Tiêu chuẩn ngành 14 TCN 146-2005

Tiêu chuẩn ngành 14 TCN 146-2005 quy định phương pháp thí nghiệm trong phòng để xác định góc nghỉ tự nhiên của đất rời (cát và sỏi sạn hạt nhỏ hơn 5 mm, có lượng chứa hạt bụi và hạt sét < 10%, ở trạng thái khô hoặc ngâm trong nước), dùng cho xây dựng công trình thuỷ lợi.

TIÊU CHU N NGÀNHẨ 14 TCN 146 ­ 2005

Đ  XÁC Đ NH GÓC NGH  T  NHIÊN C A Đ T R I  Ể Ị Ỉ Ự Ủ Ấ Ờ

Soils. Laboratory methods for determination the angle of natural

repose of cohesionless soils

1 QUY Đ NH CHUNG Ị

1.1 Tiêu chu n này quy đ nh phẩ ị ương pháp thí nghi m trong phòng đ  xác đ nh gócệ ể ị  

ngh  t  nhiên c a đ t r i (cát và s i s n h t nh  h n 5 mm, có lỉ ự ủ ấ ờ ỏ ạ ạ ỏ ơ ượng ch a h tứ ạ  

b i và h t sét < 10%,   tr ng thái khô ho c ngâm trong nụ ạ ở ạ ặ ước), dùng cho xây 

d ng công trình thu  l i.ự ỷ ợ

Ghi chú: Đ i v i cát và s i s n có ch a  ố ớ ỏ ạ ứ  10% kh i l ố ượ ng h t l n h n 5 mm, hay ạ ớ ơ  

cu i dăm, thì ph i ti n hành thí nghi m t i hi n tr ộ ả ế ệ ạ ệ ườ ng theo ph  l c C .  ụ ụ

1.2 Thu t ng  s  d ng trong tiêu chu nậ ữ ử ụ ẩ

Góc ngh  t  nhiên c a đ t r i là góc nghiêng gi i h n c a mái d c c a đ t r i khiỉ ự ủ ấ ờ ớ ạ ủ ố ủ ấ ờ  

k t c u x p nh t   tr ng thái khô ho c ngâm trong nế ấ ố ấ ở ạ ặ ước, ký hi u là  ệ , bi u thể ị 

b ng đ  ằ ộ

1.3 Phương pháp thí nghi m ệ

Dùng phương pháp "nón đ t" đ  xác đ nh góc ngh  t  nhiên c a đ t r i   trongấ ể ị ỉ ự ủ ấ ờ ở   phòng thí nghi m: đ  đ t r i lên mâm tròn có đệ ổ ấ ờ ường kính chu n đ t trên m t ph ngẩ ặ ặ ẳ   ngang; t  nón đ t đừ ấ ượ ạc t o thành trong đi u ki n thí nghi m đ t khô ho c đ t bề ệ ệ ấ ặ ấ ị  ngâm chìm trong nước, xác đ nh đị ược góc ngh  t  nhiên tỉ ự ương  ng c a đ t. ứ ủ ấ

Ghi chú: Ph ng pháp h p cát xác đ nh góc ngh  t  nhiên c a cát, s i, do b   nh ươ ộ ị ỉ ự ủ ỏ ị ả  

h ưở ng c a ma sát thành h p nên ch  áp d ng tham kh o.  ủ ộ ỉ ụ ả

1.4.  Xác đ nh góc ngh  t  nhiên v i m i tr ng thái c a đ t r i, c n ti n hành hai m uị ỉ ự ớ ỗ ạ ủ ấ ờ ầ ế ẫ  

th  đ ng th i, l y k t qu  trung bình khi k t qu  chênh l ch nhau không quá 2 đ ,ử ồ ờ ấ ế ả ế ả ệ ộ  

n u quá thì ph i thí nghi m m u b  sung.ế ả ệ ẫ ổ

1.5 M u đ t dùng thí nghi m ph i đ m b o yêu c u v  ch t lẫ ấ ệ ả ả ả ầ ề ấ ượng và kh i lố ượng theo 

tiêu chu n 14 TCN 124 ­ 2002. ẩ

2 THI T B , D NG C  Ế Ị Ụ Ụ

2.1 Thi t b  đo góc ngh  t  nhiên c a đ t r i đế ị ỉ ự ủ ấ ờ ược mô t  khái quát   hình A.1 ph  l cả ở ụ ụ  

A, g m các b  ph n chính sau: ồ ộ ậ

Bàn đ  (1) b ng thép, có b  m t b ng ph ng và có các  c đ  đi u ch nh cho bế ằ ề ặ ằ ẳ ố ể ề ỉ ề 

