Tiêu chuẩn ngành 14 TCN 129:2002 về đất xây dựng công trình thuỷ lợi - Phương pháp phân tích thành phần hạt

4. Tủ sấy điện: Sấy được đến nhiệt độ 110^oC, có thể khống chế và duy trì nhiệt độ sấy theo mọi mức yêu cầu với độ chính xác tới 0,5^oC. Các dụng cụ kèm theo, gồm: Hộp có nắp đậy kín, bằng vật liệu không gỉ, gồm nhiều cỡ thích hợp để chứa mẫu đất xác định độ ẩm. Bình hút ẩm có chất hút ẩm Silicagel khan hoặc Canxi clorua (tốt nhất nên dùng Silicagel khan).

5. Khay đựng đất các cỡ thích hợp, bằng vật liệu không gỉ.

6. Bình rửa tia hoặc quả lê bằng cao su có thể hút nước và xịt nước.

7. Chày gỗ hình trụ tròn, tang bọc cao su. Cối sứ (hoặc đồng) và chày đầu bọc cao su. Tấm cao su, kích thước khoảng 1,5 x 1,5 m.

8. Hộp chia mẫu 4 ngăn hoặc 2 ngăn. Thước thẳng và cứng bản rộng khoảng 7¸10cm, dày khoảng 0,5 ¸ 1 cm, dài khoảng 0,5 ¸ 1 m.

9. Các thùng ngâm mẫu bằng vật liệu không gỉ có dung tích khoảng 2; 5; 10 lít.

10. Nước cất và nước sạch đã khử khoáng.

11. Các bàn chải mềm dùng quét sàng, và một vài bàn chải cứng dùng chải các hạt mịn bám trên bề mặt các đá tảng, đá cuội và sỏi (sạn) to.

12. Dung dịch Pirophotphat natri nồng độ 4% hoặc dung dịch Hexametaphotphat natri nồng độ 4%.

...

...

...

2.3. Phân tích bằng sàng đối với đất không có tính dính (đất không chứa hoặc có chứa không đáng kể các hạt bụi và hạt sét)

2.3.1. Chuẩn bị và lấy mẫu thí nghiệm

1. Đem mẫu đất đã lấy về phơi khô gió ở trong phòng, rải đất lên tấm cao su đã lau sạch, dùng chày gỗ bọc cao su lăn nghiền làm tơi vụn đất. Sau đó đem đất sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 105 ± 5^oC đến khối lượng không đổi, sau đó để nguội đến nhiệt độ trong phòng.

2. Lấy mẫu: Đem đất đã sấy khô và để ngội  ra trộn đều, dùng hộp chia mẫu theo phương pháp chia tư, chia đôi thích hợp để lấy ra mẫu đất đại biểu có khối lượng khô phù hợp theo bảng 2.1, dùng cân kỹ thuật theo Điều 2.2 để cân chính xác khối lượng khô của mẫu đất dùng thí nghiệm (m₀).

2.3.2. Làm phân tán đất

1. Rải mẫu đất thí nghiệm lên tấm cao su đã lau sạch. Dùng bàn chải cứng quét bề mặt các hạt sỏi (sạn) to và đá cuội, đá tảng cho đến khi chúng sạch các hạt nhỏ bám vào, rồi nhặt các hạt quá cỡ đó cho vào một khay chứa riêng. Nếu không có các hạt quá cỡ thì làm theo điểm 2 Điều 2.3.2.

2. Tiếp tục làm phân tán đất. Dùng chày gỗ bọc cao su để lăn, nghiền đất trên tấm cao su cho đến khi làm phân tán hết các cục đất và các kết thể thành các hạt đơn lẻ vốn có. Nếu thấy cần thiết thì khuấy nghiền đất thêm trong cối sứ bằng chày đầu bọc cao su.

2.3.3. Sàng phân loại các cỡ hạt của đất

1. Lắp sàng thí nghiệm cỡ lớn nhất thích hợp với cỡ hạt to nhất của đất với khay hứng.

...

...

...

3. Mở nắp đậy sàng, lấy đất nằm lại trên sàng ra rồi dùng cân kỹ thuật theo Điều 2.2, cân chính xác khối lượng khô của đất.

Ghi chú: Nếu mẫu đất có khối lượng lớn thì sàng làm nhiều mẻ để tránh cho sàng quá tải và dễ sàng sạch đất.

4. Chuyển đất ở trong khay hứng vào khay đựng khác để lấy khay hứng sử dụng. Lắp sàng cỡ nhỏ hơn kế tiếp cỡ sàng trước đó vào khay hứng. Cho đất ở khay đựng vào sàng rồi đậy nắp lại theo điểm 2, 3 Điều 2.3.3 để xác định khối lượng của cỡ hạt nằm lại trên cỡ sàng này.

5. Lặp lại theo điểm 2, 3, 4 Điều 2.3.3 với tất cả các cỡ sàng kế tiếp nhỏ hơn còn lại cho đến cỡ sàng nhỏ nhất (0,1mm).

Ghi chú:

1. Nếu có máy sàng lắc thì có thể sàng đất qua nhiều cỡ sàng cùng một lúc với điều kiện sàng trên cùng không bị quá tải. Thời gian lắc sàng tối thiểu là 10 phút.

2. Trong quá trình sàng phân loại các cỡ hạt của đất, không làm rơi vãi hao hụt mất đất quá 1% khối lượng mẫu.

2.3.4. Tính toán và biểu thị kết quả

1. Cộng toàn bộ khối lượng khô của đất nằm lại trên các cỡ sàng thí nghiệm sử dụng và của hạt lọt sàng 0,1mm được khối lượng khô của mẫu đất sau phân tích (m'_o) theo công thức 2.1:

...

...

...

Trong đó: m'_o - khối lượng khô của mẫu đất sau phân tích, g;

å m_i - tổng khối lượng khô của các cỡ hạt nằm lại trên các cỡ sàng thí nghiệm sử dụng, g;

m_<0,1 - khối lượng khô của phần hạt lọt sàng 0,1 mm, g.

2. Tính toán hệ số hao hụt của mẫu đất sau quá trình phân tích, K, theo công thức 2.2:

(2.2)

Trong đó:

m_o  - khối lượng khô ban đầu của mẫu đất thí nghiệm, g;

m'_o - khối lượng khô hiện có của mẫu đất thí nghiệm sau quá trình phân tích, g;

K   - hệ số hao hụt, % khối lượng.

...

...

...

3. Tính toán hàm lượng của hạt nằm lại trên từng cỡ sàng thí nghiệm theo công thức 2.3:

(2.3)

Trong đó:

P_i - số phần trăm theo khối lượng của hạt nằm lại trên sàng thí nghiệm cỡ i mm;

m_i - khối lượng khô của hạt nằm lại trên sàng thí nghiệm cỡ i mm, g;

m'_o - khối lượng khô của mẫu đất thí nghiệm hiện có, g.

4. Tính toán số phần trăm tích luỹ theo khối lượng của vật liệu hạt nhỏ hơn (lọt qua) cỡ sàng nào đó theo công thức 2.4:

% khối lượng của vật liệu lọt qua cỡ sàng này = 100 - tổng số % khối lượng của hạt nằm lại trên sàng này và trên các cỡ sàng lớn hơn     (2.4)

5. Tính toán số % khối lượng của hạt lọt sàng 0,1 mm theo công thức 2.5:

...

...

...

Trong đó:

P_<0,1 - số % theo khối lượng của hạt lọt sàng thí nghiệm 0,1 mm;

m_<0,1 - khối lượng khô của hạt lọt sàng 0,1 mm (hạt mịn), g;

m'_o - khối lượng khô của mẫu đất thí nghiệm hiện có, g.

