Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8723:2012 về Đất xây dựng công trình thủy lợi - xác định hệ số thấm của đất

• Số hiệu: TCVN8723:2012
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2012

CHÚ DẪN 1: 1. Bình cấp nước dung tích 5000ml 2. Hộp thấm 3. Ống đo áp 4. Ống dẫn nước a, b, c - Các khóa van nước	CHÚ DẪN 2: 1. Vòng hộp thấm 2. Nắp dưới và nắp trên 3. Ống thoát khí 4. Lỗ nước vào 5. Dao vòng chứa mẫu	6. Bu lông 7. Các roăng cao su 8. Đá thấm 9. Mẫu đất 10. Ống dẫn nước thấm ra
Hình A.1a - Thiết bị thí nghiệm thấm đầu nước thay đổi (kiểu hộp thấm)	Hình A.1.b - Hộp thấm

CHÚ DẪN:

1. Thùng kim loại tròn kín đáy

2. Bản kim loại đục lỗ

3. Lỗ đo áp

4. Các ống đo áp số 1, số 2 và số 3

5. Lỗ tràn nước

6. Lỗ thoát nước thấm ra

...

...

...

8. Giá đỡ thanh trượt

9. Bình cấp nước dung tích 10 lít

10. Ống cấp nước

11. Van đóng nước

12. Thùng đo có dung tích 500ml

13. Nhiệt độ kế

14. Mẫu thí nghiệm

15. Tầng cát sỏi

Hình A.2 - Thiết bị thí nghiệm thấm đầu nước không đổi

...

...

...

CHÚ DẪN

1. Đế

2. Khuôn mẫu

h-chiều cao

D-đường kính

3. Ống chụp

4. Tấm nén

5. Cần dẫn hướng

...

...

...

7. Bu lông

Hình A.3 - Sơ họa cối chế bị mẫu đất

PHỤ LỤC B

(Quy định)

Các bảng ghi chép

Bảng B.1 - Bảng ghi chép thí nghiệm thấm theo phương pháp đầu nước thay đổi

- Tên công trình: ………………………………….. ; Hạng mục công trình: ……………………….

- Số hiệu mẫu đất: …………………………………; Vị trí và độ sâu lấy mẫu: ……………………

...

...

...

chiều cao h ………………loại đất ……………..; Khối lượng thể tích đơn vị đất khô g_c ……...g/cm^3.

- Hộp thấm số ……………………… Tiết diện ống đo áp, a ……………………………………… cm^2.

- Thời gian thí nghiệm: Bắt đầu …………………………; Kết thúc: …………………………………..

Thời gian thí nghiệm

Chiều cao cột nước trong ống đo áp

Nhiệt độ của nước T^0C

Hệ số thấm, K_th  (cm/s)

Hệ số thấm bình quân, K_th,tb
(cm/s)

Ngày, giờ, phút bắt đầu

...

...

...

Thời gian thấm t (s)

Ban đầu H₁, (cm)

Khi kết thúc H₂ (cm)

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

Người thí nghiệm

…….. ngày ….. tháng ….. năm …..
Người kiểm tra

Bảng B.2 - Bảng ghi chép thí nghiệm thấm theo phương pháp đầu nước không đổi

- Tên công trình: ……………………………. ; Hạng mục công trình: ……………………………….

...

...

...

- Mẫu thí nghiệm số: ……………………….. ;Kết cấu: ……………..; loại đất ………………………

- Khối lượng thể tích đơn vị đất khô g_c ……………….. g/cm^3; Hệ số rỗng e₀ ……………………..

- Tiết diện mẫu F ……………… cm^2, chiều cao h …………… cm; ống thấm số: ………………..

- Thời gian thí nghiệm: Bắt đầu ………………….. ; Kết thúc: ………………………………………

Thời gian thí nghiệm

Lượng nước thấm Q (cm^3)

Chiều cao cột nước trong ống đo áp

Chiều dài thấm giữa 2 lỗ thông với hai ống đo áp sử dụng L (cm)

Nhiệt độ nước T°C

...

...

...

Hệ số thấm bình quân K_th,tb (cm/s)

Ngày, giờ, phút bắt đầu

Ngày, giờ, phút kết thúc

Thời gian thấm t (s)

ống trên H₁ (cm)

ống dưới H₂ (cm)

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

Người thí nghiệm

…….. ngày ….. tháng ….. năm …..
Người kiểm tra

...

...

...

Bảng B.3 - Bảng tra sẵn độ nhớt động lực của nước, h (10^-3 Pa) ở các nhiệt độ T^0C

T°C

h

T°C

h

T°C

h

T°C

h

...