m t n m ngang, trên bàn đ  có l p t i (4) có th  kéo mâm (2) lên th ng đ ng. Mâmặ ằ ế ắ ờ ể ẳ ứ   tròn (2) b ng thép t m, dày 3 đ n 5 mm, b  m t b ng ph ng, có đằ ấ ế ề ặ ằ ẳ ường kính chu nẩ   phù h p v i c  h t l n nh t c a đ t (mâm có đợ ớ ỡ ạ ớ ấ ủ ấ ường kính: 10 cm dùng thí nghi mệ   cho cát không ch a s i s n; 20 cm dùng thí nghi m cho cát có ch a s i s n h t nhứ ỏ ạ ệ ứ ỏ ạ ạ ỏ 

h n 5 mm và cho s i s n h t nh  h n 5 mm),   tâm c a mâm đơ ỏ ạ ạ ỏ ơ ở ủ ược g n ch t c cắ ặ ọ   (3) b ng thép, th ng đ ng, đằ ẳ ứ ường kính kho ng 3 ­ 5 mm, đả ược kh c v ch chia đ uắ ạ ề  

mm, l y m c s  0 t i đi m ti p xúc v i b  m t mâm tròn, đ u trên c a c c thépấ ố ố ạ ể ế ớ ề ặ ầ ủ ọ   này có móc đ  móc vào dây kéo c a t i (4) để ủ ờ ượ ắc l p đ t trên đ     ặ ế

2.2 Thùng ch a nứ ước có đường kính đáy kho ng 30 ả  40 cm, chi u cao kho ng 25 ­ 30ề ả  

cm; 

2.3 Các d ng c  khác nh : sàng l  2 mm và 5 mm, các khay đ ng đ t, chày g  tròn, c iụ ụ ư ỗ ự ấ ỗ ố  

và chày b ng s  ho c th y tinh, đ u chày b c cao su; nằ ứ ặ ủ ầ ọ ước s ch đã đạ ược khử  khoáng ho c nặ ước máy; muôi xúc đ t; ê ke v.v  ấ

3 QUY TRÌNH 

3.1 Chu n b  và hi u chu n thi t bẩ ị ệ ẩ ế ị

3.1.1 Lau s ch mâm ch t m u (2) và ki m tra c c (3), đ m b o c c th ng đ ng; ạ ấ ẫ ể ọ ả ả ọ ẳ ứ

3.1.2 Lau s ch m t đ  (1) r i đ t lên m t bàn b ng ph ng và đi u ch nh các  c vít choạ ặ ế ồ ặ ặ ằ ẳ ề ỉ ố  

m t đ  n m ngang; ặ ế ằ

3.1.3 Móc dây kéo c a t i (4) vào đ u c c (3) c a mâm ch t m u (2), sau đó đ t th ngủ ờ ầ ọ ủ ấ ẫ ặ ẳ  

đ ng mâm ch t m u lên m t đ   ứ ấ ẫ ặ ế

3.2 Chu n b  m u đ t thí nghi m ẩ ị ẫ ấ ệ

3.2.1 Ph i khô ki t m u đ t dùng thí nghi m r i dùng chày g  ho c d ng c  thích h pơ ệ ẫ ấ ệ ồ ỗ ặ ụ ụ ợ  

đ  nghi n r i đ t; ể ề ờ ấ

3.2.2 Tùy lo i đ t, sàng đ t qua sàng l  2 mm ho c sàng l  5 mm, đ  lo i b  (dạ ấ ấ ỗ ặ ỗ ể ạ ỏ ưới 10% 

hàm lượng) các h t to quá quy đ nh có trong đ t theo quy đ nh   đi u 1.1; ạ ị ấ ị ở ề

