CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 1.1 Các thành...

10
CHƯƠNG 3 TÍNH CHT VT LÝ CA ĐẤT 1.1 Các thành phnvt chtto thành đất và các định nghĩacơ bn 1.1.1. Các thành phn to thành đất (Pha, th). Đất gm 3 thành phn vt cht: Ht đất. Nước. Không khí. 1.1.2. Các định nghĩa cơ bn và quan hgia các pha to thành đất. Vt = Vs + Vv Tnti trong lrng ca đất V t : Thtích tng ca đất. V S : Thtích phn ht rn. V v : Thtích rng ; V v = V a + Vw V a : Thtích khí. Vw : Thtích nước. Hsrng (2-1). Độ rng (2-2). Độ bo hoà (2-3). s v V V e = t v V V n = % 100 . V V s v w = Độ ẩm (2-4). Khi lượng riêng tng (2-5). Khi lượng riêng ht (2-6). Khi lượng riêng nước (2-7). (Thường ly bng 1T/m 3 ) % 100 . M M s w = w t t V M = ρ w w V M w = ρ s s V M = s ρ

Transcript of CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 1.1 Các thành...

Page 1: CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 1.1 Các thành ...imgs.khuyenmai.zing.vn/files/tailieu/ky-thuat-cong...§−a ra mét “ng«n ng÷” chung ®Ó trao ®æi vμ häc

CHƯƠNG 3TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT

1.1 Các thành phần vật chất tạo thành đất vàcác định nghĩa cơ bản

1.1.1. Các thành phần tạo thành đất (Pha, thể).Đất gồm 3 thành phần vật chất:

Hạt đất. Nước.Không khí.

1.1.2. Các định nghĩa cơ bản và quan hệgiữa các pha tạo thành đất.

Vt = Vs + Vv

Tồn tại trong lỗrỗng của đất

Vt : Thể tích tổng của đất.VS : Thể tích phần hạt rắn.Vv : Thể tích rỗng ; Vv = Va + Vw

Va : Thể tích khí.Vw : Thể tích nước.

Hệ số rỗng (2-1).

Độ rỗng (2-2).

Độ bảo hoà

(2-3).

s

v

VVe =

t

v

VVn =

%100.VVs

v

w=

Độ ẩm (2-4).

Khối lượng riêng tổng

(2-5).

Khối lượng riêng hạt

(2-6).

Khối lượng riêng nước

(2-7).

(Thường lấy bằng 1T/m3)

%100.MM

s

w=w

t

t

VM

w

w

VM w=ρ

s

s

VM

=sρ

Page 2: CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 1.1 Các thành ...imgs.khuyenmai.zing.vn/files/tailieu/ky-thuat-cong...§−a ra mét “ng«n ng÷” chung ®Ó trao ®æi vμ häc

Khối lượng riêng khô

(2-8).

Khối lượng riêng bão hoà

(2-9).

(Va= 0, S=100%)

Khối lượng riêng đẩy nổi

(2-10).

t

s

VM w

satM+

t

s

VM

=dρ

wsat ρρρ −='Bảng 2-1 Các giá trị khối lượng riêng của một số loại

đất thông thường

0.3 – 0.80.5 – 1.51.3 – 1.8 Bùn sét hữucơ

0.0 – 0.10.1 – 0.31.0 – 1.1Than bùn0.9 – 1.21.5 – 2.0 1.9 – 2.2 Đá dăm

1.1 – 1.41.7 – 2.32.1 – 2.4 Sét tảng do băng

0.4 – 1.10.6 – 1.81.4 – 2.1Bụi sét

1.0 – 1.31.5 – 2.3 1.9 – 2.4Cát và cuộisỏi

ρ’ρdρsat

Khối lượng riêng (Mg/m3)Loại đất

1.1.3 Giải quyết các bài toán giữa các thể.Ví dụ 2.2Cho ρ = 1.76 Mg/m3 (khối lượng riêng tổng) W = 10% ( Độ ẩm)Yêu cầu: Xác định ρd (khối lượng riêng khô), e (hệsố rỗng), n (độ rỗng), S (độ bão hoà) và ρsat (khối lượng riêng bão hoà).

