BÁO CÁO KẾT QUẢ MÔN HỌC THÍ NGHIỆM CƠ HỌC ĐẤT, PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH TỰ NHIÊN CỦA ĐẤT BẰNG DAO VÒNG

BÁO CÁO KẾT QUẢ MÔN HỌC

THÍ NGHIỆM CƠ HỌC ĐẤT
GVHD : NGUYỄN THỊ PHƯƠNG KHUÊ
SVTH
LỚP

: NGÔ HIỂN
HÀ PHƯỚC KHOA
: 14X3A

NHÓM : 14.59C
TỔ

:2

STT

:8


BÀI 1: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG
THỂ TÍCH TỰ NHIÊN CỦA ĐẤT BẰNG DAO VÒNG
1.1 Định nghĩa
Khối lượng thể tích tự nhiên (  ) là khối lượng của một đơn vị thể
tích ở trạng thái tự nhiên, đơn vị thường dùng là g/cm 3 hay T/m3,
N/cm3, kN/m3.
Trị số:



m
V

1.2 Dụng cụ thí nghiệm
- Dao vòng làm bằng kim loại khống gỉ, có mép cắt sắt và thể tích
không nhỏ hơn 50 cm3.
- Thước cặp đo kích thước; dao dây thép, dao cắt có lưỡi thẳng.
- Cân kỹ thuật có độ chính xác 0,01g.
- Tấm kính 10x10mm để đậy mẫu đất trong dao vòng.
1.3 Trình tự thí nghiệm
- Dùng thước kẹp đo đường kính trong d và chiều cao h của dao
vòng, thể tích bên trong của dao vòng V chính là thể tích của mẫu
đất thí nghiệm theo công thức:
V 

d2
.h
4

- Đo chiều cao và đường kính của dao vòng bằng thước kẹp có độ
chia 0,01 cm;
- Cân khối lượng dao vòng m2 trên câm có độ chính xác 0,01g;
- Đặt đầu mép sắc của dao vòng lên bề mặt mẫu đất, ấn nhẹ dao
vòng vào trụ đất theo phương thẳng đứng rồi dùng dao gọt xung
quanh khi dao vòng đầy đất. Cắt gọt phần đất thừa hai đầu dao cho
bằng với cạnh dao rồi lấy tấm kính đậy lại;
- Lau sạch dao vòng rồi đem cân.
1.4 Tính toán kết quả
CÔNG THỨC TÍNH:



m1  m2
V

Trong đó: m1 là khối lượng dao vòng chứa đất và tấm đậy, tính
bằng gam;


m2 là khối lượng dao vòng, tính bằng gam;
V là thể tích mẫu đất chứa trong dao vòng, tính bằng
cm

3

Chú ý:
- Kết quả tính toán khối lượng thể tích tự nhiên được biểu diễn với độ
chính xác 0,01g/cm3.
- Sai lệch cho phép về khối lượng thể tích tự nhiên không lớn hơn
0,02g/cm3.
Ta có:
* Thể tích đất trong dao vòng:

V

 .d 2
.h
4

1.5 Bảng kết quả


BÀI 2: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM CỦA ĐẤT
2.1 Định nghĩa
Độ ẩm (W) là lượng nước chưa trong đất ở trạng thái tự nhiên,
thường được biểu diễn bằng số thập phân hoặc phần trăm.
2.2 Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm
- Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ đến 300oC.
- Cân kỹ thuật có độ chính xác đến 0,01g.
- Bình hút ẩm có canxi clorua.
- Hộp nhôm có nắp, thể tích lớn hơn 30cm 3.
2.3 Trình tự thí nghiệm
- Lấy mẫu đất thí nghiệm ở trạng thái ướt tự nhiên với khối lượng
≥15g. Cho mẫu đất vào hộp nhôm có khối lượng m, đem cân được
khối lượng hộp nhôm chứa đất ướt;
- Mở nắp hộp nhôm, đem sấy khô ở nhiệt độ 100-105 oC cho tới khối
lượng không đổi;
- Có thể dùng phương pháp đốt cồn để tiết kiệm thời gian. Phương
pháp này không áp dụng cho đất chứa tạp chất hữu cơ;
- Lấy hộp nhôm chứa đất đã sấy ra, đậy nắp lại và cho vào bình hút
ẩm từ 45-60 phút để làm nguội mẫu;
- Cân hộp đất đã sấy bằng cân kỹ thuật được khối lượng m 0;
2.4 Tính toán kết quả
Công thức tính:

