Bài giảng Thí nghiệm Địa kỹ thuật - GVC. TS. Nguyễn Thanh Danh

Bài giảng Thí nghiệm Địa kỹ thuật gồm có 2 phần chính như: Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý; kiểm tra sức chịu tải và biến dạng với giải pháp móng đơn. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Thí nghiệm Địa kỹ thuật - GVC. TS. Nguyễn Thanh Danh TRƯỜNG ĐHXD MIỀN TRUNG KHOA XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT GVC. TS. Nguyễn Thanh Danh BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM ĐỊA KỸ THUẬT Phú Yên, 2020 Thí nghiệm Địa kỹ thuật Phần 1: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ 2.1. Xác định thành phần hạt của đất (TCVN 4198: 2014) 2.1.1. Những quy định chung và mục đích thí nghiệm - Thành phần hạt của đất là hàm lượng của từng nhóm hạt có đường kính khác nhau ở trong đất, được biểu diễn bằng % so với khối lượng mẫu đất khô tuyệt đối đã lấy để phân tích. - Thành phần hạt của đất được xác định bằng phương pháp sàng (rây) theo hai cách: + Rây khô để phân chia các hạt có kích thước từ 10 ÷ 0,5 mm. + Rây ướt (rây có rửa nước) để phân chia các hạt có kích thước từ 10 ÷ 0,1 mm. - Thành phần hạt của đất loại cát và đất loại sét được xác định bằng phương pháp tỷ trọng kế với các hạt có kích thước từ 0,1 ÷ 0,002 mm và phương pháp rây với các hạt có đường kính lớn hơn 0,1 mm (xem thêm hướng dẫn trong tài liệu [1]). - Xác định thành phần hạt là phân chia đất thành từng nhóm các cỡ hạt gần nhau về độ lớn và xác định hàm lượng phần trăm của chúng. - Kết quả phân tích thành phần hạt đất dùng để phân loại đất và đánh giá tính cấp phối. 2.1.2. Thiết bị thí nghiệm - Bộ sàng tiêu chuẩn có kích thước lỗ: 10, 5, 2, 1, 0,5, 0,25 và 0,1 mm; - Cân kỹ thuật có độ chính xác tới 0,01 g; - Cối sứ và chày có bọc cao su để tách rời các hạt đất; - Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ; quả lê bằng cao su (để dồn hạt đất, hút nước); - Bát đựng đất; dao con; - Chổi lông nhỏ để quét các hạt đất bám vào rây; máy sàng lắc. Hình 2.1. Cân kỹ thuật Hình 2.2. Bộ sàng Hình 2.3. Máy sàng lắc 2.1.3. Chuẩn bị mẫu thử GVC. TS. Nguyễn Thanh Danh 1 Thí nghiệm Địa kỹ thuật Mẫu đất trung bình để phân tích được lấy theo phương pháp chia tư (trộn đều đất, rải đất thành lớp mỏng, dùng dao vạch hai đường chéo chia đất làm bốn phần, lấy đất ở 2 phần đối xứng). Khối lượng đất lấy làm thí nghiệm phụ thuộc vào hàm lượng hạt lớn hơn 2 mm (được ước lượng bằng mắt thường) như sau: Bảng 2.1. Khối lượng mẫu đất thí nghiệm thành phần hạt % theo khối lượng các hạt có kích thước Khối lượng đất cần lấy để thí nghiệm (g) lớn hơn 2 mm 0% 100 ÷ 200 0% ÷ 10% 300 ÷ 900 10% ÷ 30% 1000 ÷ 2000 > 30% 2000 ÷ 5000 2.1.4. Trình tự thí nghiệm 2.1.4.1. Phương pháp rây khô - Lắp các sàng thành chồng theo thứ tự tăng dần kích thước lỗ sàng kể từ đáy sàng đến nắp sàng. - Mẫu đất đại diện sẽ được phơi khô gió hay sấy khô trong tủ sấy. - Dùng chày bọc cao su hay bóp bằng tay để tách các hạt đất dính vào nhau, tránh không đập mạnh để làm vỡ các hạt đất. - Trộn đều đất, lấy khối lượng mẫu đất theo hướng dẫn ở trên, cho vào chồng sàng và sàng bằng tay hoặc bằng máy. - Cân khối lượng của từng nhóm cỡ hạt giữ lại trên từng sàng và lọt xuống ngăn đáy, kết quả lấy chính xác đến 0,01 g. 2.1.4.2. Phương pháp rây ướt - Lấy một mẫu đất trung bình, cân khối lượng mẫu đất như hướng dẫn ở trên và đổ đất vào các bát nhỏ đã được cân trước. - Dùng nước làm ẩm đất và nghiền đất bằng chày có đầu bọc cao su. Sau đó đổ nước vào đất, khuấy đục huyền phù và để lắng 10 ÷ 15 giây. Đổ nước có các hạt không lắng (thể vẫn) qua rây có lỗ 0,1 mm. Cứ tiến hành khuấy đục và đổ lên rây như vậy cho đến khi nước bên trên các hạt lắng xuống hoàn toàn trong mới thôi. - Dùng quả lê cao su bơm nước dội sạch các hạt còn lại trên rây vào bát, gạn đổ nước trong bát đi. - Sấy đất trong các bát cho đến trạng thái khô gió và cân bát với đất để tìm khối lượng của đất sau khi dội rửa các hạt có kích thước < 0,1 mm qua rây. GVC. TS. Nguyễn Thanh Danh 2 Thí nghiệm Địa kỹ thuật - Xác định khối lượng các hạt có kích thước < 0,1 mm theo hiệu số giữa khối lượng của mẫu trung bình lấy để phân tích và khối lượng mẫu đất sau khi đã rửa đi các hạt có kích thước < 0,1 mm. - Sàng đất đã được rửa bỏ các hạt có kích thước < 0,1 mm qua bộ rây. - Cân khối lượng của từng nhóm cỡ hạt giữ lại trên từng rây, kết quả lấy chính xác đến 0,01g. Ghi chú: sai lệch giữa khối lượng các nhóm hạt với khối lượng mẫu đất trung bình đem phân tích không được lớn hơn 1%. 2.1.5. Tính toán kết quả - Hàm lượng % từng nhóm hạt (P, %) được tính theo công thức sau: mh P .100% (Kết quả lấy chính xác đến 0,1%) (2.1) m Trong đó: mh: khối lượng nhóm hạt, g; m: khối lượng của mẫu trung bình lấy để phân tích, g. - Trình bày kết quả phân tích dướng dạng bảng số lượng chứa % các nhóm hạt và đường cong cấp phối hạt trên hệ trục bán logarit. Đường cong được lập theo hàm lượng cộng dồn các nhóm hạt bắt đầu từ nhóm hạt bé nhất trong mẫu đất. Bảng 2.2. Hàm lượng chứa % các nhóm hạt Đường kính các nhóm hạt (mm) Đại lượng xác định 0,5 ÷ 0,25 > 10 10 ÷ 5 5÷2 2÷1 1 ÷ 0,5  0,1 0,25 ÷ 0,1 Khối lượng nhóm hạt (g) Hàm lượng nhóm hạt (%) Hàm lượng cộng dồn (%) GVC. TS. Nguyễn Thanh Danh 3 Thí nghiệm Địa kỹ thuật Hình 2.4. Đường cong cấp phối hạt - Dựa vào kết quả phân tích hàm lượng cỡ hạt để phân loại đất theo bảng sau: Bảng 2.3. Phân loại đất theo hàm lượng % kích thước hạt Tê ...