Page 1

Bài 1: THÍ NGHIỆM PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN
CỠ HẠT
PHƯƠNG PHÁP RÂY SÀNG (d ≥ 0,074mm - ≠ 200)
PHƯƠNG PHÁP LẮNG ĐỌNG (d < 0,074mm)
I. Mục đích:
-Thí nghiệm phân tích thành phần cỡ hạt (cỡ hạt): xác định tỉ lệ tương đối tính theo
phần trăm các nhóm hạt khác nhau trong đất.
-Dựa vào thành phần hạt và đường cấp phối hạt để đánh giá mức độ đồng đều và
cấp phối; tính thấm nước; chọn vật liệu xây dựng; dự đoán sự biến đổi tính chất cơ lý
xác định độ lớn nhóm các cỡ hạt; sự phân bố và phân loại đất.
II. Dụng cụ thí nghiêm:
1. Dùng cho phương pháp rây sàng:
-Bộ rây: nắp rây, rây, đáy rây.
Rây khô
Cỡ rây / Số hiệu Đường kính d (mm)
4” (cỡ rây) 101,6
2” 50,8
1” 25,4
3/4” 19,1
1/2” 12,7
3/8” 9,51
#4 (số hiệu) 4,76
#6 3,36
#10 2,00
Rây rửa
#20 0,84

Page 3

-Máy khuấy, que khuấy

-Nhiệt kế: dùng để đo nhiệt độ thay đổi để hiệu chỉnh kết quả thí nghiệm khi nhiệt
độ thay đổi  độ nhớt hỗn hợp thay đổi  vận tốc rơi thay đổi  phải hiệu chỉnh.
-Đồng hồ bấm giây, chén đựng mẫu đất, bình cao su hút nước, hóa chất Na
4
P
2
O
7

để làm phân tán đám hạt, rây N10.

Page 4

III. Thí nghiệm:
1. Phương pháp rây sàng:
-Lấy 1 lượng đất vừa đủ đã sấy khô. Lấy đất bằng phương pháp chia đôi hay
chia tư. Khối lượng đất được lấy như sau:
Đất hạt mịn: 100 – 200g
Đất cát pha: 300 – 500g
Đất hạt lớn nhất 3/8”: 1000g

Trọng lượn giữ
lại cộng dồn
(g)
% trọng lượng
giữ lại
% trọng lượng
lọt qua
3/4’’ 19.00
12 1.6 98.40
1/2’’ 12.50
51.5 6.88 93.12
3/8’’ 9.51
66 8.82 91.18
#4 4.76
114.5 15.3 84.70
#10 2.00
179.5 23.98 76.02
ĐÁY RÂY
568.5 75.95
Hàm lượng đất thất thoát =
.(..)
.
=0.067% < 1% (chấp nhận
số liệu thí nghiệm).
2. Bảng số liệu thí nghiệm rây rửa:
Khối lượng đất rây rửa B = 50g
Số hiệu rây
Kích thước
rây (mm)
Trọng lượng


3. Bảng số liệu thí nghiệm lắng đọng:
G
S
= 2.65 g/cm
3

(%) =


(

)
×



× 100%
m (g) = 50 g Thời
gian
đọc t
Số đọc
R
Nhiệt
độ T
(
o

2’ 13.9 28.1 2.2 16.1 12.00 0.030 51.72 39.31
4’ 12.8 28.1 2.2 15.0 12.29 0.022 48.18 36.63
8’ 11.2 28.1 2.2 12.4 12.72 0.016 43.04 32.72
15’ 9.8 28.1 2.2 12.0 13.09 0.012 38.55 29.30
30’ 8.6 28.1 2.2 10.8 13.41 0.008 34.69 26.37
1h 7.5 28.1 2.2 9.7 13.71 0.006 31.16 23.69
2h 6.6 28.1 2.2 8.8 13.95 0.004 28.27 21.49
4h 5.5 28.1 2.2 7.7 14.24 0.003 24.73 18.80
8h 5 28.1 2.2 7.2 14.37 0.002 23.13 17.58
12h 4 28.1 2.2 6.2 14.64 0.002 19.92 15.14
24h 3.5 28.1 2.2 5.7 14.77 0.001 18.31 13.92 Page 7

BIỂU ĐỒ CẤP PHỐI HẠT

Page 8

V. Nhận xét:
-Từ thí nghiệm phân tích cỡ hạt, chúng ta xác định được tương đối chính xác tỉ
lệ phần trăm phần trăm tương đối của cỡ hạt, từ đó ta vẽ được đường cong cấp phối
của hạt để đánh giá mức độ đồng đều và tính thấm nước, dự đoán được sự biến đổi
tính chất cơ lý…


+ Chỉ số dẻo:


