Xem mẫu
- Trường Đại học Mở Tp.HCM
Khoa Xây dựng & Điện
-----oOo-----
THÍ NGHIỆM CƠ HỌC
ĐẤT
Tháng 6/2011 thực hiện
Trang/tổng số
trang
- Thông tin về giảng viên:
Học và tên: Phan Trường Sơn.
-
Học vị: Tiến sỹ.
-
Chức danh: giảng viên.
-
Địa chỉ liên hệ: Khoa Xây dựng & Điện, phịng 312, số 97 đường V Văn
-
Tần, phường 6, quận 3, tp. HCM.
Điện thoại: 08 9 300 948, đi dộng: 0908 256 174, email:
-
ptson2006@yahoo.com.vn.
Thông tin về sinh viên:
Họ và tên: LÊ HOÀNG ANH
-
M số sinh viên: 0951020001Lớp: XDO9A3 Nhóm: 1
-
Thời gian thực hiện: Ngày 5/6 28/6
-
Địa điểm thực hiện: 422 Đào Duy Anh, P9, Q. Phú Nhuận
-
Trang/tổng số
trang
- Thông tin về môn học:
1.
M mơn học:..................................................................................
-
Thời lượng: 30 tiết
-
Môn học trước:
-
• Địa chất công trình.
• Thực hành địa chất cơng trình.
• Sức bền vật liệu 1.
- Môn học tiên quyết:
• Cơ học đất.
2. Mô tả môn học:
Mục tiêu
-
• Cụ thể hóa kiến thức mà sinh viên được trang bị trong môn Cơ học
đất, đặc biệt về phương diện thí nghiệm, lấy và xử lý số liệu.
Hình thức thực hiện
-
• Giảng viên giới thiệu các thí nghiệm, thao tác thực hiện, lấy số liệu,
phân tích và lựa chọn.
• Sinh viên tự thực hiện thí nghiệm, lấy số liệu, đánh giá và lực chọn.
• Sinh viên lập báo cáo (trình by lý thuyết, tiến trình thí nghiệm, kết
quả thí nghiệm và nhận xét, đánh giá).
3. Các tiêu chuẩn sử dụng
- Xác định khối lượng riêng (tỷ trọng) TCVN 4195:95
- Xác định độ ẩm và độ hút ẩm TCVN 4196:95
- Xác định giới hạn dẻo, giới hạn chảy TCVN 4197:95
- Xác định thành phần cỡ hạt TCVN 4198:95
- Xác định sức chống cắt trên máy cắt phẳng TCVN 4199:95
- Xác định tính nén lún trong điều kiện không nở hông TCVN 4200:95
- Xác định dộ chặt tiêu chuẩn TCVN 4201:95
- Thí nghiệm sức chịu tải của đất (CBR) – Trong phịng thí 22TCN 332-06
nghiệm
Trang/tổng số
trang
- 4. Trình tự các báo cáo thí nghiệm và thang điểm
4.1. Thí nghiệm 1: Xác định độ ẩm
a. Mục đích (0,125đ)
b. Các bước thực hiện (0,125đ)
• Chuẩn bị dụng cụ
• Thực hiện
• Lấy số liệu
c. Xử lý số liệu – trình by kết quả (0,25đ)
d. Nhận xét (0,5đ)
4.2. Thí nghiệm 2: Xác định dung trọng tự nhiên
a. Mục đích (0,125đ)
b. Các bước thực hiện (0,125đ)
• Chuẩn bị dụng cụ
• Thực hiện
• Lấy số liệu
c. Xử lý số liệu – trình by kết quả (0,25đ)
d. Nhận xét (0,5đ)
4.3. Thí nghiệm 3: Xác định thành phần cỡ hạt
a. Mục đích (0,25đ)
b. Các bước thực hiện (0,25đ)
- • Chuẩn bị dụng cụ
- • Thực hiện
• Lấy số liệu
c. Xử lý số liệu – trình by kết quả (0,5đ)
d. Nhận xét (1đ)
4.4. Thí nghiệm 4: Xác định giới hạn dẻo
a. Mục đích (0,25đ)
b. Các bước thực hiện (0,25đ)
• Chuẩn bị dụng cụ
• Thực hiện
• Lấy số liệu
c. Xử lý số liệu – trình by kết quả (0,5đ)
d. Nhận xét (1đ)
4.5. Thí nghiệm 5: Xác định giới hạn chảy
a. Mục đích (0,25đ)
b. Các bước thực hiện (0,25đ)
• Chuẩn bị dụng cụ
• Thực hiện
• Lấy số liệu
c. Xử lý số liệu – trình by kết quả (0,5đ)
d. Nhận xét (1đ)
4.6. Thí nghiệm 6: Cắt trực tiếp
- a. Mục đích (0,25đ)
b. Các bước thực hiện (0,25đ)
• Chuẩn bị dụng cụ
• Thực hiện
• Lấy số liệu
c. Xử lý số liệu – trình by kết quả (0,5đ)
d. Nhận xét (1đ)
5. Hướng dẫn thực hiện
Bài 1: Xác định độ ẩm
a. Mục đích
Độ ẩm của đất, ký hiệu bằng W, biểu thị bằng tỷ số % của khối lượng nước
o
thoát ra khỏi mẫu đất khi sấy khô ở nhiệt độ 105 C và khối lượng hạt đất
trong mẫu đất đem sấy khô.
