ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
**************************
LÊ TRỌNG NGHĨA
ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU VÀ THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC
ĐẶC TRƯNG ĐỘNG CỦA ĐẤT PHỤC VỤ CHO VIỆC
THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH CHỊU TẢI ĐỘNG

CHUYÊN NGÀNH : CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU
MÃ SỐ NGÀNH : 31.10.02
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2003
LỜI CẢM ƠN
Hơn 2 năm trôi qua, là khoảng thời gian đủ dài mà em đã
theo học cao học ngành Công trình trên đất yếu tại Trường Đại học
Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh. Hôm nay, em đã kết thúc tất
cả các môn và hoàn thành Luân văn Thạc só này là phần lớn nhờ
sự giảng dạy và hướng dẫn nhiệt tình và đầy lương tâm trách
nhiệm của các Thầy Cô phụ trách môn học của Ngành. Cuối cùng
em đã hoàn thành Luận văn Thạc só với đề tài: Nghiên cứu và Thí
nghiệm xác đònh các đặc trưng động của đất phục vụ cho việc thiết kế
các công trình chòu tải động. Luận văn này sự tổng kết các kiến thức
đã học và sự nổ lực của bản thân trong việc nghiên cứu một đề tài
khoa tương đối mới đồng thời cũng là nền tảng để em em nghiên
cứu tiếp sau này.
Với tấm lòng một Kỹ sư và Học viên cao học sắp thành Thạc só, em
xin được gởi lời nói của mình:
• Sự kính trọng, và cảm ơn sâu sắc đến Thầy CHÂU NGỌC ẨN và
Thầy VÕ PHÁN đã hướng em làm đề tài trong suốt 7 tháng qua.
Sự hướng dẫn nhiệt tình và rất chuẩn mực của hai Thầy đã mởû

Lê Trọng Nghóa
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
TÊN ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU VÀ THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG ĐỘNG
CỦA ĐẤT PHỤC VỤ CHO VIỆC THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH CHỊU TẢI
ĐỘNG
TÓM TẮT
Trong điều kiện Việt Nam hiện nay, việc tính toán các công trình
xét đến tính chòu tải động của đất nền bên dưới là rất ít. Nó chỉ được
quan tâm chỉ ở các công trình mang tính quan trọng như nhà máy năng
lượng hạt nhân, nhà máy điện,…một phần là do các thiết bò thí nghiệm
để xác đònh các thông số động còn chưa phổ biến, và các đề tài nghiên
cứu về đất chòu tải động còn ít. Do đó mục đích của đề tài là đi vào
nghiên cứu xác đònh các thông số cần thiết để tính toán nền chòu các tải
động.
Phần đầu của Luận văn sẽ đi vào nghiên cứu tìm hiểu về việc lan
truyền động trong đất vớiø các thông số động và các thí nghiệm mà hiện
nay trên thế giới đang dùng để xác đònh các thông số này. Phần này chỉ
mang tính tìm hiểu lý thuyết là chính.
Phần tiếp theo sẽ đi vào thí nghiệm xác đònh các thông số động
có thể được bằng các thiết bò thí nghiệm trong phòng. Thiết bò thí
nghiệm cụ thể là máy cắt trực tiếp và máy nén 3 trục và các thông số
thí nghiệm được chủ yếu là E và G. Mẫu đất dùng làm thí nghiệm trong
đề tài là đất cát và đất sét yếu ở thành phố Hồ Chí Minh.
Trong phần kết luận của luận văn sẽ đưa ra các nhận xét về việc
lựa chọn thí nghiệm động và phân tích các thông số thu được từ các thí
nghiệm. Ngoài ra tác giả cũng đưa ra các mặt hạn chế của các thí
nghiệm và hướng nghiên cứu tiếp. Đề tài chỉ mang tính chất lý thuyết và
các thí nghiệm chỉ mang tính chất nền tảng cho việc nghiên cứu tiếp sau
này.

THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG 3
CHƯƠNG-2 TÁC NHÂN GÂY ĐỘNG VÀ ỨNG XỬ ĐỘNG CỦA ĐẤT 20
2.1- TÁC NHÂN GÂY ĐỘNG 20
2.2- ỨNG XỬ ĐỘNG CỦA ĐẤT NỀN 33
PHẦN-II NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN 48
CHƯƠNG-3 NGHIÊN CỨU CÁC THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ
ĐỘNG 48
3.1- CÁC THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG 48
3.2- THÍ NGHIỆM NGOÀI HIỆN TRƯỜNG 64
3.3- SỰ TƯƠNG QUAN CỦA MUN CHỐNG CẮT VÀ TỶ SỐ GIẢM
CHẤN VỚI CÁC THÔNG SỐ KHÁC 82
CHƯƠNG-4 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG CỦA ĐẤT TRONG ĐIỀU
KIỆN VIỆT NAM 92
4.1- CÁC ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ CỦA ĐẤT THÍ NGHIỆM 92
4.2- THÍ NGHIỆM CẮT TRỰC TIẾP 93
4.3- THÍ NGHIỆM BA TRỤC 95
PHẦN-III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96
CHƯƠNG-5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96
5.1- KẾT LUẬN 96
5.2- KIẾN NGHỊ 98
CHÖÔNG-1 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
1/-BRAJA.M.DAS. Priciples of soil dynamics.PWS-KENT Puplishing
Company
2/-G.N.PANDE AND O.C.ZIENKIWICZ. Soil mechanis transient and cyclic
loads and constitutive relation and numerical treatment.JOHN WILEY &
SONS
3/-KAMESWARA RAO.Vibrationanalysis and foudation dynamics.
WHEELER PUBLISHING
4/-Proceedings of Dynamics of soils and earth-quake engineering VII.
5/-The US Deparment of Defense Hand-book.Soil dynamics and special

nhiều nổ lực nghiên cứu trong suốt nhiều thập niên qua và mãi cho đến
ngày nay. Tất nhiên khó khăn của vấn đề là vì đây là vật liệu tự nhiên
hai pha. Trong những năm gần đây phản ứng của móng công trình dưới
tải trọng động gây ra bởi động đất, hay các tải trọng lặp chậm hơn gây
cho công trình biển hay các công trình ngoài khơi bởi tác động của sóng
biển. Điều đó làm tăng sự phức tạp của mối quan hệ giữa sự thiết lặp
các công thức và các luật lệ cơ bản. Hiện nay các kết quả nghiên cứu
thực nghiệm và lý thuyết tiến triển trên lónh vực này là vô cùng lớn đến
nổi mà các kỹ sư thực hành cảm thấy khó cho phép để phát triển ứng
dụng và có rất ít sự chỉ dẫn khi đưa vào thực tiển tính toán công trình.
Như vậy, trong quá trình tính toán các công trình như trên ta phải
xét đến sự thay đổi của đất trong cả quá trình chòu tải động.
Ngoài các yếu tố động trên thì động đất cũng là yếu tố gây ra sự
thay đổi khả năng chòu tải của công trình. Mối nguy hiểm của động đất
gay ra cho các công trình thì không thể lường trước được, nó có thể gây
ra sự phá hoại của công trình thông qua sự phá hoại của kết cấu nền
bên dưới làm giảm sức chòu tải của đất nền và có thể dẫn đến sự hoá
loãng của toàn bộ nền bên dùi nên chúng ta phải nghiên cứu để một
phần nào đó kiểm soát được mối đe dọa này.
Bên cạnh đó, sự hoá lỏng của đất do tải động đất hay tính tự hoá
lỏng của nó cũng gây ra sự phá hoại cho công trình
Các hình ảnh minh họa dưới đây cho thấy sự phá hoại của kết cấu
công trình do động đất và phá hoại nền bên dưới do sự hoá lỏng.
Hình 1: Ảnh hưởng động đất làm nhà lún và nghiêng.
Hình 2: Lớp nhựa đường phía sau bờ kè bò phá hoại do sự hoá lỏng của
nền đất bên dưới ở Cảng Taichung (29/09/1999)
1.2- KHẢO SÁT ỨNG XỬ CỦA ĐẤT DƯỚI TẢI TUẦN HOÀN BẰNG CÁC
THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG
Cơ học đất là một lónh vực nghiên cứu kỹ thuật, ở đó khá dễ dàng
thành lập thành 2 trường phái: Thứ nhất là những người tin rằng họ có