W

m1  m2
x100

m2  m

Trong đó:
m1 là khối lượng hộp nhôm đã đậy nắp chứa đất ướt, tính bằng
gam;
m0 là khối lượng hộp nhôm đã đậy nắp chứa đất sau khi sấy
khô, tính bằng gam;
m là khối lượng hộp nhôm đã đậy nắp, tính bằng gam;
Lưu ý:
- Kết quả tính toán độ ẩm được biểu diễn với độ chính xác 0,1%.


- Sai số cho phép về tính toán giá trị độ ẩm các lần tính toán song
song không quá 2%.

Ta có:

W

m1  m2
x100
m2  m

2.5 Bảng kết quả


BÀI 3: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG
RIÊNG CỦA ĐẤT
3.1 Định nghĩa
Khối lượng riêng của đất ɣh là khối lượng của một đơn vị thể tích

phần hạt đất, đơn vị thường dùng làm g/cm3, T/m3, N/cm3, kN/m3.
Trị số:

h 

mh
Vh

Trong đó: mh là khối lượng phần hạt đã được sấy khô, tính bằng
gam;
cm ;
3

Vh là thể tích phần hạt đã được sấy khô, tính bằng

3.2 Dụng cụ thí nghiệm
- Cân kỹ thuật với độ chính xác 0,01g.
- Bình tỷ trọng.
- Cối sứ, chày sứ hoặc cối đồng, chày đồng.
- Rây có kích thước lỗ 2mm.
- Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ.
- Phễu nhỏ, bếp cát, nước cất.
- Bình hút ẩm, nhiệt kế.
3.3 Trình tự thí nghiệm và tính toán kết quả
- Đất được hong khô gió rồi đem nghiền bằng chày cao su. Sàng đất,
lấy phần qua sàng 2mm. Lau sạch và cân bình tỷ trọng;
- Để bình tỷ trọng có dung tích 100cm3 và phễu lên cân lỹ thuật,
điều chỉnh cân về mức 0, sau đó cho vào binhg khoảng 15g đất;
- Đổ nước cất vào khoảng ½ bình, đưa lên bếp cát đun sôi 30 phút;
- Sau khi đun xong cho nước cất vào đúng vạch chuẩn, làm nguội

huyền phù đến nhiệt độ phòng;
- Lau khô bình, đem cân bình chứa đất và nước m2 bằng cân kỹ
thuật;
- Đổ huyền phù và làm sach bình, cho nước cất vào đến ngang vạch
định mức, rồi đậy nút kiểm tra bọt khí và cân xác định khối lượng
bình đầy chứa nước m1;


Công thức tính:
Trong đó:
gam;

h 

m0
. 0
m0  m1  m2

m0 là khối lượng đất sấy khô tuyệt đối, tính bằng
m1 là khối lượng bình chứa nước, tính bằng gam;
m2 là khối lượng bình chứa nước và đất, tính bằng

gam;
 0 là khối lượng riêng của nước;

Ta có:

