TCVN8721:2012

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8721:2012 về Đất xây dựng công trình thủy lợi - Phương pháp xác định khối lượng thể tích khô lớn nhất và nhỏ nhất của đất rời trong phòng thí nghiệm TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8721 : 2012 ĐẤT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH KHÔ LỚN NHẤT VÀ NHỎ NHẤT CỦA ĐẤT RỜI TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM Soils for hydraulic engineering construction - Laboratory test method for determination of maximum and minimum dry volumetric weight of non-cohesive soil Lời nói đầu TCVN 8721:2012 được chuyển đ ổ i từ Tiêu chuẩn 14TCN 136:2005 theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 6 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết th i hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật. TCVN 8721:2012 do Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ khoa học và Công nghệ công bố. ĐẤT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH KHÔ LỚN NHẤT VÀ NHỎ NHẤT CỦA ĐẤT RỜI TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM Soils for hydraulic engineering construction - Laboratory test method for determination of maximum and minimum dry volumetric weight of non-cohesive soil 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này áp dụng cho đất rời, thoát nước tự do, bao g ồ m các loại đất sau đây: 1.1. Đ ấ t cát, c ó th ể có chứa sạn sỏi hạt nhỏ (hạt lọt sàng 5mm) và một ít (dưới 10% hàm lượng) vật liệu hạt nhỏ hơn 0,05 mm (hoặc hạt lọt qua lỗ sàng 0,063 mm của Anh). 1.2. Đ ấ t sỏi sạn, hạt lọt qua lỗ sàng 20 mm và có thể có tới 10% hàm lượng hạt cỡ từ 20 mm đến 30 mm và một í t (dưới 10% hàm lượng) vật liệu hạt nhỏ hơn 0,05 mm (hoặc hạt lọt qua lỗ sàng 0,063 mm của Anh). 2. Tài liệu viện dẫn Các t à i liệu viện dẫn sau đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này: TCVN 8217 : 2009, Đất xây dựng công trình thùy lợi - Phân loại. TCVN 8732 : 2012, Đ ấ t xây dựng công trình thủy lợi - Thuật ngữ và định nghĩa. TCVN 2683 : 2012, Đất xây dựng - Phương pháp lấy, bao gói, vận chuyển và b ả o quản mẫu. TCVN 4195 : 2012, Đất xây dựng - Phương pháp xác định khối lượng riêng trong phòng thí nghiệm. 3. Thuật ngữ, định nghĩa, ký hiệu và đơn vị đo Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ, định nghĩa, ký hiệu và đơn v ị đo nêu tại các tiêu chuẩn TCVN 8217 : 2009. TCVN 8732 : 2012 cùng các thuật ngữ, định nghĩa sau: 3.1 Khối lượng thể tích khô lớ n nh ấ t của đất rời (maximum dry volumetric weight of non - cohesive soil) Là khối lượng khô l ớ n nhất của một đơn v ị thể tích đất rời (phần hạt rắn), được đầm chặt với một công đầm quy định khi bị làm ướt bề mặt hạt, ký hiệu là g c.max , biểu th ị bằng g/cm 3 . 3.2. Khối lượng thể tích khô nhỏ nhất của đất rờ i (minimum dry volumetric weight of non - cohesive soil) Là khối lượng khô nh ỏ nhất của một đơn vị thể tích đất rời (phần hạt rắn), ở trạng thái kh ô v à b ị làm tơi xốp nhất, ký hiệu là g c m in , biểu th ị bằng g/cm 3 . 