dạng chính và hướng của chúng (như hình 1.1d). Nói chung không có 1 lí
do tại sao trục chính ứng suất và trục chính biến dạng trùng nhau.
Trong các trường hợp cụ thể, trạng thái ứng suất ban đầu của phân
tố đất hay trạng thái gia số gây ra bởi ngoại tải từ phân tố trên hay dưới
có lẽ giảm đi. Đất rời hay bất cứ kết cấu nền móng nào có chiều dài lớn
hơn nhiều so với chiều rộng, thì điều kiện biến dạng phẳng tương ứng với
0
yzxzzz
=ε=ε=ε
và
0
yzxz
=σ=σ
. Ba thành phần ứng suất và biến
dạng độc lập còn lại:
zz
σ
là ứng suất chính, không phải là 1 thành phân
độc lập, nó sẽ tự biến đổi để duy trì điều kiện biến dạng phẳng và có
thể xem như phụ thuộc vào ứng suất pháp và ứng suất trượt trong mặt
phẳng trượt
),,(
xyyyxx
σσσ
. Bên dưới trục đối xứng của 1 tải trọng hình
tròn đặt trên mặt đất nằm ngang phát triển về mọi phía thì điều kiện
đối xứng trục sẽ áp dụng
,
zxyzxy
ε=ε=ε

x
y
σ
zx
σ
zz
ε
zx
ε
zz
z
x
y
σ
2
σ
1
σ
3
ε
1
ε
1
ε
1
z
x
y
(a)
(b)

q
σ
1
’
p’
O
B
A
E
C
D
F
σ
2
’
σ
3
’
A
O
B
F
D
C
E
σ
2
’
σ
1

(a)
(b)
(c)
(d)
Hình 1.2. Lộ trình ứng suất và lộ trình biến dạng không gian ứng suất và
không gian biến dạng.
Rõ ràng các thí nghiệm cần được thực hiện trong một tầm tổng
quát càng nhiều các thiết bò càng tốt để không gian ứng suất và biến
dạng càng rộng càng tốt. Không gian ứng suất và biến dạng chính cung
cấp một phương tiện hữu dụng để so sánh khả năng của các thiết bò có
sẳn. Vì đây là không gian 3 chiều, nên lộ trình theo mỗi chiều có thể
được biểu diễn bằng 2 hướng nhìn vuông góc nhau như hình 1.2 (a,b,c,d),
trong mỗi trường hợp một hướng nhìn xiên xuống mặt phân chia
(deviator plane) (
321
σ=σ=σ
) hay (
321
ε=ε=ε
) (hình 1.2 b,d) và một
hướng nhìn vuông góc trong đó trục thuỷ tónh và một trục nữa xuất hiện
trong hướng thực (hình 1.2 a,c).
Một phân tố đất bên dưới bán không gian rộng lớn sẽ chòu nén 1
chiều theo lòch sử đòa chất. Nó có thể hiện thời trong trạng thái cố kết
thường (OA và Oa) hay trạng thái quá cố kết (OAB và Oab). Trong nền đất
bên dưới một tải trọng kéo dài hay phía sau một tường chắn dài cũng
như một cách xấp xỉ dưới một dàn khoan trọng lực ngoài khơi chòu tải
trọng do sóng thì phân tố có thể chòu lưc cắt biến dạng phẳng trong điều
kiện không thoát nước - một lộ trình biến dạng trong không gian biến
dạng (ac hay bd) và có kết quả trong không gian ứng suất (AC hay BD).

