BÁO cáo THỰC HÀNH môn địa CHẤT CÔNG TRÌNH

Khái niệm: khối lượng thể tích tự nhiên là khối lượng đơn vị thể tích đất đá ở trạng thái tự nhiên Ký hiệu:γwg/cm3Công thức: γw=m V Trong đó: m: khối lượng của mẫu đấtg V: thể tích của m

BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

M c l c ục lục ục lục

Bài 1: Nhận biết và mô tả đất đá 2

Bài 2: Xác định độ ẩm tự nhiên 5

Bài 3:Xác định khối lượng thể tích tự nhiên(TCVN 4202-2012) 7

Bài 4: Thí nghiệm cắt trực tiếp 8

Bài 5 : Xác định khối lượng riêng 11

Bài 6 : Xác định giới hạn chảy- dẻo 12

Bài 7: Thí nghiệm nén nhanh ( dựa theo TCVN 4200-2012) 15

Bài 8 : Xác định thành phần hạt 18

I Phương pháp rây 18

II Phương pháp tỷ trọng kế 20

Bài 1: Nhận biết và mô tả đất đá

1 Phân loại mẫu thí nghiệm:

Có 2 loại mẫu thí nghiệm: Mẫu nguyên trạng và mẫu không nguyên trạng

-Mẫu nguyên trạng: Giữ nguyên được kết cấu thành phần, trạng thái và các tính chất tự nhiên của nó Lấy cho các loại đất dính: sét, sét pha, cát pha

-Mẫu không nguyên trạng: Không giữ được kết cấu tự nhiên, trạng thái, chỉ giữ lại được thành phần Lấy cho các loại đất rời như: cát, dăm, cuội, sỏi

Cuội sỏi D > 10mm có hàm lượng hạt> 50% khối lượng hạtSỏi cuội D > 5mm có hàm lượng hạt > 50% khối lượng hạt

D > 10mm có hàm lượng hạt > 15% khối lượng hạtSỏi sạn D >5mm có hàm lượng hạt > 50% khối lượng hạt

D > 10mm có hàm lượng hạt < 15% khối lượng hạtSạn sỏi D >2mm có hàm lượng hạt > 50% khối lượng hạtCát sạn D >2mm có hàm lượng hạt > 25% khối lượng hạtCát hạt to D > 0.5mm có hàm lượng hạt >50% khối lượng hạtCát hạt trung D >0.25mm có hàm lượng hạt >50% khối lượng hạtCát hạt nhỏ D >0.1mm có hàm lượng hạt >75% khối lượng hạtCát hạt bụi D >0.1mm có hàm lượng hạt < 75% khối lượng hạtDựa vào thí nghiệm SPT để phân loại trạng thái của đất loại cát:

N: số búa/30cm đầu

 Rất xốp: N < 4 có thể đào dễ dàng

 Xốp: 4 < N < 10 đào xẻng dễ, dễ đóng SPT

 Chặt vừa : 10 < N < 30 Đào xẻng khó hơn

 Chặt : 30 < N < 50 máy xới đào

Bài 2: Xác định độ ẩm tự nhiên

1 Khái niệm: Độ ẩm tự nhiên là tỷ số của nước chứa trong đất so với khối lượng đất khô tuyệt đối

Ký hiệu: W(%)Công thức: W= 100%

Trong đó: mw: khối lượng nước chứa trong đất(g)

md: khối lượng đất khô(g)

 Bỏ 2 mẫu vào 2 hộp nhôm

 Đậy nắp, cân hộp nhôm có chứa mẫu (m1)

 Mở nắp, sấy 105°± 2°C

Thời gian sấy: 6 tiếng đổi với cát pha

8 tiếng đối với sét pha

12 tiếng đối với sét

 Để nguội trong bình hút ẩm

 Đem đi cân lại (m2)

4 Tính toán kết quả thí nghiệm

W=m1−m2 m2−m0.100%

5 Tiến hành thí nghiệm

Ghi thông tin:

Công trình: Nhà máy sản xuất hàng may mặc

Khốilượng mẫu

và hộpnhôm m1(g)

Khốilượng mẫu

và hộpnhôm saukhi sấy m2(g)

Độ ẩm tựnhiên (%)

Độ ẩmtrung bình(%)

24.625

Bài 3:Xác định khối lượng thể tích tự nhiên(TCVN 4202-2012)