6. Biểu thị kết quả phân tích bằng bảng theo như bảng A.1 phụ lục A, với hàm lượng của hạt nằm lại trên mỗi cỡ sàng chính xác đến 0,1% (hàm lượng của các cỡ hạt: > 200; 200 ¸ 100; 100 ¸ 80; 80 ¸ 60; 60 ¸ 40; 40¸20; 20¸10; 10 ¸ 5; 5 ¸ 2; 2 ¸ 1; 1 ¸ 0.5; 0.5 ¸ 0.25; 0.25 ¸ 0.1 và nhỏ hơn 0,1mm).

- Biểu thị kết quả lên biểu đồ bán logarit với dạng theo hình A.1 phụ lục A.

- Tính hệ số không đồng nhất (C_u) theo công thức 2.6:

(2.6)

- Tính hệ số đường cong phân bố thành phần hạt (C_c) theo công thức 2.7:

...

...

...

Trong đó: D₁₀, D₃₀ và D₆₀ - là đường kính hạt tương ứng với hàm lượng bằng 10%, 30% và 60%.

2.3.5. Báo cáo thí nghiệm

Phải đảm bảo kết quả thí nghiệm được tiến hành phù hợp với tiêu chuẩn, bao gồm các thông tin chủ yếu sau:

- Tên công trình, hạng mục công trình; đơn vị khảo sát;

- Số hiệu hố thăm dò; số hiệu mẫu đất, độ sâu lấy mẫu, ngày tháng lấy mẫu;

- Số hiệu mẫu đất thí nghiệm, mô tả sơ bộ đất;

- Phương pháp thí nghiệm áp dụng;

- Khối lượng mẫu đất dùng thí nghiệm;

- Phương pháp phân tán đất;

...

...

...

- Biểu đồ phân bố thành phần hạt.

- Trị số hệ số không đồng nhất (C_u) và hệ số đường cong phân bố thành phần hạt (C_c);

- Các thông tin khác có liên quan.

2.4. Phân tích bằng sàng đối với đất có tính dính (đất có chứa đáng kể các hạt bụi hạt sét)

2.4.1. Chuẩn bị và lấy mẫu đất thí nghiệm: Theo Điều 2.3.1.

2.4.2. Làm phân tán đất

1. Làm phân tán đất bằng nghiền đất khô theo Điều 2.3.2.

2. Lắp sàng cỡ 10 mm vào khay hứng. Cho đất đã được làm phân tán vào sàng, đậy nắp sàng lại, rồi lắc theo điểm 2 Điều 2.3.3 cho đến khi các hạt nhỏ hơn 10 mm lọt hết qua sàng xuống khay hứng; Mở nắp sàng ra, lấy đất nằm lại trên sàng cho vào khay đựng riêng và dùng cân kỹ thuật thích hợp cân chính xác khối lượng của đất.

Ghi chú: Nếu mẫu đất có khối lượng lớn thì sàng đất làm nhiều mẻ để tránh sàng quá tải và dễ sàng sạch đất.

...

...

...

Khuấy kỹ dung dịch đất đó, để ít nhất là 1 giờ rồi khuấy lại. Nếu cần thì dùng chày đầu bọc cao su khuấy nghiền đất thêm.

4. Lắp sàng cỡ 2 mm lên khay hứng. Cho từng ít một dung dịch đất vào sàng và dùng bình rửa tia với nước cất hoặc nước sạch đã khử khoáng, tia rửa cho các hạt nhỏ lọt hết qua sàng xuống khay hứng, đảm bảo sau khi rửa tia chỉ còn các hạt lớn hơn 2mm nằm lại trên sàng.

5. Chuyển hạt nằm lại trên sàng 2mm vào khay chứa riêng, rồi lại lắp sàng vào khay hứng và tiếp tục theo điểm 4 Điều 2.4.2 cho đến khi sàng rửa hết dung dịch đất trong thùng ngâm. Đem toàn bộ vật liệu hạt nằm lại trên sàng 2 mm ở các mẻ sàng cho vào một khay chứa và sấy khô nó ở 105 ± 5^oC đến khối lượng không đổi, để nguội rồi cân khối lượng của nó chính xác đến 0,1 g.

6. Chuyển dung dịch đất lọt sàng 2 mm ở khay hứng vào bình chứa khác để lấy khay hứng sử dụng. Dùng chày đầu bọc cao su khuấy nghiền đất thêm.

7. Lắp sàng cỡ 0,1 mm vào khay hứng. Cho dung dịch đất lọt sàng 2 mm ở bình chứa vào sàng (dùng bình tia nước để dồn hết dung dịch đất trong bình chứa vào sàng). Dùng bình tia nước với nước cất hoặc nước sạch đã khử khoáng tia rửa cho các hạt mịn lọt hết qua sàng xuống khay hứng, đến khi nước chảy xuống thấy trong thì kết thúc rửa tia.

8. Đem vật liệu nằm lại trên sàng 0,1 mm cho vào khay đựng và sấy khô ở 105 ± 5^oC đến khối lượng không đổi, để nguội rồi cân khối lượng của nó chính xác đến 0,1g.

9. Đem dung dịch đất lọt sàng 0,1 mm ở khay hứng cho vào cốc, để các hạt đất lắng chìm, gạn đổ nước trong ở bên trên rồi sấy khô ở 105 ± 5^oC đến khối lượng không đổi, để nguội, rồi cân khối lượng của nó chính xác đến 0,1 g.

2.4.3. Sàng phân loại các cỡ hạt: Tương tự như Điều 2.3.3.

1. Đem phần vật liệu hạt nằm lại trên sàng 10 mm, sàng phân loại qua cỡ sàng lớn nhất phù hợp với cỡ hạt lớn nhất của đất, rồi qua cỡ sàng nhỏ hơn kế tiếp, cứ như thế cho đến cỡ sàng 20 mm. Cân chính xác khối lượng hạt nằm lại trên mỗi cỡ sàng sử dụng chính xác đến 0,1 g.

...

...

...

3. Đem phần vật liệu hạt nằm lại trên sàng 0,1 mm đã được sấy khô sàng phân loại theo thứ tự qua sàng 1 mm, rồi đến sàng 0,5 mm và đến sàng 0,25mm. Cân khối lượng của hạt nằm lại trên mỗi cỡ sàng chính xác đến 0,1 g.

2.4.4. Tính toán và biểu thị kết quả: Theo Điều 2.3.4.

Ghi chú: Nếu vật liệu hạt nhỏ hơn 0,1 mm (lọt sàng 0,1 mm) chiếm hơn 10% khối lượng mẫu thì phải lấy mẫu và phân tích bằng tỷ trọng kế như phần 3.

2.4.5. Báo cáo thí nghiệm: Theo Điều 2.3.5.

3. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH BẰNG TỶ TRỌNG KẾ

3.1. Nguyên tắc chung

3.1.1. Phương pháp tỷ trọng kế áp dụng để xác định hàm lượng của các cỡ hạt nhỏ hơn 0,1 mm của đất, bằng cách dùng phao tỷ trọng kế đo khối lượng riêng của huyền phù đất tại các thời gian lắng chìm khác nhau của hạt phân tán.

Khi trong đất có các cỡ hạt lớn hơn thì phải kết hợp phương pháp phân tích bằng tỷ trọng kế với phương pháp phân tích bằng sàng (rây) ở phần 2.

3.1.2. Mẫu đất dùng để phân tích thành phần hạt theo phương pháp tỷ trọng kế, đặc biệt là đất loại sét, tốt nhất nên dùng đất ở độ ẩm tự nhiên.

...

...

...

1. Ít nhất có 1 tỷ trọng kế loại B, trên cán phao khắc vạch từ 0,995 đến 1,030 (hoặc 1,050) với các khoảng chia chính xác đến 0,001; hoặc 1 tỷ trọng kế loại A trên cán phao khắc vạch từ 0 đến 60 độ, khoảng chia chính xác đến 1 độ.