13
)
Ở ứng suất trung bình p’ không đổi được cho thấy ở hình 1.2b. Tiêu
chuẩn này có lẽ hoặc không tương ứng cho đất, nhưng lộ trình của biến
dạng phẳng và thí nghiệm 3 trục lại thỏa đối với các phần khác nhau
của tiêu chuẩn trên. Một thiết bò 3 trục thực giống cái do Hambly đề
xuất có thể khảo sát tổng thể không gian ứng suất và biến dạng chính
như thể hiện ở hình 1.2.
σ
3
’
σ
1
’
σ
2
’
H
G
σ
1
’>
σ
2
’>
σ
3
’
σ
2

’>
σ
1
’
σ
3
’>
σ
1
’>
σ
2
’
O
Hình 1.3. Lộ trình ứng suất chuyển từ nén sang nở.
Trong khi đất đang ứng xử giống vật liệu liên tục và chưa đến mặt
phá hoại, thì còn hữu ích hơn nếu ta hình dung các lộ trình ứng suất
trong không gian ứng suất, chứ không phải thành phần ứng suất pháp và
ứng suất trượt trên bất cứ mặt phẳng đặt biệt nào. Sự dòch chuyển từ
một trạng thái nén 3 trục sang nở 3 trục (Từ G đến H của hình 1.3) được
xem như một đường trơn tru trong không gian ứng suất và trọng lực một
số đặt trưng ứng xử của vật liệu gắn liền với việc di chuyển ngang trục
thuỷ tónh. Qua trạng thái ứng suất thuần tuý thuỷ tónh, thì việc
'
1
σ
không
còn là ứng suất chính chẳng có ý nghóa: sự thay đổi và độ lớn tương đối
của các ứng suất chính diễn ra theo các lộ trình ngang qua các đường
đứt hay liền nét qua tâm (hình 1.3). Chẳng ích lợi gì khi bàn về sự đổi

a
σ
a
P
(a)
(b)
(c)
Hình 1.4. Thí nghiệm ba trục mẫu đất dò hướng.
Bên dưới bờ dốc, các trục dò hướng không thẳng dứng mà nỗ lực
thỏa mãn lộ trình gia tải đối vối các phân tố đất trong điều kiện như thế
bằng các thí nghiệm trong phòng, kiểu mẫu không mang lại thành công.
Saada và Bianchini kết luận rằng thí nghiệm đúng duy nhất trên một
mẫu vật liệu dò hướng có trục mẫu không trùng trục dò hướng chính là thí
nghiệm trên mẫu trụ rỗng (với tỉ lệ thích hợp). Trong thí nghiệm đó
moment xoắn và tải dọc trục (và nội áp suất, ngoại áp suất tương đương)
cùng được đặt vào theo cách sao trục ứng suất chính được di trình trùng
với trục dò hướng của mẫu trong suốt thí nghiệm.
Người ta ngầm giả thuyết rằng (theo hình 1.2 a và b), ứng xử của
một phân tố đất phụ thuộc vào áp suất hữu hiệu. Điều này được minh
chứng cho ứng xử của đất chòu gia tải chậm và sẽ được chứng kiến sau
đây, nó cũng đúng cho cả ứng xử của đất chòu tải tuần hoàn. Việc khảo
sát ứng xử của đất theo ứng suất tổng cũng được quan tâm chút ít,
nhưng hiểu sự biến đổi trong ứng xử thường quan sát được thì cần thiết
liên hệ đến sự thay đổi áp suất hữu hiệu.
THÍ NGHIỆM BA TRỤC
Trong thí ngiệm 3 trục, các mẫu đất hình trụ được áp chuyển vò có
điều khiển qua 1 đóa cứng và điều khiển áp suất hông qua 1 màng cao
su. Vì màng cao su này thường được đính vào 2 đầu nên sự nở ngang của
đất rất bò hạn chế tại 2 đầu và nếu không phòng ngừa thì mẫu bò biến
dạng không điều. Phân tích ảnh hưởng của sự ngăn chuyển vò 2 đầu lên