(Vẽ sơ đồ 3 thể và dựa vào công thức định nghĩa để giải)

1.2 Kết cấu đất, xác định thành phần hạt.1.2.1 Kết cấu của đất.

Kết cấu của đất là các biểu hiện bên ngoài củađất, phụ thuộc vào kích thước tương đối và hìnhdạng hạt cũng như độ lớn hay sự phân bố của cáchạt.

Kết cấu đất, đặc biệt là của kết cấu đất hạt thô, có một vài liên quan đến tính chất xây dựng củanó.

Theo kết cấu, đất được chia thành đất hạt thôvà đất hạt mịn. ( Hạt thô là những hạt có thể nhìnthấy bằng mắt thường d>0.05 mm)

Kết cấu và các đặc tính khác của các loại đất được trình bày trong bảng 2-2

Page 3: CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 1.1 Các thành ...imgs.khuyenmai.zing.vn/files/tailieu/ky-thuat-cong...§−a ra mét “ng«n ng÷” chung ®Ó trao ®æi vμ häc

Bảng 2-2 Kết cấu và các đặc tính khác của các loại đất

Tương đốikhông quantrọng

Tương đốikhông quantrọng

Quan trọngẢnh hưởng củakích thước hạtđến tính chấtxây dựng

Rất quan trọngQuan trọngKhông quantrọng(Trừ trường hợpvật liệu rời bãohoà chịu tácdụng tải trọngđộng)

Ảnh hưởng củanước đến cáctính chất xâydựng

DínhDẻo

Không dínhKhông dẻoRời rạc

Không dínhKhông dẻoRời rạc

Đặc tính

Hạt nhỏ, mịnkhông thể phânbiệt bằng mắtthường

Hạt nhỏ, mịnkhó phân biệtbằng mắtthường

Hạt thô, có thểnhìn các hạtbằng mắtthường

Kích thước hạtSétBụiCuội sỏi, cátTên đất

1.2.2 Kích thước hạt và phân bố kích thước hạt

Kích thước hạt (đặc biệt là hạt thô) ⇒ ảnh hưởng nhiều đến tính chất của đất.

Kích cỡ hạt phân bố trong phạm vi rất lớn.Xác định thành phần hạt (phân tích cơ học)

để có phân bố kích cỡ hạt.Dùng phương pháp rây

(Với hạt có d > 0,05). Đường kính hạt ⇒ Đường kính tương

đương.Các hạt có đường kính nhỏ hơn và bằng0,05 dùng phương pháp tỷ trọng kế.

Hình 2-3 Phạm vi kích cỡ hạt theo một số hệ phân loại đất kỹ thuật (cải biến theoAl-Husaini, 1977)

s

v

VVe =

t

v

VVn =

ASTM – Hiệp hội Thí nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (1980)AASHTO – Hiệp hội Giao thông và Đường bộ Liên bang (1978)

USCS – Hệ thống phân loại đất thống nhất (Cục cải tạo Hoa Kì, 1974, Hội kĩ thuậtquân đội Hoa Kì, 1960 )

M.I.T – Viện Công nghệ Masachusett (Taylor, 1948) Bảng 2-3 Các cỡ rây tiêu chuẩn Mỹ và kích cỡ lỗ tương ứng

0.0752000.1061400.151000.25600.425400.85202.00104.754

(mm)Số râyLỗ râyTiêu chuẩn Mỹ

Page 4: CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 1.1 Các thành ...imgs.khuyenmai.zing.vn/files/tailieu/ky-thuat-cong...§−a ra mét “ng«n ng÷” chung ®Ó trao ®æi vμ häc

Hình 2.4 Phân bố kích cỡ hạt tiêu chuẩn

1.2.3 Hệ số đồng đều

• Cu nhỏ⇒ Đất cấp phối xấu (Cu = 1).

• Cu lớn (Tối đa 15 hoặc lớn hơn)

1.2.4 Hệ số cấp phối

?D?;DDDC 1060

10

60u ⇒=

( )( )( )6010

230

c DDDC =

Ví dụ 2.7Đường cong thành phần hạt cho trên Hình 2.4.Yêu cầu:Xác định D10, Cu, và Cc cho mỗi đường cong thànhphần hạt.