2. Ống lường (ống đo) bằng thuỷ tinh, chiều cao khoảng 45 cm, đường kính trong khoảng 6 cm, dung tích 1200 đến 1300 cm³, được khắc vạch chia đều 20 cm³, vạch khắc trên cùng ứng với 1000 cm³, diện tích mặt cắt ngang của ống phải đồng đều trên suốt chiều dài ống, nên có ít nhất 25 đến 30 ống.

3. Ống lường bằng thuỷ tinh, dung tích 500 cm³, được khắc vạch chia đều 10cm³ một, nên có ít nhất 10 ống.

4. Bình tam giác bằng thuỷ tinh chịu nhiệt, dung tích 500 cm³, nên có ít nhất 25 đến 30 bình.

5. Bộ sàng thí nghiệm như Điều 2.2.

6. Thiết bị đun sôi và khay cát kèm theo.

7. Các cân phân tích có độ chính xác 0,1g; 0,01 g; 0,001 g.

8. Que khuấy, đầu đệm cao su hình tròn bỏ lọt dễ dàng vào ống lường và được đục thủng nhiều lỗ đường kính 3 đến 5mm. Đũa thuỷ tinh.

9. Đồng hồ bấm giây và đồng hồ để bàn.

...

...

...

11. Nước cất và nước sạch đã khử khoáng.

12. Tủ sấy đạt tới nhiệt độ 110^oC, có khả năng khống chế và duy trì nhiệt độ ở các mức yêu cầu và các hộp chứa mẫu xác định độ ẩm.

13. Nhiệt kế đo được trong phạm vi từ 0 đến 50^oC, số đọc chính xác đến 0,5^oC.

14. Bình hút ẩm có chứa Silicagen khan.

15. Cối sứ hoặc đồng và chày đầu bọc cao su.

16. Khay đựng bằng vật liệu không gỉ, gồm nhiều cỡ thích hợp.

17. Bình tia nước.

18. Các hoá chất gồm: Hydroxyt Amon (NH₄OH) nồng độ 25%; Acid clohydric (HCl) nồng độ 10%; Acid nitric (HNO₃) nồng độ 10%; Pirophotphat natri (Na₄P₂O₇) nồng độ 4% hoặc Hexametaphotphat natri (NaPO₃)₆ nồng độ 4%; Peroxid hydrogen nồng độ 6%, BaCl₂ nồng độ 5%, AgNO₃ nồng độ 5%, NaOH nồng độ 25%v.v...

19. Các dụng cụ khác như cốc thuỷ tinh, phễu thuỷ tinh, chổi quét sàng, muôi xúc v.v…

...

...

...

3.3.1. Trộn đều đất, rồi lấy mẫu xác định độ ẩm tự nhiên của đất theo 14 TCN 125 - 2002; Đựng đất còn lại vào túi nhựa, buộc kín để giữ nguyên độ ẩm.

3.3.2. Tính toán khối lượng mẫu đất cần lấy ở độ ẩm tự nhiên để phân tích thành phần hạt theo công thức 3.1:

m = m_o (1 + 0,01W)                                (3.1)

Trong đó:

m - khối lượng mẫu đất cần lấy ở độ ẩm tự nhiên, g;

m_o - khối lượng khô của mẫu đất cần có để phân tích hạt, tuỳ thuộc vào loại đất, thường là 100 g đối với đất cát pha sét, và 50g đối với đất sét và đất bụi;

W  - độ ẩm tự nhiên của đất, % theo khối lượng.

3.3.3. Cân lấy mẫu đất đại biểu để thí nghiệm có khối lượng ở độ ẩm tự nhiên (m) để có khối lượng khô yêu cầu (m_o) như Điều 3.3.2, cân chính xác đến 0,1 g.

Ghi chú: Nếu phần hạt nhỏ hơn 0,1 mm của mẫu đất đã qua phân tích bằng sàng, thì cân lấy 25 đến 30g đất khô đó để phân tích tỷ trọng kế.

...

...

...

Nếu là đất chứa hữu cơ, thì phải xử lý hữu cơ cho mẫu đất thí nghiệm trước khi tiến hành phân tích hạt, theo trình tự:

1. Cho mẫu đất đã lấy theo Điều 3.3.2 và 3.3.3 vào bình tam giác, chế vào 150cm³ hydrogen peroxide, dùng đũa thuỷ tinh khuấy hỗn hợp trong hai đến ba phút, đậy miệng bình bằng tấm kính rồi để qua đêm.

Ghi chú: Nếu có các mảnh di tích động-thực vật chưa phân huỷ thì phải nhặt chúng để riêng ra rồi mới cho hydrogen peroxide vào mẫu đất để làm oxy hoá các mùn hữu cơ, rồi đem sấy khô xác định khối lượng của chúng.

2. Đem dung dịch đất và hydrogen peroxide đun sôi nhẹ cho cạn dần cho đến khi còn khoảng 50 cm³, không để sủi trào bọt, thường xuyên dùng đũa thuỷ tinh khuấy hỗn hợp. Nếu đất chứa nhiều hữu cơ, thì cho thêm  hydrogen peroxide để ôxy hoá hết chất hữu cơ, rồi để nguội đất trong bình.

3. Đặt giấy lọc phủ kín mặt trong của phễu, rồi để phễu vào bình chứa. Chuyển hết dung dịch đất trong bình đã được làm ôxy hoá hết chất hữu cơ vào phễu lọc, không làm rơi vãi hao hụt mất đất. Dùng nước cất chế vào ngập đất trong phễu để rửa đất nhiều lần cho đến khi sạch.

4. Chuyển hết đất ở trong phễu đã được rửa sạch hữu cơ cho vào đĩa bốc hơi, rồi đem sấy khô đất ở nhiệt độ 105±5⁰C đến khối lượng không đổi, để nguội, cân khối lượng khô của đất (m'_o) chính xác đến 0,01g. Trị số m'_o chính là khối lượng khô của mẫu đất dùng phân tích thành phần hạt.

5. Tính toán khối lượng và hàm lượng của chất hữu cơ có trong đất theo công thức 3.2 và 3.3:

m_hc = m_o - m'_o                (3.2)

              (3.3)

...

...

...

m_hc - khối lượng của hữu cơ có trong mẫu đất thí nghiệm, g;

P_hc - hàm lượng của hữu cơ có trong đất, % theo khối lượng;

m_o - khối lượng khô của mẫu đất trước khi xử lý hữu cơ, g;

m'_o - khối lượng khô của mẫu đất sau khi xử lý hữu cơ, g (phải tính đến khối lượng của các mảnh di tích động-thực vật chưa bị phân huỷ, nếu có).

6. Kết thúc việc xử lý hữu cơ cho mẫu đất thí nghiệm, chuyển sang làm phân tán đất theo Điều 3.4 để phân tích hạt.

3.3.5. Xử lý trước đối với đất chứa muối hoà tan (thường đối với đất trầm tích vùng đồng bằng ven biển)

1. Trắc nghiệm muối

Trộn đều đất, lấy 3 g đem nghiền nhỏ, cho vào bình tam giác rồi chế vào 20cm³ nước cất. Đem dịch thể đất đun sôi khoảng 10 phút rồi để nguội. Sau đó cho dịch thể đất này vào ống nghiệm có dung tích khoảng 150 cm³, rồi cho thêm nước cất đã đun sôi để nguội vào đến khoảng 100 cm³, lắc đảo dung dịch khoảng 1 phút rồi để yên sau 12 đến 24 giờ. Sau thời gian đó, nếu thấy có kết tủa bông xốp và hình thành lớp nước trong suốt ở bên trên, thì chứng tỏ là đất có chứa muối hoà tan và phải rửa muối cho mẫu đất trước khi tiến hành phân tích hạt.

2. Rửa muối

...

...

...

3. Lót giấy lọc kín khắp mặt trong của phễu, rồi đặt phễu vào ống lường hoặc bình tam giác dung tích 1000 cm³. Nhẹ nhàng cho dung dịch đất vào phễu, dùng bình tia với nước cất tia dồn hết dung dịch đất trong bình tam giác vào phễu. Dùng nước cất rửa đất trong phễu, rửa nhiều lần cho đến khi thải hết muối hoà tan có trong đất.