...

...

1,36

14,0

1,52

18,0

1,68

22,0

1,85

10,5

1,38

...

...

...

1,55

18,5

1,70

22,5

1,87

11,0

1,40

15,0

1,56

...

...

...

1,72

23,0

1,89

11,5

1,42

15,5

1,58

19,5

1,74

...

...

...

1,94

12,0

1,44

16,0

1,60

20,0

1,76

25,0

1,98

...

...

...

1,46

16,5

1,62

20,5

1,78

26,0

2,03

13,0

1,46

...

...

...

1,64

21,0

1,80

27,0

2,07

13,5

1,50

17,5

1,66

...

...

...

1,82

28,0

2,17

PHỤ LỤC C

(Tham khảo áp dụng)

Phương pháp thí nghiệm thấm với mẫu rút gọn và tính toán quy đổi hệ số thấm của đất dính có chứa nhiều sỏi sạn ^(*)

Lời nói đầu

Phụ lục C của Tiêu chuẩn TCVN 8723 : 2012 dẫn ra phương pháp thí nghiệm mẫu rút gọn và tính toán quy đổi hệ số thấm của đất dính có nhiều sạn sỏi hạt trung đến hạt to (còn gọi là đất hỗn hợp hạt mịn và hạt thô quá cỡ), khi không có thiết bị thí nghiệm thấm mẫu lớn phù hợp với đất chứa nhiều hạt to theo quy định ở 4.1.1.3 của tiêu chuẩn này.

...

...

...

Phụ lục này áp dụng được cho các đất hạt mịn (đất sét, đất bụi) và đất cát pha sét lẫn bụi hoặc pha bụi lẫn sét, có lượng chứa sạn sỏi tới cận 50% khối lượng, trong đó có thể có tới 15% khối lượng sạn sỏi hạt to (hạt từ 20 mm đến 60 mm), có độ chặt tự nhiên hoặc do đầm chặt theo yêu cầu, khi xác định hệ số thấm của đất trong phòng thí nghiệm, dùng cho xây dựng công trình thủy lợi.

C2. Thuật ngữ, định nghĩa, kí hiệu và đơn vị đo

Trong Phụ lục C sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa nói ở Điều 3 của Tiêu chuẩn này và thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu, đơn vị đo sau:

C.2.1. Mẫu đất rút gọn (reduced soil specimen) là mẫu thí nghiệm được chế bị từ phần vật liệu hạt nhỏ (hạt lọt qua mắt sàng 2 mm) của đất chứa sỏi sạn, với độ ẩm thích hợp, có khối lượng thể tích đơn vị đất khô bằng khối lượng thể tích đơn vị đất khô của chính nó ở trong khối đất chứa sạn sỏi.

C.3. Quy định chung

Như đã nêu ở 4.1.1.2; 4.1.1.3; 4.1.1.5 và 4.1.1.6 tại 4.1.1 của tiêu chuẩn này.

C.4. Nguyên tắc

Áp dụng thí nghiệm thấm theo phương pháp cột nước thay đổi, với mẫu thí nghiệm rút gọn; sau đó, tính toán quy đổi hệ số thấm của đất chứa sạn sỏi theo công thức thực nghiệm, trong đó có xét sự ảnh hưởng của sỏi sạn đến tính thấm của đất chứa sỏi sạn là theo thể tích mà nó chiếm chỗ trong một đơn vị thể tích đất chứa sỏi sạn, được thể hiện dưới dạng hệ số hiệu chỉnh là hàm số mũ của cơ số logarit tự nhiên.

C.5. Thiết bị, dụng cụ

...

...

...

C.6. Các bước tiến hành

C.6.1 Thu thập đầy đủ các thông tin, các số liệu cơ bản, gồm:

- Tên công trình, hạng mục công trình;

(*) CHÚ THÍCH: Phương pháp thí nghiệm được tham khảo áp dụng để xác định gần đúng hệ số thấm của đất chứa nhiều sạn sỏi hạt trung đến hạt to, khi không có thiết bị thấm mẫu lớn phù hợp theo quy định tại 4.1.1.3, dùng cho xây dựng công trình thủy lợi. Phương pháp thí nghiệm thấm này là một trong số các kết quả của đề tài Khoa học cấp Bộ do TS. Phạm Văn Thìn (Viện Khoa học Thủy lợi) làm chủ nhiệm; đề tài đã đoạt giải Ba VIFOTEC năm 2000.