3.4 Bảng kết quả

BÀI 4: PHƯƠNG PHÁP THÍ NHIỆM XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HẠT
CỦA ĐẤT
4.1 Định nghĩa
Thành phần hạt của đất là hàm lượng các nhóm có độ lớn khác
nhau ở trong đất so với các mẫu đất khô tuyệt đối đã lấy để phân
tích, được biểu diễn bằng tỷ lệ phần trăm.
4.2 Dụng cụ thí nghiệm
- Cân kỹ thuật có độ chính xác đến 0,01g.
Bộ rây theo TCVN có kích thước mắt rây tròn:
10;5;2;1;0,5;0,25;0,1mm.
- Cối sứ và chày bọc cao su.
- Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ.
- Bình hút ẩm có chứa canxi clorua.
- Ống đong 1200-1300cm3 có chiều cao khoảng 45cm và đường kính
khoảng 6cm.
- Nhiệt kế có độ chính xác 0,5˚C.
- Tỷ trọng kế loại B.
4.3 Trình tự thí nghiệm và tính toán kết quả
4.3.1 Phương pháp rây khô
- Lấy khối lượng mẫu đất m khoảng 1000 gam, dùng chày cao su
hoặc tay để tách các hạt đất dính với nhau;
- Cho đất vào bộ ray được xếp từ trên xuống dưới có kích thước rây
giảm dần, sàng bằng tay với động tác lắc tròn;
- Phần trăm khối lượng trên từng rây:
- Phần trăm khối lượng giữ lại cộng dồn (phần trăm luowngjt ích lũy):
- Phần trăm lọt sàng =100%-Phần trăm giữ lại cộng dồn;
- Vẽ đường cong phân bố cỡ hạt trên biểu đồ.


BẢNG KẾT QUẢ:

ĐỒ THỊ THÀNH PHẦN HẠT ĐẤT RỜI

4.3.2 Phương pháp tỷ trọng kế
- Cho 20g đất khô có kích thước <0,1 mm vào chén sứ, ngâm từ 1824h cho các hạt phân tách, rồi cho vào ống đong với nước để tạo thể
vẩn;
- Dùng que khuấy liên tục trong 2 phút. Thời điểm dứt khuấy là thời
điểm 0. Thả tỷ trọng kế vào. Khi thả tỷ trọng kế cần phải giữ thẳng


đứng bằng 2 ngón tay, thả nhẹ vào đến khi tỷ trọng kế đứng yên,
tránh dao động mạnh;
- Đọc số đo tỷ trọng kế vào các thời điểm 15”, 30”, 1’, 2’, 5’ và ghi
kết quả đọc R0;
- Lấy tỷ trọng kế ra sau đó dùng nhiệt kế đo nhiệt độ vào các thời
điểm 15’, 30’, 1h, 2h.

CÔNG THỨC TÍNH TOÁN:
d

- Đường kính hạt đất cho bởi:
Trong đó:

HR
1800
.
( h   0 ).g
t

HR là cự ly chìm lắng của hạt đất, tính bằng cm;

là hệ số nhớt của nước
g là gia tốc trọng trường , 981cm/s2;
 h là khối lượng riêng hạt đất, tính bằng g/cm3;
 0 là khối lượng riêng của nước, tính bằng g/cm 3;

t là thời gian chìm lắng của hạt đất từ khi thôi khuấy
đến khi đọc số chỉ R0, tính bằng giây;
- Chỉnh lý số đo R0:
Trong đó:

R=R0+m+K-k

R0 là số đọc ban đầu trên tỷ trọng kế;
m là số hiệu chỉnh nhiệt độ;
C là số hiệu chỉnh chiều cao mặt khum;
K là số hiệu chỉnh vạch khắc;
k là số hiệu chỉnh phát tán;

- Khoảng cách HR:

HR=

Trong đó:
N là số vạch chia trên tỷ trọng kế từ vạch 1000 đến vạch cuối
cùng, tính bằng vạch;
M là số vạch chia trên tỷ rọng kế từ vạch 1000 đến mặt huyền
phù, tính bằng vạch;
a là khoảng cách từ vạch chia cuối cùng đến trọng tâm của khối
nước do bầu tỷ trọng kế choán chỗ, tính bằng cm;

b là chiều cao dâng nước trong ống do khi tỷ trọng kế chìm
xuống đến trọng tâm khối nước bị bầu tỷ trọng kế choán chỗ, tính
bằng cm;
- Phần trăm cỡ hạt đất từ cỡ nhỏ nhất:
Trong đó:

x

h
R
. .c
 h   0 m0

 h là khối lượng riêng của hạt đất, tính bằng g/cm 3;
 0 là khối lượng riêng của nước, tính bằng g/cm3;

m0 là khối lượng đất đem phân tích, tính bằng gam;
R là số đo hiệu chỉnh theo tỷ trọng kế;
c là lượng chứa phần trăm của các hạt có đường
kính<0,5mm;
Ta có Số hiệu chỉnh: HC=m+C+K-k=
=> R=R0+HC
BẢNG KẾT QUẢ:



BÀI 5: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN NHÃO
CỦA ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP THẢ QUẢ CHÙY VAXILIEP
5.1 Định Nghĩa

Giới hạn nhão của đất là độ ẩm ranh giới giữa trạng thái dẻo và
trạng thái nhão .
5.2 Dụng cụ và thiết bị :
-

Quả chùy thép không gỉ (đúng các thông số kỹ thuật).
Rây có đường kính lỗ 1mm, cối sứ, chày cao su, hộp nhôm, cân
kỹ thuật độ chính xác 0.01g.
Bình thủy tinh, tủ sấy, bát trộn, dao trộn.

5.3 Trình tự thí nghiệm :
- Dùng đất khô (sấy ở nhiệt độ <60oC) có đường kính lỗ 1mm, cho
nước cất trộn đến trạng thái hồ đặc . Ủ 2 giờ trong lọ thủy tinh;
- Cho vào khuôn hình trụ (chú ý tránh để lỗ khí);
- Đặt lên giá đỡ , thả quả chùy thẳng đứng rơi tự do cho lún với
trọng lượng bản thân nó;
- Thực hiện 3 lần, quan sát sau 10s quả chùy lún ngấn tròn 10mm
thì đất đạt giới hạn nhão;
5.4 Tính toán và ghi kết quả
CÔNG THỨC TÍNH:

Wnh 

m1  m2
.100
m2  m

Trong đó: m1 là khối lượng hộp nhôm dã đậy nắp ở trạng thái nhão,
tính bằng gam;
m2 là khối lượng hộp nhôm đã đậy nắp ở trạng thái khô,

tính bằng gam;
m là khối lượng hộp nhôm;
Ta có:


BẢNG KẾT QUẢ:


BÀI 6: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN DẺO
CỦA ĐẤT
6.1 Định nghĩa
Giới hạn dẻo của đất là ranh giới giữa trạng thái cứng và trạng
thái dẻo .
6.2 Dụng cụ và thiết bị
- Tấm kính nhám (40x60cm). Rây có đường kính lỗ 1mm. Cối sứ và
chày cao su, hộp nhôm, bình thủy tinh, bình hút ẩm (có canxi
clorua), tủ sấy, bát sứ, dao trộn.
- Cân kỹ thuật có độ chính xác 0.01g.
6.3 Trình tự thí nghiệm
- Dùng đất khô(sấy ở nhiệt độ < 60 độ) có đường kính lỗ 1mm , cho
nước cất trộn đến trạng thái hồ đặc . Ủ 2 giờ trong lọ thủy tinh;
- Dùng 1 ít đất lăn đến đường kính 3mm và bắt đầu nứt (đất đạt yêu
cầu);
- Cho vào hộp nhôm giữ ẩm, khi khối lượng đất trong hộp nhôm tối
thiểu 15g, tiến hành cân, sấy để xác định độ ẩm;
6.4 Tính toán và kết quả
CÔNG THỨC TÍNH:

Wd 

m1  m2
.100
m2  m

Trong đó:
m1 là khối lượng hộp nhôm đã đậy nắp chứa đất ở trạng thái
dẻo, tính bằng gam;
m2 là khối lượng hộp nhôm chứa đất ở trạng thái khô, tính
bằng gam;
m là khối lượng hộp nhôm, tính bằng gam;
Chú ý : sai số giữa các lần không được > 2% .
Ta có:


BẢNG KẾT QUẢ:


BÀI 7: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH TÍNH NÉN LÚN
CỦA ĐẤT KHI NÉN MỘT TRỤC KHÔNG NỞ HÔNG
7.1 Định nghĩa
Tính nén lún của đất là mức độ giảm thể tích lỗ rỗng của đất
dưới tác dụng của tải trọng ngoài .
7.2 Dụng cụ, thiết bị
- Máy nén 1 trục.
- Dao vòng , giấy thấm.
- Các dụng cụ xác định thể tích tự nhiên, độ ẩm và khối lượng riêng
(cân kỹ thuật, thước kẹp, dao dây thép, dao cắt, tấm kính...).
7.3 Trình tự thứ nghiệm
- Xác định khối lượng thể tích tự nhiên , độ ẩm và khối lượng riêng
của mẫu;

