Bài giảng Giới thiệu các phương pháp khảo sát hiện trường và thực tập nhận biết đất, đá - Bài 2: Giới hạn dẻo và giới hạn chảy

Các giới hạn Atterberg, bao gồm giới hạn chảy và giới hạn dẻo, là những thông số cơ bản trong kỹ thuật địa chất để đặc trưng hóa tính chất và hành vi của đất hạt mịn. Những giới hạn này, do Albert Atterberg đề xuất và sau đó được tiêu chuẩn hóa, xác định các ngưỡng độ ẩm mà tại đó đất chuyển đổi giữa các trạng thái khác nhau: từ cứng sang nửa cứng, dẻo và chảy. Việc hiểu rõ các ngưỡng độ ẩm quan trọng này là tối cần thiết để phân loại đất, dự đoán các tính chất kỹ thuật của chúng và đánh giá mức độ phù hợp cho các ứng dụng xây dựng khác nhau. Tài liệu này sẽ trình bày cơ sở lý thuyết và quy trình thí nghiệm để xác định các giới hạn Atterberg, đặc biệt tập trung vào phương pháp Casagrande được sử dụng rộng rãi để xác định giới hạn chảy.

Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng, Kỹ thuật Địa chất, Địa kỹ thuật và các chuyên gia trong lĩnh vực cơ học đất, nền móng.

Tài liệu học thuật này cung cấp một cái nhìn tổng quan toàn diện về các giới hạn Atterberg, bao gồm giới hạn chảy (W_L) và giới hạn dẻo (W_P), vốn rất cần thiết để hiểu hành vi cơ học của đất dính. Nội dung bắt đầu bằng việc định nghĩa các giới hạn này là các giá trị độ ẩm cụ thể đánh dấu các điểm chuyển đổi giữa các trạng thái độ sệt khác nhau của đất: từ trạng thái cứng, nửa cứng, dẻo, đến trạng thái chảy. Tài liệu làm rõ các khái niệm về chỉ số dẻo (I_P = W_L - W_P) và chỉ số sệt, những chỉ số này được suy ra từ các giới hạn Atterberg và rất quan trọng cho việc phân loại đất và đánh giá kỹ thuật. Mục tiêu chính của việc xác định các giới hạn này là tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân loại và đánh giá đất dính, cung cấp dữ liệu quan trọng cho thiết kế địa kỹ thuật. Tài liệu còn đi sâu vào các quy trình thí nghiệm tiêu chuẩn hóa, trích dẫn cả tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 4197:2012) và quốc tế (ASTM D 4318). Một phần đáng kể tập trung vào việc xác định giới hạn chảy, đặc biệt thông qua phương pháp chỏm cầu Casagrande. Nó mô tả chi tiết thiết bị, bao gồm dao cắt rãnh và máy Casagrande, cùng với quy trình thí nghiệm tỉ mỉ. Quy trình này bao gồm việc chuẩn bị hỗn hợp đất, đặt vào chỏm cầu, tạo rãnh, và áp dụng các nhát đập có kiểm soát cho đến khi rãnh đóng lại 12.7mm sau 25 nhát đập, sau đó là xác định độ ẩm. Quá trình nhấn mạnh tính lặp lại của thí nghiệm để thiết lập đường cong chảy. Cuối cùng, tài liệu trình bày cách tính toán và diễn giải kết quả, tạo nền tảng cho phân tích đất toàn diện. Những giới hạn này vô cùng giá trị đối với các kỹ sư trong việc dự đoán cường độ, độ lún và độ thấm của đất, từ đó đảm bảo sự ổn định và hiệu suất của các công trình dân dụng được xây dựng trên hoặc bằng những loại đất này.