gam (g);
m2 là khối lượng mẫu đất bọc sáp cân trong nước, tính bằng gam (g);
n là khối lượng riêng của nước, lấy bằng một gam trên xentimet khối (1
g/cm³);
p là khối lượng riêng của sáp, p = 0,9 g/cm³ (hoặc xác định trước).
III.

Thiết bị và dụng cụ:
1. Phương pháp dao vòng:
- Dao vòng: Làm bằng kim loại khơng gỉ, có mép cắt sắc và thể tích khơng
được nhỏ hơn 50 cm³. Đường kính bên trong phải lớn hơn hay bằng 50 mm
đối với đất cát bụi và đất cát mịn; lớn hơn 100 mm đối với đất cát thô và đất
lẫn sỏi sạn; bằng hoặc lớn hơn 40 mm đối với đất loại sét đồng nhất. Thành
của dao vịng có chiều dày từ 1,50 mm đến 2,00 mm đối với đất cát bụi, đất
cát mịn, đất cát thô, đất lẫn sỏi sạn và bằng 0,04 mm đối với đất loại sét đồng
nhất. Chiều cao dao vịng khơng được lớn hơn đường kính, nhưng khơng được
nhỏ hơn nửa đường kính.
- Thước cặp
- Dao cắt: Có lưỡi thẳng, chiều dài lớn hơn đường kính dao vịng và cung dây
thép có tiết diện ngang nhỏ hơn 0,2 mm để cắt gọt đất;
- Cân kĩ thuật có độ chính xác 0,01 g và 0,1 g;
- Các tấm kính hoặc tấm kim loại nhẵn, phẳng để đậy mẫu đất trong dao vòng;
- Dụng cụ để xác định độ ẩm:
+Hộp nhơm hoặc cốc thuỷ tinh nhỏ có nắp;
+Tủ sấy điện điều chỉnh được nhiệt độ;
+ Bình hút ẩm.
2. Phương pháp bọc sáp (phương pháp cân thuỷ tĩnh)

- Cân thuỷ tĩnh hoặc cân kĩ thuật có giá đỡ, độ chính xác 0,01 g;
13 | P a g e


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

- Cốc thuỷ tinh đựng nước có dung tích 500 cm³;
- Sáp (thường là parafin) trắng nguyên chất và dụng cụ để nấu sáp;
- Kim, chỉ, giấy thấm, dao cắt gọt đất;
- Dụng cụ xác định độ ẩm.
IV.

Thực hiện thí nghiệm:
1. Phương pháp dao vịng:
- B1: Dùng thước kẹp đo đường kính trong (d) và chiều cao (h) của dao vịng:
tính tốn thể tích của dao vịng bằng xentimet khối (cm³) với độ chính xác
đến chữ số thập phân thứ hai, sau dấu phẩy.

Hình 2: Đo đường kính và chiều cao dao vịng
-

B2: Cân để xác định khối lượng (m2) của dao vòng với độ chính xác đến 0,1
% khối lượng.

Hình 3: Đo khối lượng dao vòng.

-

B3: Dùng dao thẳng gọt bằng mặt mẫu đất và đặt đầu sắc của dao vòng lên
chỗ lấy mẫu. Giữ dao vịng bằng tay trái sau đó ấn nhẹ dao vòng vào trụ đất

14 | P a g e


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

theo chiều thẳng đứng; tuyệt đối khơng được làm nghiêng lệch dao vịng. Tiếp
tục gọt khối đất và ấn dao vòng cho đến khi dao vịng hồn tồn đầy đất.

Hình 4:Gọt đất.
-

-

B4: Lấy vịng đệm ra, dùng dao thẳng cắt gọt phần đất thừa nhơ lên trên miệng
dao vịng và đậy lên trên dao vịng một tấm kính hoặc tấm kim loại phẳng đã
được cân trước. Lau sạch đất bám ở thành dao vòng và ở trên các tấm đậy.
B5: Cân dao vịng có mẫu đất và các tấm kính (hoặc kim loại) đậy ở hai mặt
với độ chính xác đến 0,1% khối lượng.