Để kiểm tra đã rửa sạch muối hay chưa, dùng hai ống nghiệm, hứng vào mỗi ống 2cm³ nước lọc qua ở dưới cuống phễu, rồi cho thêm vào ống nghiệm thứ nhất vài giọt HCl nồng độ 10% và BaCl₂ nồng độ 5%, cho vào ống nghiệm thứ hai vài giọt HNO₃ nồng độ 10% và AgNO₃ 5%. Nếu cả hai ống nghiệm không thấy có kết tủa trắng thì chứng tỏ đất đã được rửa sạch muối.

Ghi chú: Trong quá trình rửa muối, đảm bảo giấy lọc không bị thủng và cuống phễu luôn cao hơn mực nước thải ra ở trong ống đong.

4. Để ống đong chứa nước đã rửa muối lên bàn phẳng ngang, đọc thể tích chính xác đến 1 cm³. Khuấy đảo đều nước rửa muối ở trong ống đong từ trên xuống dưới và từ dưới lên trên, rồi lấy ra hai mẫu, mỗi mẫu 100 cm³ cho vào một bát riêng; Đem sấy khô chúng ở nhiệt độ 105 ± 5°C, để nguội rồi cân khối lượng của cặn muối chính xác đến 0,001 g.

5. Chuyển hết đất đã được rửa muối ở trên giấy lọc trong phễu cho vào bình tam giác dung tích 500 cm³ để làm phân tán đất theo Điều 3.4.

6. Tính toán khối lượng và hàm lượng của muối hoà tan có trong đất theo các công thức 3.4 và 3.5:

                            (3.4)

Trong đó:

m_m - khối lượng muối hoà tan có trong đất, g;

...

...

...

V_n - thể tích mẫu nước rửa muối lấy đem sấy khô, 100 cm³;

V₀ - thể tích của nước rửa muối có trong ống đong, cm³;

m_o - khối lượng khô ban đầu của mẫu đất dùng thí nghiệm được lấy theo Điều 3.3.2 và 3.3.3;

P_m - số phần trăm theo khối lượng của muối hoà tan có trong đất.

7. Tính toán khối lượng khô của mẫu đất sau khi đã rửa muối (m'_o) theo công thức 3.6:

m'_o = m_o - m_m                                 (3.6)

Trong đó:

m_o - khối lượng khô ban đầu của mẫu đất trước khi xử lý muối, g;

m_m - khối lượng của muối hoà tan có trong mẫu đất, g.

...

...

...

3.4. Làm phân tán đất và chuẩn bị huyền phù

1. Đem mẫu đất dùng phân tích hạt đã lấy theo điều 3.3.2 và 3.3.3 (không phải xử lý hoặc đã được xử lý hữu cơ, xử lý muối) cho vào bình tam giác dung tích 500cm³ hoặc lớn hơn, chế vào khoảng 200 cm³ nước cất và 1cm³ dung dịch NH₄OH nồng độ 25%, dùng đũa thuỷ tinh khuấy đều dung dịch đất rồi để ngâm khoảng 18 giờ.

2. Đậy bình bằng một phễu thuỷ tinh hoặc bằng nút có nối với ống ruột gà làm lạnh, rồi đun sôi dung dịch đất ít nhất là khoảng 1 giờ.

3. Để dung dịch đất nguội đến nhiệt độ trong phòng, rồi cho tất cả vào cối sứ hoặc đồng và dùng chày đầu bọc cao su nghiền phân tán đất.

Ghi chú: Dùng bình tia với nước cất đã đun sôi để nguội để chuyển hết đất trong bình tam giác cho vào cối, trong quá trình nghiền đất không được làm đổ vãi hao hụt đất.

4.         Đặt phễu thuỷ tinh lên miệng ống lường dung tích đánh dấu 1000cm³ đã được rửa sạch, rồi đặt sàng cỡ 0,1 mm vào phễu. Cho từng ít một dung dịch đất đã nghiền ở trong cối vào sàng, vừa lắc nhẹ sàng vừa tia nước cất đã đun sôi để nguội để sàng rửa đất cho đến khi đảm bảo chỉ còn các hạt thô hơn và sạch nằm lại trên sàng. Đem phần hạt nằm lại trên sàng cho vào khay đựng đã được rửa sạch. Tiếp tục sàng rửa dung dịch đất qua sàng 0,1 mm cho đến hết.

Ghi chú: Trong quá trình sàng rửa không được làm tràn dung dịch đất ra ngoài sàng, dùng nước rửa vừa đủ để được dung dịch huyền phù trong ống lường dưới mức 1000 cm³.

5. Đem phần hạt nằm lại trên sàng 0,1 mm sấy khô ở nhiệt độ 105 ± 5°C đến khối lượng không đổi, rồi đặt vào bình hút ẩm, làm nguội đến nhiệt độ trong phòng. Tiếp theo cân khối lượng khô của đất (m₁) chính xác đến 0,1 g, rồi sàng phân loại các cỡ hạt của đất này qua các sàng từ cỡ lớn nhất thích hợp đến các sàng: 2; 1; 0,5 và 0,25 mm. Cân khối lượng khô của các hạt nằm lại trên từng cỡ sàng và hạt lọt sàng 0,25 mm chính xác đến 0,1g.

6. Tính toán khối lượng khô của phần hạt lọt sàng 0,1 mm (m_<0.1) có trong huyền phù theo công thức 3.6:

...

...

...

Trong đó: m'₀và m₁ ký hiệu đã giải thích ở phần trên.

7. Đặt ống lường chứa dung dịch hạt nhỏ hơn 0,1 mm lên bàn phẳng ngang, đảm bảo vững chắc. Cho vào dung dịch 25 cm³ pirophotphat natri (Na₄P₂O₇) nồng độ 4% hoặc Hexametaphotphat natri (NaPO₃)₆ nồng độ 4% để ổn định dung dịch và cho thêm nước cất đã đun sôi để nguội vào ống lường đến đúng mức 1000 cm³. Dùng que khuấy đầu đệm cao su có đục thủng nhiều lỗ nhỏ khuấy, đảo dung dịch từ trên xuống và từ dưới lên 15 đến 20 lần, làm cho các cỡ hạt phân tán phân bố đều trong dung dịch.

8. Nếu thấy huyền phù còn có kết tủa tạo thành và lắng xuống đáy ống lường, thì cần phải cho thêm dung dịch (NaPO₃)₆ vào huyền phù vừa đủ để phá keo. Đến đây kết thúc việc chuẩn bị huyền phù, chuyển sang lấy số đo của phao tỷ trọng kế theo Điều 3.5.

3.5. Lấy số đo của tỷ trọng kế trong huyền phù ở trong các thời gian lắng chìm khác nhau của hạt phân tán

1. Dùng que khuấy đầu đệm cao su có đục thủng nhiều lỗ, khuấy đảo đều huyền phù từ trên xuống và từ dưới lên ít nhất trong 2 phút với khoảng 60 lần khuấy. Ngừng khuấy, lấy que khuấy ra cho vào ống đong có chứa nước cất, lập tức bấm đồng hồ, đồng thời nhẹ nhàng thả phao tỷ trọng kế theo hướng thẳng đứng vào huyền phù sao cho phao nổi tự do ổn định ở trung tâm tiết diện ống lường, rồi đọc số đo (R_o) trên cán phao tỷ trọng kế ở thời gian: Sau 30 giây, 1 phút, 2 phút và 5 phút kể từ khi ngừng khuấy. Mỗi thời điểm đọc không quá 15 giây và đọc theo mép trên của mặt cong huyền phù. Đọc xong loạt số đo này, lấy tỷ trọng kế ra lau sạch rồi thả vào ống lường đựng nước cất, đồng thời đo và ghi lại nhiệt độ của huyền phù.