nghiệm
chậm
Thí
nghiệm
nhanh
Thí nghiệm
chậm (85%
dữ liệu)
Hình 1.5. Biểu diễn ảnh hưởng của tốc độ cắt đến lộ trình US và sự phân
bố độ ẩm theo chiều cao mẫu.
(a)
giản nở
giản nở
Vùng nén
Đường tới
hạn
(b)
Hình 1.6. Đường ứng suất của các điểm khác nhau trong mẫu ba trục.
Rõ ràng, để cho thí nghiệm 3 trục có chất lượng tốt thì việc đo áp
lực nước lổ rỗng và biến dạng phải được thực hiện trong vùng biến dạng
trung tâm của mẫu. Việc đo biến dạng trong vùng này cần có cả biến
dạng dọc trọc và biến dạng hướng kính: Người ta không thể giả thuyết
rằng toàn mẫu không thay đổi thể tích thì ngụ ý rằng không có sự thay
đổi thể tích trong vùng quan tâm.
Một ảnh hưởng xa hơn, có thể cho phép sự thay đổi thể tích không
đáng kể diễn ra trong các thí nghiệm 3 trục không thoát nước, chính là
sự thẩm thấu qua màng. Sự thẩm thấu qua màng này có ý nghóa đặt biệt
trong đất hạt thô- Lade và Hernandex đề xuất rằng ảnh hưởng này nhỏ
đối với cỡ hạt nhỏ hơn 0.1÷0.2 mm. Biên độ của sự ảnh hưởng tuỳ thuộc
vào sự khác biệt giữa áp lực lổ rỗng và áp lực buồng và vì vậy tuỳ thuộc

điều chỉnh mỗi giai đoạn của mỗi thí nghiệm bằng cách so sánh với các
lộ trình ứng suất- biến dạng hiện trường phức tạp -mà mỗi thí nghiệm
cùng cấp thông tin trên một vùng ứng xử của đất và có lẽ không có thí
nghiệm, trong thực hành, tương ứng đặc biệt dành cho các ước lượng
hiện trường. Hơn nữa, khi cố gắng làm phù hợp ứng xử của đất dưới nền
phát triển vô tận theo phương ngang, thì sự cố kết ban đầu của đất sẽ là
dò hướng. Các loại đất dò hướng ứng xử khác biệt hoàn toàn với các loại
đất đẳng hướng và sự cố kết dò hướng trong các thí nghiệm trong phòng
có tính quan trọng.
Saada đã nhấn mạnh mức độ khó khăn khi thay đổi cấu trúc cố
kết ban đầu hay hướng của hạt đất. Lewin cho thấy rằng thế dẻo dò
hướng, giảm đối với mẫu cố kết dò hướng và đề nghò rằng sự dò hướng
này rất bền bỉ ngay cả với một gia tăng liên tục cấp ứng suất. Cố kết dò
hướng nhắm vào một tỷ số ứng suất không đổi như OA (hình 1.7a) nên
áp sự thay đổi ứng suất gần với đường này. Tiếp cận trạng thái ứng suất
dò hướng tại A qua trạng thái ứng suất đẳng hướng tại B (hình 1.7b)
không chỉ sản sinh biết dạng hoàn toàn khác nhau (hình 1.7c) cho thấy
biến dạng tính được cho các lộ trình ứng suất cố kết dò hướng dùng cho
sét Nefield do Nomi thực hiện, chúng được xác đònh bằng việc dùng mô
hình sét Camlay đẳng hướng, có lẽ không nhất thiết đúng theo các tính
toán chi tiết nhưng hiển nhiên nhấn mạnh được các hiệu ứng có thể có.
THÍ NGHIỆM CẮT ĐƠN
Trong một thiết bò cắt đơn mẫu đất chòu ứng suất trượt và biến
dạng trượt trong điều kiện biến dạng phẳng và không phải điều kiện
biến dạng trực tiếp theo hướng trượt. Vậy thì
0
zzxx
=ε=ε
(hình 1.8) và hai
bậc tự do còn lại là

