zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Nghiên cứu cải tiến phương pháp xác định giới hạn chảy của đất bằng chùy xuyên trong TCVN 4197-1995

Chia sẻ: ViJakarta2711 ViJakarta2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Báo xấu

56
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết này tổng hợp các kết quả đã được nghiên cứu về giới hạn chảy của đất theo phương pháp chùy xuyên và phương pháp Casagrande. Bên cạnh đó, bài báo cũng đề xuất phương pháp cải tiến chùy xuyên kiểu Anh và phương pháp xác định giới hạn chảy của đất cho phù hợp với TCVN 4197-1995.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu cải tiến phương pháp xác định giới hạn chảy của đất bằng chùy xuyên trong TCVN 4197-1995

THÔNG BÁO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ* SỐ 1-2012 39 NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CHẢY CỦA ĐẤT BẰNG CHÙY XUYÊN TRONG TCVN 4197-1995 KS. Nguyễn Thanh Danh Khoa X y d ng, tr ng HXD Miền Trung TÓM TẮT: Giới hạn chảy của đất là một chỉ tiêu vật lý quan trọng trong việc phân loại và đánh giá trạng thái đất loại sét (đất dính). Tuy nhiên, khi tiến hành thí nghiệm xác định giới hạn chảy của đất bằng chùy xuyên Vaxiliev theo TCVN 4197-1995 lại gặp một số khó khăn. Bài báo này tổng hợp các kết quả đã được nghiên cứu về giới hạn chảy của đất theo phương pháp chùy xuyên và phương pháp Casagrande. Bên cạnh đó, bài báo cũng đề xuất phương pháp cải tiến chùy xuyên kiểu Anh và phương pháp xác định giới hạn chảy của đất cho phù hợp với TCVN 4197-1995. Từ khóa: Giới hạn chảy của đất; Các giới hạn Atterberg; Vaxiliev; Casagrande 1. GIỚI THIỆU th c hiện thí nghiệm nhiều lần thì độ lún của Theo định nghĩa của Atterberg (1911), chùy xuyên đ t 10mm trong 10 gi y. giới h n chảy của đất dính (WL) là độ ẩm mà b) Việc đọc độ lún của chùy xuyên ở khi đó, đất chuyển từ tr ng thái dẻo sang mức 10mm đ ợc ớc l ợng bằng mắt tr ng thái chảy. Hiện nay các phòng thí th ng d a vào v ch chia 10mm sẵn có trên nghiệm địa kỹ thuật sử dụng hai ph ơng bề mặt chùy xuyên nên độ chính xác không pháp xác định giới h n chảy của đất: ph ơng cao. pháp Casagrande ho t động theo nguyên lý Nghiên cứu này nhằm mục đích khắc “động” và ph ơng pháp chùy xuyên (xuyên phục hai nh ợc điểm trên. Từ đó rút ngắn côn) ho t động theo nguyên lý “tĩnh”. ể th i gian thí nghiệm, thao tác thí nghiệm dễ xác định giới h n chảy của đất bằng chùy dàng nh ng vẫn đảm bảo độ chính xác, đáp xuyên, theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN ứng đ ợc các yêu cầu về học tập, nghiên cứu 4197-1995) quy định chùy xuyên hình nón và sản xuất. (chùy xuyên Vaxiliev, kiểu Nga) có góc ở 2. CÁC PHƢƠNG PHÁP VÀ TIÊU đỉnh 30o, khối l ợng 76g lún t do vào trong CHUẨN XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CHẢY cốc đất 10mm sau 10 gi y. Lúc đó đất ở CỦA ĐẤT tr ng thái chảy. 2.1. PHƢƠNG PHÁP CASARANDE Tuy nhiên, qua th c tế sử dụng cho Dụng cụ Casagrande (Hình 1) ho t thấy ph ơng pháp sử dụng bộ dụng cụ chùy động theo nguyên lý “động”: một chỏm cầu xuyên theo TCVN 4197-1995 có hai nh ợc đ ng đất rơi từ độ cao 10mm xuống một điểm: ch n đế (làm bằng gỗ hoặc cao su) t o ra l c a) Mất nhiều th i gian đối với những va đập, nh đó, hai khối đất ở hai bên một ng i không có nhiều kinh nghiệm vì phải rãnh cắt rộng 2mm (Hình 1c) sẽ “chảy”