3.3 Hệ số rỗng lớn nhất , (e m a x ) và nhỏ nhất (e min ) (maximum void ratio and minimun void ratio) Là hệ số rỗng của đất rời ứng với khối lượng thể tích đơn vị đ ấ t khô nh ỏ nhất ( g c.m i n ) và l ớ n nhất g c.max ), như định nghĩa ở trên. 3.4 Độ chặt tương đối của đất rời (relative density index of non- cohesive soil) Là tỷ số giữa hiệu số của hệ số rỗng lớn nhất và hệ s ố rỗng của đất ở c ấ u trúc tự nhiên (e 0 ) v ớ i hiệu số của hệ s ố rỗng lớn nhất v à hệ s ố rỗng nhỏ nhất của đất rời, ký hiệu I D , được tính theo c ô ng thức 1: trong đố: l D không có thứ nguyên, được lấy ch í nh xác đ ế n 0,01. 4. Quy định chung 4.1. M ẫ u đất lấy v ề dùng cho các thí nghiệm này phải đảm b ả o đại diện cho đất được nghiên cứu và các y ê u cầu về ch ấ t lượng và khối lượng theo như quy định trong TCVN 2683 : 2012. 4.2. Việc xác định khối lượng thể tích khô lớn nh ấ t và nhỏ nh ấ t của cát và của s ỏ i sạn phải đảm b ả o tuân th ủ các nguyên tắc và tr ì nh tự th í nghiệm được nêu trong tiêu chu ẩ n này. Toàn bộ s ố liệu và kết quả th í nghiệm phải được ghi chép đầy đ ủ v à o bảng biểu và s ổ ghi chép th í nghiệm (xem B ả ng B.1 Phụ lục B). 5. Phương pháp xác định khối lượng thể tích khô lớn nhất và nhỏ nhất của cát 5.1. Xác định khối lượng thể tích khô lớn nhất của cát 5.1.1. Nguyên tắc Thí nghiệm đầm chặt được thực hiện với mẫu cát sau khi đã được làm ướt nước hoàn toàn; sử dụng cối đầm chuẩn có dung tích 1000 cm 3 và búa đầm rung. Mẫu đất thí nghiệm được chia làm ba phần tương đối bằng nhau, r ồ i l ầ n lư ợ t đầm theo các lớp bằng búa rung trong khoảng thời gian ít nhất là 2 min với lực ép từ 300 N đến 400 N để làm cho các hạt đất sắp xếp với nhau chặt chẽ nhất; sau đ ó xác định khối lượng thể tích khô của đất chiếm trong cối đầm. 5.1.2. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm 5.1.2.1. Thiết bị chuyên dụng - Cối đầm Proctor có dung tích 1000 cm 3 (đường k í nh trong 100 mm, chiều cao 127 mm) cùng với đế và ống chụp (xem Hình A.1 phụ lục A); - Búa rung điện có công suất 600 W đ ế n 750 W , hoạt động ở tần s ố 25 Hz đến 45 Hz, được lắp với đầm b ằ ng thép có mặt đế bằng phẳng, đường kính 95 mm (xem a, Hình A.2 phụ lục A); tổng khối lượng của đầm khoảng 2,5 kg. CHÚ TH Í CH: Đ ể đ ả m b ả o an to à n, nên sử dụng điện 110 V v à c ó dây ti ế p đ ấ t nối v à o đoạn giữa ở điện và búa. 5.1.2.2. Các thiết bị, dụng cụ khác - Tủ sấy c ó thể sấy đ ế n nhiệt độ 110 ° c và đ ả m bảo khống chế nhiệt độ sấy ổ n định theo yêu cầu; - Các loại cân có độ ch í nh xác đến 1 g và 5 g; - Các sàng có mắt lỗ 2 mm v à 5 mm; - Các khay đựng đất có kích thước phù hợp; - Dụng cụ để nghiền r ờ i đất g ồ m: một tấm cao su k í ch thước mỗi chiều khoảng 1,0 m đến 1,5 m; chày gỗ hoặc ch à y kim loại đầu bọc cao su; cối bằng sứ hoặc bằng đồng; - Một thùng đựng nước có dung t í ch khoảng 10 L và nư ớ c sạch đ ã khử kho á ng hoặc nước máy; - Một thước cặp cơ kh í có độ chính xác đ ế n 0,1 mm; một thước thẳng dài khoảng từ 20 cm đ ế n 30 cm, được chia vạch mm; - Đồng hồ bấm giây; - Các dao trộn đất và muôi xúc đất. 5.1.3. Các bước tiến hành th í nghiệm 5.1.3.1. Hiệu chuẩn thiết bị 5.1.3.1.1. Kiểm tra búa rung, đảm bảo độ rung của búa hoạt động b ì nh thường theo thiết k ế của nh à sản xuất; 5.1.3.1.3. Lau sạch cối đầm, rồi đo đường kính trong và chiều cao của cối ch í nh xác đến 0,1 mm; sau đó, tính dung t í ch V của cối chính xác đến 1 cm 3 . 