=  

− 


II. Dụng cụ thí nghiệm:
(Dùng cho thí nghiệm giới hạn nhão)
- Dụng cụ Casagrande (chiều cao nâng
chỏm cầu là 1 cm)
- Dao cắt rảnh
- Dao trộn, kính trộn, muỗng xúc đất,
rây N40 (đk hạt 0,42mm), bình nước,
lon đựng mẫu, cân (độ chính xác
0,1g), lò sấy…
III. Thí nghiệm:
 TN giới hạn nhão:
-Dùng khoảng 100g đất lọt qua rây N40, trộn với nước vừa đủ nhão


Page 11

-Lấy đất trong chỏm cầu ra, trộn đều cho bốc hết hơi nước, làm lại TN như
trên.
-Làm thí nghiệm tương tự khoảng 3-4 lần, xác định số lần rơi 

< 25 < 


 TN giới hạn dẻo:
-Lấy phần đất dư từ TN giới hạn nhão, trộn đều, để cho bốc hết hơi nước
-Sau đó dùng tay ve tròn thành những con lăn (dùng 4 lần ngón tay để lăn). Khi
thấy những que đất d = 3mm và bắt đầu nứt thì đem những mẫu đất đó cân, sấy
khô để xác định độ ẩm (nếu d > 3mm, nứt thì thêm nước; chưa nứt thì gấp lại
xe tiếp). -Đối với TN dẻo thì làm 2 lần song song và lấy kết quả trung bình; sai số 2 lần
TN < 2%


x 100%
%
45.95 43.31 42.67 34.95 35.90 Kết quả: Giới hạn nhão: W
L
= 43.67%
Giới hạn dẻo: W
P
= (34.95+35.90)/2 = 35.42 %
Chỉ số dẻo: I
L
=






= -0.05
Chỉ số nhão: I
P
= W

ở trạng thái cứng. Page 14

Bài 3: THÍ NGHIỆM ĐẦM CHẶT
I. Mục đích:
-Những công trình như: đắp nền đường, nền nhà, đê, đập, sân bay, công trình san lắp,
hay những công trình tương tự cần phải lu lèn hay đầm chặt thì trước khi thiết kế cần
phải xác định dung trọng khô γ
max
và w
opt
để tối ưu hóa cho công trình công tác lu lèn.
-Những công trình đã thi công (đã lu lèn) cần phải kiểm tra chất lượng và độ chặt nền;
cần phải TN đầm chặt để xác định hệ số đầm chặt k.
-Mục đích chính của việc đầm chặt:
+Làm giảm độ lún của nền công trình trong tương lai

0,01
1+0,01

(

− 

)
Trong đó: q: lượng nước phun thêm (g)
w
s
: độ ẩm yêu cầu (%)
w
t
: độ ẩm của đất trước khi phun thêm nước (%)
m: trong lượng nước trước khi phun thêm nước (đất khô)
(w
s
– w
t
): độ tăng độ ẩm (khoảng 2-3%)
-Cân trọng lượng khuôn, dùng muỗng xúc đất đổ vào khuôn, chia thành 3 lớp, mỗi lớp
đầm n chày phân bố đều trong khuôn.
+Đất cát và cát pha sét: n = 25
+Đất sét pha cát và đất sét có I
p
< 30 : n = 30 - 40+Đất set có I

-Làm tơi mẫu đất và thêm nước vào (độ tăng độ ẩm 2-3% đối với cát, 5% đối với sét)
và lập lại thí nghiệm như trên.

Page 17

IV. Tính toán kết quả:

BẢNG KẾT QUẢ TN ĐẦM CHẶT PROCTOR TIÊU CHUẨN

Loại đất:
Các chỉ tiêu thí nghiệm
Đơn vị
đo
Số thứ tự lần đầm

1 2 3 4 5
A-Trọng lượng đất ẩm + khuôn
g 3590.5 3662.0 3702.0 3707.0 3626.0

3
)
Độ ẩm tốt nhất:
W
opt
≈ %
Page 18

V. Nhận xét:
- Từ độ ẩm tối thuận W
opt
ta xác định đươc lượng nước cần tưới thêm cho đất
hoặc làm khô bớt đi khi thi công đầm nện đất

- Nếu lượng nước quá nhiều vượt qua độ ẩm tối thuận thì thể tích nước bao
quanh hạt lúc này sẽ vượt qua thể tích lỗ rỗng làm cho khoảng cách các hạt xa nhau
hơn và phần nước sẽ hấp thu năng lượng đầm chứ không phải các hạt
- Do đó việc thêm nước và bớt nước càng gần độ ẩm tối thuận thi càng hợp lí.
-Chúng ta cũng có thể ứng dụng phương pháp thí nghiệm này để làm giảm độ
lún của công trình, tăng khả năng chịu tải cho đất nền, làm tăng sức chống cắt của đất,
làm giảm độ thấm nước qua công trình.