1.2.5 Hình dạng hạt đấtĐất hạt thô, hình dạng của từng hạt đất ảnh

hưởng đến tính chất xây dựng của đất cũng như sựphân bố kích thước hạt. Đất hạt thô nói chung đượcphân loại theo hình dạng như trên Hình 2.5.

Đất hạt mịn, hình dạng hạt ít ảnh hưởng đến tínhchất xây dựng của đất mà đường kính hạt và thànhphần khoáng vật vủa hạt mới quyết định thính chấtcủa nó.

Hình 2.5: Hình dạng đặc thù của các hạt thô lớn (Hìnhchụp của M. Surendra)

Page 5: CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 1.1 Các thành ...imgs.khuyenmai.zing.vn/files/tailieu/ky-thuat-cong...§−a ra mét “ng«n ng÷” chung ®Ó trao ®æi vμ häc

1.2.6. Giới hạn Atterberq và chỉ số độ chặt Nước trong đất có ảnh hưởng đặc biệt đến

ứng xử của đất trong hạt mịn.Atterberq là nhầ thổ nhưỡng người Thụy

Điển – Phát hiện ra ít nhất hai tham số để xác định độ dẻo của đất dính.

Giới hạn chảy (LL – Liquid Limit).Giới hạn dẻo (PL – Plastic Limit).Chỉ số dẻo – Là phạm vi độ ẩm khi đất ở trạng

thái dẻo – Dùng để phân loại đất dính.

Giải thích hình 2-6

Cách xác định LL

(Theo casagrande).

Phương pháp thả

chùy vaxiliep.

Cách xác định giới hạn dẻo Lăn đất thành dây có đường kính 3mm và

nứt đều. Dây đất đứt thành từng đoạn có độ dài từ

3mm → 10mm.Nếu dây nhỏ hơn → Đất quá ướt.Nếu dây đứt trước khi d = 3mm → Đất quá

khô(Giải thích hình 2-8d)

Chỉ số dẻo PI

(Dùng phân loại đất hạt mịn)

Chỉ số chảy LI

LI ≤ 0 → Đất ở trạng thái giòn.

0 < LI < 1 → Đất ở trạng thái dẻo.

LI ≥ 1 → Đất ở trạng thái chảy.

PIPLWLI n −

=

PLLLPI −=

Page 6: CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 1.1 Các thành ...imgs.khuyenmai.zing.vn/files/tailieu/ky-thuat-cong...§−a ra mét “ng«n ng÷” chung ®Ó trao ®æi vμ häc

1.3. ph©n lo¹i ®Êt.

1.3.1. Môc ®Ých ph©n lo¹i ®Êt.§−a ra mét “ng«n ng÷” chung ®Ó trao ®æi vμ

häc hái kinh nghiÖm lÉn nhau gi÷a c¸c nhμ khoahäc.

Gióp cho c¸c kü s− x©y dùng hiÓu ®−îc métc¸ch t−¬ng ®èi c¸c ®Æc tr−ng vμ sù “øng sö” cña®Êt trong qu¸ tr×nh x©y dùng.

1.3.2. Vai trß cña hÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt trong §KT.

Vai trß cña hÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt trong ®Þa kü thuËt øng dông

Phân loại và các tính chất(w, e, ρ, S, GSD, LL, PI...)

