1. Thành phần hạt của đất:
§ Thành phần hạt – là hàm lượng các nhóm hạt trong đất. Người ta chia làm các nhóm:
Nhóm hạt Đường kính, mm Nhóm hạt Đường kính, mm
đá tảng dăm, cuội
sạn, sỏi
>200 200÷20
20÷2
cát thô cát vừa cát nhỏ
2÷0,5 0,5÷0,25 0,25÷0,05 hạt bụi to
hạt bụi nhỏ
0,05÷0,01 0,01÷0,005
hạt sét hạt keo
0,005÷0,002
<0,002
Phương pháp rây: dùng bộ rây tiêu chuẩn, áp dụng cho những loại đất gồm các hạt có đường kính lớn d>0.1mm
Cu: hệ số đều hạt d60/d10
Cc: hệ số đường cong cấp phối (d30)2/(d10 x d60)
Phương pháp tỷ trọng kế: dựa trên nguyên lý lắng chìm của Stoke, áp dụng cho đất có các hạt cỡ nhỏ d<0.1mm
Kết quả thí nghiệm xác định thành phần hạt được biểu diễn dưới dạng biểu đồ cấp phối
Đường
kính hạt <0,005
0,005÷0, 05
0,05÷0,
25 0,25÷1 1÷2 >2
Trọng
lượng 20,4 14,2 52,8 88,6 16,6 7,4
% nhóm
hạt 10,2 12,1 21,4 44,3 8,3 3,7
% tích luỹ 10,2 22,3 43,7 88,0 96,3 100
Biểu đồ cấp phối hạt của đất
Ý nghĩa của việc xác định thành phần hạt của đất
l Dùng để xác định tên lớp đất (xem bài phân loại đất)
l Tra bảng xác định sức chịu tải của nền đất
l Đánh giá tính thấm của đất, thiết kế tầng lọc ngược
l Đánh giá đất khi sử dụng làm nền và làm vật liệu xây dựng
2. Tính chất vật lý của đất
v Khối lượng riêng (tỷ trọng) - khối lượng của một đơn vị thể tích phần hạt cứng, khô tuyệt đối, xếp chặt sít, không lỗ hổng. Nói cách khác, khối lượng của một đơn vị thể tích đất ở trạng thái chặt tuyệt đối, g/cm3 hoặc t/m3
mh: Khối lượng phần hạt cứng của mẫu, g Vh: thể tích phần hạt cứng của mẫu, cm3
Chủ yếu phụ thuộc thành phần khoáng vật của đất
h h
V
= m ρ
v Khối lượng thể tích tự nhiên γw
- Còn gọi là dung trọng tự nhiên
- Là khối lượng của một đơn vị thể tích đất có kết cấu và độ ẩm tự nhiên, đơn vị đo g/cm3 hoặc t/m3
m: Khối lượng của mẫu thí nghiệm, g V: Thể tích của mẫu thí nghiệm, cm3
- Là đại lượng phụ thuộc vào thành phần khoáng vật, độ rỗng và độ ẩm của đất, thông thường biến đổi trong khoảng 1,5 ÷ 1,9 g/cm3
V m
w = γ
v Khối lượng thể tích khô γc(dung trọng khô)
- Là khối lượng của một đơn vị thể tích khô (kể cả lỗ rỗng) có kết cấu tự nhiên, t/m3, g/cm3
W: độ ẩm của đất
- Là đại lượng phụ thuộc thành phần khoáng vật và độ rỗng của đất
V Gh
c =
γ W
w c = 1+ 0γ.01 γ
v Độ ẩm tự nhiên ω, W
- Là tỷ số giữa khối lượng nước chứa trong lỗ rỗng của đất và khối lượng hạt đất, biểu thị bằng phần trăm
- Đối với đất thông thường trong tự nhiên độ ẩm thường trong khoảng 13÷30%. Đối với bùn và đất hữu cơ có thể 70 đến trên 100%
(%)
×100
=
h n
G ω G
v Độ rỗng n, hệ số rỗng ε
- Độ rỗng là tỷ số giữa thể tích lỗ rỗng và tổng thể tích mẫu đất, biểu thị bằng phần trăm
- Hệ số rỗng là tỷ số giữa thể tích lỗ rỗng và thể tích phần hạt rắn của mẫu đất
(%)
×100
= v n vr
h r
v
= v ε
• Các chỉ tiêu về trạng thái của đất
a. Đối với đất dính:
Trạng thái của đất dính phụ thuộc vào độ ẩm của đất, được thể hiện trên biểu đồ sau:
Giới hạn Atterberg ωd, ωch và chỉ số dẻo A - Giới hạn dẻo ωd là độ ẩm giới hạn mà khi
độ ẩm vượt quá giá trị đó thì đất chuyển sang trạng thái dẻo
- Giới hạn chảy ωch là độ ẩm giới hạn mà khi độ ẩm vượt quá giá trị đó thì đất chuyển sang trạng thái chảy
- Chỉ số dẻo A là chỉ số biểu hiện tính dẻo của đất:
d
A = ω −ch ω
Chỉ số dẻo A của đất là một thuộc tính của đất, phụ thuộc vào thành phần khoáng vật của đất, còn độ ẩm ω là yếu tố bên ngoài, khi tham gia vào trong thành phần của đất cùng với A sẽ làm biến đổi trạng thái của đất.
Độ sệt B là chỉ tiêu về trạng thái của đất
B A d
d ch
d ω ω
ω ω
ω
ω = −
−
= −
b. Đối với đất rời
Trạng thái độ chặt của đất rời được đánh giá thông qua hệ số rỗng ε và độ chặt D hoặc chỉ số búa N30:
Theo hệ số rỗng độ chặt đất cát được chia ra:
min max
max ε ε
ε ε
−
= − D
Loại đất Chặt Chặt vừa xốp
cát sỏi, cát to, cát vừa cát nhỏ
cát bụi
ε < 0,55 ε < 0,60 ε < 0,60
0,55<ε<0,70 0,60<ε<0,75 0,60<ε<0,80
ε>0,70 ε>0,75 ε>0,80
Theo độ chặt tương đối D trạng thái độ chặt đất cát được chia ra:
Trạng thái đất Độ chặt D cát chặt
cát chặt vừa cát xốp
D>0,67
0,67≥D≥0,33 D ≤ 0,33
Hệ số rỗng khó xác định trong thực tế, vì vậy, người ta thường xác định theo chỉ số búa của thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT)
Độ chặt của cát Chỉ số búa N30 Cát rất xốp
Cát xốp
Cát chặt vừa Cát chặt Cát rất chặt
0÷4 4÷10 10÷30 30÷50
>50