THÔNG BÁO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ* SỐ 1-2012 40 xuống và khép kín rãnh cắt. Khi nào rãnh cắt 13mm đ t đ ợc sau 25 lần rơi của chỏm cầu khép liền l i một đo n bằng 13mm (Hình thì độ ẩm của mẫu đất lúc đó đ ợc xem là 1d) thì thí nghiệm sẽ kết thúc. Nếu vết khép giới h n chảy của đất. a) b) c) d) (Dao trộn) (Dụng cụ quay đập) (Dao tạo rãnh) 13mm (Mẫu đất) (Hộp ẩm) Hình 1. Dụng cụ Casagrande để xác định giới hạn chảy của đất Hiện nay có hai lo i dụng cụ Demery (1965) cho thấy sức kháng cắt Casagrande đang đ ợc sử dụng ở các n ớc: không thoát n ớc của đất ở tr ng thái giới một lo i theo tiêu chuẩn ASTM và một lo i h n chảy hầu nh không thay đổi cho tất cả theo tiêu chuẩn BS. Hai lo i dụng cụ này các lo i đất dính. Vì vậy, việc sử dụng dụng giống nhau về nguyên lý ho t động, chỉ khác cụ chùy xuyên hình nón đo nhanh sức kháng nhau về độ cứng của ch n đế. Ch n đế của cắt không thoát n ớc để xác định giới h n dụng cụ Casagrande theo tiêu chuẩn BS chảy của đất là hợp lý. th ng đ ợc gọi là “đế mềm”, còn theo tiêu Các nhà nghiên cứu đều thống nhất với nhau chuẩn ASTM đ ợc gọi là “đế cứng”. rằng, việc sử dụng dụng cụ chùy xuyên để xác định giới h n chảy có thể lo i bỏ đ ợc Dụng cụ Casagrande ngày càng bộc lộ nh ợc điểm a) và b) nh ng vẫn không thể nhiều nh ợc điểm, trong đó chủ yếu là: khắc phục đ ợc nh ợc điểm c) của dụng cụ a) s khó khăn khi phải t o rãnh cho Casagrande. những lo i đất chứa nhiều cát hoặc bụi; Nếu nh dụng cụ Casagrande chỉ có hai b) đất có tính dẻo thấp có khuynh d ng thì dụng cụ chùy xuyên l i rất đa d ng. h ớng tr ợt dọc theo rãnh cắt chứ không Các lo i chùy xuyên có thể đ ợc chia thành phải “chảy dẻo” để khép kín rãnh cắt; hai nhóm chính: nhóm 1 sử dụng chùy xuyên c) đất có tính dẻo thấp có khuynh có góc ở đỉnh là 60°; nhóm 2 sử dụng chùy h ớng hóa lỏng khi bị rung động (Sherwood xuyên có góc ở đỉnh là 30°. Ở mỗi nhóm, và Ryley, 1970); mỗi chùy xuyên đều có khối l ợng và độ lún Do vậy, các nhà nghiên cứu đã nỗ l c quy ớc ở giới h n chảy khác nhau. Bảng 1 tìm kiếm một ph ơng pháp thí nghiệm khác trình bày các nhóm chùy xuyên (ph n lo i có thể khắc phục những nh ợc điểm của theo hình d ng, khối l ợng và các quốc gia ph ơng pháp Casagrande. đang sử dụng). 2.2. PHƢƠNG PHÁP CHÙY XUYÊN Các kết quả nghiên cứu của Skempton và Northey (1953), Youssef, el Ramli và el