1 Khái niệm: khối lượng thể tích tự nhiên là khối lượng đơn vị thể tích đất đá ở trạng thái tự nhiên

Ký hiệu:γw(g/cm3)Công thức: γw=m V

Trong đó: m: khối lượng của mẫu đất(g) V: thể tích của mẫu đất(cm3)

 Cân dao vòng (m0) (3 cái)

 Xác định thể tích của dao vòng (V) (3 cái)

 Lấy mẫu vào dao vòng

Cắt đất thành 3 khoanh có bề dày khoảng 2,5 cm thành 3 mẫu

Để dao vòng lên mẫu rồi ấn xuống cho đất ngập dao vòngGạt bỏ những phần đất ngoài dao vòng, chỉ lấy phần đất nằm gọn trong dao vòng

 Cân dao vòng chứa mẫu (m1)

4 Tính toán kết quả

γw=m1−m0 V

Chú ý: Lấy trung bình của 2 kết quả gần nhau nhất

5 Tiến hành thí nghiệm

STT dao vòngSố hiệu Khối lượngdao vòng

m0(g)

Thể tíchdaovòng(cm3)

Khối lượngdao vòng

đã chứamẫu m1(g)

Khối lượngthể tích tựnhiên(g/cm3)

Khối lượngthể tích tựnhiên trungbình(g/cm3)

1.065

Bài 4: Thí nghiệm cắt trực tiếp

1 Khái niệm: Sức chống cắt là chỉ tiêu đặc trưng cho độ bền của đất loại cát và đất loại sét, tức là khả năng chống lại sự phá hoại kết cấu tự nhiên của đất dưới tác dụng của ngoại lực

Các thông số cơ bản đặc trưng cho sức chống cắt của đất:

Góc nội ma sát φ (độ)Lực dính kết C (kG/cm2)

2 Dụng cụ thí nghiệm :

 Máy cắt ứng biến

 Bộ phận tăng tải trọng thẳng đứng dưới tác dụng lên mẫu nhờ hệ thống cánh tay đòn

 Vòng ứng biến (kèm theo đồng hồ đo biến dạng của vòng ứng biến)

 Đồng hồ đo chuyển vị thẳng đứng của mẫu trong quá trình cắt

 Đồng hồ đo chuyển vị ngang của mẫu và hộp cát

3 Các bước thực hiện

 Lấy 3 dao vòng đã chứa mẫu của thí nghiệm đo khối lượng thể tích tự nhiên

để làm thí nghiệm này

 Dùng ốc để vít chặt hộp trên và hộp dưới của hộp cắt

 Đặt giấy thấm lên 2 mặt của dao vòng đựng mẫu đất Đặt dao vòng đựng mẫu đất lên hộp trên (phía sắc của dao vòng ngửa lên trên) Đặt đá thấm lêntrên, dùng 2 ngón tay cái ấn nhẹ mẫu đất xuống đáy hộp Lấy dao vòng khỏimiệng hộp

 Đặt nắp tải trọng lên đá thấm, đặt bi truyền lực lên nắp, lắp khung gia tải vào sao cho cánh tay đòn tương đối nằm ngang

 Tác dụng lực pháp tuyến bằng cách đặt các quả cân vào quang treo ở đầu cánh tay đòn Lực pháp tuyến tác dụng bao gồm tổng khối lượng của đá thấm, nắp truyền áp lực, quang treo và các quả cân

Trị số các cấp áp lực thí nghiệm được xác định theo tính chất của đất, các cấp áp lực sau thường gấp đôi cấp áp lực trước

Các cấp áp lực : 0.5-1-2 kG/cm2

 Gắn đồng hồ đo biến dạng (độ chính xác 0.01mm) vào vòng ứng biến để đochuyển vị cắt, chỉnh đồng hồ về 0

 Tháo 2 ốc vít, bật công tắc, quan sát đồng hồ biến dạng Khi thấy kim đồng

hồ dừng lại và sau đó thụt lùi chứng tỏ mẫu đất đã bị phá hủy Ghi số đo lớnnhất của kim đồng hồ đo biến dạng (Rmax)

 Gỡ máy theo trình tự ngược lại trình tự lắp đặt : gỡ quả cân, khung gia tải, đồng hồ đo biến dạng, gỡ nắp, đá thấm, đưa hộp cắt ra ngoài, bỏ mẫu, lau chùi sạch sẽ các bộ phận

 Tiến hành các bước như trên với 2 mẫu còn lại theo cấp áp lực tăng dần

4 Tính toán kết quả thí nghiệm

 Xác đinhứng suất cắt của mỗi cấp áp lực:

τ1=C0.Rmax1

τ2=C0.Rmax2

τ3=C0.Rmax3

Trong đó : Hệ số hiệu chỉnh của vòng ứng biến C0=0.02 (kG/cm2)

 Lập đồ thị quan hệ giữa ứng suất cắt và áp lực cắt

Hệ số hiệuchỉnh vòngứng biếnC0(kG/cm2)

Số đọclớn nhấttrên đồng

hồ đobiến vạchRmax(vạch

Ứng suấtcắt τ

=C0.Rmax(kG/cm2)

Bài 5 : Xác định khối lượng riêng

1 Khái niệm : Là khối lượng của 1 đơn vị thể tích phần hạt rắn, khô tuyệt đối, xếp chặt xít không lỗ rỗng

 Đặt bình tỷ trọng lên cân rồi đặt cân về 0g

 Chuẩn bị mẫu : sấy khô rồi giã bằng chày và cối sau đó rây qua rây có d=2mm

 Lấy phần đất lọt qua rây

 Bỏ mẫu vào bình tỷ trọng (khoảng 15-20g) (m1)

 Cho nước đến 1/3 bình rồi lắc đều

 Đun bình bằng bếp cát đến khi sôi

 Để nguội bằng cách cho thêm nước đến cổ bình

 Tiếp tục thêm nước đến miệng bình

 Đậy nắp rồi cân (m2)m2=Bình tỷ trọng+mẫu+nước

 Rửa sạch bình sau đó đổ đầy nước vào bình rồi đem cân (m3)m3=Bình tỷ trọng+ nước

2.96

Bài 6 : Xác định giới hạn chảy- dẻo

Chỉ số dẻo(Id) dùng để phân loại đất thành sét, sét pha, cát pha

Độ sệt(B) dùng để xác định trạng thái của đât

 Xác định giới hạn dẻo gồm có dụng cụ :Kính nhám

3 Các bước thực hiện

 Xác định giới hạn chảy :Giã đất bằng chày và cối sau đó rây qua rây 1mmTrộn đất với nước cất ở trạng thái sệt

Dùng que trộn miết đất đã nhào vào cốc đựng đất sao cho không còn khe rỗng trong cốc Gạt bằng mắt đất ngang với thành cốc

Đưa đầu nhọn nó xuyên tới sát mặt đất trong cốc Thả nón xuyên tự ngậpsâu vào đất, sau 5s quan sát vị trí vạch khắc trên nón xuyên

Nếu vạch khắc trên nón xuyên cao hơn so mặt đất-độ ẩm của đất trong cốc chưa đạt tới độ ẩm giới hạn chảy Khi dó, lấy đất ra và nhào thêm vớinước

Dẻo

WchChảyCứng

Wd

Nếu vạch khắc trên nón xuyên bị lún hẳn xuống mặt đất-độ ẩm của đất trong cốc lớn hơn độ ẩm giới hạn chảy Khi đó, lấy đất ra và nhào với 1

ít đất bột khô hoăc nhào không cho đất mất bớt nướcNếu vạch khắc trùng với mặt đất-độ ẩm đất đã đạt tới độ ẩm giới hạn chảy

Cân hộp nhôm (mch0)Lấy đất trong cốc cho vào hộp nhôm (mch1)Làm 2 mẫu để lấy giá trị trung bình

 Xác định giới hạn dẻo

Giã đất bằng chày và cối sau đó rây qua rây 1mmTrộn đất với nước cất nhưng lượng nước ít hơn so với giới hạn chảyLấy 1 lượng đất nhỏ lăn trên kính nhám Khi lắn vê nhẹ lòng bàn tay trêndây đất

Khi đường kính dây đất khoảng 3mm và xuất hiện những vết rạn nứt thì

độ ẩm giới dẻo của dây đã đạt đến giới hạn

Cân hộp nhôm(md0)Cho đất vào hộp nhôm (md1)Làm 2 mẫu để lấy giá trị trung bình

 Sau đó đem cả 4 mẫu (2 mẫu giới hạn chảy, 2 mẫu giới hạn dẻo) vào tủ sấy

 Sau 24h, lấy ra để nguội

 Cân hộp nhôm+đất sau nung của cả 4 hộp (mch2,md2)