- Số hiệu mẫu đất và độ sâu lấy mẫu;

- Các chỉ tiêu vật lý của đất, gồm: thành phần hạt, hàm lượng sỏi sạn; khối lượng riêng của đất chứa sỏi sạn, của riêng hợp phần hạt nhỏ hơn 2mm và của hợp phần hạt sỏi sạn;

- Mẫu đất chứa sỏi sạn có kết cấu nguyên trạng hoặc bị phá hủy. Nếu mẫu đất bị phá hủy kết cấu, thì cần biết độ ẩm và khối lượng thể tích đơn vị đất khô yêu cầu đầm chặt của đất chứa sỏi sạn; nếu mẫu đất nguyên trạng thì cần biết độ ẩm tự nhiên và khối lượng thể tích đơn vị đất tự nhiên và khối lượng thể tích đơn vị đất khô của đất chứa sỏi sạn.

- Giới hạn chảy, giới hạn dẻo của đất;

- Các thông tin khác có liên quan.

...

...

...

C.6.3. Chuẩn bị mẫu thí nghiệm rút gọn, được chế bị từ hợp phần hạt nhỏ hơn 2 mm của đất

Việc chuẩn bị mẫu thí nghiệm rút gọn từ đất bị phá hủy kết cấu cũng như từ đất nguyên trạng được tiến hành theo trình tự từ C.6.3.1 đến C.6.3.5;

C.6.3.1. Nghiền rời đất dùng cho thí nghiệm, rồi sàng đất qua sàng lỗ 2 mm, đảm bảo các hạt nằm lại trên sàng đều sạch hết hạt mịn. Trộn đều phần đất lọt sàng, rồi lấy mẫu đại biểu xác định độ ẩm khô gió, theo như quy định trong 14 TCN 125 - 2002, đựng đất còn lại trong hộp có nắp đậy kín, dùng để chế bị mẫu rút gọn.

C.6.3.2. Tính khối lượng thể tích đơn vị đất khô của mẫu rút gọn, chế bị để thí nghiệm, g_c.đ (g/cm^3), theo công thức C1:

trong đó:

m_G là hàm lượng sỏi sạn, % khối lượng;

r_G là khối lượng riêng của sỏi sạn, g/cm^3;

g_c.hh là khối lượng thể tích đơn vị đất khô của đất chứa sỏi sạn có kết cấu tự nhiên hoặc đầm chặt theo yêu cầu, g/cm^3.

...

...

...

m_kg = V x g_c.đ x (1 + 0,01 x Q_kg)                 (C2)

trong đó:

V là thể tích khuôn chế bị mẫu, bằng thể tích dao vòng chứa mẫu thí nghiệm, cm^3;

W_kg là độ ẩm khô gió của đất, % khối lượng, đã được xác định tại C6.3.1.

g_c.đ  như trên

C.6.3.4. Lấy một lượng m_n nước máy hoặc nước sạch đã khử khoáng chế vào đất để chế bị mẫu. m_n (gam hoặc cm^3), tính theo công thức C3:

trong đó:

w_cb là độ ẩm chế bị của đất, % khối lượng,

...

...

...

CHÚ THÍCH:

Theo kinh nghiệm, có thể lấy độ ẩm chế bị (W_cb) bằng giới hạn dẻo của đất (W_p) cộng thêm từ 2 % đến 3 % hoặc lấy bằng độ ẩm đầm nén tốt nhất của phần hạt lọt sàng 2 mm của đất (nếu có).

Cũng có thể chế vào mẫu đất một lượng nước vừa đủ làm ẩm đất để đầm chặt tạo mẫu đất có lỗ rỗng đồng đều, bằng cách dò dần: vừa chế nước vào đất vừa trộn đều đất với nước, cho đến khi thấy đất sẫm màu và hình thành vón kết; nếu lấy đất vào lòng bàn tay và nắm chặt, thì đất dính chặt thành cục mà lòng bàn tay không bị ướt bẩn là được.

C.6.3.5. Dùng dao trộn đều mẫu đất với nước trong bát; sau đó, đặt bát đất vào bình giữ ẩm, đậy nắp bình để ủ ẩm đất sâu khoảng từ 8 h đến 10 h rồi mới đem ra chế bị mẫu.

