Chả nhớ lượm được cuốn này hồi nào, nhưng giờ thấy cần nên ... Khổ không có file mềm nên đành cạch cạch, toàn bộ kết quả cạch cạch như sau:
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
THÍ NGHIỆM NÉN BA TRỤC
1. KHÁI NIỆM CHUNG1.1. Các khái niệm cơ bản về thí nghiệm nén ba trục1.1.1. Các sơ đồ thí nghiệm cơ bảnTuỳ theo trạng thái của mẫu trước khi nén (“đã cố kết” hay “chưa cố kết”) và điều kiện thoát nước trong khi nén (“có thoát nước” hay “không thoát nước”), thí nghiệm nén ba trục có các sơ đồ thí nghiệm sau:
a) UU (Unconsolidated –Undarained): Sơ đồ thí nghiệm không cố kết – không thoát nước
b) CU (Consolidated – Undrained): Sơ đồ thí nghiệm cố kết – không thoát nước
c) CD (Consilidated – Drained): Sơ đồ thí nghiệm cố kết – thoát nước
1.1.2. Kích thước mẫu thí nghiệmMẫu đất dùng cho thí nghiệm nén ba trục có dạng hình trụ, tỷ lệ chiều cao : đường kính là 2:1 hoặc 2.5:1.
Nếu tỷ số này nhỏ hơn 2:1 thì kết quả thí nghiệm bị ảnh hưởng bởi ma sát hai đầu mẫu.
Nếu tỷ số này lớn hơn 2.5:1 thì mẫu có nguy cơ bị uốn trong quá trình nén.
Các cỡ đường kính mẫu thường được sử dụng:
______________________________________________________________________
Đường kính mẫu (mm) | Nơi sử dụng
______________________________________________________________________
35 | Châu Âu
38 | Anh (theo hệ thống SI)
50 | Scandinavia (lấy từ ống mẫu Ø54 mm)
50.8 | Canada
71.2 | Mỹ
100 | Anh (theo hệ thống SI)
150 | Anh (theo hệ thống SI, lấy từ ống mẫu piston 6 in)
Cỡ hạt lớn nhất có trong mẫu đất:
Thí nghiệm nén ba trục thường được sử dụng cho đất hạt mịn, đồng nhất. Đối với mỗi cỡ mẫu kích thước hạt lớn nhất có trong mẫu đất không vượt quá:
- 1/5 đường kính mẫu (theo BS) hoặc
- 1/6 đường kính mẫu (theo ASTM)
Bảng dưới đây trình bày các cỡ hạt lớn nhất đối với từng cỡ mẫu:
----------------------------------------------------------------
Kích thước mẫu (mm) | Kích thước hạt lớn nhất (mm)
----------------------------------------------------------------
38 × 76 | 6.3
50 × 100 | 10
70 × 140 | 14
100 × 200 | 20
150 × 300 | 28
1.1.3. Các dạng ứng suất tác dụng lên mẫu nénTrong thí nghiệm nén ba trục, mẫu đất sẽ chịu tác dụng của :
a) áp lực xung quanh (áp lực buồng) σ3 : luôn giữ ở một giá trị cố định ;
b) áp lực nén dọc trục σ1 : được tăng dần đến khi mẫu bị phá huỷ.
1.1.4. Áp lực buồngTrong khí thí nghiệm nén ba trục, mỗi mẫu đất thường được nén ở ba cấp áp lực buồng khác nhau. Khi lựa chọn cấp áp lực buồng, cần tính đến điều kiện làm việc của mẫu đất tại hiện trường. Thông thường, các cấp áp lực buồng được chọn là : 0.5σv , σv , 2σv (σv là tải trọng cột đất tại hiện trường)
Đối với sét quá cố kết, cấp áp lực buồng nhỏ nhất không được thấp hơn σv
1.1.5. Tốc độ biến dạng/tốc độ nén mẫuĐối với sơ đồ UU : Tốc độ nén mẫu thường được chọn là [1% ÷ 2% chiều cao mẫu]/phút. Tốc độ nén không đòi hỏi tuân thủ nghiêm ngặt nhưng cần được chọn sao cho thời gian nén đến khi mẫu bị phá huỷ là khá ngắn khoảng năm đến 15 phút.
Đối với sơ đồ CU : Tốc độ nén được tính toán dựa trên tốc độ cố kết của mẫu, nhưng không ít hơn 120 phút.
Đối với sơ đồ CD : Để đảm bảo không xuất hiện áp lực nước lỗ rỗng thặng dư nên tốc độ nén rất chậm.