Ghi chú: Khi đọc tỷ trọng kế loại B, để đơn giản, bỏ hàng đơn vị và dịch dấu phẩy về bên phải ba con số. Ví dụ: Vạch khắc 1,0252 được đọc và ghi là 25,2. Khi đọc tỷ trọng kế loại A, đọc chính xác đến 0,1^o.

2. Khuấy lại huyền phù lần thứ hai theo điểm 1 Điều 3.5, rồi ngừng khuấy và lập tức bấm đồng hồ theo dõi thời gian. Tiếp theo, thả tỷ trọng kế vào huyền phù và đọc số đo (R_o) trên cán phao ở các thời gian: Sau 15 phút; 30 phút; 1h; 2h; 4h; 8h và 24 giờ kể từ khi ngừng khuấy; 2 lần trong ngày tiếp sau (nếu có yêu cầu). Mỗi lần đọc xong số đo, nhẹ nhàng lấy tỷ trọng kế ra, lau sạch rồi thả vào ống lường có đựng nước cất, đồng thời đo và ghi lại nhiệt độ của huyền phù chính xác đến 0,5^oC.

Ghi chú: Khi lấy số đọc tỷ trọng kế lần sau, cần thả tỷ trọng kế vào sâu hơn số đọc lần trước một ít để phao chóng ổn định.

3.6. Tính toán và biểu thị kết quả

...

...

...

1. Tính toán trị số % theo khối lượng của hạt nằm lại trên từng cỡ sàng thí nghiệm theo công thức 3.7:

                         (3.7)

Trong đó:

P_i - trị số % theo khối lượng của hạt nằm lại trên cỡ sàng i;

m_i - khối lượng khô của hạt nằm lại trên cỡ sàng i, g;

m_o - khối lượng khô của mẫu đất thí nghiệm, g.

Ghi chú: Nếu đất thí nghiệm phải xử lý hữu cơ hoặc xử lý muối hoà tan thì lấy m_o = m'_o (khối lượng khô của mẫu thí nghiệm sau xử lý).

2. Tính toán trị số % tích luỹ theo khối lượng của cỡ hạt lọt qua cỡ sàng i theo công thức 3.8:

% tích luỹ qua sàng i = 100 - tổng số % của cỡ hạt nằm lại trên sàng i và trên các sàng lớn hơn sàng i                                         (3.8)

...

...

...

3.6.2. Tính toán phần phân tích bằng tỷ trọng kế

1. Tính toán cự ly chìm lắng hiệu quả của hạt đất (L), khoảng cách từ vạch khắc đang xét trên cán tỷ trọng kế, ngang với mặt nước (cũng là số đọc tỷ trọng kế, R₀) đến trung tâm phao tỷ trọng kế, theo công thức 3.9:

(3.9)

Trong đó:

L - cự ly chìm lắng hiệu quả của hạt đất, cm;

L' - cự ly từ mặt nước đến trung tâm bầu tỷ trọng kế, cm;

L₁ - cự ly từ vạch khắc thấp nhất đến vạch khắc đang xét ngang với mặt nước (cũng là số đọc tỷ trọng kế, R₀) trên cán phao tỷ trọng kế, cm;

L_o - cự ly từ trung tâm phao tỷ trọng kế đến vạch khắc thấp nhất trên

cán phao tỷ trọng kế, cm;

...

...

...

F - diện tích tiết diện ngang của ống lường 1000 cm³ dùng trong thí  nghiệm, cm².

(Xem hình C.1 và C.2 phụ lục C)

Ghi chú: Để thuận tiện trong tính toán, cần lập bảng hiệu chính trước các cự ly chìm lắng hiệu quả của hạt đất (L) đối với mỗi tỷ trọng kế và từng ống lường 1000 cm³ sử dụng thí nghiệm, theo như ví dụ ở bảng C.3 và C.4 phụ lục C.

2. Tính toán đường kính tương đương của hạt đất ứng với thời gian lắng chìm  theo công thức 3.10:

(3.10)

Trong đó:

d - đường kính tương đương của hạt đất, mm;

h - hệ số nhớt động của nước ở nhiệt độ thí nghiệm, Poazơ, tra bảng A.4 phụ lục A;

g - gia tốc trọng trường, bằng 981cm/s²;

...

...

...

r_n - khối lượng riêng của nước, lấy bằng 1 g/cm³;

t - thời gian lắng chìm của hạt đất kể từ khi ngừng khuấy huyền phù đến khi lấy số đọc tỷ trọng kế (R₀), s;

L - cự ly lắng chìm  hiệu quả của hạt đất tương ứng với thời gian lắng chìm (t) khi lấy số đọc tỷ trọng kế, cm;

Ghi chú:

1. Để thuận tiện trong tính toán, công thức 3.10 được viết gọn dạng 3.11:

2. Thực tế, để nhanh chóng và thuận tiện, thường sử dụng toán đồ Stoke để xác định đường kính d của hạt theo hình B.1 phụ lục B.

3. Tính toán trị số x, % theo khối lượng của cỡ hạt nhỏ hơn đường kính d nào đó ứng với các số đọc tỷ trọng kế:

a/ Khi sử dụng tỷ trọng kế loại A: Tính theo công thức 3.12:

...

...

...

Trong đó: x - trị số % theo khối lượng khô của cỡ hạt nhỏ hơn đường kính tương đương d nào đó đã xác định theo điểm 2 Điều 3.6.2;

r_s - khối lượng riêng của hạt đất, g/cm³;

r_o - khối lượng riêng giả định dùng để khắc độ trên tỷ trọng kế, bằng 2,65 g/cm³;

m_o - khối lượng khô của mẫu đất thí nghiệm, g;

a - trị số % theo khối lượng khô của cỡ hạt lọt sàng 0,1 mm;

R_A - số đọc tỷ trọng kế loại A đã được hiệu chỉnh, tính theo công thức:

R_A = R_OA + m_A + n_A - C_A

Trong đó: R_OA - số đọc tỷ trọng kế loại A;

m_A - số hiệu chỉnh nhiệt độ của nước khi thí nghiệm sử dụng tỷ trọng kế loại A (tra bảng C.5 phụ lục C);

...

...

...

C_A - số hiệu chỉnh chất phân tán ứng với thí nghiệm sử dụng tỷ trọng kế           loại A (phụ lục C).

Trong đó: x - Trị số % theo khối lượng khô của cỡ hạt nhỏ hơn đường kính tương đương d  nào đó đã xác định theo điểm 2 Điều 3.6.2;

R'_B - Số đọc tỷ trọng kế loại B đã được hiệu chỉnh, tính theo công thức:

R'_B = R_OB + m_B + n_B - C_B

Trong đó: R_OB - số đọc tỷ trọng kế loại B;

m_B - số hiệu chỉnh nhiệt độ của nước ứng với thí nghiệm sử dụng tỷ trọng kế loại B (tra bảng C.5 phụ lục C);

n_B - số hiệu chỉnh mặt cong dịch thể theo độ khắc của tỷ trọng kế loại B (phụ lục C);

C_B - số hiệu chỉnh chất phân tán ứng với thí nghiệm sử dụng tỷ trọng kế  loại B (phụ lục C);

...

...

...

3.6.3. Biểu thị kết quả

Biểu thị kết quả phân tích bằng bảng tất các trị số hàm lượng của các cỡ hạt thô được phân tích bằng sàng và của các cỡ hạt mịn được phân tích bằng tỷ trọng kế, đồng thời biểu thị lên biểu đồ phân bố thành phần cỡ hạt của đất dưới dạng đường cong trơn như bảng A.1; A.2 và hình A.1 phụ lục A.