Hệ thống phân loại đất(“ngôn ngữ”)

Tính chất kỹ thuật của đất(tính thấm, khả năng chịu nén, tính co ngót và trương nở, sức kháng cắt,.. vv)

Mục đích kỹ thuật(đường cao tốc, sân bay, nền móng, đê đập,.. vv)

1.3.2. Vai trß cña hÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt trong §KT.

Lμ mét “ng«n ng÷” ®Ó trao ®æi gi÷a nh÷ng nhμ khoahäc. Nã kh«ng nh÷ng ®−a ra ph−¬ng ph¸p ph©n lo¹i dùa theo c¸c ®Æc tr−ng kü thuËt cña ®Êt mét c¸chcã hÖ thèng mμ cßn gióp cho c¸c nhμ khoa häc cãthÓ häc hái lÉn nhau.Gi÷a tÝnh chÊt cña ®Êt vμ hÖ thèng ph©n lo¹i cã métmèi liªn hÖ mËt thiÕt víi nhau, v× vËy khi biÕt c¸chph©n lo¹i ®Êt ng−êi kü s− ®· hiÓu ®−îc mét c¸cht−¬ng tèi c¸c ®Æc tr−ng vμ sù “øng sö” cña ®Êt trong qu¸ tr×nh x©y dùng.

HiÖn nay trªn thÕ giíi sö dông nhiÒu hÖ thèngph©n lo¹i ®Êt kh¸c nhau. Sau ®©y sÏ giíi thiÖu métvμi hÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt ®−îc sö dông réng r·i ëMü vμ ViÖt nam.

1.3.3. HÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt thèng nhÊt (USCS).1). C¬ së ®Ó ph©n lo¹i.Trong USCR c¬ së ®Ó ph©n lo¹i ®Êt h¹t th« ®−îc

dùa vµo cÊp phèi h¹t, ®Ó ph©n lo¹i ®Êt h¹t mÞn th× dùavµo tÝnh dÎo.

V× vËy USCR dùa vµo kÕt qu¶ ph©n tÝch h¹t vµ c¸cchØ tiªu giíi h¹n Atterberg ®Ó ph©n lo¹i.

2). Néi dung cña hÖ thèng ph©n lo¹i USCR.Bảng 3.1 đưa ra bốn nhóm đất chính gồm: hạt thô,

hạt mịn, đất hữu cơ và bùn. Việc phân loại được thựchiện bằng cách cho mẫu đất qua sàng 75mm, kết quảthí nghiệm được biểu diễn trên hệ toạ độ log hoặcdùng bảng biểu. Việc phân chia chi tiết hơn được minhhọa trong bảng 3.1.

Những ký hiệu trong bảng 3.1 được kết hợp lại vớinhau để tạo thành tên gọi của loại đất tương ứng trong bảng 3.2.

Page 7: CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 1.1 Các thành ...imgs.khuyenmai.zing.vn/files/tailieu/ky-thuat-cong...§−a ra mét “ng«n ng÷” chung ®Ó trao ®æi vμ häc

Bảng 3-1: Tên đất, ký hiệu và phạm vi kích thước hạt theo USCS

> 300 mmTừ 75 mm đến 300 mm

Từ 75 mm đến sàng No.4(4.75 mm)Từ 75 mm đến 19 mmTừ 19 mm đến sàng No.4 (4.75 mm)Từ sàng No.4 (4.75 mm)

tới sàng No.200 (0.075 mm)Từ sàng No.4 (4.75 mm)

tới sàng No.10 (2.0 mm)Từ sàng No.10 (2.0 mm)

tới sàng No. 40 (0.425 mm)Từ sàng No.40 (4.25 mm)

tới sàng No.200 (0.075 mm)

KhôngKhông

G

S

Đá tảngĐá cuội(1) Đất hạt thô

Cuội sỏi

Hạt thôHạt mịn

Cát

Hạt thô

Hạt trung bình

Hạt mịn

Kích cỡ hạtKý hiệuHạt và nhóm hạt

Bảng 3-1: Tên đất, ký hiệu và phạm vi kích thước hạt theo USCS(Tiếp theo)

Ký hiệu giới hạn chảy

Cao LL, HThấp LL, L

Ký hiệu phân loại cấpphốiPhân cấp đều, WPhân cấp không đều, P

Kích thước hạt nhỏ hơn kích thướcmắt sàng No.200 (0.075 mm)(Không có kích thước hạt cụ thể - sửdụng giới hạn Atterberg)(Không có kích thước hạt cụ thể - sửdụng giới hạn Atterberg)(Không có kích thước hạt cụ thể)(Không có kích thước hạt cụ thể)

