- Khối lượng thể tích khô lớn
nhất và độ ẩm tốt nhất của hỗn hợp để làm cơ sở tạo mẫu khi thí nghiệm cũng
như để kiểm tra chất lượng khi thi công.
- Cường độ kháng ép, mô đun biến
dạng, độ ổn định sau 5 chu kỳ bão hòa-sấy để chọn vật liệu gia cố, tỉ lệ chất
kết dính và thiết kế kết cấu áo đường hoặc sân bãi.
1.2. Những chỉ dẫn trong quy
trình này chỉ áp dụng đối với các loại đất có cỡ hạt nhỏ hơn 5mm; đối với
loại đất lẫn dăm sạn mà sau khi đã sàng bỏ đi cỡ hạt lớn hơn 5mm cũng có thể
áp dụng quy trình này để tạo mẫu và thí nghiệm các chỉ tiêu như đã nêu ở 1.1.
1.3. Ngoài ra, để phục vụ cho
việc thiết kế và thi công gia cố đất cần phải xác định thêm các chỉ tiêu khác
nhau như thành phần hạt chỉ số dẻo, độ tan rã, hàm lượng hữu cơ, thành phần
muối hòa tan… đã quy định ở trong các quy trình thí nghiệm về đất.
1.4. Các thiết bị, dụng cụ, dụng
cụ đầm nén tiêu chuẩn cỡ nhỏ (cối 100cm3) có cấu tạo như ở hình 1:(*)
- Cây trụ nén (5) ngoài chức năng
làm tấm đệm, khi đầm nén bằng búa còn dùng để làm bàn nén tạo mẫu bằng lực
tính trên máy nén.
- Máy nén thủy lực 3-5 tấn sử
dụng khi xác định cường độ kháng ép hoặc để tạo mẫu bằng lực tĩnh.
|
Hình
1
Cối
đầm nén 100cm3
1- Đế; 2. Tấm đệm; 3. Khuôn dưới; 4. Khuôn vây; 5. Trụ nén; 6. Búa; 7.
Thanh định hướng; 8. Khóa.
|
- Dụng cụ hút chân không với độ
chân không 0,1 mm thủy ngân, dùng để bão hòa (là no nước) đất gia cố.
- Thùng, bình giữ ẩm với dung tích
lớn có khả năng cách ly tuyệt đối với khí trời.
Ngoài ra phải sử dụng hầu hết các
máy móc dụng cụ ở phòng thí nghiệm đất như máy nén lún (máy cố kết) có ống sắt,
tấm nệm và bàn nén 11.3 (xem hình 3) tủ sấy hoặc máy ổn định nhiệt, rây, cân
các loại.
II. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
2.1. Xác định khối lượng thể
tích khô lớn nhất và độ ẩm lớn nhất của hỗn hợp(*)
a) Lấy khoảng 1500g đất khô gió lọt
qua sàng 5mm đem trộn đều với chất kết dính với tỷ lệ đã định (tỷ lệ tính theo
phần trăm khối lượng đất khô).
b) Từng phần hỗn hợp sau khi làm ẩm,
được cho vào cối và đầm nén với số búa: 30-đối với cát và á cát, 40- đối với á
sét và sét.
c) Đầm nén xong, gạt bỏ phần đất
thừa trên khuôn và đem cân, lấy một ít đất ở giữa mẫu để xác định độ ẩm.
d) Theo cách tương tự tiếp tục đầm
nén các phần hỗn hợp còn lại với độ ẩm tăng dần cho đến khi phát hiện thấy khối
lượng của mẫu giảm xuống rõ rệt thì kết thúc thí nghiệm. Cũng giống như khi thí
nghiệm trên loại đất thông thường ở cối 1000cm3 phải làm ẩm các phần
sau sao cho độ ẩm của hỗn hợp được tăng dần 2-3%.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Trong đó:
Yki = Khối lượng
thể tích khô của lần đầm nén thử g/cm2
PWi - Khối lượng của mẫu sau lần
dầm nén thứ i
V - Thể tích của khối dầm nén -
(bằng 100cm3)
Wi - Độ ẩm của mẫu sau khi đầm nén
%
e) Từ đỉnh biểu đồ quan hệ giữa
khối lượng thể tích khô và độ ẩm ta có khối lượng thể tích khô lớn nhất và độ
ẩm tốt nhất của hỗn hợp có chất kết dính đã cho.
2.2. Chuẩn bị mẫu đất gia cố
a. Trước tiên cần tính toán gần
đúng lượng hỗn hợp Gk cần thiết cho một loạt mẫu thí nghiệm theo công thức.
Gk
= (1+0,01m) 100.Ycmax.K.N (g) (2)
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Ycmax - khối lượng thể
tích khô lớn nhất của hỗn hợp, g/cm3, với m hàm lượng % chất kết
dính theo kết quả thí nghiệm đầm nén hỗn hợp ở 2.1.