3.7. Báo cáo thí nghiệm

Phải đảm bảo kết quả thí nghiệm được tiến hành phù hợp với tiêu chuẩn 14 TCN 129 - 2002, bao gồm các thông tin chủ yếu sau:

- Tên công trình, hạng mục công trình, đơn vị khảo sát;

- Số hiệu hố thăm dò;

- Số hiệu mẫu đất, độ sâu lấy mẫu;

- Số hiệu mẫu thí nghiệm trong phòng;

...

...

...

- Khối lượng mẫu đất dùng thí nghiệm;

- Phương pháp phân tán đất;

- Kết quả phân tích: Hàm lượng của các cỡ hạt, Biểu đồ phân bố thành phần hạt;

- Các thông tin khác có liên quan như: xử lý hữu cơ, xử lý muối (nếu có) v.v...

PHỤ LỤC A

CÁC MẪU BẢNG GHI CHÉP PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN HẠT ĐẤT

Bảng A.1. Mẫu ghi chép khi phân tích bằng sàng

- Tên công trình: …

...

...

...

- Đơn vị khảo sát địa chất: …

- Số hiệu hố thăm dò: …

- Số hiệu mẫu đất: …     Độ sâu lấy mẫu: …                    Ngày tháng lấy mẫu: …

- Số hiệu mẫu thí nghiệm: …                  Mô tả đất sơ bộ: …

- Khối lượng khô của mẫu đất lấy thí nghiệm: …  g

Các cỡ sàng sử dụng (mm)

Vật liệu hạt nằm lại trên sàng

Phần trăm tích luỹ của vật liệu lọt sàng

Ghi chú

...

...

...

Hàm lượng (%)

200

100

...

...

...

80

60

...

...

...

40

20

...

...

...

10

5

...

...

...

2

1

...

...

...

0,50

0,25

...

...

...

0,10

Ngày …...  tháng ……  năm ……  phân tích

Người thực hiện

...

...

...

Người duyệt

Bảng A.2. Mẫu ghi chép thí nghiệm phân tích hạt bằng phương pháp tỷ trọng kế

...

...

...

- Ngày thí nghiệm: …

- Hạng mục công trình: …

- Người thí nghiệm: …

- Số hiệu mẫu đất: …

- Người tính toán: …

- Số hiệu mẫu thí nghiệm: …

- Người kiểm tra: …

- Tổng khối lượng mẫu đất khô gió: …

...

...

...

- Khối lượng khô của hạt <0,1 mm

- Tỷ trọng kế loại: A (hoặc B); số: ...

- Phần trăm theo khối lượng của hạt <0,1 mm: …

- Ống lường 1000 cm³; số: …

 - Khối lượng khô của mẫu đất thí nghiệm hạt <0,1 mm: …

...

...

...

- Khối lượng riêng của hạt đất <2 mm: …

- Xử lý hữu cơ (có hay không): …

- Xử lý muối (có hay không): …

Thời gian lắng chìm

...

...

...

Nhiệt độ dung dịch

(T^oC)

Số đọc tỷ trọng kế

Cự ly chìm lắng hiệu quả của hạt đất

L (cm)

Đường kính hạt

...

...

...

Phần trăm khối lượng của hạt nhỏ hơn đường kính d nào đó

(%)

Số đọc tỷ trọng kế

(R_o)

Trị số hiệu chỉnh mặt cong dịch thể

(n)

Trị số hiệu chỉnh nhiệt độ

(m)

...

...

...

(C_D)

Số đọc tỷ trọng kế đã hiệu chính

R'=R_o+n+m-C_D

30''

...

...

...

1'

...

...

...

2'

...

...

...

5'

...

...

...

15'

...

...

...

30'

...

...

...

1h

...

...

...

2h

...

...

...

4h

...

...

...

8h

...

...

...

24h

...

...

...

…

...

...

...

…

...

...

...

Bảng A.3. Bảng trị số hệ số K dùng để tính toán đường kính hạt (d)

Nhiệt độ (^oC)

Hệ số K

Khối lượng riêng của đất

...

...

...

2,50

2,55

2,60

2,65

2,70

2,75

2,80

2,85

5

...

...

...

0,1360

0,1339

0,1318

0,1293

0,1270

0,1261

0,1243

0,1226

6

...

...

...

0,1312

0,1320

0,1299

0,1280

0,1261

0,1243

0,1225

0,1208

7

...

...

...

0,1321

0,1300

0,1280

0,1260

0,1241

0,1224

0,1206

0,1179

8

...

...

...

0,1302

0,1281

0,1260

0,1241

0,1223

0,1205

0,1188

0,1182

9

...

...

...

0,1283

0,1262

0,1242

0,1221

0,1205

0,1187

0,1171

0,1164

10

...

...

...

0,1267

0,1247

0,1227

0,1208

0,1189

0,1173

0,1156

0,1141

11

...

...

...

0,1249

0,1229

0,1209

0,1190

0,1173

0,1156

0,1140

0,1124

12

...

...

...

0,1232

0,1212

0,1193

0,1175

0,1157

0,1140

0,1124

0,1109

13

...

...

...

0,1214

0,1195

0,1175

0,1158

0,1141

0,1124

0,1109

0,1098

14

...

...

...

0,1200

0,1180

0,1162

0,1149

0,1127

0,1111

0,1095

0,1079

15

...

...

...

0,1184

0,1165

0,1148

0,1130

0,1113

0,1096

0,1081

0,1067

16

...

...

...

0,1169

0,1150

0,1132

0,1115

0,1098

0,1083

0,1067

0,1053

17

...

...

...

0,1154

0,1135

0,1118

0,1100

0,1085

0,1069

0,1047

0,1039

18

...

...

...

0,1140

0,1121

0,1103

0,1086

0,1071

0,1055

0,1040

0,1026

19

...

...

...

0,1135

0,1117

0,1090

0,1073

0,1058

0,1031

0,1038

0,1014

20

...

...

...

0,1111

0,1108

0,1075

0,1059

0,1043

0,1029

0,1014

0,1000

21

...

...

...

0,1099

0,1080

0,1064

0,1043

0,1033

0,1018

0,1003

0,0990

22

...

...

...

0,1085

0,1067

0,1050

0,1034

0,1019

0,1004

0,0990

0,0977

23

...

...

...

0,1072

0,1055

0,1033

0,1023

0,1007

0,0993

0,0979

0,09659

24

...

...

...

0,1061

0,1042

0,1028

0,1012

0,0997

0,0982

0,09600

0,09570

25

...

...

...

0,1047

0,1031

0,1011

0,0999

0,0984

0,09701

0,09566

0,09434

26

...

...

...

0,1035

0,1019

0,1003

0,0988

0,09731

0,09592

0,09455

0,09327

27

...

...

...

0,1024

0,1007

0,0992

0,09767

0,09623

0,09482

0,09349

0,09225

28

...

...

...

0,1014

0,0998

0,09818

0,09670

0,09529

0,09391

0,09257

0,09132

29

...

...

...

0,1002

0,09895

0,09706

0,09555

0,09413

0,09279

0,09144

0,09028

30

...

...

...

0,09910

0,09567

0,09567

0,09450

0,09311

0,09176

0,09050

0,08927

...

...

...

Nhiệt độ (^oC)

Hệ số nhớt (Poazơ)

Nhiệt độ (^oC)

Hệ số nhớt (Poazơ)

10

0,01308

26

0,00874

11

...

...

...

27

0,00854

12

0,01236

28

0,00836

13

0,01208

29

...

...

...

14

0,01171

30

0,00801

15

0,01140

31

0,00784

16

...

...

...

32

0,00768

17

0,01086

33

0,00752

18

0,01056

34

...

...

...

19

0,01050

35

0,00722

20

0,01005

36

0,00718

21

...

...

...

37

0,00695

22

0,00958

38

0,00681

23

0,00936

39

...

...

...

24

0,00914

40

0,00656

25

0,00894

...

...

...