3.2.3 Tr n th t đ u đ t đã qua sàng, sau đó đ ng th i l y ra hai m u đ i bi u đ  thíộ ậ ề ấ ồ ờ ấ ẫ ạ ể ể  

nghi m, m i m u có kh i lệ ỗ ẫ ố ượng kho ng 1kg (đ i v i đ t không có h t l n h n 2ả ố ớ ấ ạ ớ ơ   mm), kho ng 2 kg (đ i v i đ t có h t l n h n 2 mm). Đ ng đ t m i m u vào t ngả ố ớ ấ ạ ớ ơ ự ấ ỗ ẫ ừ   khay riêng và tr n th t đ u, r i dàn ph ng, không đánh đ ng đ  tránh phân tách cácộ ậ ề ồ ẳ ố ể  

c  h t. ỡ ạ

3.3 Thí nghi m ệ

3.3.1 Thí nghi m góc ngh  t  nhiên c a đ t r i   tr ng thái khô ệ ỉ ự ủ ấ ờ ở ạ

3.3.1.1 Dùng muôi xúc t ng ph n m u đ t thí nghi m và t  t  nghiêng đ  đ t nh  nhàngừ ầ ẫ ấ ệ ừ ừ ổ ấ ẹ  

vào xung quanh c c thép (3), đ  cao đ  đ t t  đ u đ n cu i kh ng ch    m c cáchọ ộ ổ ấ ừ ầ ế ố ố ế ở ứ  

3.3.1.2 T  t  quay t i đ  nh c mâm ch t m u (2) lên cho đ n khi mâm r i kh i đ t còn l iừ ừ ờ ể ắ ấ ẫ ế ờ ỏ ấ ạ  

trên bàn đ ; ế

3.3.1.3. Đ c và ghi l i s  đo trên c c thép (3)   ch  ti p xúc gi a c c và đ nh hình chóp nónọ ạ ố ọ ở ỗ ế ữ ọ ỉ  

c a đ t. Thu gom toàn b  m u th  cho vào khay và tr n đ u l i đ  s  d ng cho thíủ ấ ộ ẫ ử ộ ề ạ ể ử ụ   nghi m góc ngh  c a đ t r i khi ngâm trong nệ ỉ ủ ấ ờ ước; 

3.3.1.4 L p l i t  3.3.1.1. đ n 3.3.1.3. đ i v i m u th  th  hai. ặ ạ ừ ế ố ớ ẫ ử ứ

3.3.2 Thí nghi m góc ngh  t  nhiên c a đ t r i khi ngâm trong nệ ỉ ự ủ ấ ờ ước

3.3.2.1 Khi thí nghi m góc ngh  t  nhiên c a đ t r i ngâm trong nệ ỉ ự ủ ấ ờ ước, trước h t ti n hànhế ế  

đ  đ t khô vào mâm ch t m u theo đi u 3.3.1.1 đ n 3.3.1.2. Sau đó, đ t bàn trònổ ấ ấ ẫ ề ế ặ  

ch a m u r t t  t  vào thùng nứ ẫ ấ ừ ừ ước. Sau khi toàn b  m u độ ẫ ược dìm vào trong nướ  c thì ng ng h  mâm ch a m u, đ i cho đ n khi m u đ t hoàn toàn bão hòa, khôngừ ạ ứ ẫ ợ ế ẫ ấ   còn b t khí thoát ra n a. Sau đó, t  t  quay t i đ  nâng bàn tròn lên. Khi đ nh nónọ ữ ừ ừ ờ ể ỉ  

đ t l  ra ngoài m t nấ ộ ặ ước thì đ c và ghi l i s  đo trên c c thép (3)   ch  ti p xúcọ ạ ố ọ ở ỗ ế  

gi a c c và đ nh chóp nón c a đ t. Làm v  sinh d ng c  và chu n b  cho m u thữ ọ ỉ ủ ấ ệ ụ ụ ẩ ị ẫ ử 

th  hai; ứ

3.3.2.2 L p l i nh  3.3.2.1 đ i v i m u th  th  hai. ặ ạ ư ố ớ ẫ ử ứ

4.  TÍNH K T QU  Ế Ả

4.1 Góc ngh  t  nhiên c a đ t r i   tr ng thái khô c a t ng m u th  đỉ ự ủ ấ ờ ở ạ ủ ừ ẫ ử ược tính theo 

công th c 1: ứ

d

h

Trong đó:

tg K ­ tang góc ngh  t  nhiên c a đ t r i   tr ng thái khô, bi u th  chính xác đ nỉ ự ủ ấ ờ ở ạ ể ị ế  

b n con s  đ ng sau d u ph y; ố ố ứ ấ ẩ

h ­ chi u cao c a nón đ t (tr  trung bình các s  đ c t  các phía c a đ nh nón) v i đ tề ủ ấ ị ố ọ ừ ủ ỉ ớ ấ  

 tr ng thái khô, mm; 