Hình 5:Cân khối lượng đất và dao vòng.
-

B6: Sau khi cân xong, lấy một phần đất trong dao vòng cho vào các hộp có
khối lượng đã biết trước hoặc lấy tồn bộ đất trong dao vịng đem sấy khơ để
xác định độ ẩm của đất.

Hình 6:Cắt hạt lựu để xác định độ ẩm.
15 | P a g e

Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

Phương pháp bọc sáp (phương pháp cân thuỷ tĩnh)
-

B1: Mở mẫu đất nguyên trạng và dùng dao cắt lấy mẫu đất thí nghiệm có tính
chất điển hình cho tồn khối

Hình 7:Lấy mẫu đất.
-

B2: Cắt gọt các góc cạnh của mẫu đất thí nghiệm để nó có hình bầu dục với
cấu trúc ngun trạng và độ ẩm tự nhiên, với thể tích khơng nhỏ hơn 30 cm³
B3: Cân để xác định khối lượng của mẫu đất trong khơng khí, với độ chính
xác đến 0,1 % khối lượng

Hình 8: Cân khối lượng của mẫu.
-

B4: Sau khi đã nấu chảy sáp, bắt đầu bọc một lớp sáp lên mẫu đất (bằng cách
dùng chỉ buộc mẫu và nhúng nó vào sáp nóng chảy ở nhiệt độ từ 57 °C đến
60 °C trong khoảng thời gian từ 1 s đến 2 s: lúc đầu, nhúng một phía, sau đó
lật phía khác). Phải dùng sáp trắng nguyên chất và đã kiểm tra để biết trước
khối lượng thể tích.
16 | P a g e


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

Hình 9: Ngâm mẫu vào sáp.

-

-

B5: Sau khi để nguội, những bọt khí tạo thành trên lớp sáp phải được loại trừ
bằng cách dùng mũi kim nung nóng châm thủng và làm phẳng lại. Sau đó,
nhúng thêm lần nữa để mẫu đất được bọc kín một vỏ sáp dày khoảng từ 0,5
mm đến 1 mm.
B6: Cân mẫu đất đã được bọc sáp trên cân kĩ thuật (cân trong khơng khí) với
độ chính xác đến 0,1 % khối lượng.

Hình 10: Cân mẫu bọc sáp.
-

B7: Xác định khối lượng của mẫu đất bọc sáp ở trong nước bằng cân thuỷ
tĩnh hoặc cân kĩ thuật với độ chính xác đến 0,1 % khối lượng.
17 | P a g e


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

Hình 11: Xác định khối lượng mẫu bọc sáp trong nước.
B8: Lấy mẫu đất bọc sáp ra khỏi nước và lau khô bằng giấy thấm. Sau đó cân
lại trong khơng khí một lần nữa để kiểm tra xem nước có thấm vào mẫu đất
hay không. Nếu sự chênh lệch khối lượng giữa hai lần cân lớn hơn 0,2 % khối
lượng ban đầu của mẫu bọc sáp, thì phải vứt bỏ mẫu thí nghiệm đi và chuẩn
bị lại mẫu khác.
Báo cáo thí nghiệm:
1. Mơ tả loại đất thí nghiệm:
+Dao vịng: Xét xám vàng, nửa cứng

+Bọc sáp: màu nâu gựu, cứng, đễ vỡ
2. Phương pháp thử đã sử dụng: Phương pháp bọc sáp và phương pháp dao
vịng
3. Số phép thử thí nghiệm: 6
4. Các giá trị đo xác định trong quá trình thử nghiệm;
5. Kết quả khối lượng thể tích tính bằng gam trên xentimet khối (g/cm³),
chính xác tới 0,01 g/cm³.
6. Kết quả khối lượng thể tích khơ (nếu có), tính bằng gam trên xentimet
khối (g/cm³), chính xác tới 0,01 g/cm³.
-

V.