K - Hệ số độ chặt yêu cầu (thường
lấy K=0,95-1,0)
N- Số cục mẫu đất cần thiết cho
việc xác định các chỉ tiêu yêu cầu ở 1.1 có tính đến số lần thí nghiệm lặp lại
và kể cả trường hợp mẫu bị hư hỏng trong khi thí nghiệm.
b) Xác định gần đúng khối lượng đất
ẩm G-theo công thức
GW
= Gk (1+0,01 Wbđ) (g) (3)
Trong đó: Wbđ độ ẩm ban
đầu %
c) Xác định lượng nước Vn
để cho hỗn hợp lúc tạo mẫu có độ ẩm tương đương với độ ẩm tốt nhất sau khi đã
xét đến lượng nước bị mất đi do phản ứng thủy hóa:
Vn
= (Wtt - Wbđ) Gk (cm3) (4)
Ở đây:
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Wtt độ ẩm khi trộn mẫu %
Wo độ ẩm tốt nhất %
M tỷ lệ phần trăm chất kết dính %
Gk khối lượng hỗn hợp
dùng làm thí nghiệm Kg.
d) Trộn đều hỗn hợp từ các thành
phần đá tính toán trên đây: khi trộn phải bóp vỡ các hòn cục bị vón lúc tưới
nước vào đất. Sau đó lấy mẫu xác định độ ẩm của hỗn hợp sau khi trộn.
e) Ủ hỗn hợp đã trộn ở trong thùng
hoặc bình giữ ẩm trong thời gian: 24 giờ nếu chất kết dính là vôi và 1 giờ nếu
chất kết dính là xi măng.
Hình
2. Bảo hòa mẫu bằng phương pháp chân không
1.
Bình kín; 2. Mẫu đất; 3. Nước; 4. Khớp đo áp lực; 5. Máy hút chân không.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
g
= 100 gcmax K (1+0,01 Wo)
(g)
(6)
Để tạo mẫu có thể dùng phương pháp
nén tĩnh. Lúc đó, sau khi đặt trụ nén lên mặt mẫu có lượng đất tính theo công
thức (6) đưa lên bàn nén thủy lực. Muốn có độ chặt lớn nhất tải trọng nén cần
khoảng 100-150 KG/cm2 trong thời gian gần 3 phút. Mẫu đất sau khi
nén bằng búa hoặc máy nén được tháo ra khỏi khuôn. Cân trọng lượng mẫu. Lấy một
ít đất để xác định độ ẩm khi tạo mẫu. Sau đó ghi theo ký hiệu lên trên mật mẫu
(Mặt trên) những yếu tố: Loại đất, tỷ lệ chất kết dính, độ chặt, ngày đúc mẫu,
loại tuổi, số liệu mẫu, loại thí nghiệm (ghi bằng loại mực không bị nhòe trong
nước).
h) Đặt mẫu đất gia cố đã chế tạo
vào trong thùng hoặc bình giữ ẩm để nuôi dưỡng theo tuổi quy định, thùng hoặc
bình giữ ẩm phải tuyệt đối kín và hoàn toàn cách ly với không khí. Mẫu đất
trong thùng không được đặt chồng lên nhau quá ba lớp. Mẫu cùng loại để theo
từng cụm riêng rẽ không làm xáo trộn và nhầm lẫn khi lấy mẫu làm thí nghiệm.
i) Đối với những mẫu để làm thí
nghiệm ở trạng thái bão hòa cần ngâm vào chậu nước liên tục trong hai ngày:
Ngày đầu mức nước chỉ ngang với một nửa chiều cao còn ngày thứ hai cho mực nước
ngập cao hơn mẫu 1cm. Sau khi làm bão hòa, lấy mẫu ra, làm khô nước bằng khăn
ẩm, để ngoài không khí trong 15 phút, rồi đem cân xác định trọng lượng chính
xác tới 1g. Ngoài cách đem làm bão hòa mẫu theo kiểu mao dẫn như đã chỉ trên
đây, còn có thể bão hòa theo phương pháp hút chân không. Cách làm như ở hình vẽ
2. Cho máy hút chân không làm việc ở áp lực 10-15mm thủy ngân trong khoảng 2
giờ. Hoặc cho đến khi không còn bọt nước trong bình thì thôi.