5.1.3.2. Chuẩn b ị mẫu đ ấ t thí nghiệm 5.1.3.2.1. Đem phơi khô gió mẫu đất dùng thí nghiệm, rồi rải đất lên t ấ m cao su sạch và dùng ch à y gỗ để lăn, nghiền làm phân tán đất. 5.1.3.2.2. Sàng đất qua sàng mắt lỗ 5 mm; được phép đập v ỡ các hạt nằm lại trên s à ng rồi cho lọt qua sàng này với điều kiện khối lượng các hạt này không vượt quá 10% khối lượng mẫu. 5.1.3.2.3. Đựng đất lọt qua lỗ sàng 5 mm vào khay, trộn đ ề u , rồi cân lấy hai mẫu đ ồ ng thời để dùng cho thí nghiệm; khối lượng mỗi mẫu khoảng 3 kg, đựng từng mẫu v à o khay riêng . Cấ t phần đất còn lại để dùng thí nghiệm xác định khối lượng thể tích khô nhỏ nhất của cát. 5.1.3.2.4. Dùng nước máy hoặc nước sạch đã khử khoáng ch ế vào các m ẫ u cát để làm ướt hoàn toàn b ề mặt các hạt cát, r ồ i trộn đều. 5.1.3.3. Đầm chặt cát 5.1.3.3.1. Lắp cối đầm với đế và ống chụp, vặn chặt các buloong cố định chúng, rồi đ ặ t cối đầm lên nền cứng và bằng phẳng. 5.1.3.3.2. Chia mẫu cát làm ba phần tương đối đ ề u nhau, để đầm làm 3 lớp vào cối. Dùng muôi xúc một lượng của một phần mẫu cho vào cối, với ước lượng sao cho sau khi đầm th ì được chiều dày lớp l ớ n hơn 1/3 chiều cao cối khoảng từ 1 mm đến 2 mm, rồi san bằng mặt cát trong cối. Tiếp theo, đặt thẳng đứng đầm đ ã nối với búa rung điện lên bề mặt mẫu, bật công t ắ c điện để đầm chặt cát khoảng th ờ i gian ít nh ấ t là 2 min hoặc cho tới khi chi ề u cao lớp đầm trong cối không còn thay đổi đáng kể. Trong thời gian đ ầ m, phải giữ búa luôn thẳng đứng và ấ n cho búa rung xuống, khống chế không cho búa đầm bị nảy l ê n khỏi mặt đất đầm. Lực ấn n à y, kể cả kh ố i lượng b ú a đầm, bằng khoảng 300 N đến 400 N. CHÚ TH Í CH: Người vận hành thư ờ ng cảm nhận được lực ép của búa rung theo kinh nghiệm, cũng c ó th ể tạo lực ép này b ằ ng cách treo thêm vào búa đầm các qu ả tạ với tổng khối lượng từ 30 kg đ ế n 40 kg; 5.1.3.3.3 Lặp lại như 5.1.3 . 3.2 để đầm lớp cát thứ hai, r ồ i đến lớp cát thứ ba vào cối; v à đảm b ả o mẫu đất đ ã đầm không bị hụt hoặc cao hơn chiều cao của th à nh cối quá 6 mm. 5.1.3.3.4. Sau khi đầm xong lớp cát thứ ba, mở các buloong, c ẩ n thận tháo ống chụp và nhấc ra khỏi cối cùng với búa đầm; dù n g thước thẳng để gạt bằng bề mặt mẫu cát cho ngang với miệng cối. N ế u tr ê n bề mặt lớp gạt có các vết lõm do hạt lớn b ị bong ra thì được phép lấy vật liệu hạt nhỏ đề lấp bù; sau đó, gạt bằng lại mặt mẫu. 5.1.3.3.5. Tháo d ỡ mẫu cát trong cối đầm ra cho vào khay đựng, không được làm rơi vãi hao hụt, r ồ i đem sấy khô mẫu ở nhiệt độ từ 105 ° C đến 110 ° C cho đ ế n kh ố i lượng không đ ổ i. Để nguội mẫu ở trong tủ sấy đến nhiệt độ trong phòng, rồi đem cân xác định khối lượng khô (m) của mẫu chính x á c đến 1 g. 5.1.3.3.6. Lặp lạ i các thao tác từ 5.1.3.3.2 đến 5.1.3.3.5 để th í nghiệm đối với mẫu cát thứ hai đã được chuẩn bị đồng thời với mẫu thứ nh ấ t. Lấy gi á trị trung bình từ kết quả của hai mẫu thử để xác định khối lượng thể tích lớn nh ấ t của cát. CHÚ TH Í CH: Khối lượng kh ô đạt được của các mẫu th í nghiệm sau khi đầm chặt, chỉ được phép chênh lệc h nhau không quá 20 g; nếu vượt quá giới hạn đó, th ì phải tiến hành th í nghiệm mẫu bổ sung để lấy trị trung b ì nh kết quả hai mẫu th ử phù hợp với yêu cầu. 5.1.4. T í nh toán kết quả 5.1.4.1. Tính dung t í ch cối đầm, V (cm 3 ), theo công thức 2: trong đó: D là đường k í nh trong của cối đầm , cm; H l à chiều cao của c ố i đầm, cm; p là s ố Pi, l ấ y b ằ ng 3,14. 