C.6.3.6. Đem đất đã được ủ ẩm ra trộn lại thật đều, rồi cho đất vào dao vòng chứa mẫu thấm đã được lắp ráp vào dụng cụ chế bị mẫu, đầm chặt đất tạo mẫu đầy đặn trong dao vòng. Sau đó lấy ra dao vòng chứa mẫu để sử dụng thí nghiệm (việc chế bị này tiến hành tương tự như đã được nêu từ điểm h đến điểm i và CHÚ THÍCH trong 4.1.4.2.2 của phương pháp thí nghiệm cột nước thay đổi)

C.6.4 Tiến hành thí nghiệm và ghi chép số liệu

Lắp ráp mẫu thí nghiệm vào thiết bị hộp thấm, rồi tiến hành thí nghiệm và quan trắc thấm theo như đã nêu từ 4.1.4.3.1 đến 4.1.4.3.4 khoản 4.1.4.3 của phương pháp thí nghiệm cột nước thay đổi.

C.7. Tính toán và biểu thị kết quả

C.7.1. Kiểm tra, chỉnh lý các số liệu ghi chép thí nghiệm.

...

...

...

C.7.3. Tính khối lượng thể tích đơn vị đất tự nhiên của đất chứa sỏi sạn, g_w.hh, rồi tính khối lượng thể tích đơn vị đất khô, g_c.hh , theo như quy định trong 14 TCN 126 - 2002.

CHÚ THÍCH: Đối với mẫu đất chứa sỏi sạn bị phá hủy kết cấu, độ ẩm và khối lượng thể tích đơn vị đất khô theo như yêu cầu.

C.7.4. Tính hệ số rỗng của đất chứa sỏi sạn theo công thức C4:

trong đó:

r_hh là khối lượng riêng của đất chứa sỏi sạn, g/cm^3;

g_hh  là khối lượng thể tích đơn vị đất khô của đất chứa sỏi sạn, g/cm^3

C.7.5. Tính hệ số thấm của mẫu đất rút gọn, được chế bị từ hợp phần hạt nhỏ hơn 2 mm của đất, K_th (cm/s), theo công thức 4 nêu trong 4.1.5 của phương pháp thí nghiệm mực nước thay đổi.

C.7.6. Tính quy đổi hệ số thấm của đất chứa sỏi sạn , K_th,hh (cm/s), theo công thức C5:

...

...

...

trong đó:

K_th.hh là hộ số thấm quy đổi của đất chứa sỏi sạn, cm/s;

e là cơ số logarit tự nhiên, bằng 2,72;

K_th là hệ số thấm của mẫu đất rút gọn, được chế bị từ hợp phần hạt nhỏ hơn 2 mm, cm/s;

M là thể tích của sỏi sạn chiếm chỗ trong một đơn vị thể tích đất chứa sỏi sạn, biểu thị bằng số thập phân, được tính theo công thức C5':

trong đó:

m_G là hàm lượng sỏi sạn, % khối lượng

g_c.hh là khối lượng thể tích đơn vị đất khô của đất chứa sỏi sạn, g/cm^3;

...

...

...

C8. Báo cáo kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm gồm các thông tin sau:

a) Tên công trình, hạng mục công trình;

b) Số hiệu hố khoan, hố đào;

c) Số hiệu mẫu đất và độ sâu lấy mẫu;

d) Số hiệu mẫu thí nghiệm;

e) Đặc điểm mẫu đất chứa sỏi sạn (thành phần hạt, hàm lượng sỏi sạn, kết cấu, độ ẩm và khối lượng thể tích đơn vị ban đầu; khối lượng riêng của đất chứa sỏi sạn, sỏi sạn và hợp phần hạt nhỏ hơn 2 mm);

f) Phương pháp thí nghiệm áp dụng;

g) Mẫu đất rút gọn (kích thước mẫu, khối lượng thể tích đơn vị đất khô và độ ẩm chế bị);

...

...

...

i) Hệ số thấm quy đổi của đất chứa sỏi sạn, K_th,hh, cm/s;

k) Các thông tin khác có liên quan.

MỤC LỤC

Lời nói đầu ………………………………………………………………………………………………..

TCVN 8723:2012 Đất xây dựng công trình thủy lợi - Phương pháp xác định hệ số thấm của đất trong phóng thí nghiệm …………………………………………………………………………………

1. Phạm vi áp dụng ……………………………………………………………………………………..

2. Tài liệu viện dẫn ……………………………………………………………………………………..

3. Thuật ngữ, định nghĩa, ký hiệu và đơn vị đo …………………………………………………….

...

...

...

4.1. Phương pháp cột nước thay đổi (phương pháp chuẩn, áp dụng cho đất dính) …………..

4.2. Phương pháp cột nước không đổi (phương pháp chuẩn, áp dụng cho đất rời) ………….

Phụ lục A ……………………………………………………………………………………………….

Phụ lục B ……………………………………………………………………………………………….

Phụ lục C ……………………………………………………………………………………………….