Độ ẩm của đất là một chỉ tiêu thông dụng và dễ xác định.
Số lượng đất lấy để xác định độ chứa nước tùy thuộc vào loại đất. Tuy nhiên,
càng lấy nhiều mẫu thì độ chính xác càng cao. Mỗi mẫu đất cần tiến hành thí
nghiệm tối thiểu 2 lần song song nhau, sau đó lấy giá trị trung bình.
Độ chứa nước được tính theo biểu thức sau:
m1 − m2
W (%) = × 100%
m2 − mo
Trong đó:
mo - trọng lượng lon chứa đất
m1 - trọng lượng lon chứa + đất chưa sấy m2
- trọng lượng lon chứa + đất đã sấy khô
- Giá trị W thể hiện lượng nước chứa trong đất, giúp cho việc đánh giá trạng thái
của đất.
b. Dụng cụ thí nghiệm
Dao vòng cắt đất bằng kim loại không gỉ
Dao cắt gọt đất
Lon nhôm có nắp đậy chứa mẫu đất. Cân
điện tử độ chính xác (0,01 - 0,1) g Tủ sấy
o
có điều chỉnh nhiệt độ đến 300 C Khay
phơi mẫu đất sau khi sấy khô
- c. Trình tự thí nghiệm
Xác định trọng lượng hộp nhôm đã sấy khô (mo).
Dùng dao lấy một mẫu đất có trọng lượng 40 - 80 g ở trạng thái tự nhiên cho vào
hộp nhôm.
Dùng cân xác định trọng lượng đất và hộp nhôm (m1).
o
Mẫu đất sau khi cân, đem sấy ở nhiệt độ 105 C. Thời gian sấy tùy thuộc vào loại
đất, số lượng và dạng mẫu dùng. Thời gian sấy thường được chia làm ít nhất 2
lần:
Sấy lần đầu trong thời gian:
5 giờ - đối với đất sét và sét pha; 3giờ - đối với đất cát và cát pha; 8giờ
- đối với đất chứa thạch cao và đất chứa hàm lượng hữu cơ lớn hơn 5%.
Sấy lại trong thời gian:
1giờ - đối với đất cát và cát pha; 2 giờ - đối với đất sét, sét pha và đất
chứa thạch cao hoặc tạp chất hữu cơ.
Lấy mẫu đất ở tủ sấy ra nên để nguội sau đó đem cân để xác định trọng
lượng sau khi sấy khô kể cả hộp nhôm (m2).
Đất không dẻo có thể để nguội ở phòng ẩm, đất dẻo nên để nguội trong
bình hút ẩm canxi clorua CaCl2 rồi mới cân. Không nên cân lúc nóng, trước hết có thể
vì quá nóng mà ta đặt hộp chứa mạnh tay, hoặc vì sức nóng có thể ngăn cản sự chính
- xác của đòn can
- d. Kết quả thí nghiệm
Bảng ghi kết quả thí nghiệm xác định độ ẩm
Số hiệu Số hiệu Trọng Trọng Trọng Độ ẩ m Giá trị
lượng
mẫu lượng lon lượng lon + độ ẩm
lon W (%)
lon + đất
đất đất đã sấy
nhôm nhôm trung
chưa sấy khô bình
mo(g)
m1 (g) m2 (g) Wtb (%)
A1 15,68 146,58 131,11
I1 18,06 21,9 21,15
I2 16,17 26,31 24,31
Ca1 17,31 26,99 24,45
Ca2 18,81 29,58 26,94
Ca3 16,69 27,31 24,72
Bài 2: Xác định dung trọng tự nhiên của đất
a. Mục đích
Dung trọng tự nhiên của đất là trọng lượng của một đơn vị thể tích đất tự
nhiên. Đặc trưng vật lý cơ bản này được ký hiệu là ă và được tính theo
3
g/cm . Về trị số, dung trọng được tính bằng tỉ số giữa khối lượng đất và thể
tích của chúng.
