Bài giảng Cơ học đất - Chương 1: Tính chất vật lý của đất

Bài giảng Cơ học đất - Chương 1: Tính chất vật lý của đất cung cấp cho người học những kiến thức như: Các thể hợp thành đất và tác dụng tương hỗ giữa chúng; Kết cấu, liên kết kết cấu và cấu tạo của đất; Các chỉ tiêu tính chất vật lý của đất; Phân loại đất. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ học đất - Chương 1: Tính chất vật lý của đấtCHƯƠNG I. TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT Nội Dung:1. Các thể hợp thành đất và tác dụngtương hỗ giữa chúng2. Kết cấu, liên kết kết cấu và cấutạo của đất3. Các chỉ tiêu tính chất vật lý củađất4. Phân loại đấtII.1. Các pha hợp thành đất & tác dụng tương hỗ giữa chúng Đất thường là sản phẩm của quá trình phong hóa đá gốc, gồm 3 thành phần vật chất: 1) Pha rắn (hạt đất) 2) Pha lỏng (nước trong đất) 3) Pha khí (khí trong đất) Hình 1: Ba thể hợp thành đấtI.1.1. PHA RẮN (HẠT ĐẤT) Gồm các hạt đất có kích thước khác nhau,chiếm phần lớn thể tích khối đất tạo thành khungcốt đất. Có 3 yếu tố ảnh hưởng đến tính chất củađất là:  Thành phần khoáng vật của hạt đất  Kích thước hạt đất  Hình dạng hạt đất 1. THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT HẠT ĐẤT (TPKV) TPKV phụ thuộc chủ yếu vào TPKV tạo đá & hìnhthức phong hóa đá. Các hình thức phong hóa khác nhau sản sinh các khoáng vật khác nhaua) Khoáng vật nguyên sinh: felspar; thạch anh & mica. Đất cóTPKV nguyên sinh thường có kích thước > 0.005 mm.b) Khoáng vật thứ sinh: chia ra 2 loạiKhoáng vật không hòa tan trong nước: kaolinite; ilite…chúnglà thành phần chủ yếu của các hạt sét trong đất → gọi làkhoáng vật sétKhoáng vật hòa tan trong nước, VD: canxite; dolomit;muscovite, ..Các khoáng vật thứ sinh thường có kích thước < 0.005mmc) Chất hóa hợp hữu cơ là sản phẩm được tạo ra từ di tíchđộng, thực vật ở giai đoạn phá hủy hoàn toàn (mùn hữu cơ) TPKV là yếu tố quan trọng khi đánh giá tính chấtđất. Kích thước hạt đất có quan hệ mật thiết vớiTPKVHạt đất > hạt cát (2mm) có TPKV tương tự đá gốcHạt cát (2- 0.05mm) do khoáng vật nguyên sinh tạothànhHạt bụi (0.05 – 0.005mm) chủ yếu do khoáng vậtnguyên sinh đã ổn định về hóa học như thạch anh,felspar…tạo thànhHạt sét (< 0.005mm) chủ yếu do khoáng vật thứ sinhtạo thành2. THÀNH PHẦN CẤP PHỐI HẠT CỦA ĐẤT Đất trong thiên nhiên gồm vô số hạt đất có kíchthước khác nhau tổ hợp thành → không thể xác địnhđược kích thước riêng biệt của từng hạt→ phân thànhcác nhóm hạt → “cấp phối hạt” của đất + Nhóm hạt: Tập hợp các hạt trong đất có kích thước nằm trong một phạm vi nhất định. + Cấp phối hạt: Lượng chứa tương đối của các nhóm hạt trong đất (% tổng lượng đất khô). + Quan hệ đường kính hạt ~ lượng chứa tương đối → đường cong cấp phối hạt Xác định đường cong cấp phối hạt như thế nào?Xác định đường cong cấp phối hạt Phân chia nhóm hạt & tính lượng chứa % của mỗinhóm trong mẫu đất dùng thí nghiệm phân tích hạt.+ Phương pháp sàng (rây): dùng với đất hạt thô (d > 0.1mm)+ Phương pháp tỷ trọng kế (phương pháp lắng): dùng cho đấthạt mịn (d ≤0.1mm)a. Phương pháp rây (sàng) Dùng với hạt có đường kính d > 0.1 mm,phương pháp này dùng hệ thống sàng có kích thướcmắt sàng khác nhau “bộ rây tiêu chuẩn”Sấy khô đất/ giãtơi/ đổ vào rây/lắc đều/ cânlượng sót trêncác sàng và tính%.b. Phương pháp tỷ trọng kế Dùng với hạt có đườngkính d ≤ 0.1 mm, phương phápnày dựa trên nguyên lý lắngchìm Stokes: các hạt có đườngkính khác nhau khi lắng chìmtrong nước sẽ lắng đọng với tốcđộ khác nhauTừ giá trị đo khoảng cách chìmlắng, thời gian chìm lắng, tínhđược đường kính tương ứng dcủa nhóm hạt & lượng chứacủa các hạt < d tính = % trọnglượng mẫu đấtPhương pháp tỷ trọng kếĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐƯỜNG CONG CẤP PHỐI HẠTĐường cong cấp phối hạt thoải hay dốc thì tốt? Để đánh giá mức độ không đều hạt của đất, trong xây dựngdùng hệ số không đều hạt Cu & hệ số đường cong cấp phối Cc D302 Cu = D60/D10 & Cc  D60 .D10D60: đường kính cỡ hạt mà trọng lượng của tất cả các hạt nhỏ hơn vàbằng đường kính đó chiếm 60% trọng lượng mẫu đất khô.D10 gọi là đường kính hiệu quả, D60 gọi là đường kính chi phốiCu càng lớn thì đường cong cấp phối càng thoải, đất không đều hạt,ngược lại Cu càng nhỏ thì đất càng đều hạt (cấp phối xấu).Đất được gọi là có cấp phối tốt với Cu > 4 – 6; Cc = 1 - 3. Nếu Cu = 1thì đất được gọi là cấp phối xấuĐánh giá chất lượng đường cong cấp phối hạtCấp phối tốt Cấp phối trung bình Cấp phối kémĐƯỜNG CONG CẤP PHỐI HẠT DÙNG ĐỂ LÀM GÌ?Ứng dụng của đường cong cấp phối:Xác định được cấp phối của đất (TCXD 45 – 78)Xác định tên đất rời (TCXD 45 – 78)Xác định Cu và Cc3. HÌNH DẠNG HẠT ĐẤT Hình dạng các hạt đất khác nhau có ảnh hưởngnhất định đến tính chất của đất Nhóm hạt có kích thước nhỏ từ hạt sét trởxuống thường có dạng phiến mỏng hoặc dạng hìnhkim mảnh. Trường hợp này hình dạng hạt đất khôngảnh hưởng gì rõ rệt đến tính chất của đất. Nhóm hạt có kích thước lớn từ hạt lớn (cát,cuội, sỏi), thường các hạt có dạng hình khối cầu trơnnhẵn, hình góc cạnh. Các hình dạng này có ảnhhưởng lớn tớ ...