2.3. Xác định độ bền khi nén
(cường độ kháng ép)
a) Đặt lên máy nén các mẫu đã đủ
tuổi nuôi dưỡng hoặc ở trạng thái khô hoặc ở trạng thái bão hòa vào chính giữa
trục của bộ phận nén. Sau khi đặt bàn nén lên mặt trên của mẫu rồi bắt đầu cho
lực nén tác dụng. Tăng tải trọng phải sao cho tốc độ nén không được lớn hơn
3mm/phút. Sau khi mẫu bị phá vỡ, lấy một ít đất ở giữa để xác định độ ẩm.
b) Xác định độ bền khi nén Rn
theo công thức (7)
KG/cm2
(7)
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Pmax - tải trọng lớn
nhất khi mẫu bị phá vỡ (KG)
Fn - diện tích ban đầu
theo mặt cắt ngang của mẫu (cm2)
c) Từ kết quả xác định độ bền khi
nén đối với mẫu ở trạng thái khô và ở trạng thái bảo hòa có thể xác định được
hệ số hóa mềm theo công thức: (8)
(8)
Ở đây:
Rbh - Độ bền nén ở trạng
thái bão hòa
Rk - Độ bền nén ở trạng
thái khô
d) Mỗi một chỉ tiêu phải làm thí
nghiệm 3 cục mẫu, kết quả lấy theo trị số trung bình
2.4. Thí nghiệm xác định mô đun
biến dạng(*)
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Hình
3: Dụng cụ thí nghiệm mô đun biến dạng
1-
Ống sắt; 2- Tấm đệm; 3- Mẫu đất; 4- Tấm sắt; 5- Bàn nén f 11. 3; 6- Khung lực; 7- Đồng hồ đo biến áp.
Đặt ống sắt đã lắp mẫu lên máy nén
lún, định vị trí của bàn nén (d) (hình 3) cho đúng chính giữa mẫu; gá lắp đồng
hồ đo biến dạng rồi bắt đầu chất tải trọng và theo dõi biến dạng. Tăng tải
trọng theo từng cấp; mỗi cấp là 0,10kg/cm2. Khi biến dạng của cấp
trước không vượt quá 0,01 mm trong 3 phút mới được tăng cấp sau. Kết quả thí
nghiệm được ghi vào biểu bảng in sẵn.
b) Mô đun biến dạng Ei
được tính theo công thức:
KG/cm2
(9)
Ở đây:
Pi- Tải trọng nén, KG/cm2
và tính bằng
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
P1- lực tác động KG
F - Diện tích bàn nén (cm2)
(F=1cm2)
l
- biến dạng tương đối và bằng:
Ở đây:
S- độ lún tuyệt đối
d- đường kính của bàn nén
c) Kết quả tính lấy bằng trị số
trung bình của 3 lần thí nghiệm theo độ biến dạng tương đối 0,01; 0,02 và 0,03,
đồng thời có thể biểu thị kết quả thí nghiệm bằng biểu đồ như ở hình 4.
d) Để kết quả thí nghiệm không bị
sai lệch do hiện tượng bốc hơi trong quá trình nén cần phủ mẫu bằng bông tấm
nước lên bên trên tấm sắt đục lỗ tròn ở giữa.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
a) Để xác định độ bền khi nén của
đất gia cố sau 5 chu kỳ bão hòa-sấy khô, cần sấy mẫu ở nhiệt độ 70oC
trong giờ rồi bão hòa nước. Lập lại như vậy 5 lần. Sau lần bão hòa cuối cùng,
để mẫu ngoài không khí 15 phút rồi thí nghiệm ép. Phương pháp bão hòa và thí
nghiệm độ bền khi nén theo chỉ dẫn ở 2.2. và 2.3.
b) Tính toán độ tổn thất khối
lượng qm sau 5 chu kỳ bão hòa-sấy khô theo công thức:
% (10)
Ở đây:
gđk - trọng lượng khô
ban đầu của mẫu g
gck - trọng lượng khô
cuối cùng của mẫu (khi nhiệt độ 105oC).g
Tính toán độ hút nước II sau 5
chu kỳ bão hòa-sấy khô theo công thức.
% (11)
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Quan
hệ giữa tải trọng và biến dạng tương đối
Trong đó:
gđ - Trọng lượng ban đầu
g
gc - Trọng lượng sau lần
ngâm nước cuối cùng g
Trong công tác thí nghiệm đất gia
cố, trừ số biểu bảng ghi chép thí nghiệm đã in sẵn như đầm nén tiêu chuẩn mô
đun biến dạng ra, cần phải lập sổ nhật ký và các bảng biểu khác để ghi kết quả thí
nghiệm phù hợp với nội dung đã nêu ở mục 2.1-2.5 của quy trình này.
Căn cứ vào mục đích yêu cầu của
công tác thí nghiệm đã chỉ ở 1.1 cần lập bảng tổng hợp kết quả theo từng loại
chỉ tiêu để tạo điều kiện thuận lợi khi chọn tỷ lệ chất kết dính, tuổi nuôi
dưỡng… thích hợp nhất khi thiết kế và thi công gia cố đất.