THÔNG BÁO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ* SỐ 1-2012 41 Bảng 1. Phân nhóm các chùy xuyên xác định giới hạn chảy [5] Chùy xuyên Sức ộ lún ở kháng Phụ Góc ở Khối Nhóm Quốc gia đang sử dụng WL cắt ở nhóm đỉnh l ợng WL (o) (g) (mm) (kPa) A1 Thụy iển, Na Uy, Canada 10 1,83 A 60 60 A2 Nhật bản 11,5 1,38 B1 Nga và các n ớc khác 10 4,52 76 B B2 Trung Quốc 30 17 3,50 B3 Anh, New Zealand 80 20 2,66 a) Trên mặt nón có b) Sử dụng th ớc c) Sử dụng đồng hồ d) Sử dụng tế bào quang điện khắc v ch đánh dấu thẳng để đo độ lún so để đo độ lún để đo độ lún ứng với độ lún 10mm Hình 2. Các lo i chùy xuyên xác định giới h n chảy đang đ ợc sử dụng hiện nay Ngoài s đa d ng về thông số kỹ thuật 3. NHẬN XÉT của chùy xuyên, các lo i chùy xuyên cũng 1) Cả hai ph ơng pháp Casagrande và khác nhau về nguyên lý đo độ lún. Hình 2a chùy xuyên dùng để xác định giới h n chảy đ i diện cho dụng cụ chùy xuyên đ ợc sử của đất đ ợc đ a vào nhiều tiêu chuẩn khác dụng ở Nga và các n ớc khác. Trên dụng cụ nhau nh sau: này không có th ớc để đo độ lún mà chỉ a) Ph ơng pháp Casagrande: TCVN khắc một v ch đánh dấu ứng với độ lún 4197-1995; BS 1377: Part 2: 1990; 10mm trên bề mặt của chùy xuyên. ộ chính AASHTO T89-90; ASTM D4318-00. xác khi xác định độ lún của chùy xuyên lo i b) Ph ơng pháp chùy xuyên: TCVN này không cao. Hình 2b sử dụng th ớc thẳng 4197-1995; BS 1377: Part 2: 1990. để đo độ lún. ối với dụng cụ chùy xuyên ở 2) Theo Sridharan và Prakash (2000): hình 2c, độ chính xác khi xác định độ lún giới h n chảy xác định bằng dụng cụ của chùy xuyên tăng lên đáng kể. Th ớc Casagrande đế cứng (ASTM) và đế mềm thẳng nh ở hình 2b đ ợc chuyển thành (BS) sẽ không t ơng đồng. ối với đất có “th ớc tròn”. Trên mặt đồng hồ có 360 v ch tính dẻo thấp, giới h n chảy xác định bằng chia, mỗi v ch ứng với 0,1mm. Sau đó, các dụng cụ chùy xuyên sẽ thấp hơn so với dụng nhà nghiên cứu đã chuyển từ nguyên lý đo cụ Casagrande; đối với đất có tính dẻo cao độ lún bằng dụng cụ cơ học sang nguyên lý thì kết quả ng ợc l i. đo lún bằng thiết bị điện tử, n ng cao độ 3) Cho đến nay, các nhà nghiên cứu chính xác khi xác định độ lún (Hình 2d). đồng ý rằng, khi WL không quá 100% thì kết
THÔNG BÁO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ* SỐ 1-2012 42 quả thí nghiệm bằng dụng cụ chùy xuyên đ ợc xác định theo nguyên lý trong tiêu (kiểu Anh) t ơng đ ơng với dụng cụ chuẩn BS 1377: Part 2: 1990; Casagrande đế mềm (BS). 4. NỘI DUNG CẢI TIẾN PHƢƠNG 4) Ph ơng pháp chùy xuyên có tính PHÁP XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CHẢY định l ợng nhiều hơn so với ph ơng pháp CỦA ĐẤT Casagrande, kết quả thí nghiệm từ dụng cụ Trình t các b ớc tiến hành thí nghiệm chùy xuyên có độ hội tụ tốt hơn, ít phụ thuộc và một số thiết bị khác đi kèm, về cơ bản là vào “cảm tính” của thí nghiệm viên so với giống nh trong TCVN 4197-1995. Tuy ph ơng pháp Casagrande, nên ph ơng pháp nhiên ở ph ơng pháp cải tiến này có một số thí nghiệm bằng chùy xuyên ngày càng đ ợc điều chỉnh về chùy xuyên và ph ơng pháp sử dụng phổ biến hơn so với ph ơng pháp xác định độ ẩm giới h n chảy nh sau: Casagrande. 