5.1.4.2. T í nh khối lượng thể tích đơn vị đất khô lớn nhất của cát. g c s.m ax , theo công thức 3: trong đ ó : m là khối lư ợ ng của c á t đ ầ m ch ặ t được ở trong cối, sau khi sấy khô (tr ị trung b ì nh của các lần thử), g; V là dung t í ch cối đ ầ m, cm 3 . Bi ể u thị trị số g c s .max , ch í nh xác đến 0,01 g/cm 3 . 5.1.4.3. Tính hệ số rỗng nhỏ nh ấ t của cát, e s.min , theo công thức 4: trong đó: r s là khối lượng riêng của cát, g/cm 3 , g c s .m ax như trên. Biểu thị tr ị số e s .min c h í nh x á c đến 0,001. 5.2. Xác định khối lượng thể tích khô nhỏ nhất của cát. 5.2.1. Nguyên tắc Xác định khối lượng thể tích khô nhỏ nhất của cát bằng th í nghiệm rót cát khô vào ống đong chu ẩ n có dung tích 1000 cm 3 , hết sức nhẹ nhàng, từ độ cao từ 1 cm đến 2 cm, trong môi trường tuyệt đối không có rung động. 5.2.2. Thiết b ị , dụng cụ 5.2.2.1. Ố ng đong chuẩn: sử dụng cối đầm dung t í ch 1000 cm 3 (xem 5.1.2.1); Phễu thủy tinh, cuống dài k hoảng 150 mm, đường kính trong của cuống phễu khoảng 12 mm, đường k í nh miệng phễu khoảng 150 mm. Một que dài được gắn nút hình côn có thể bịt k í n lỗ cuống phễu (xem H ì nh A.3 phụ lục A). 5.2.2.2. Các thiết bị, dụng cụ khác: như nêu tại 5.1.2.2 5.2.3. Các bước tiến hành thí nghiệm 5.2.3.1. Hiệu chỉnh thiết b ị : Sử dụng thân cối đầm dung tích 1000 cm 3 đ ã được hiệu chu ẩ n ở 5.1.3.1.2 để làm ống đong. 5.2.3.2. Chuẩn b ị mẫu đ ấ t thí nghiệm: Sử dụng phần cát đã được chu ẩ n bị sẵn ở 5.1.3.2.3, đem sấy khô ở nhiệt độ từ 105 ° C đến 110 ° C đến khi đạt khối lượng không đổi, r ồ i để nguội cho đến nhiệt độ trong phòng. Sau đó, trộn đều cát rồi lấy ra khoảng 2,5 kg dùng làm mẫu cho thí nghiệm này. 5.2.3.3. Rót cát thí nghiệm vào ố ng đong chu ẩ n 5.2.3.3.1. Lắp ống đong (thân cối đầm) vào đế, rồi đặt lên mặt bàn bằng phẳng. Đem que có đầu hình côn lắp vào cuống phễu để bịt miệng cuống phễu, r ồ i đặt phễu vào ống đong sao cho miệng cuống phễu gần sát với đáy ống. 5.2.3.3.2. Trộn đều lại mẫu cát; dùng mu ố i xúc cát cho vào phễu, rồi ấn nhẹ que đ ầ u côn xuống để m ở miệng cuống phễu, đồng thời nâng phễu lên để cho cát chảy vào ống đong. Nên thường xuyên duy trì miệng cuống phễu cao hơn mặt cát trong ống đong khoảng từ 1 cm đ ế n 2 cm và để cát chảy vào ống đong nhẹ nhàng. Trong quá tr ì nh cho cát chảy vào ống đong, tuyệt đối không được có chấn động v à o phễu và ống đong, dù là nhẹ. 5.2.3.3.3. Khi cát đã tràn miệng ố ng đong th ì ngừng c ấ p cát, nhẹ nhàng nhấc phễu và que đầu c ô n ra ngo à i, rồi dùng thước thẳng để gạt bằng bề mặt mẫu cho sát với miệng ống đong. Dùng vật liệu hạt nhỏ phù hợp để lấp bù v à o các chỗ l õ m trên bề mặt mẫu do hạt to bị bong ra khi gạt bằng mặt mẫu. 5.2.3.3.4. Đổ cát trong ống đong ra cho vào khay đựng, không được để rơi vãi làm hao hụt, rồi cân khối lượng của cát (m) chính xác đ ế n 1 g; 5.2.3.3.5. Lặp lại thí nghiệm từ 5.2.3.3.1 đến 5.2.3.3.4 ít nhất là 2 lần. Lấy tr ị trung b ì nh của kết quả các lần thử để t í nh khối lượng thể tích khô nh ỏ nhất của cát. 5.2.4. T í nh toán k ế t quả 5.2.4.1. Tính khối lượng th ể tích khô nhỏ nhất của cát, g c s .min (g/cm 3 ), theo c ô ng thức 5: trong đ ó : m l à kh ố i lượng khô xốp nh ấ t của cát, đong được trong ố ng đong chu ẩ n (tr ị trung b ì nh của các l ầ n thử), g; V là dung tích ống đong, cm 3 . Bi ể u th ị trị số g c s .min ch í nh xác đến 0,01 g/cm 3 . 