M

C

OPt

(2) Đất hạt mịnHạt mịn

Hạt bột, phù sa

Hạt sét

(3)Đất hữu cơ(4) Than bùn

Kích cỡ hạtKý hiệuHạt và nhóm hạt

1.3.3. HÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt thèng nhÊt (USCS).

Bảng 3-2: Hệ thống phân loại đất USCS

1.3.3. HÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt thèng nhÊt (USCS).

Bảng 3-2: Hệ thống phân loại đất USCS (Tiếp theo)

Page 8: CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 1.1 Các thành ...imgs.khuyenmai.zing.vn/files/tailieu/ky-thuat-cong...§−a ra mét “ng«n ng÷” chung ®Ó trao ®æi vμ häc

1.3.3. HÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt thèng nhÊt (USCS).

Đất hạt thô được phân chia thành sỏi, sỏi pha, cát và cát pha.

Để đánh giá chất lượng cấp phối của sỏi và đấtcát, ta xác định hệ số hạt không đều hạt Cu và hệsố cong Cc từ đường cong cấp phối. Các hệ sốnày đã được định nghĩa ở chương 2:

Hệ số không đều hạt: (2-19)

Hệ số cong: (2-20)

Bảng 3-2 (cột 6) đưa ra tiêu chuẩn phân loạicho sỏi và đất cát.

6010

230

* DDDCc =

10

60

DDCu =

1.3.3. HÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt thèng nhÊt (USCS).Trên hình 3.2, Casagrande (1948) dùng đường

thẳng A để phân loại đất hạt mịn. Nhóm hạt bụi cógiới hạn chảy (LL) và chỉ số dẻo (PI) nằm phíadưới đường thẳng A, còn nhóm đất sét có giới hạnchảy (LL) và chỉ số dẻo (PI) nằm phía trên đườngthẳng A. Đất sét hữu cơ (OL và OH) cũng nằmphía dưới đường thẳng A vì chúng có tính chấttương tự như các loại đất có tính dẻo thấp. Ngoàira, dựa vào giới hạn chảy, hạt bụi, sét và sét hữucơ được phân thành giới hạn chảy cao ( nếu LL > 50%) và giới hạn chảy thấp (nếu LL < 50%). Cácloại đất đại diện cho đất hạt mịn được miêu tả trênhình 3.2.

(Tham khảo thêm từ trang 74 đến trang 80 củagiảo trình Giới thiệu về Địa kỹ thuật)

1.3.3. HÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt thèng nhÊt (USCS).Trình tự các bước phân loại đất theo hệ thống USCS được

thực hiện như sau:1. Xác định đất thuộc nhóm hạt thô, hạt mịn hay đất hữu cơ bằng mắt

thường hay dựa vào kết quả phân tích hạt qua sàng No.200.2. Nếu là đất hạt thô:

a. Thực hiện thí nghiệm phân tích hạt và vẽ đường cong cấp phối. Xác định lượng chứa các hạt dưới sàng No.4, đất được phân loại làsỏi nếu lượng chứa các hạt trên sàng No.4 lớn hơn và được phânloại là cát nếu lượng chứa các hạt dưới sàng No.4 lớn hơn.b. Xác định lượng chứa các hạt dưới sàng No.200, nếu có giá trị < 5% thì dựa vào hình dạng của đường cong để phân loại đất thànhGW hay SW ( cấp phối tốt) và GP hay SP (cấp phối không tốt).c. Nếu lượng chứa các hạt dưới sàng No.200 có giá trị trong khoảng 5% đến 12% thì đất được coi là ở giữa ranh giới 2 nhóm vàsẽ có các ký hiệu ghép đôi tuỳ thuộc vào chất lượng cấp phối hay tính dẻo của đất (GW-GM, SW-SM...)d. Nếu lượng chứa các hạt dưới sàng No.200 có giá trị > 12% thì taxác định các giá trị giới hạn Atterberg của các hạt dưới sàng No.40 và dùng biểu đồ dẻo để phân loại đất (GM, SM, GC, SC, GM-GC hoặc SM-SC)