Có nhiều phương pháp xác định dung trọng của đất, trong đó phương pháp dao
vòng đơn giản và nhanh chóng cho các loại đất hạt mịn.
b. Dụng cụ thí nghiệm
Dao vòng cắt đất bằng kim loại không gỉ có thể tích chứa đất V
- Thước kẹp
Dao cắt gọt đất
Cân điện tử độ chính xác (0,01 - 0,1) g
c. Trình tự thí nghiệm
Dùng thước kẹp xác định thể tích chứa đất của dao vòng.
Dùng cân xác định trọng lượng dao vòng.
Dùng dao vòng khẽ ấn ngập vào mẫu đất, dùng dao gọt đất xung quanh dao vòng.
Trong khi ấn chú ý luôn giữ cho dao vòng thăng bằng. Khi dao vòng ngập hết vào
mẫu đất, cắt bỏ phần đất dư thừa trên mặt dao vòng cho ngang bằng với cạnh
dao, sau đó lấy tấm kính đậy lên trên. Cắt ngang mẫu đất ở phía dưới dao vòng
tương tự như phía trên, sau đó lật ngược dao vòng lại và cũng dùng tấm kính đậy
lên trên.
Lau sạch dao vòng, đem cân trọng lượng mẫu đất có dao vòng (trọng lượng dao
vòng đã xác định trước), xác định được trọng lượng của mẫu đất, từ đó tính được
dung trọng của mẫu đất.
Mỗi mẫu đất cần tiến hành thí nghiệm tối thiểu 2 lần song song nhau, sau đó
lấy giá trị trung bình.
d. Kết quả thí nghiệm
Trọng lượng đơn vị thể tích của mẫu đất được tính theo công thức:
m1 − m 2 − m3
ăw =
V
Trong đó:
m1 - trọng lượng của mẫu đất có dao vòng
m2 - trọng lượng dao vòng
m3 - trọng lượng tấm kính
V - thể tích dao vòng
đD 2
V=
4
- D - đường kính trong của dao vòng
Kết quả tính toán với yêu cầu chính xác 0,01 g/cm3. Sai số cho phép của 2
lần thí nghiệm không được lớm hơn 0,03 g/cm3.
Bảng ghi kết quả thí nghiệm xác định dung trọng
Số hiệu Số hiệu Thể Trọng Trọng Trọng Trọng Giá trị
mẫu đất dao vòng tích dao lượn lượng lượng lượng trung
tấm đơn vị
vòng g dao dao bình
N2
N1
chứa kính m3 thể tích
vòng vòng,
ăw
đất V đất và đất
(g)
m2 (g)
3
tấm
(cm ) 3
(g/cm )
ăw
kính
3
(g/cm )
m1 (g)
60 42,43 0 173,31
Bài 3: Xác định thành phần cỡ hạt
a. Mục đích
Thí nghiệm phân tích của cỡ hạt đất bằng phương pháp rây sàng dùng để tách rời của
cỡ hạt của đất qua những mắt lưới để:
Xác định độ lớn cỡ hạt
Tính được sự phân bố cỡ hạt
Xếp hạng đất theo cỡ hạt
b. Dụng cụ thí nghiệm
Bộ rây sàng mắt lưới tròn
- Kích thước rây
Số hiệu rây # Đường kính rây (mm)
4,76
4
2,00
10
0,84
20
0,52
30
0,42
40
0,297
50
0,25
60
0,149
100
0,074
200
Đáy rây
Chày bọc cao su để tách rời các hạt đất
Cân điện tử độ chính xác (0,01 - 0,1) g
Bàn chải dùng để quét các hạt đất bám vào rây
- c. Trình tự thí nghiệm
Mẫu đất đại diện sẽ được phơi khô ngoài trời hay sấy khô bằng lò sấy
Dùng chày cao su hay bóp bằng tay để tách các hạt đất dính với nhau, tránh không
đập mạnh để làm vỡ các hạt đất.