Các hệ số áp lực nước lỗ rỗng A và B
Skempton (1954) đã đưa ra các hệ số áp lực nước lỗ rỗng theo phương trình sau :
Δσ = B[Δσ3 + A(Δσ1- Δσ3)]
Hệ số A phụ thuộc vào mức độ quá cố kết (OCR) của mẫu đất. Mẫu đất có trạng thái cố kết bình thường thì A =1. Mẫu đất quá cố kết thì hệ số A có giá trị âm (hình 1a)
Khi mẫu bị nén đến phá huỷ, hệ số A tại thời điểm mẫu bị phá huỷ được gọi là Af và được tính theo công thức:
Af = Δu/(Δσ1 - Δσ3)
Đất loại sét | Af
-----------------------------------------------
Rất quá cố kết | -0.5 ~ 0
Hơi quá cố kết | 0 ~ +0.5
Cố kết bình thường | +0.5 ~ +1.0
--------------------------------------------------
-------------------------------------------------
Đất loại cát | Af
--------------------------------------------------
Cát chặt | -0.3 ~ 0
Cát chặt trung bình | 0 ~ +10
Cát xốp | +2.0 ~ +3.0
------------------------------------------------
Hệ số B phụ thuộc vào mức độ bão hoà mẫu đất. nếu mẫu đất bão hoà hoàn toàn, B ≈ 1 (xem hình 1b)
Trong thí nghiệm nén ba trục, hệ số B được dùng để đánh giá mức độ bão hoà của mẫu đất :
B = Δu/Δσ3
1.1.6. Vòng lựcVòng lực để nén mẫu phải đủ độ cứng để mức độ biến dạng của mẫu khi phá huỷ vẫn nằm trong phạm vị biến dạng cho phép của vòng lực.
Vòng lực cần có hệ số vòng thích hợp với trạng thái của mẫu đất. Một vòng lực 2 kN với hệ số vòng là (1 ~ 1.5 vạch chia) là phù hợp cho hầu hết các loại đất.
1.1.7. Màng cao suMàng cao su được sử dụng cho thí nghiệm nén ba trục phải thoả mãn các yêu cầu :
Chiều dày không vượt quá 1% đường kính mẫu. Đối với mẫu nén có đường kính đến 50 mm thì màng cao su có chiều dày 0.2 mm là phù hợp.
Đường kính trong của màng không nhỏ hơn 90% đường kính mẫu và không lớn hơn đường kính mẫu.
Vì màng cao su ảnh hưởng đến giá trị ứng suất lệch nên cần phải hiệu chỉnh màng cao su. Cách xác định giá trị hiệu chỉnh màng cao su như sau :
Đối với mẫu có đường kính 38 mm, màng cao su dày 0.2 mm, giá trị hiệu chỉnh màng được tra trên đồ thị (hình 2) hoặc có thể tính theo phương trình :
σmb = 0.000112×ε3 – 0.005143×ε2+ 0.15798 × ε
σmb : Giá trị hiệu chỉnh màng cao su (kPa)
ε là hệ số biến dạng dọc trục (%)
Đối với mẫu có đường kính bất kỳ hoặc màng cao su có chiều dài khác 0.2 mm. Giá trị hiệu chỉnh màng chính là giá trị hiệu chỉnh màng tính bước trên nhân hệ số R :
σ*mb = σmb × R
σ*mb : giá trị hiệu chỉnh màng cao su cho mẫu có đường kính bất kỳ hoặc màng có chiều dày màng khác 0.2 mm.
σmb : giá trị hiệu chỉnh màng cao su có đường kính 38 mm, màng có chiều dày 0.2 mm.
R : Hệ số chuyển đổi : R =(38/D) x (t/0.2) với D là đường kính mẫu, t là chiều dày màng cao su (mm)
1.2. Sơ đồ máy nén ba trụcMáy nén ba trục thường bao gồm các bộ phận sau :
o Bộ phận tạo áp lực nén dọc trục
o Bộ phận tạo/đo áp lực buồng σ3
o Bộ phận tạo/đo áp lực ngược ub
o Bộ phận đo áp lực nước lỗ rỗng u
o Bộ phận đo biến đổi thể tích ΔV
Ngoài ra còn có các dụng cụ đi kèm :
o Dụng cụ gia công mẫu
o Ống căng màng cao su
o Ống hai mảnh để gia công mẫu rời
o Đá thấm, mũ nhựa, …
Phù, ... Mới cạch cạch được phần 1, mời các bác sài đỡ để làm nguyên liệu chém, có hay thì "Thanks" cái mai tớ cạch cạch tiếp nhé!