ở ạ

d ­ đường kính c a mâm ch t m u (2), mm.  ủ ấ ẫ

     T  tr  s  tgừ ị ố K , tra được góc ngh  ỉ K, bi u th  chính xác đ n phút.ể ị ế

Tính tr  trung bình góc ngh  t  nhiên c a đ t r i   tr ng thái khô tgị ỉ ự ủ ấ ờ ở ạ k.tb, t  k t quừ ế ả  các m u th , làm tròn giá tr  và bi u th  b ng đ  ẫ ử ị ể ị ằ ộ

4.2 Góc ngh  t  nhiên c a đ t r i   tr ng thái ngâm trong nỉ ự ủ ấ ờ ở ạ ướ ủ ừc c a t ng m u th  đẫ ử ượ  c

tính theo công th c 1:ứ

tg ư  

d

h'

2

(1') Trong đó:

tg ư ­ tang góc ngh  t  nhiên c a đ t r i khi b  ngâm trong nỉ ự ủ ấ ờ ị ước, bi u th  chính xácể ị  

đ n b n con s  đ ng sau d u ph y; ế ố ố ứ ấ ẩ

h' ­ chi u cao c a nón đ t r i khi ngâm trong nề ủ ấ ờ ước (tr  trung bình các s  đ c t  cácị ố ọ ừ   phía c a đ nh nón), mm.ủ ỉ

d ­ đường kính c a mâm ch t m u (2), mm.    ủ ấ ẫ

T  tr  s  tgừ ị ố ư  , tra được góc ngh  t  nhiên c a đ t r i   tr ng thái ngâm trong nỉ ự ủ ấ ờ ở ạ ướ  c

ư, bi u th  chính xác đ n phút.ể ị ế

Tinh tr  trung bình góc ngh  t  nhiên c a đ t r i khi ngâm trong nị ỉ ự ủ ấ ờ ước  ư tb t  k t quừ ế ả 

c a các m u th , làm tròn giá tr  và bi u th  b ng đ  ủ ẫ ử ị ể ị ằ ộ

5 BÁO CÁO THÍ NGHI MỆ

Ph i đ m b o thí nghi m ti n hành phù h p v i tiêu chu n này và g m các thôngả ả ả ệ ế ợ ớ ẩ ồ   tin sau:

Tên công trình, h ng m c công trình; ạ ụ

S  hi u m u đ t và v  trí l y m u; ố ệ ẫ ấ ị ấ ẫ

S  hi u m u thí nghi m; ố ệ ẫ ệ

Phương pháp thí nghi m; ệ

Đ c đi m thành ph n h t c a đ t; ặ ể ầ ạ ủ ấ

Tr  s  góc ngh  t  nhiên c a đ t r i   tr ng thái khô, ị ố ỉ ự ủ ấ ờ ở ạ Ktb (đ );ộ

Tr  s  góc ngh  t  nhiên c a đ t r i khi ngâm trong nị ố ỉ ự ủ ấ ờ ước,  ư tb (đ );ộ

Các thông tin khác có liên quan. 