5.2.4.2. T í nh hệ s ố rỗng lớn nhất của cát, e smax , theo công th ứ c 6: trong đ ó : Các k í hiệu như tr ê n. Bi ể u thị trị số e s .m ax ch í nh xác đ ế n 0,001. 5.2.4.3. Tính độ chặt tương đối của cát, i SD . theo công thức 7: trong đ ó : e s.o là hệ số rỗng của cát kết c ấ u tự nhiên hoặc được đ ầ m chặt nhân tạo; Các ký hiệu khác: như tr ê n. Biểu thị trị số i SD ch í nh xác đến 0,01. 5.2.5. Báo cáo kết quả th í nghiệm Báo cáo kết qu ả thí nghiệm gồm các thông tin sau: - Tên công tr ì nh; hạng mục công tr ì nh; - Số hiệu m ỏ vật liệu; - Số hiệu mẫu đất và vị trí l ấ y mẫu; - Số hiệu mẫu thí nghiệm; - Đặc điểm của đắt: thành phần hạt, khối lượng riêng, hệ số không đồng nhất; - Phương pháp th í nghiệm áp dụng; - Khối lượng thể tích khô lớn nh ấ t của cát, g cs .max , g/cm 3 ; - Khối lượng thể tích khô nhỏ nh ấ t của cát, g c s .min , g/cm 3 ; - Hệ số rỗng nh ỏ nhất của cát, e s .min ; - Hệ số rỗng lớn nh ấ t của cát, e s .max ; - Hệ số r ỗ ng của cát kết cấu tự nhiên, e s .0 ; - Độ chặt tương đối, i SD . - Các thông tin khác c ó liên quan. 6. Phương pháp xác định khối lượng thể tích khô lớn nhất và nhỏ nhất của sỏi sạn 6.1. Xác định khối lượng thể tích khô lớn nhất của sỏi sạn 6.1.1. Nguyên tắc Thí nghiệm đầm chặt được thực hiện với mẫu đất s ỏ i sạn đ ã được làm ướt nước hoàn toàn, sử dụng cối đ ầ m chu ẩ n có dung tích 2305 cm 3 và búa đầm rung. Mẫu đất thí nghiệm được chia làm ba phần tương đối bằng nhau, r ồ i l ầ n lượt đầm theo các lớp bằng búa rung trong khoảng thời gian ít nhất là 3 min với lực ép từ 300 N đến 400 N để làm cho các hạt đất sắp xếp với nhau chặt chẽ nhắt; sau đó xác định khối lượng thể tích khô của đất chiếm trong cối đầm. 6.1.2. Thiết bị, dụng cụ 6.1.2.1. Thiết bị th í nghiệm chuyên dụng - Cối đầm to có dung tích 2 305 cm 3 (đường kính trong 152 mm, chiều cao 127 mm) cùng với đế và ống chụp (xem H ì nh A.1 phụ lục A); - Búa rung điện có công suất 600 W đến 750 W , hoạt động ở tần số 25 Hz đến 45 Hz, được lắp với đầm bằng thép có mặt đế b ằ ng phẳng và đường k í nh 145 mm (xem H ì nh A.2 phụ lục A). Tổng khối lượng của đầm khoảng 3 kg. 6.1.2.2. Các thiết b ị , dụng cụ khác Như đã nêu tại 5.1.2.2 và thêm một sàng lỗ 20 mm. 6.1.3. Các bước tiến hành thí nghiệm 6.1.3.1. Hiệu chuẩn thiết b ị , dụng cụ Sử dụng cối đầm dung tích 2 305 cm 3 và búa đầm rung nêu tại 5.1.2.1; hiệu chỉnh chúng tương tự như nêu tại 5.1.3.1. 6.1.3.2. Chuẩn bị mẫu đất th í nghiệm 6.1.3.2.1. Đem phơi khô gió mẫu đ ấ t dùng thí nghiệm, r ồ i rải đất lên tấm cao su và dùng ch à y gỗ để lăn, nghiền làm phân tán đất. 6.1.3.2.2. Sàng đất qua sàng lỗ 20 mm; được phép đập vỡ các hạt trên sàng và cho lọt s à ng này với điều kiện hàm lượng của chúng không quá 10% khối lượng mẫu. 6.1.3.2.3. Đựng đ ấ t lọt sàng 20 mm vào khay thích hợp, trộn đều, r ồ i c ân lấy hai mẫu đồng thời để dùng cho th í nghiệm này; khối lượng mỗi mẫu khoảng 8 kg, đựng từng mẫu vào khay riêng . C ất phần còn lại để dùng cho th í nghiệm xác định khối lượng thể tích khô nh ỏ nh ấ t của sỏi sạn. 6.1.3.2.4. Dùng nước máy hoặc nước sạch đã khử khoáng chế v à o các mẫu sỏi sạn đã lấy để làm ướt hoàn toàn bề mặt các hạt, rồi trộn thật đều; 6.1.3.3. Đầm chặt mẫu đ ấ t thí nghiệm 6.1.3.3.1. Lắp đặt cối đầm với đế và ống chụp, vặn chặt các buloong để cố đ ị nh, rồi đặt cối đầm lên nền cứng v à bằng phẳng. 