TOÁN ĐỒ STOKE DÙNG ĐỂ XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH HẠT KHI PHÂN TÍCH ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP TỶ TRỌNG KẾ

Trình tự:

- Áp thước kẻ vào thang N₁và N₂ tại các điểm tương ứng với khối lượng riêng của đất (r_S) và nhiệt độ của huyền phù (T^oC) khi đo, ghi lại giao điểm ở thang N₃, (Ax10³).

- Áp thước kẻ vào các thang N₄ và thang N₅ tại các điểm tương ứng với số đo của tỷ trọng kế (R) và thời gian của lần đo đang xét (t), tại giao điểm với thang N₆, ta được tốc độ rơi (v) của các hạt ở lần đo đó.

- Nối các giao điểm nhận được trên các thang N₃ và N₆ lại, trên giao điểm của đường này với thang N₇ ta đọc được đường kính của hạt (d) cần tìm tương ứng với lần đo đang xét.

Hình B.1. Sơ họa toán đồ Stoke dùng để xác định đường kính hạt (d) khi phân tích đất bằng phương pháp tỷ trọng kế

Ghi chú: Toán đồ Stoke chuẩn có thể mua ở thị trường, chỉ cần đem các số đọc tỷ trọng kế đã hiệu chính mặt cong (R) tương ứng với các trị số L (ở bên trái thang số 4) áp vào bên phải thang số 4 để sử dụng.

...

...

...

HIỆU CHỈNH TỶ TRỌNG KẾ

C.1. Nội dung hiệu chỉnh tỷ trọng kế

C.1.1. Hiệu chỉnh cự ly chìm lắng hiệu quả của hạt đất: Số đọc tỷ trọng kế biểu thị khối lượng riêng của dịch thể lơ lửng; Cự ly từ mặt dịch thể đến trung tâm thể tích của bầu tỷ trọng kế biểu thị độ sâu chìm lắng hiệu quả của hạt đất. Khi thí nghiệm, sau khi thả tỷ trọng kế vào dịch thể để đọc số đo, mặt dịch thể vì thế mà dâng lên làm cho cự ly chìm lắng của hạt lớn hơn so với thực tế, do đó cần phải tiến hành hiệu chỉnh để dùng xác định đường kính hạt đất theo công thức 3.10, hoặc theo phương pháp toán đồ stoke.

C.1.2. Hiệu chỉnh mặt cong của dịch thể: Khi thí nghiệm, số đọc trên cán phao tỷ trọng kế đều lấy đỉnh của mặt cong dịch thể làm chuẩn, nhưng khi khắc độ thì lấy đáy mặt cong của nước làm chuẩn, do đó cần phải hiệu chỉnh.

C.1.3. Hiệu chỉnh chất phân tán: Khi khắc độ trên cán phao tỷ trọng kế lấy nước sạch làm chuẩn; Khi thí nghiệm, trong dịch thể cho vào đất phân tán thì khối lượng riêng tăng lên, do đó cần phải hiệu chỉnh.

C.1.4. Hiệu chỉnh nhiệt độ: Độ khắc trên tỷ trọng kế là khắc ở nhiệt độ 20^oC; Khi thí nghiệm, nhiệt độ của dịch thể khác với 20^oC, sự thay đổi khối lượng riêng của nước và sự co dãn thể tích của phao tỷ trọng kế sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của tỷ trọng kế, do đó cần hiệu chỉnh.

C.1.5. Hiệu chỉnh khối lượng riêng của hạt đất: Khi khắc độ trên cán phao tỷ trọng kế đều giả định khối lượng riêng của đất trong dịch thể là 2,65; Khi thí nghiệm, khối lượng riêng của đất khác với 2,65 thì cần hiệu chỉnh.

C.2. Thiết bị, dụng cụ, vật tư

1. Tỷ trọng kế: Loại A, đơn vị chia vạch nhỏ nhất là 1,0; Loại B, (20^oC/20^oC), đơn vị chia vạch nhỏ nhất là 0,001.

...

...

...

3. Que khuấy, đầu đệm cao su có đục lỗ. Đũa thuỷ tinh.

4. Bể nước: Khống chế nhiệt độ ở 20^oC, độ chính xác ±1^oC.

5. Bình tỷ trọng: Dung tích100cm³.

6. Nhiệt kế: Khắc độ từ 0 đến 50^oC, chính xác đến 0,5^oC.

7. Cân kỹ thuật: Có 2 loại cân: Loại có sức cân 100g, độ chính xác đến 0,001g;  loại có sức cân 200g, độ chính xác đến 0,01g.

8. Dung dịch Hexametaphotphat natri hoặc Pirophotphat natri nồng độ 4%.

9. Ngoài ra: Cốc đựng, nước cất, giấy kẻ ly, thước đo v.v...

C.3. Tiến hành hiệu chỉnh

C.3.1. Hiệu chỉnh cự ly lắng chìm hiệu quả của hạt đất: Hiệu chỉnh cho mỗi tỷ trọng kế với từng ống lường 1000 cm³ được dùng để phân tích, theo các bước sau đây:

...

...

...

2. Xác định trị số của L₀: Sau khi xác định được thể tích của phao tỷ trọng kế, tính được một nửa thể tích của nó là V₀/2; cm³, và lại thả tỷ trọng kế vào ống, nhưng không cho chìm đến vạch khắc thấp nhất, mà đến khi nước trong ống dâng lên một đoạn phù hợp với lượng tăng thể tích nước lên một nửa thể tích của bầu (V₀/2), tức là khi dìm nó đến tâm bâu. Giữ nguyên tỷ trọng kế, dùng thước kẻ li để đo khoảng cách từ mặt nước (theo biên dưới mặt cong của nước) đến vạch khắc thấp nhất ở cán tỷ trọng kế, nghĩa là đến vạch khắc 1.030. Như vậy ta được trị số L₀, cm;

3. Đo đường kính trong của ống lường 1000 cm³, chính xác đến 1mm, và tính toán diện tích tiết diện của ống lường (F), cm²;

4. Đo cự ly từ vạch khắc thấp nhất đến các vạch khắc khác trên cán tỷ trọng kế: Cứ cách 5 vạch đo cự ly 1 lần, chính xác đến 1mm, được các trị số L₁ tương ứng.     

5. Tính toán cự ly chìm lắng hiệu quả của hạt đất tương ứng với các trị số L₁ xác định: Theo công C.1:

                                               (C.1)

Trong đó: L- cự ly chìm lắng hiệu quả của hạt đất, cm;

L₁- cự ly từ vạch khắc thấp nhất đến vạch khắc khác đang xét trên cán tỷ trọng kế, (xem hình C.2) cm;

L₀- cự ly từ trung tâm phao tỷ trọng đến vạch khắc thấp nhất trên cán phao, cm;

V­_b- thể tích của phao tỷ trọng kế, cm³;

...

...

...

Hình C.1. Sơ hoạ hiệu chỉnh cự ly chìm lắng hiệu quả của hạt đất

6. Đem các trị số L₁ đã đo được thay vào công thức C.1, tính toán được các trị số L tương ứng, rồi lập thành bảng tra như ví dụ ở bảng C.3 và C.4 phụ lục C, và vẽ đường quan hệ giữa số đọc của tỷ trọng kế^(*) và cự ly chìm lắng hiệu quả của hạt đất như ở bảng C.2, C.3 để tra cứu sử dụng; hoặc đem các số đọc của tỷ trọng kế^(*) áp vào bên phải của thang số 4, tương ứng với các trị số L ở bên trái thang số 4 của toán đồ Stoke để dùng xác định đường kính tương đương của hạt đất, d, theo phương pháp toán đồ Stoke.

Ghi chú: (*) Số đọc trên tỷ trọng kế đã được hiệu chỉnh mặt cong dịch thể.

Hình C.2. Sơ hoạ tỷ trọng kế loại B và các thông số đo khi hiệu chỉnh

Bảng C.3. Mẫu ví dụ tính toán hiệu chỉnh cự ly chìm lắng hiệu quả của hạt đất khi sử dụng tỷ trọng kế loại A

Người hiệu chỉnh: …

Người kiểm tra: …

...