Các giá trị được ghi vào bảng sau:
Bảng 3: Xác định độ ẩm của đất.
Xác định độ ẩm của đất

STT

Số hiệu cốc

Khối lượng đất
ướt (g)

Khối lượng
đất khô (g)

Khối
lượng cốc

Độ ẩm

1

T10

123.87

121.22

16.85

2.54%

18 | P a g e


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

Tính khối lượng thể tích của đất theo cơng thức:
w 

m1  m0
V

Với m1 và m0 lần lượt là khối lượng đất + dao vịng và khối lượng dao vịng, tính bằng
gam (g)
V là thể tích dao vịng.
Ta có bảng sau:
Bảng 4:: Xác định khối lượng thể tích bằng phương pháp dao vịng

Khối lượng(g)

Số hiệu
dao vịng

Thể tích
dao vịng
(cm3)

Dao vịng

Dao vịng
+ đất

22

57.53

42.58

158.16

Khối lượng
thể
tích(g/cm3)

Khối lượng
thể tích
trung
bình(g/cm3)

2.01
2.02

26

56.78

41.72

158.53

2.03

Khối lượng thể tích khơ:
c 

w
1  0, 01W



2, 02
 1,97 g cm3
1  0, 01,54

Theo pp bọc sáp, khối lượng thể tích được tính theo cơng thức:
𝛾𝑤 =

𝜌𝑛 𝜌𝑝 𝑚

𝜌𝑝 (𝑚1 − 𝑚2 ) − 𝜌𝑛 (𝑚1 − 𝑚)

Ta có kết quả như sau:
Bảng 5:Xác định khối lượng thể tích bằng phương pháp bọc sáp
Khối lượng(g)
Khối lượng thể
tích((g/cm3)

STT

Mẫu đất
trước khi bọc
sáp

Mẫu đất
bọc sáp

Mẫu đất bọc
sáp cân trong
nước

1

27.97

28.90

14.74

2.13

2

35.62

36.67

18.94

2.15

Khối lượng
thể tích trung
bình(g/cm3)

2.14

19 | P a g e


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

BÀI THỰC HÀNH 3(4195:2012)

I.

II.

ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG
TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

Phạm vi áp dụng:
- Xác định khối lượng riêng của đất loại cát và đất loại sét trong phòng thí
nghiệm dùng cho xây dựng.
Cơ sở lí thuyết:
- Khối lượng riêng của đất (Density) (ρ)
- Khối lượng của một đơn vị thể tích phần hạt cứng, khơ tuyệt đối, xếp chặt sít
khơng lỗ rỗng.
- 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 °C đến 105 °C với thể tích
của chính phần hạt cứng đó, được xác định theo cơng thức (2):
ρ = mh/Vh

(2)

Trong đó:
mh là khối lượng phần hạt cứng của mẫu, tính bằng gam (g);
Vh là thể tích phần hạt cứng của mẫu, tính bằng centimét khối (cm³).
Xác định khối lượng riêng của đất không chứa muối
-

Khối lượng riêng của đất (r), tính bằng gam trên centimét khối (g/cm³), được
tính tốn theo công thức (3) sau đây:


n m0

 m0  m3  m2 

(3)

Trong đó:
m0 là Khối lượng của đất khơ tuyệt đối trong bình, tính bằng gam (g);
m0 

m1
1  0.01Wn

m1 là khối lượng đất đem thí nghiệm, tính bằng gam (g);
m2 là khối lượng bình tỷ trọng chứa đầy nước và đất, tính bằng gam (g);
m3 là khối lượng bình tỷ trọng chứa đầy nước, tính bằng gam (g);
ρn là khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ tiến hành thí nghiệm, tính bằng gam
trên centimét khối (g/cm³).
Kết quả được tính tốn đến độ chính xác 0,01 g/cm³.

20 | P a g e


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

III.

Thiết bị, dụng cụ và vật liệu
- Nước cất;
- Cân kỹ thuật có độ chính xác đến 0,01 g;
- Bình tỷ trọng có dung tích khơng nhỏ hơn 100 cm³;
- Cối sứ và chày sứ hoặc cối đồng và chày đồng;
- Rây có lưới N°2 (kích thước lỗ rây 2 mm);
- Bếp cát;
- Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ;
- Bơm chân khơng có cả bình hút chân khơng;

- Tỷ trọng kế;
- Phễu nhỏ;
- Thiết bị ổn nhiệt;
- Cốc nhỏ hoặc hộp nhơm có nắp.

IV.