6.1.3.3.2. Chia mẫu sỏi sạn làm ba phần tương đối để đầm làm ba lớp vào cối. Dùng muôi xúc một phần mẫu sỏi sạn cho vào cối, với ước lượng sao cho sau khi đầm th ì được chiều dày lớp l ớ n hơn 1/3 chiều cao cối khoảng 1 mm đến 2 mm, rồi san b ằ ng mặt mẫu. Sau đó, đặt thẳng đứng đầm đ ã nối với búa rung điện lên mặt mẫu, bật công tắc điện để đầm chặt sỏi sạn trong thời gian ít nh ấ t là 3 min hoặc cho đến khi chiều cao lớp đầm trong cối không còn thay đổi đáng kể. Trong thời gian đầm, phải luôn giữ cho búa đầm thẳng đứng và ấn nó xuống, không cho búa đầm b ị n ả y l ê n khỏi mặt đất đầm. Lực ấn này, kể cả khối lượng búa đầm, bằng kho ả ng 300 N đến 400 N (xem thêm CHÚ TH Í CH ở 5.1.3.3.2); 6.1.3.3.3. Lặp lại như đã nêu tại 6.1.3.3.2 để đầm lớp sỏi sạn thứ hai, rồi đến lớp thứ ba; cần đảm b ả o mẫu đất đã đầm không b ị hụt hoặc cao hơn chi ề u cao cối qu á 6 mm. 6.1.3.3.4. Sau khi đầm xong lớp thứ ba, m ở buloong, cẩn thận tháo ống chụp và nhấc ra cùng với đầm, rồi dùng thước thẳng gạt b ằ ng bề mặt mẫu cho ngang với miệng cối. Lấy vật liệu hạt nhỏ l ấ p bù vào các chỗ lõm trên bề mặt mẫu do hạt to bị bong ra để lại sau khi gạt bằng mặt mẫu. 6.1.3.3.5. Tháo dỡ mẫu sỏi sạn trong cối ra cho vào khay đựng, không được làm rơi vãi hao hụt, rồi đem sấy khô mẫu ở nhiệt độ từ 105 ° C đến 110 ° C cho đến khối lượng không đổi. Sau đó, để ngu ộ i mẫu trong bình hút ẩ m hoặc trong tủ sấy cho đến nhiệt độ trong phòng, rồi cân khối lượng khô của mẫu chính xác đến 5 g. 6.1.3.3.6. Lặp lại các bư ớ c từ 6.1.3.3.1 đến 6.1.3.3.5 để thí nghiệm đối với mẫu sỏi sạn thứ hai mà đã được chuẩn bị trước cùng với mẫu th ứ nhất. Lấy trị trung b ì nh của kết quả hai mẫu thử đ ể tính toán khối lượng thể tích khô lớn nhất của sỏi sạn. CHÚ TH Í CH: Khối lượng kh ô đạt được của hai mẫu th í nghiệm sau khi đ ầ m chặt, cho phép chênh lệch nhau không quá 50 g . Nếu vượt quá giới hạn đó, phải th í nghiệm mẫu bổ sung đ ể lấy trị trung b ì nh của kết quả hai mẫu thử phù hợp với yêu cầu. 6.1.4. T í nh toán kết quả 6.1.4.1. Tính dung t í ch cối đầm, V (cm 3 ), theo công thức 8; trong đó: p là số Pi, l ấ y bầng 3,14; D là đư ờ ng k í nh trong của cối đầm, cm; h là chi ề u cao cối đầm, cm. 6.1.4.2. T í nh khối lượng thể tích khô lớn nh ấ t của đất sỏi sạn g c.G.max , g/cm 3 . theo công thức 9: trong đ ó : m là khối lượn g của đ ấ t sỏi sạn đầm chặt ở trong c ố i sau s ấ y kh ô (gi á trị trung b ì nh của các lần thử, g; V là dung tích cối đ ầ m, cm 3 ; Bi ể u th ị trị số g c.G.max chính xác đến 0,01 g/cm 3 . 6.1.4.3. Tính hệ số rỗng nhỏ nhất của đ ấ t sỏi sạn, e G . m i n , theo công thức 10: trong đ ó : r G là khối lượng riêng của đ ấ t sỏi sạn, g/cm 3 ; g c.G.max như trên. trị số e G.m in được biểu th ị ch í nh xác đ ế n 0,001. 