Dùng trọng lượng m (g) tùytheo loại đất như sau:
Loại đất Khối lượng (g)
100 ÷ 200
Hạt mịn
200 ÷ 500
Cát pha
Cỡ hạt lớn nhất 3/8 in (9,525 mm) 1000
Cỡ hạt lớn nhất 1/2 in (12,7 mm) 3000
Cỡ hạt lớn nhất 3/4 in (19,1 mm) 5000
Cỡ hạt lớn nhất 1 in (25,4 mm) 10.000
Nếu mẫu đất lớn hơn trọng lượng cần sử dụng, ta phải dùng phương pháp
chia 4 để đảm bảo tính đại diện chung của nó.
Xếp bộ rây theo thứ tự dưới cùng là đáy rây, sau đó đến các rây có cỡ lớn
nhất, cuối cùng là nắp rây.
Cho đất vào rây, sàng bằng tay với động tác lắc tròn ngang trong 10 phút.
Cân đất cộng dồn trên mỗi rây, để cho chính xác ta cân trọng lượng cả đất và
rây sau đó trừ đi trọng lượng rây đã cân trước để tính ra trọng lượng đất.
d. Kết quả thí nghiệm
Số phần trăm trọng lượng giữ lại trên rây
- Trong luong dat giu lai tren ray
×100
Trong luong tongcong
Số phần trăm trọng lượng giữ lại cộng dồn = tổng số các số phần trăm trọng
lượng giữ riêng trên rây đó với các rây có mắt rây lớn hơn hoặc tính như sau:
Trong luong dat tren ray cong don
×100
Trong luong tong cong
Số phần trăm trọng lượng lọt qua rây = 100% - số phần trăm trọng lượng giữ
lại cộng dồn.
Vẽ đường cong phân bố cỡ hạt trên hệ thống trục như sau:
Trục hoành (log10) biểu diễn đường kính cỡ hạt (hay mắt rây).
Trục tung biểu diễn số % trọng lượng đất đã lọt qua rây hay % trọng
lượng lọt qua.
Đường biểu diễn sẽ có 3 dạng cơ bản nói lên sự phân bố các cỡ hạt đất như
sau:
Dạng thoai thoải: đất có cỡ hạt không đồng đều, ta có cấp phối tốt
Dạng bậc thang : đất có cỡ hạt gián đoạn, cấp phối xấu
Dạng dốc đứng: đất có cỡ hạt đồng nhất, cấp phối xấu
Tính hệ số đồng đều và hệ số hạng cấp
Hệ số đồng đều
D 60
Cu =
D10
Hệ số hạng cấp
- (D )2
30
Cg =
D60 × D10
Trong đó:
D60 - đường kính mà các hạt có đường kính nhỏ hơn chiếm 60% mẫu phân tích.
- D30 - đường kính mà các hạt có đường kính nhỏ hơn chiếm 30% mẫu phân tích.
D10 - đường kính mà các hạt có đường kính nhỏ hơn chiếm 10% mẫu phân tích.
Đường kính cỡ hạt D60, D30, D10 nhận được từ đường biểu diễn phân bố cỡ
hạt.
Dựa vào kết quả xác định hàm lượng và tính chất của các cỡ hạt trong đất, ta có
thể xác định loại đất đó thuộc loại nào: sỏi, sạn, cát, dạng hạt. …
Bảng phân loại đất cát
Tên đất Hàm lượng kích thước hạt
Cát pha sỏi Kl hạt có đường kính d>2mm chiếm trên > 25%
Cát hạt to Kl hạt có đường kính d>0,5mm chiếm trên > 50%
Cát hạt trung Kl hạt có đường kính d>0,25mm chiếm trên > 50%
Cát hạt thô Kl hạt có đường kính d>0,1mm chiếm trên > 75%
Cát bột Kl hạt có đường kính d>0,1mm chiếm dưới < 75%
- 3.1 Bảng kết quả phân tích cỡ hạt
Số hiệu rây Đường kính Trọng % trọng % trọng
lượng lượng giữ lượng lọt
rây
giữ lại ở lại cộng dồn qua rây
(mm)
từng ray (g)
13,28 2,656
2
4
8,7 1,74
1
10
57,43 11,486
0,5
20
268,44 53,688
0,25
30
141,26 28,525
0,1
40
8,9 1,78
0,75
50
1,81 0,362
Đáy rây
- ĐƯỜNG CON G C ẤP PH ỐI
H ẠT
100
80
Biểu đồ phân bố cỡ hạt
60
40
20
0
0.010 0.100 1.000 10.000
Đ ường kính hạt (mm)
nguon tai.lieu . vn