4 Tính toán kết quả

Giói hạn chảy của đất :Wch=mch1−mch2 mch2−mch0.100%

Giới hạn dẻo của đất : Wd=md 1−md 2 md 2−md 0.100%

Chỉ số dẻo : Id=Wch- Wd

Độ sệt : B=W−Wd Id

5 Tiến hành thí nghiệm

Số hộpnhôm

Khốilượnghộp nhôm(m0)

Khối lượnghộp nhôm+

đất ướt(m1)

Khốilượng hộpnhôm+ đấtkhô (m2)

Độ ẩmgiới hạnchảy/dẻo(%)

Độ ẩmgiới hạnchảy/dẻotrungbình (%)

114 19.43 35.24 31.96 26.17Chỉ số dẻo Id=Wch-Wd= 20.54 >17

Bài 7: Thí nghiệm nén nhanh ( dựa theo TCVN 4200-2012)

Trong đó: h0: chiều cao ban đầu của đất (cm)

∆h: Bề dày đất bị lún (cm)h1:chiều cao của đất sau khi bị nén lún (cm)P: lực tác dụng lên đất (kG)

2 Thiết bị thí nghiệm:

 Máy nén tam liên

 Mẫu chuẩn (dùng để hiệu chỉnh máy)

3 Các bước thực hiện

 Lắp dao vòng có đất vào hộp nén ( lưỡi dao vòng để phía dưới)

 Đặt đất vào hộp theo trình tự: đá thấm, giấy thấm, mẫu đất, giấy thấm, đá thấm và trên cùng là tấm nén truyền áp lực

 Đặt hộp nén vào điểm truyền lực và cân bằng bộ phận truyền áp lực Lắp đồng hồ đo biến dạng và điều chỉnh kim đồng hồ về 0

 Đổ nước ngập mẫu

 Gia tải theo từng cấp và mỗi 30’ lên 1 cấp:

Trước khi gia tải lên 1 cấp, đọc số vạch trên đồng hồ đo biến dạngLoại đất thí nghiệm: Sét cứng

Dùng các cấp áp lực sau:

P

h1

∆hh0

Thời gian Cấp áp lực(kG/cm2)

Khối lượng tảitrọng tươngđương mỗi cấp

eo: hệ số rỗng ban đầu của mẫu đất;

ho (mm): chiều cao ban đầu của mẫu đất;

∆hi (mm): biến dạng của mẫu ở cấp áp lực thứ i (tương ứng với số vạch đọc được ở mỗi cấp áp lực)

5 Tiến hành thí nghiệm

Cấp

áp

lực

nén

(kG/cm2)

Thời gian

Biến dạng

∆

h (mm)

Hệ sốrỗnge

Hệsốa

(cm2/kG)

Modul

biến

dạngE

(kG/cm2)

5

29.756

5

59.512

Sơ đồ đường cong nén lún

 Chuẩn bị mẫu (đã sấy khô)

 Giã mẫu, chia mẫu làm 4 phần

 Lấy phần mẫu (2),(3) hoặc (1),(4) để làm thí nghiệm (Lấy khoảng 100g mẫu)

2 1

+ Chuẩn bị mẫu (khô tuyệt đối)

+Cho qua rây 2mm

+Lấy mẫu lọt rây (khoảng 30-40g)

+Cho mẫu vào bình tam giác, cho thêm nước cất

+Đun trên bếp cát  Đun sôi xong để nguội 10’

+Cho chất phân tán (Bỏ qua bước này)

+Đợi ổn định rồi đọc trị số trên tỷ trọng kế : mức a

+Khuấy đều lần nữa rồi thả tỷ trọng kế ở mức a

+Đọc trị số sau 30’’,1’,2’,5’,30’,1h,2h,6h

+Mô hình rửa huyền phù

4 Tính toán kết quả

 Tính hàm lượng % các nhóm hạt có kích thước lớn hơn 0.1mm

 Hiệu chỉnh mặt khum và nhiệt độ cho mỗi số đọc R0 :

Trong đó : γs (g/cm3): khối lượng riêng của đất;

a: % lượng chứa các cỡ hạt có d < 0.5mm Nếu không

có các hạt có d > 0.5mm thì a =100%;

m: khối lượng đất ở trạng thái khô tuyệt đối

Rây 0.1mm

1000ml

Số hiệu chỉnh mặt khum

Nhiệt

độ của thể vẩn

Số hiệu chỉnh nhiệt độ

Số đọc cuối cùng

Đường kính hạt

Lượng chứa các

cỡ hạt cộng dồn