6.2. Xác định khối lượng thể tích đơn vị đất khô nhỏ nhất của sỏi sạn 6.2.1. Nguyên tắc Xác định khối lượng thể tích khô nh ỏ nhất của s ỏ i sạn bằng th í nghiệm rót sỏi sạn khô vào ống đong chuẩn c ó dung tích 2 305 cm 3 , hết sức nhẹ nhàng, trong môi trư ờ ng tuyệt đối không có rung động. 6.2.2. Thiết bị , dụng cụ 6.2.2.1. Ố ng đong chu ẩ n: sử dụng cối đầm dung tích 2 305 cm 3 ( ở 6.1.2.1); 6.2.2.2. Các thiết b ị , dụng cụ khác như nêu tại 6.1.2.2. 6.2.3. Các bước tiến hành th í nghiệm 6.2.3.1. Chuẩn b ị dụng cụ, thiết bị thí nghiệm Sử dụng c ối đ ầ m dung tích 2 305 cm 3 đ ã được hiệu chu ẩ n ở 6.1.3.1 để làm ống đong. 6.2.3.2. Chu ẩ n bị mẫu th í nghiệm S ử dụng ph ầ n mẫu sỏi sạn đ ã được chu ẩ n b ị sẵn ở 6.1.3.2. Đem sấy khô sạn sỏi ở nhiệt độ từ 105 ° C đến 110 ° C đạt đến khối lượng không đổi, rồi để nguội đ ế n nhiệt độ trong phòng. Sau đ ó , trộn đều sỏi sạn, rồi l ấ y khoảng 6 kg để dùng cho th í nghiệm này. 6.2.3.3. Rót sỏi sạn vào ố ng đong chuẩn 6.2.3.3.1. Lắp ống đong (thân cối đầm) vào đế, rồi đặt lên mặt bàn bằng ph ẳ ng; 6.2.3.3.2. Nhẹ nhàng “rót" hoặc dùng muôi xúc mẫu sỏi sạn thí nghiệm cho vào ống đong từ độ cao lu ô n gần sát mặt sỏi sạn trong ống đong, sao cho trong thời gian khoảng 5 s thì sỏi sạn đầy tràn ra miệng ống. Trong thời gian rót vật liệu vào ống đong, tuyệt đối không được có chấn động, dù là nhẹ; 6.2.3.3.3. Khi s ỏ i sạn đã tràn đầy miệng ống đong th ì ngừng cấp vật liệu. Dùng thước thẳng v à cẩn thận, nhẹ nhàng gạt bằng mặt m ẫ u cho ngang với miệng c ố i. Khi gạt, nếu vướng các hạt to th ì nhặt n ó ra và bù vào đó bằng các hạt nh ỏ hơn thích hợp; 6.2.3.3.4. Trút to à n bộ sỏi sạn trong ống đong ra cho vào khay đựng, không để rơi v ã i làm hao hụt đất, rồi cân khối lượng của sỏi sạn (m) chính xác đ ế n 5 g; 6.2.3.3. 5. Lặp lại thí nghiệm từ 6.2.3.3.1 đến 6.2.3.3.4 ít nhất là 2 lần. Lấy giá tr ị trung b ì nh của kết quả các lần thử để tính khố i l ượng thể tích đơn v ị đất khô nhỏ nhất của sỏi sạn. 6.2.4. T í nh toán k ế t quả 6.2.4.1. T í nh khối lượng thể tích đơn vị đất khô nh ỏ nh ấ t của đ ấ t sỏi sạn, g c.G.min . g/cm 3 , theo công thức 11: trong đ ó : m là khối lượng khô của đ ấ t sỏi sạn x ố p nh ấ t đong được (trị trung b ì nh của các lần thử), g; V là dung t í ch ống đong, cm 3 . Bi ể u th ị trị s ố g c.G.min , chính xác đến 0,01 g/cm 3 . 6.2.4.2. T í nh hệ số rỗng lớn nh ấ t của đất sỏi sạn, e G .m a x , theo công thức 12: trong đ ó : Các ký hiệu như tr ê n. Biểu th ị trị số e G.m a x , ch í nh xác đến 0,001. 6.2.4.3. Tính độ chặt tương đối của đất sỏi sạn, i GD , theo công thức 13: trong đó: e o.G là hệ số rỗng của đ ấ t sỏi sạn k ế t c ấ u tự nhiên ( hoặc được đầm chặt nhân tạo) đ ã được xác định trước; Các ký hiệu khác: như tr ê n; Biểu thị trị s ố i GD ch í nh xác đến 0,01. 