Nghiên cứu chế tạo bộ dụng cụ lấy mẫu đất loại sét lẫn sạn nguyên trạng phục vụ thí nghiệm nén nở hông tự do trong phòng

Đề tài "Nghiên cứu chế tạo bộ dụng cụ lấy mẫu đất loại sét lẫn sạn nguyên trạng phục vụ thí nghiệm nén nở hông tự do trong phòng" trên cơ sở phát triển “Bộ dụng cụ lấy mẫu màng mỏng trong công tác khảo sát đất” theo số bằng sáng chế 88635A công bố đơn ngày 25/8/2022, đã nghiên cứu chế tạo được bộ dụng cụ lấy mẫu đất loại sét lẫn sạn nguyên trạng. Kết quả thử nghiệm bước đầu cho thấy, việc lấy mẫu nguyên trạng cho đối tượng đất loại sét lẫn sạn (đất cấp phối đồi) có thể thực hiện được và đồng thời có triển vọng tốt cho thí nghiệm nén nở hông tự do trên loại mẫu này ở trong phòng. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chế tạo bộ dụng cụ lấy mẫu đất loại sét lẫn sạn nguyên trạng phục vụ thí nghiệm nén nở hông tự do trong phòng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BỘ DỤNG CỤ LẤY MẪU ĐẤT LOẠI SÉT LẪN SẠN NGUYÊN TRẠNG PHỤC VỤ THÍ NGHIỆM NÉN NỞ HÔNG TỰ DO TRONG PHÒNG Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Đức Mạnh Sinh viên thực hiện: Vũ Tiến Dũng Phạm Dương Khánh Lê Đức Anh Lê Đức Chính Lớp: KTXD Đường bộ K60 Tóm tắt: Với đất cấp đồi loại sét lẫn sạn việc lấy mẫu đất nguyên trạng để thí nghiệmtrong phòng thường gặp khó khăn hoặc không tiến hành được. Với kích thước hạt sạntheo tiêu chuẩn hiện hành (>2mm) và kích thước mẫu đất thí nghiệm cắt trên máy cắtphẳng đường kính phổ biến 52-62mm, cao 20mm thì thực hiện thí nghiệm dạng này khôngkhả thi. Còn việc thí nghiệm trong phòng hay hiện trường trên mẫu kích thước lớn thườngcó chi phí cao và phức tạp. Vì thế, khi gặp nền đất loại này việc sử dụng thông số sứcchống cắt để tính toán nền móng thường lấy theo kinh nghiệm hay xác định thông quacác tương quan thực nghiệm hoặc bán thực nghiệm. Trong nghiên cứu này, trên cơ sởphát triển “Bộ dụng cụ lấy mẫu màng mỏng trong công tác khảo sát đất” theo số bằngsáng chế 88635A công bố đơn ngày 25/8/2022, đã nghiên cứu chế tạo được bộ dụng cụlấy mẫu đất loại sét lẫn sạn nguyên trạng. Kết quả thử nghiệm bước đầu cho thấy, việclấy mẫu nguyên trạng cho đối tượng đất loại sét lẫn sạn (đất cấp phối đồi) có thể thựchiện được và đồng thời có triển vọng tốt cho thí nghiệm nén nở hông tự do trên loại mẫunày ở trong phòng. Từ khóa: Dụng cụ lấy mẫu; đất loại sét lẫn sạn; nguyên trạng; nén nở hông1. ĐẶT VẤN ĐỀSức chống cắt của đất cấp phối tự nhiên loại sét lẫn sạn, mà ở đây thường là đấtphong hóa thuộc tầng phủ ở trên đồi hay núi, có thể xác định được từ hiện trườngbằng cắt trụ đất kích thước lớn, cách thí nghiệm xuyên tĩnh, xuyên tiêu chuẩn, nénngang trong lỗ khoan … hay trong phòng bằng cách sử dụng thiết bị cắt đườngkính lớn lớn với mẫu chế.Hiện này có nhiều phương pháp lấy mẫu đất nguyên trạng cho các loại đất dính(đất loại sét) ở trạng thái dẻo chảy, chảy, dẻo cứng, cứng như dùng phương phápnén, ép, khoan lấy mẫu …. Với đất cấp đồi loại sét lẫn sạn thì việc lấy mẫu đấtnguyên trạng thí nghiệm trong phòng thông thường hiện nay không tiến hành được.Với kích thước hạt sạn và kích thước mẫu đất thí nghiệm cắt trên máy cắt phẳngđường kính mẫu khá nhỏ, phổ biến 52-62mm và chiều cao hạn chế (20mm) khôngkhả thi. Còn việc thí nghiệm hiện trường trên mẫu lớn chi phí lớn và khó tiến hành.Chính vì vậy, thực tế hiện nay, việc sử dụng thông số sức chống cắt này để tính 78toán nền móng nói chung – tính toán ổn định bờ dốc nói riêng ở nước ta chủ yếuxác định thông qua các tương quan thực nghiệm hoặc bán thực nghiệm.Vì vậy,nhiều trường hợp không chỉ cho kết quả tính toán thiếu tin cậy, mà còn lãng phí,thậm chí là nguyên nhân gây sụt trượt hay sự cố công trình trong thực tế xây dựngnhững năm qua tại Việt Nam trên đối tượng đất nền này. Xuất phát từ vấn đề này,lấy ý tưởng và phát triển thêm từ “Bộ dụng cụ lấy mẫu màng mỏng trong công táckhảo sát đất” theo số bằng sáng chế 88635A công bố đơn ngày 25/8/2022, đãnghiên cứu chế tạo được bộ dụng cụ lấy mẫu đất loại sét lẫn sạn nguyên trạng bằngphương pháp đóng trực tiếp từ mặt đất hoặc trong hố đào.2. THIẾT KẾ CẤU TẠO VÀ CHẾ TẠO2.1 Cấu tạo bộ dụng cụTheo nguyên tắc chung, mẫu đất nguyên trạng dùng trong thí nghiệm nén nở hôngtự do thường có chiều cao bằng hai lần đường kính. Bộ dụng cụ được thiết kế gồm5 phần chính: Lưỡi cắt; ống thân bao mẫu đất có màng mỏng bọc mẫu bên trong;phần đầu thân ống; quả tạ có tay cầm nâng; ống dẫn hướng có tay cầm và đai hãm.Mặt cắt tổng thể bộ dụng cụ được thiết kế như hình 1. Hình 1. Bộ dụng cụ lấy mẫu được thiết kế Phần lưỡi cắt: Lưỡi cắt đất được chế tạo bằng loại thép CT45, một đầu vátđể cắt vào đất, một đầu nối với ống bao mẫu và ống thu mẫu. Đường kính lưỡi vátthiết kế d70mm, được vát 1 góc 17o, phần trên gắn với phần ống thu mẫu. 79 Hình 2. Phần lưỡi cắt thiết kế 2D và 3D Phần thân bao mẫu đất: Ống bao mẫu là một đoạn ống cứng làm bằng thépCT45, có đường kính trong là 84mm và lớn hơn đường kính ngoài của ống thumẫu cộng với bề dày của nếp gấp màng mỏng, một đầu nối vào lưỡi cắt, một đầunối vào đầu tiếp lực, có lỗ thoát khí khi đóng phần đầu thân (Hình 3). Hình 3. Phần thân chứa mẫu và đầu thân nối với ống dẫn hướng Phần ống dẫn hướng: Được thiết kế bằng thép đặc dạng trụ tròn, có nhiệmvụ giúp dẫn hướng quả tạ tạo ra một lực nén làm cho phần thiết ...