cho kết quả trực tiếp, mặt phá hoại là mặt ngang giữa 2 thớt của hộp cắt được ấn định
trước.
+Nén 3 trục (Triaxial compression test): áp dụng cho tất cả các loại đất, thí
nghiệm phức tạp nhưng cho đầy đủ các chỉ tiêu, có 3 phương pháp thí nghiệm;
Undrained – Unconsolidated (UU), Undrained – Consolidated (CU), Drained –
Consolidated (CD).
II. Dụng cụ thí nghiệm:
-Máy cắt trực tiếp
-Dao vòng để tạo mẫu đất thí nghiệm: đường
kính 6,3cm (A = 31,17 cm
2
), chiều cao 2cm.
-Đồng hồ đo chuyển vị ngang, đồng hồ đo ứng
lực ngang; 2/1000mm:1 vạch = 0,01mm – đồng
hồ đo chuyển vị ngang.
-Dao, bình nước, các quả cân để tạo áp lực
-Mẫu đất nguyên dạng hoặc chế bị.
Page 20

Thí nghiệm
-Cắt 3 mẫu đất (dày 30cm) cho 3 lần thí nghiệm với 3 cấp tải trọng khác nhau
-Bôi trơn nhớt vành trong hộp cắt
-Dùng dao vòng ấn vào mẫu đất và gạt bằng hai mặt


τ (kN/cm
2
)
47.11 76.70 107.61 Page 22

Áp lực nén
kN/cm
2

Lực cắt
τ (kG/cm
2
)
KẾT QUẢ
50
100
150
47.11
76.70
107.61
tgφ = 0.60499
φ = 31.17
O


Bài 5 : THÍ NGHIỆM NÉN CỐ KẾT
I. Mục đích
Thí nghiệm nén cố kết để xác định các đại lượng: hệ số nén lún a, hệ số thay đổi thể
tích m
v
, chỉ số nén lún c
c
, chỉ số nở c
s
, modul biến dạng E, hệ số cố kết c
v
, hệ số
thấm k, hệ số rỗng ứng với từng cấp tải,… để phục vụ cho công việc tính toán biến
dạng (lún) của nền đất.
Tính nén lún của đất là quá trình giảm thể tích lỗ rỗng hay còn gọi là quá trình nén
chặt đất. Dưới tác dụng của tải trọng ngoài thì các hạt rắn xếp lại thể tích rỗng giảm,
đất được nén chặt.
Khi tải trọng được đặt lên nên đất thì nước ở các lỗ rỗng trong đất tiếp thu và có xu
hướng thoát ra từ các lỗ rỗng trong đất. Quá trình thoát nước lỗ rỗng xảy ra, áp lực
nước lỗ rỗng có xu hướng giảm, áp lực hữu hiệu tăng dần. Đến một thời điểm nào đó
thì nước thoát ra ngoài, lúc này hạt đất chịu toàn bộ áp lực của tải trọng ngoài. Hiện
tượng nén chặt đất do sự thoát nước rất chậm từ các lỗ rỗng trong đất gọi là quá trình
cố kết.
II. Dụng cụ thí nghiệm
-Máy nén cố kết
-Dụng cụ tạo mẫu (dao vòng: chiều cao
2cm, diện tích mặt cắt ngang 20cm
2
; dụng
cụ gọt mẫu, có thể dùng dây cắt đối với mẫu

24h
-Sau khi biến dạng của mẫu đất đã ổn định ở cấp áp lực cuối cùng thì tiến hành
dở tải. Nguyên tắc giở tải cũng giống như lúc đặt tải là giờ cấp thứ tự là 400; 200;
100; 50; 25 kN/cm
2
. Đo lại chuyển dịch của đồng hồ đo biến dạng.
 Chú ý
-Để cho đất được bão hòa cần phải đổ nước đầy trong hộp nén trong quá trình thí
nghiệm. Cũng cần chú ý không cho đất nở khi thấm nước vào hộp nén. Nếu đồng hồ
đo biến dạng chuyển dịch khi thêm nước chứng tỏ mẫu bị hở, lúc đó phải chỉnh lại vít
hãm để đưa trở về vị trí ban đầu.
Số đọc trên đồng hồ là 1/100 mm

Page 25

IV. Tính toán kết quả :
1. Thí nghiệm nén cố kết – phần nén (consolidation compression test)
Hệ số rỗng ban đầu e
0
= 0.788
Hệ số β = 0.7
h
o
=20mm
Áp lực nén
kN/cm
2

400 1.23 0.678