6.2.5. Báo cáo kết quả thí nghiệm Báo cáo kết quả thí nghiệm gồm các thông tin sau: - Tên công tr ì nh, hạng mục công tr ì nh; - Số hiệu m ỏ vật liệu; - Số hiệu mẫu đất và vị trí l ấ y mẫu; - Số hiệu mẫu thí nghiệm; - Đặc điểm của đất: (thành ph ầ n hạt, hệ số không đồng nhất, hệ số cấp phối, khối lượng riêng....) - Phương pháp th í nghiệm áp dụng; - Khối lượng thể t í ch đơn vị đất khô l ớ n nhất của đất sỏi sạn, g c.G/max , g/cm 3 ; - Khối lượng thể tích đơn v ị đất khô nhỏ nhất của đất sỏi sạn, g c . G.min , g/cm 3 ; - Hệ số rỗng tự nhiên của đất sỏi sạn, e O .G ; - Hệ số rỗng nhỏ nh ấ t của đất sỏi sạn, e G.min ; - Hệ số rỗng lớn nh ấ t của đ ấ t sỏi sạn, e G.max ; - Độ chặt tương đối của đất s ỏ i sạn, i G . D ; - Các thông tin khác có liên quan. PHỤ LỤC A (Tham khảo) Thiết bị thí nghiệm CHÚ D Ẫ N 2 a. Với cối to, c ó đường k í nh trong D =152 mm và chiều cao h = 127 mm. b. V ớ i cố i nh ỏ , có đường k í nh trong D = 100 mm và chiều cao h = 127 mm. c. Các k í ch thư ớ c: h 1 tối thi ể u là 50 mm; h 2 tối thiểu là 10 mm; d tối thiểu là 5 mm. Hình A.1 - Cối đầm Proctor Phụ lục A (tiếp theo) CHÚ D Ẫ N: a/ Búa đầm rung dùng đầm trong cối 1 lít 1. Búa rung điện 2. Đe đầm, đường kính D = 95 ± 2 mm; c hi ề u dày h í t nh ấ t Ià10 mm b/ Búa đầm rung dùng đ ầ m trong cối CBR. 1. Búa rung điện 2. Đe đ ầ m , đường k í nh D = 145 ± 2 mm chiều dày h ít nh ấ t là 10 mm. CHÚ DẪN: 1. Que dài có nắp h ì nh côn 2. Ph ễ u c ổ d à i 3. Que lau mặt cắt Hình A.2 - Búa đ ầ m rung dùng cho th í nghiệm đầm chặt cát/ sỏi sạn. Hình A.3 - Phễu rót cát thí nghiệm PHỤ LỤC B (Quy định) Bảng B.1 - Bảng ghi chép thí nghiệm c.max , c.min của cát, sỏi sạn Tên công tr ì nh: …………………………………… ; Hạng mục công trình: ………………………….. Mỏ vật liệu: ……………………………………….. ; Hố thăm d ò : …………………………………….. Số hiệu mẫu đất: ………………………………… ; V ị trí lấy mẫu: …………………………………… Số hiệu mẫu thí nghiệm: ……………………………………………. Đất dùng thí nghiệm: cát; sỏi sạn: + Thành phần hạt: …………………….. + Khối lượng riêng: …………………… Phương pháp th í nghiệm Thông số, chỉ tiêu R ó t phễu (x ố p nhất) Đầm rung (chặt nh ấ t) Th ử lần 1 Thử lần 2 Trung b ì nh Th ử lần 1 Thử l ầ n 2 Trung b ì nh Th ể t í ch cối đàm ( hoặc ống đong), cm 3 Khối lượng đất kh ô đạt được, (g): … Kh ố i lượng th ể tích đất khô nhỏ nhất, g c . min , ( g/ cm 3 ): ............................ Kh ố i lượng th ể t í ch đất khô lớn nhất, g c.m ax , (g/cm 3 ): …………………….. Hệ số rỗng nhỏ nhất, e m in : …………… H ệ s ố rỗng lớn nh ấ t, e m a x : ……………. Độ chặt tương đối, i D : …………………. Người thí nghiệm: ………………….. Ngày …… tháng ……… năm …….. Người kiểm tra: …………. MỤC LỤC Lời nói đ ầ u ……………………………………………………………………………………………. TCVN 8721:2012 Đất xây dựng công tr ì nh th ủ y lợi - Phương pháp xác định khối lượng thể t í ch khô lớn nhất và nh ỏ nhất của đất rời trong phòng th í nghiệm ……………………………………… 1. Phạm vi áp dụng ……………………………………………………………………………………… 2. Tài liệu viện dẫn ………………………………………………………………………………………. 3. Thuật ngữ, định nghĩa, ký hiệu và đơn v ị đo ……………………………………………………… 4. Quy định chung ………………………………………………………………………………………. 5. Phương pháp xác định khối lượng thể tích khô lớn nh ấ t và nhỏ nh ấ t c ủ a cát ……………….. 5.1. Xác định khối lượng th ể tích khô lớn nhất của cát …………………………………………….. 5.2. Xác định khối lượng thể tích khô nh ỏ nhất của cát …………………………………………… 6. Phương pháp xác định khối lượng thể t ích khô lớn nhất v à nh ỏ nh ấ t của s ỏ i sạn …………. 6.1. Xác đ ị nh khối lượng thể tích khô lớn nh ấ t của sỏi sạn ……………………………………… 6.2. Xác định khối lượng thể tích đơn vị đ ấ t khô nh ỏ nhất của sỏi sạn ………………………… Phụ lục A ……………………………………………………………………………………………… Phụ lục B ………………………………………………………………………………………………