Ph  l c Aụ ụ

MÔ T  THI T B  ĐO GÓC NGH  T  NHIÊN C A Đ T R I Ả Ế Ị Ỉ Ự Ủ Ấ Ờ

THEO PHƯƠNG PHÁP NÓN Đ TẤ

Hình A.1. Thi t b  thí nghi m góc ngh  t  nhiên c a đ t r iế ị ệ ỉ ự ủ ấ ờ

1. Đ  ế

2. Mâm tròn ch t m u ấ ẫ

3. C c thépọ

4. T i quay ờ

5. Các  c đi u ch nh thăng b ng ố ề ỉ ằ

Ph  l c Bụ ụ

B NG GHI THÍ NGHI M GÓC NGH  T  NHIÊN C A Đ T R IẢ Ệ Ỉ Ự Ủ Ấ Ờ

Công trình………  H ng m c công trình: ạ ụ

S  hi u m u đ t và v  trí l y m u: ố ệ ẫ ấ ị ấ ẫ

S  hi u m u thí nghi m: ố ệ ẫ ệ

Phương pháp thí nghi m áp d ng: ………. Đệ ụ ường kính mâm tròn ch t m uấ ẫ  

……… mm

M u thíẫ  

nghi m sệ ố 

…

Góc ngh  t  nhiên c a đ t ỉ ự ủ ấ ở 

tr ng thái khôạ Góc ngh  t  nhiên c a đ t khingâm trong nỉ ự ướủ cấ  

Ghi chú

Chi uề   cao đ nhỉ   nón đ tấ   (mm)

Góc  ngh  ỉ K  (đ )ộ

Tr  sị ố  bình  quân  ktb (đ )ộ

Chi uề   cao đ nhỉ   nón đ tấ   (mm)

Góc  ngh  ỉ ư  (đ )ộ

Tr  sị ố  bình  quân 

tb 

ư (đ )ộ 1

2

Ngày …… tháng …  năm ……… 

Người thí nghi m: ………. ệ

Người ki m tra: ……….ể

Ph  l c Cụ ụ

PHƯƠNG PHÁP XÁC Đ NH GÓC NGH  T  NHIÊN Ị Ỉ Ự

C A Đ T R I   HI N TRỦ Ấ Ờ Ở Ệ ƯỜNG

C.1 Quy đ nh chung ị

C.1.1 Ph  l c này đụ ụ ược áp d ng đ  xác đ nh góc ngh  t  nhiên c a đ t r i (các lo i đ tụ ể ị ỉ ự ủ ấ ờ ạ ấ  

h t thô không có tính dính, lạ ượng ch a h t b i và h t sét dứ ạ ụ ạ ưới 10%, thu c đ t cátộ ấ  

ch a s i s n h t l n h n 5 mm và đ t s i s n có nhi u h t l n h n 5 mm),   tr ngứ ỏ ạ ạ ớ ơ ấ ỏ ạ ề ạ ớ ơ ở ạ   thái khô t i hi n trạ ệ ường.  

C.1.2 Thu t ng : nh  đi u 1.2. ậ ữ ư ề

C.1.3 Phương pháp thí nghi mệ

Áp d ng phụ ương pháp nón đ t v i nguyên t c là: đ  đ t r i theo quy trình   ph nấ ớ ắ ổ ấ ờ ở ầ   C.3, sao cho t o thành nón đ t cân đ i trên n n ph ng ngang. T  kích thạ ấ ố ề ẳ ừ ước đườ  ng kính c a đáy nón và chi u cao c a nón đ t đủ ề ủ ấ ược xác đ nh, tính ra góc ngh  t  nhiênị ỉ ự  

K c a đ t. ủ ấ

C.1.4 Đ i v i m i m u đ t, ph i thí nghi m hai m u đ i bi u đ ng th i, l y k t quố ớ ỗ ẫ ấ ả ệ ẫ ạ ể ồ ờ ấ ế ả 

trung bình theo đi u 1.4. ề

C.2 Thi t b , d ng c    ế ị ụ ụ

Thước th ng dài kho ng 1,5m, có kh c v ch chia đ u 5 mm; ẳ ả ắ ạ ề

Thước th  (thợ ước góc vuông); 

C c b ng thép tròn, th ng, dài kho ng 1,2 ­ 1,5m, kh c v ch chia đ u 5 mm; ọ ằ ẳ ả ắ ạ ề

Ni vô; 

Chày g  tròn; ỗ

Cu c, x ng. ố ẻ

C.3 Quy trình

C.3.1.  Chu n b  m u đ t ẩ ị ẫ ấ

L y đ t đ i bi u đ  kh i lấ ấ ạ ể ủ ố ượng dùng thí nghi m, đem ph i khô r i dùng chày gệ ơ ồ ỗ 

đ  lăn nghi n làm r i v n đ t, tr n đ u và dàn đ u ra, không đánh đ ng đ  tránhể ề ờ ụ ấ ộ ề ề ố ể   cho đ t không b  phân tách các c  h t; ấ ị ỡ ạ