Thực hiện thí nghiệm:
1. Xác định khối lượng riêng của đất khơng chứa muối
- B1: Đất để thí nghiệm được hong khơ gió rồi đem nghiền sơ bộ cho tơi vụn.
Bằng phương pháp chia tư, lấy khoảng 100 g đến 200 g đất cho vào cối sứ
hoặc cối đồng và dùng chày sứ hoặc chày đồng (đối với đất chứa dăm sạn),
nghiền nhỏ. Đem đất đã nghiền cho qua rây N°2; phần cịn lại trên rây tiếp
tục làm như trên.

Hình 12: Ngiền sơ bộ đất.
-

B2: Sau khi tất cả đất đã lọt qua rây N°2, lấy khoảng 15 g, dùng phễu nhỏ cho
vào bình tỷ trọng có dung tích 100 cm³, đã biết trước khối lượng và đã được
sấy khô, để xác định khối lượng riêng. Đồng thời, cũng lấy đất dưới rây cho
vào hai cốc nhỏ để xác định độ hút ẩm của đất.
21 | P a g e


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

Hình 13: Cân đất.
-

B3: Cho đất vào bình tỉ trọng, sau đó thêm nước vào. Tránh việc làm cho nước
tăng thêm khơng khí bão hịa.

Hình 14: Thêm nước vào bình.
-

B4: Để khơng khí thốt ra khỏi đất, cho mẫu đất vào bình hút chân khơng
trong 60 phút

Hình 15: Hút chân khơng mẫu đất trong bình.
-

B5: Lấy mẫu đã hút chân khơng ra cân lại và ghi vào tờ thí nghiệm
22 | P a g e


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

V.

Báo cáo thí nghiệm:
- Mơ tả loại đất thí nghiệm: Đất vàng, cứng
- Phương pháp thử đã sử dụng: Xác định khối lượng riêng của đât khơng chứa
muối
- Thể tích bình tỷ trọng sử dụng;
- Nhiệt độ thí nghiệm: 29.5 độ C
- Các giá trị khối lượng đã xác định trong quá trình thử nghiệm;
- Kết quả khối lượng riêng của đất, bằng gam trên centimét khối (g/cm³), chính
xác tới 0,01 g/cm³.
- Khối lượng riêng của đất (r), tính bằng gam trên centimét khối (g/cm³), được

tính tốn theo cơng thức (3) sau đây:


n m0

 m0  m3  m2 

(3)

m0 là Khối lượng của đất khơ tuyệt đối trong bình, tính bằng gam (g);
m0 

m1
1  0.01Wn

Bảng 6: Xác định độ ẩm của đất

STT

Số hiệu
hộp

Khối
lượng đất
ướt +
hộp(g)

Khối
lượng đất
khô +

hộp(g)

Khối
lượng
hộp(g)

Giá trị độ
ẩm(%)

1

Q17

172.54

167.08

23.59

3.8%

Bảng 7: Xác định khối lượng riêng
Khối
lượng
Khối
đất
lượng
khơ
đất (g) tuyệt
đối m0

(g)

Khối
lương
bình +
đất +
nút +
nút(g)

Khối
lượng Nhiệt
Giá trị khối
bình + độ thí
Giá trị
lượng
nước nghiệm
TB(g/cm3)
riêng(g/cm3)
+
độ C
nút(g)

STT

Số
hiệu
bình

1

15

16.14

15.55

149.31 139.46

28

2.628

2

1

14.87

14.33

145.17 136.08

28

2.635

2.6315

Kết quả thí nghiệm thỏa mãn với yêu cầu của tiêu chuẩn.