- Cho đất vào dao vòng (có giấy thấm 2 đầu) vào hộp nén, đặt đá
thấm và tấm nén lên mẫu, cân bằng hệ thống gia tải và đồng hồ đo
biến dạng;
- Gia tải: tải trọng lên mẫu đất tang theo từng cấp;
- Tùy thời gian nén từng cấp tải trọng rồi đọc số liệu;
7.4 Tính toán kết quả
- Hệ số rỗng:
Trong đó:

e0 

 h .(1  0, 01W )
1
w

 h là khối lượng riêng của hạt đất, tính bằng g/cm3;
 w là khối lượng thể tích tự nhiên của đất, tính bằng

g/cm3;
W là độ ẩm tự nhiên của mẩu đất;

- Biến dạng của mẫu đất: Δhi=Ri-ΔMi


Trong đó: Ri là số đọc đồng hồ đo biến dạng ở cấp tải trọng thứ i, số
đọc x0,01mm;
Δmi là biến dạng của máy ở cấp tải trọng thứ
Ta có:

- Hệ số rỗng ứng với từng cấp áp lực:

ei  e0 

hi .(1  e0 )
h0

Trong đó: e0 là hệ số rỗng ban đầu của đất;
h0 là chiều cao của mẫu đất trước khi thí nghiệm;
Ta có:

- Hệ số nén lún:

ai 1,i 

ei 1  ei
pi  pi 1

Trong đó: pi và pi-1là áp lực cấp tải trọng thứ i và thứ i-1;
Ta có:

- Modul tổng biến dạng:
Ta có:

E0i 

1  ei 1
ai 1,i


7.5 Bảng kết quả

ĐƯỜNG CONG NÉN LÚN

Đường cong nén lún
0.850
0.800
0.750
0.700
0.650
0.600

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2


BÀI 8: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH SỨC CHỐNG CẮT
CỦA ĐẤT Ở MÁY CẮT PHẲNG
8.1 Định nghĩa
Sức chống cắt S của đất là lực chống trượt lớn nhất trên một đơn
vị diện tích tại mặt trượt khi khối đất này trượt lên khối đất kia .
8.2 Dụng cụ, thiết bị
- Máy cắt (ứng biến hoặc ứng lực).
- Dao vòng, giấy thấm, đá thấm, cân kỹ thuật, dao cắt, thước kẹp,
tấm kính.
8.3 Trình tự thí nghiệm
- Dùng mẫu đất nguyên dạng rồi ấn dao vòng vào mẫu đất như
phương pháp xác định khối lượng thể tích tự nhiên bằng dao vòng;
- Khóa hộp, cho giấy thấm lên đá thấm rồi ấn mẫu đất xuống hộp
cắt, đặt giấy thấm, đá thấm và nắp;
- Kiểm soát sự tiếp xúc giữa hộp cắ và vòng đo áp lực , mở chốt , đặt
áp lực thẳng đứng (từng cấp). Hạ tay đòn, chỉnh đồng hồ;
- Xác định trị số cực đại của vòng đo ghi áp lực;
8.4 Công thức và tính toán kết quả
- Trị số ứng suất cắt:
Trong đó:
C là hệ số vòng ứng biến, C=0,024 KG/cm 2/vạch;
R là số đọc của đồng hồ đo biến dạng trên vòng đo lực
ngang, tính bằng vạch;
Suy ra:

- Các thông số tg và c đươc tính theo công thức:

n

tg 

i 1

n

n

i 1
n

i 1

n�pi 2  (�pi ) 2
i 1

c

n

n�( i pi )  � i �pi
i 1

n

n

n

i 1

i 1
n

i 1

n

� i �pi  �pi �( i pi )
i 1

n

n�pi 2  (�pi ) 2
i 1

i 1

ĐƯỜNG SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT

8.5 Bảng kết quả


Đường cong nén lún
1.050
1.000

0.950
0.900
0.850
0.800
0.750
0.700

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2