Hình 1.9. Thiết bò cắt đơn chu kỳ tiết diện chữ nhật và hình tròn.
Trạng thái ứng xuất trong thiết bò vuông đã được phân tích cho vật
liệu đàn hồi bởi Roscoe và Presvot và Hoeg. Ducan và Dunlop đã giới
thiệu một mô hình vật liệu phức tạp hơn cho phép sự phá huỷ tiến triển
và các giá trò modun dò hướng cho đất.
Lý thuyết ở Cambridge đạt được các điều kiện có sự không đều ứng
suất đã biết bằng cách đo đạc sự phân phối ứng suất trên biên với một
dải hộp tải trọng và sử dụng các đo đạc này để tạo ra trạng thái ứng
suất trong phần trung tâm mẫu, là phần ít chòu ảnh hưởng nhất do hiệu
ứng hai đầu. Vì ứng suất trên biên không đều, nên không thể có trường
hợp biến dạng bên trong đều theo các biến dạng trên biên. Phân tích
của Roscoe cho thấy rằng biến dạng phân bố đều một cách đáng kể hơn
ứng suất, nhưng các quan sát hình chụp tia X như những cái do Wood và
Budhu đề xuất lại cho thấy rằng mẫu cát hiển nhiên không bò cản trở
phát triển biến thiên độ chặt.
Trạng thái ứng suất trong thiết bò được Lucks và những người khác
phân tích. Họ kết luận rằng 70% mẫu có điều kiện phân bố ứng suất
đều. Kết luận này bò Wright, Gilbert và Saada đặt dấu hỏi cả về quan
điểm lý thuyết lẫn các thí nghiệm quang đàn hồi mà họ thực hiện để có
được việc đo đạc trực tiếp trạng thái ứng suất bên trong: họ cho thấy
rằng thiết diện tròn không thể duy trì điều kiện biến dạng phẳng và ứng
suất cắt vuông góc với mặt phẳng cắt (σ
yz
) và sự biến thiên ứng suất cắt
trong mặt phẳng cắt (σ
xy
) quá lớn để có thể bỏ qua. Một giải pháp phân
tích do Shen và những người khác đề nghò là dùng những phân tích
phần tử hữu hạn có kể đến các phần tử đất và các phần tử màn đựơc
gia cường, và minh hoạ hiệu ứng lên sự không đều của các điều kiện

Mẫu 2.3
×
1.1
×
0.1m
Đế
Nắp
Khung
biên
Khối ở giữa
Hình 1.11. Cấu tạo một thí nghiệm cắt đơn lý tưởng.
Nếu những khó khăn đầu tiên trong thí nghiệm cắt đơn do ảnh
hưởng của hai đầu mẫu thì sau đó có thể cải thiện bằng cách tránh khỏi
hai đầu mẫu. Seed cho thấy một cấu hình cho một thí nghiệm cắt đơn lý
tưởng (hình 1.11a). Với một thiết bò loại này (với hai đầu không hạn chế)
và có hộp tải trọng trên các biên đỉnh, đáy, ngang thì trạng thái ứng
suất cần thiết dần dần được sinh ra. Một thiết bò cắt đơn dài được
Kovacs sử dụng để thí nghiệm những mẫu sét không hạn chế chuyển vò
theo phương ngang. Ông ta kết luận rằng tỷ số chiều dài so với chiều cao
cần ít nhất là 6 để có được kết quả tin cậy theo ứng xử trung bình quan
sát được. Một bàn rung có thể được dùng như một thiết bò loại này: De
Alba, Seed và Chan báo cáo việc sử dụng bàn rung với mẫu cát kích
thước 2.3x1.1x0.1 m để khảo sát sức chống hoá lỏng của cát. Tải trọng
được áp dụng theo một khối lượng bên trong được đặt trên đỉnh mẫu cát
(hình 1.11b). Vì vậy, lộ trình cắt thực tế được áp dụng lại phụ thuộc vào
các đặc trưng động của toàn hệ. Họ cho thấy rằng cho đến khi số chu kỳ
gây hoá lỏng, thì các kết quả được hiệu chỉnh từ thí nghiệm bàn rung rất
phù hợp với kết quả của các thí nghiệm cắt đơn trên mẫu nhỏ. Đây là
một kết quả hơi khác thường. Các thí nghiệm hoá lỏng được bàn luận
sâu hơn dưới đây: rõ ràng là ứng xử hoá lỏng đặc biệt nhạy với sai sót