1) Thay bộ chùy xuyên kiểu Nga (Hình 5) Theo Serge và Jean Pierre (1996), 2a) bằng bộ chùy xuyên kiểu Anh với trong khoảng độ lún từ 10 đến 30mm đối với nguyên lý đo lún bằng đồng hồ so (Hình 2c) chùy xuyên có góc ở đỉnh 30o thì quan hệ hoặc bằng thiết bị điện tử (Hình 2d) nhằm giữa độ lún và độ ẩm là quan hệ tuyến tính, đ t độ chính xác cao; cùng với s t ơng đồng về thông số kỹ thuật 2) Bỏ bớt các viên bi chì trong chùy góc ở đỉnh 30o giữa chùy xuyên kiểu Nga xuyên sao cho khối l ợng chùy xuyên giảm (TCVN 4197-1995) và chùy xuyên kiểu Anh từ 80g xuống còn 76g (Hình 3); (BS 1377: Part 2: 1990), để xác định giới 3) Tiến hành xuyên và xác định 3 điểm h n chảy của đất theo TCVN 4197-1995, tác trên biểu đồ có độ ẩm khác nhau ứng với các giả bài viết đề xuất sử dụng dụng cụ chùy độ lún của chùy xuyên thay đổi trong xuyên kiểu Anh đ ợc cải tiến trên cơ sở: khoảng từ 5 đến 20mm với th i gian lún của a) iều chỉnh giảm khối l ợng chùy chùy xuyên mỗi lần là 10 gi y, vẽ đ ng xuyên từ 80g xuống còn 76g; thẳng đi qua gần nhất giữa các điểm này, khi b) ộ ẩm của đất ở giới h n chảy của đó giới h n chảy của đất là độ ẩm của đất đất ứng với độ lún 10mm của chùy xuyên ứng với độ lún chùy xuyên 10mm (Hình 4). Hình 3. Chùy xuyên kiểu Anh Hình 4. Biểu đồ xác định độ ẩm WL 5. KẾT LUẬN Từ th c tiễn nghiên cứu và qua các phân tích nêu trên, tác giả rút ra kết luận và kiến nghị sau:
THÔNG BÁO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ* SỐ 1-2012 43 1) Giới h n chảy của đất xác định từ với th i gian lún của chùy xuyên mỗi lần là dụng cụ chùy xuyên kiểu Anh có độ tin cậy 10 gi y để xác định giới h n chảy ứng với độ cao hơn so với xác định từ bộ dụng cụ lún 10mm là dễ dàng th c hiện. Casagrande. 5) Bộ thiết bị chùy xuyên và ph ơng 2) Việc xác định giới h n chảy của đất pháp xuyên cải tiến này có thể áp dụng để bằng dụng cụ chùy xuyên Vaxiliev theo xác định độ ẩm giới h n chảy của đất theo TCVN 4197-1995 gặp khó khăn khi phải thử tiêu chuẩn Trung Quốc. nhiều lần xuyên để đ t độ lún 10mm trong 6) ể sử dụng hiệu quả hơn thiết bị thí 10 gi y. ộ lún của chùy xuyên 10mm phải nghiệm và đáp ứng đ ợc các tiêu chuẩn thí ớc chừng bằng mắt th ng nên có độ chính nghiệm TCVN; BS; ASTM; AASHTO, các xác không cao. phòng thí nghiệm địa kỹ thuật cần thiết phải 3) Sử dụng bộ chùy xuyên kiểu Anh có trang bị bộ chùy xuyên kiểu Anh (lo i có điều chỉnh về thông số kỹ thuật khối l ợng đồng hồ đo lún bằng cơ học hay điện tử) và của mũi xuyên kết hợp với thiết bị đo lún bộ dụng cụ Casagrande. bằng đồng hồ so hoặc đồng hồ điện tử sẽ cho kết quả đo lún có độ chính xác cao. 4) Ph ơng pháp vẽ đ ng thẳng đi qua gần nhất 3 điểm có độ ẩm khác nhau ứng với các độ lún của chùy xuyên từ 5 đến 20mm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. ASTM D4318-00. Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils. (2000). [2]. BS 1377: Part 2. Methods of test for soils for civil engineering purposes. (1990). [3]. AASHTO T89-90. Standard Specification for Determining the Liquid Limit of Soils [4]. TCVN 4197-1995. Đất xây dựng. Phương pháp xác định giới hạn dẻo và giới hạn chảy trong phòng thí nghiệm, Nhà xuất bản X y d ng. (1995). [5]. Phan Thị San Hà, Lê Minh Sơn. Các phương pháp xác định giới hạn chảy của đất và mối tương quan giữa chúng, Science & Technology Development, Vol 12, No.05-2009.

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.