...

...

Ngày tháng hiệu chỉnh: …

Ký hiệu tỷ trọng kế: Loại A, số: 2          

Ký hiệu ống lường 1000 cm³: Số 5

Thể tích của phao tỷ trọng kế, V_b = 86 cm³

Đường kính trong của ống đo, D =6,79cm

Cự ly từ trung tâm phao tỷ trọng kế đến độ khắc thấp nhất, L_o = 8,5cm;

Diện tích tiết diện ống đo, F = 36,19 cm²

...

...

...

Trị số hiệu chỉnh mặt cong: n = -1,2

Đường quan hệ giữa số đọc tỷ trọng kế với cự ly chìm lắng hiệu quả của hạt đất

R_A

Độ khắc trên tỷ trọng kế

Cự ly từ độ khắc thấp nhất đến các độ khắc, L₁ (cm)

Cự ly chìm lắng hữu hiệu của hạt đất L (cm)

...

...

...

0

10,58

17,99

-1,2

10

8,72

16,13

8,8

20

...

...

...

14,43

18,8

30

5,21

12,62

28,8

40

3,43

10,84

...

...

...

50

1,63

9,04

48,8

60

0

...

...

...

Người hiệu chỉnh: …

Người kiểm tra: …

Người tính toán: …

Ngày tháng hiệu chỉnh: …

Ký hiệu tỷ trọng kế: Loại B, số …

Ống đo số: …

Thể tích phao tỷ trọng kế, V_b = 60 cm³

Đường kính trong của ống đo,

D=6,63cm

...

...

...

Diện tích ống đo, A= 34,52cm²

Trị số hiệu chỉnh mặt cong của dịch thể:

n = - 0,0004

Độ khắc trên tỷ trọng kế

Cự ly từ độ khắc thấp nhất đến các độ khắc, L₁ (cm)

Cự ly chìm lắng hữu hiệu của hạt đất, L (cm)

Số đọc trên tỷ trọng kế đã hiệu chỉnh mặt cong

...

...

...

14,330

24,361

0,9946

1,000

12,968

22,999

0,9996

1,005

11,612

...

...

...

1,0046

1,010

10,268

20,299

1,0096

1,015

8,924

18,955

1,0146

...

...

...

7,586

17,617

1,0196

1,025

6,268

16,299

1,0246

1,030

4,986

...

...

...

1,0296

1,035

3,712

13,743

1,0346

1,040

2,436

12,467

1,0396

...

...

...

1,244

11,275

1,0446

1,050

0,000

10,031

1,0496

...

...

...

Đường quan hệ giữa số đọc tỷ trọng kế với cự ly chìm lắng hiệu quả của hạt đất

C.3.2. Hiệu chỉnh mặt cong dịch thể: Thả tỷ trọng kế vào ống lường 1000cm³ có chứa nước cất ở nhiệt độ 20^oC, đọc các số đo trên cán phao theo biên dưới và biên trên của mặt cong dịch thể; Hiệu số các số đọc là trị số hiệu chỉnh mặt cong dịch thể (hình C.3).

Hình C.3. Sơ đồ hiệu chỉnh mặt cong dịch thể

C.3.3.  Hiệu chỉnh chất phân tán

1. Đổ 950 cm³ nước cất vào ống lường 1000 cm³, khống chế ở nhiệt độ 20^oC, thả tỷ trọng kế vào và đọc số đo theo mép trên của mặt cong, rồi lấy tỷ trọng kế ra cho vào ống lường có chứa nước cất.

2. Cho thêm chất phân tán vào (loại và lượng dùng giống như khi sử dụng thí nghiệm: 25 cm³ dung dịch hexametaphotphat natri nồng độ 4%). Sau đó dùng que khuấy đầu đệm cao su khuấy đều hỗn hợp từ trên xuống dưới và từ dưới lên trên, rồi thả tỷ trọng kế và đọc số đo theo mép trên của mặt cong.

3. Tính trị số hiệu chỉnh chất phân tán theo công thức C.2:

C_D = R^'₂₀ - R₂₀                              (C.2)

...

...

...

R^'₂₀- số đọc của tỷ trọng kế trong dung dịch có cho chất phân tán;

R₂₀- số đọc của tỷ trọng kế ở trong nước cất.

Ghi chú: Điều chế dung dịch hexametaphotphat natri nồng độ 4% bằng cách cho 33g sodium hexametaphotphat với 7g muối cacbonat sodium vào nước cất để được 1 lít dung dịch.

C.3.4. Hiệu chỉnh nhiệt độ: Khi thí nghiệm, nếu nhiệt độ của dung dịch khác 20^oC, thì hiệu chỉnh nhiệt độ theo trị số ở bảng C.5.

C.3.5. Hiệu chỉnh khối lượng riêng của đất: Khi thí nghiệm, nếu khối lượng riêng của đất khác 2,65 g/cm³, thì hiệu chỉnh khối lượng riêng của đất theo trị số ở bảng C.6.

Bảng C.5. Trị số hiệu chính nhiệt độ

Nhiệt độ của dung dịch (^oC)

Trị số hiệu chỉnh nhiệt độ

Nhiệt độ của dung dịch (^oC)

...

...

...

Tỷ trọng kế loại A

Tỷ trọng kế loại B

Tỷ trọng kế loại A

Tỷ trọng kế loại B

10,0

-2,0

-0,0012

20,0

+0,0

...

...

...

10,5

-1,9

-0,0012

20,5

+0,1

+0,0001

11,0

-1,9

-0,0012

...

...

...

+0,3

+0,0002

11,5

-1,8

-0,0011

21,5

+0,5

+0,0003

12,0

...

...

...

-0,0011

22,0

+0,6

+0,0004

12,5

-1,7

-0,0010

22,5

+0,8

...

...

...

13,0

-1,6

-0,0010

23,0

+0,9

+0,0006

13,5

-1,5

-0,0009

...

...

...

+1,1

+0,0007

14,0

-1,4

-0,0009

24,0

+1,3

+0,0008

14,5

...

...

...

-0,0008

24,5

+1,5

+0,0009

15,0

-1,2

-0,0008

25,0

+1,7

...

...

...

15,5

-1,1

-0,0007

25,5

+1,9

+0,0011

16,0

-1,0

-0,0006

...

...

...

+2,1

+0,0013

16,5

-0,9

-0,0006

26,5

+2,2

+0,0014

17,0

...

...

...

-0,0005

27,0

+2,5

+0,0015

17,5

-0,7

-0,0004

27,5

+2,6

...

...

...

18,0

-0,5

-0,0003

28,0

+2,9

+0,0018

18,5

-0,4

-0,0003

...

...

...

+3,1

+0,0019

19,0

-0,3

-0,0002

29,0

+3,3

+0,0021

19,5

...

...

...

-0,0001

29,5

+3,5

+0,0022

20,0

0,0

0,0000

30,0

+3,7

...

...

...

Bảng C.6. Trị số hiệu chính khối lượng riêng của hạt đất

Khối lượng riêng của hạt đất

Trị số hiệu chính

Tỷ trọng kế loại A

Tỷ trọng kế loại B

2,50

1,038

1,666

...

...

...

1,032

1,658

2,54

1,027

1,649

2,56

1,022

1,641

2,58

...

...

...

1,632

2,60

1,012

1,625

2,62

1,007

1,617

2,64

1,002

...

...

...

2,66

0,998

1,603

2,68

0,993

1,595

2,70

0,989

1,588

...

...

...

0,985

1,581

2,74

0,981

1,575

2,76

0,977

1,568

2,78

...

...

...

1,562

2,80

0,969

1,556

2,82

0,965

1,549

2,84

0,961

...

...

...

2,86

0,958

1,538

2,88

0,954

1,532

KT. BỘ TRƯỞNG BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
THỨ TRƯỞNG




Bùi Bá Bổng

...

...

...