đối với thí nghiệm cắt đơn trên mẫu cát đặt trong
thiết bò chữ nhật. Còn trong thiết bò tròn, việc đính màng cao su vào các
dây xoắn làm cho việc đo ứng suất ngang dễ dàng nhưng thay là một gíá
trò trung bình chòu ảnh hưởng bởi các yếu tố khác nữa trong quá trình
cắt của mẫu tròn.
Hình 1.12. Các thành phần đầy đủ trong mẫu cắt đơn chu kỳ.
Ứng suất ngang thay đổi ứng với việc cắt mẫu dưới các điều kiện
không có biến dạng trực tiếp trong các mặt phẳng ngang (ε
xx
= ε
zz
=0). Việc
kiểm soát ứng suất ngang xung quanh mẫu, chẳng hạn bằng cách đặt
một thiết bi cắt đơn hình tròn trong một buồng kín dưới áp suất chất
lỏng, có thể cung cấp một cấu hình thí nghiệm lý thú, nhưng nó lại
không còn là cắt đơn nữa- và việc giữ tất cả ứng suất vuông góc với biên
bằng nhau không thể tương thích với điều kiện biến dạng phẳng (ε
zz
=0)
hay điều kiện biến dạng ngang bằng không (ε
xx
=0). Pyke mô tả một thiết
bò có các đóa tròn có khớp nối cho phép ellipse ứng suất hoàn chỉnh áp
vào biên của mẫu có hình dạng ban đầu tròn có cho phép biến dạng tiết
diện ngang tròn thành một ellipse. Điều này cũng cung cấp vài thông tin
về điều kiện trong các phần khác của không gian ứng suất nhưng không
giống nhiều lắm với cắt đơn.
Cuối cùng nơi mà những mẫu cát được chứa trong màng cao su như
trong thiết bò tròn, hai bàn rung của De Alba, Seed và Chan và được thí
nghiệm không thoát nước để áp lực nước lỗ rỗng có thể sinh ra, thì các

hết các thiết bò thí nghòêm. Sự hình thành các vùng như thế lại là một
khó khăn rẽ nhánh (như Schofield và Wroth thảo luận trên sét cố kết
trước)- cát rất dễ khai thác bất cứ sự yếu kém tồn tại trước hay sự
không hoàn hảo trong khung hạt. Nhưng sự ứng xử được quan sát đối với
các thí nghiệm trên mẫu cát có thể được mong đợi lá phụ thuộc vào chi
tiết của quá trình chuẩn bò mẫu và quá trình thì nghiệm.
Gần đây có nhiều bài báo trong đó ngøi ta cho thấy nhiều ảnh
hưởng lớn của phương pháp chuẩn bò mẫu lên độ bền hay lên số chu kỳ
phát sinh hoá lỏng ở một cấp tải cho trước. Thí nghiệm hoá lỏng dường
như là một ngành nghiên cứu lớn hiện tượng logic của sự nhạy không
hoàn hảo, vậy thí những phát hiện không gây ngạc nhiên. Finn,
Pickering và Brasby cho thấy tầm quan trọng trong thí nghiệm cắt đơn
với loại có thể duy trì ma sát thích hợp trên các biên ngang- việc gia
tăng độ nhám làm tăng sức chống hoá lỏng. Đây chính là một ảnh
hưởng thiết bò khá phức tạp vì biên nhám hay độ dùng của chúng- các
gân bén cao 0.5mm mõi 2mm- khó có thể bò phá huỷ để sinh ra xáo
động cục bộ trong các mẫu có kích thước hạt 0.15÷0.6mm.