23 | P a g e


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

BÀI THỰC HÀNH 4 (4197:2012)
ĐẤT XÂY DỰNG- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CHẢY VÀ GIỚI
HẠN DẺO TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM
I.
Mục đích thí nghiệm:
- Xác định giới hạn dẻo và giới hạn chảy của các loại đất sét và cát dùng trong
xây dựng được thực hiện trong thí nghiệm.
II.
Cơ sở lí thuyết:
1. Giới hạn dẻo của đất (Plastic limit of soil) (Wp)
- 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 (WP) được đặc trưng bằng độ ẩm,
tính bằng phần trăm (%) của đất sau khi đã nhào trộn đều với nước và lăn
thành que có đường kính 3 mm, thì que đất bắt đầu rạn nứt và đứt thành những
đoạn ngắn có chiều dài khoảng từ 3 mm đến 10 mm.
2. Giới hạn chảy của đất (Liquid limit of soil) (WL)
- Tương ứng với độ ẩm mà đất loại sét có kết cấu bị phá hoại chuyển từ trạng
thái dẻo sang trạng chảy. Giới hạn chảy (WL) được đặc trưng bằng độ ẩm,
tính bằng phần trăm (%) của bột đất nhào với nước mà ở đó quả dọi thăng
bằng hình nón dưới tác dụng của trọng lượng bản thân sau 10 s sẽ lún sâu hơn
10 mm.
III.
Thiết bị, dụng cụ và vật liệu:
Xác định giới hạn chảy và dẻo cần những dụng cụ sau:

Hình 16: Dụng cụ xác định giớ hạn dẻo
CHÚ DẪN:
1.
2.
3.
4.

Đế gỗ
Khuôn
Mẫu đất
Dụng cụ hình nón

5. Quả cầu thăng bằng
6. Tay cầm
7. Vạch dấu.
24 | P a g e


Báo cáo thí nghiệm Địa Kỹ Thuật

- Rây với kích thước lỗ 1 mm;
- Cối sứ và chày có đầu bọc cao su;
- Bình thuỷ tinh có nắp;
- Cân kĩ thuật có độ chính xác đến 0,01 g;
- Cốc nhỏ bằng thuỷ tinh hoặc hộp nhơm có nắp dùng để xác định độ ẩm;
- Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ;
- Bát sắt tráng men hoặc sứ;
- Dao để nhào trộn.
- Ngồi ra cịn có một số dụng cụ khác.
IV.

-

-

Các bước tiến hành:
1. Chuẩn bị mẫu
Nếu mẫu đất đã được hong khô trong điều kiện tự nhiên, dùng phương pháp
chia tư để lấy khoảng 300 g đất, loại bỏ các di tích thực vật lớn hơn 1 mm rồi
cho vào cối sứ và dùng chày có đầu bọc cao su để nghiền nhỏ. Cho đất đã
nghiền qua rây 1 mm và loại bỏ phần ở trên rây. Đưa đất lọt qua rây đựng vào
bát, rót nước cất (hoặc nước ngầm ở nơi lấy mẫu) vào bát đựng đất, dùng dao
con trộn đều cho đến trạng thái như hồ đặc. Sau đó, đặt mẫu thí nghiệm vào
bình thuỷ tinh, đậy kín trong khoảng thời gian khơng ít hơn 2 h trước khi đem
thí nghiệm.
Nếu là đất ẩm ướt tự nhiên, lấy khoảng 150 cm³ cho vào bát, nhào kĩ. Có thể
dùng tay nhặt bỏ phần hạt và tàn tích thực vật có đường kính lớn hơn 1 mm
hoặc dùng rây 1 mm để loại trừ (có thể thêm ít nước cất vào nếu thấy cần).
Sau đó, đặt mẫu đất vào bình thuỷ tinh đậy kín trong khoảng thời gian khơng
ít hơn 2 h trước khi đem thí nghiệm.
2. Xác định giới hạn chảy:

-

B1: Dùng dao nhào kỹ lại và lấy một ít cho vào khn hình trụ. Trong q
trình cho vào khuôn nên chia đất thành từng lớp và gõ nhẹ khuôn lên một mặt
đàn hồi để tránh phát sinh trong vữa đất những hốc nhỏ chứa khơng khí. Sau
khi nhồi đầy đất vào khuôn, dùng dao gạt bằng mặt mẫu đất với mép khuôn
(không gạt nhiều lần qua lại).

-

B2: Đặt khuôn đựng mẫu đất lên giá gỗ và đưa quả dọi thăng bằng hình nón
(đã được lau sạch và bơi một lớp mỡ hoặc vadơlin mỏng) lên mặt mẫu đất
đựng trong khn, sao cho mũi nhọn hình nón vừa chạm bề mặt mẫu đất; thả
dụng cụ hình nón để nó tự lún vào trong đất dưới tác dụng của trọng lượng
bản thân.

25 | P a g e