C.3.2 Chu n b  sân thí nghi m ẩ ị ệ

Dùng cu c, x ng san b ng kho nh đ t hình tròn đố ẻ ằ ả ấ ường kính phù h p v i c  h t l nợ ớ ỡ ạ ớ  

nh t c a đ t đ  làm sân thí nghi m, dùng ni vô ki m tra đ  ph ng ngang c a m tấ ủ ấ ể ệ ể ộ ẳ ủ ặ  

đ t. Sau đó v ch vòng tròn có đấ ạ ường kính phù h p lên m t đ t. C m ch c thợ ặ ấ ắ ắ ướ  c thép tròn vào tâm vòng tròn, sao cho th ng đ ng và v ch kh c s  0 cm ngang v iẳ ứ ạ ắ ố ớ  

m t đ t. ặ ấ

Ghi chú: Đ  l n đ ng kính kho ng đ t hình tròn dùng làm sân thí nghi m t  l  thu n v i ộ ớ ườ ả ấ ệ ỷ ệ ậ ớ  

đ ườ ng kính h t l n nh t c a đ t, đ ạ ớ ấ ủ ấ ượ ấ c l y theo b ng d ả ướ i đây:

Đường kính h t l n nh t trong m u đ t thíạ ớ ấ ẫ ấ  

nghi m (mm)ệ Đường kính sân thí nghi m (cm)ệ

C.3.3 Th  nghi m và đo đ c ử ệ ạ

C.3.3.1.Dùng x ng ho c d ng c  thích h p, xúc đ t t  t  đ  đ u t ng l p t  đ  cao khôngẻ ặ ụ ụ ợ ấ ừ ừ ổ ề ừ ớ ừ ộ  

quá 2 cm vào xung quanh c c   tâm sân cho đ n khi t o thành nón đ t có đọ ở ế ạ ấ ườ  ng kính đáy (t  các phía) v a đúng v i vòng tròn đã v ch, đ c s  đo chi u cao c a nónừ ừ ớ ạ ọ ố ề ủ  

đ t trên thấ ước thép   tâm t  3 đ n 4 phía, l y tr  s  bình quân đ  tính góc ngh  tở ừ ế ấ ị ố ể ỉ ự  nhiên c a đ t, r i thu d n s ch s  sân đ  ti n hành th  m u th  hai. ủ ấ ồ ọ ạ ẽ ể ế ử ẫ ứ

C.3.3.2.L p l i nh  C.3.3.1. đ i v i m u th  th  2.ặ ạ ư ố ớ ẫ ử ứ

C.4 Tính k t quế ả

C.4.1 Góc ngh  t  nhiên c a đ t m i m u th , tính theo công th c C.1: ỉ ự ủ ấ ỗ ẫ ử ứ

d

h 2

Trong đó: 

h ­ chi u cao nón đ t, tr  trung bình s  đ c t  3 ề ấ ị ố ọ ừ  4 phía c a đ nh nón đ t, cm;   ủ ỉ ấ

d ­ đường kính đáy nón đ t, cm; ấ

tg K ­ tang góc ngh  t  nhiên c a m u thí nghi m.ỉ ự ủ ẫ ệ

T  tr  s  tgừ ị ố , tra góc  K, bi u th  chính xác đ n phút. ể ị ế

C.4.2 Tính tr  s  trung bình c a góc ngh  t  nhiên c a đ t t  k t qu  2 m u th , làm trònị ố ủ ỉ ự ủ ấ ừ ế ả ẫ ử  

giá tr  và bi u th  b ng đ  ị ể ị ằ ộ

C.5 Báo cáo thí nghi mệ

Ph i đ m b o thí nghi m ti n hành theo quy đ nh c a ph  l c C và g m các thông tinả ả ả ệ ế ị ủ ụ ụ ồ   sau: 

S  hi u m u đ t và v  trí l y m u; ố ệ ẫ ấ ị ấ ẫ

S  hi u m u thí nghi m; ố ệ ẫ ệ

Phương pháp thí nghi m; ệ

Đ c đi m thành ph n h t c a đ t; ặ ể ầ ạ ủ ấ

Tr  s  góc ngh  t  nhiên c a đ t r i   tr ng thái khô, ị ố ỉ ự ủ ấ ờ ở ạ K (đ );ộ

Các thông tin khác có liên quan