1..3. HÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt thèng nhÊt (USCS).3. Nếu là đất hạt mịn:

a. Xác định các giá trị giới hạn Artterberg của các hạt dưới sàng No.40, nếu giớihạn chảy LL nhỏ hơn 50% thì đất được phân loại thấp (L) và nếu giới hạn chảy LL lớn hơn 50% thì đất được phân loại cao (H).

b. Đối với đất thuộc phân loại L: nếu các giá trị giới hạn nằm phía dưới đườngthẳng A và vùng gạch chéo trong biểu đồ dẻo thì chúng được xác định bằngmàu sắc, mùi vị hoặc bằng sự thay đổi của giới hạn chảy và giới hạn dẻo khi mẫu đất được sấy khô. Trong trường hợp này đất được phân thành nhóm hữu cơ (OL) hoặc nhóm vô cơ (ML). Nếu các giá trị giới hạn nằm trong vùng gạchchéo, đất sẽ được phân thành nhóm CL-ML. Còn khi các giá trị giới hạn nằm phía trên đường thẳng A và vùng gạch chéo thì chúng được phân thành nhóm CL.

c. Đối với đất thuộc phân loại H: nếu các giá trị giới hạn nằm phía dưới đườngthẳng A thì chúng được phân thành nhóm hữu cơ (OH) hoặc nhóm vô cơ (MH). Khi các giá trị giới hạn nằm phía trên đường thẳng A thì chúng được phân thànhnhóm CH.

d. Khi các giá trị giới hạn nằm trong vùng gạch chéo và gần với đường thẳng A hoặc gần với đường thẳng LL = 50% thì ta sử dụng các ký hiệu ghép đôi nhưtrên hình 3.3. (Tr 80)

Mặc dù hệ thống USCS sử dụng các ký hiệu thuận tiện, nhưng nó khôngphản ánh đầy đủ tính chất của đất. Vì vậy, nên dùng các thuật ngữ miêu tả kết hợp với các ký hiệu để phân loại đất một cách chính xác. ( Tham khảo thêmBảng 3-4 (Tr 83).

Page 9: CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 1.1 Các thành ...imgs.khuyenmai.zing.vn/files/tailieu/ky-thuat-cong...§−a ra mét “ng«n ng÷” chung ®Ó trao ®æi vμ häc

1.3.4. HÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt AASHTO.Trong những năm 20 của thế kỷ trước, Cục đường bộ Mỹ đã chỉ đạo

thực hiện nghiên cứu mở rộng về ứng dụng của đất trong xây dựngđường giao thông. Từ những kết quả của nghiên cứu, Hogentogler vàTerzaghi (1929) đã phát triển hệ thống phân loại đường bộ này. Ban đầu, hệ thống phân loại dựa vào đặc tính ổn định của đất khi sử dụng làm bềmặt đường giao thông hoặc kết hợp với việc rải thêm lớp asphalt mỏngtrên bề mặt. Sau đó, hệ thống đã được chỉnh sửa nhiều lần kể từ 1929 tới 1945 và cuối cùng trở thành hệ thống phân loại AASHTO (1978). Khảnăng ứng dụng của hệ thống phân loại đã được mở rộng để xác địnhchất lượng tương đối của đất cho một số lĩnh vực khác có liên quan nhưđê, nền đường, nền móng. Nhưng cần chú ý đến những mục đích cơ bảnkhi sử dụng hệ thống phân loại này trong thực tế.

Tên nhóm hạt phân loại theo hệ thống AASHTO được đưa ra trong bảng 3-5. Đá tảng cần được loại trừ khỏi mẫu đất khi phân loại, nhưngtheo hệ thống USCS thì phải kể đến lượng chứa đá tảng. Hạt mịn đượcphân loại là hạt bụi nếu chỉ số dẻo PI nhỏ hơn 10 và là sét nếu PI lớn hơn10.

Hệ thống AASHTO phân loại đất thành 8 nhóm chính từ A-1 đến A-8, trong đó gồm có vài nhóm tiểu nhóm. Các đất trong mỗi nhóm đượcđánh giá theo chỉ số nhóm, chỉ số nhóm được tính toán bằng các côngthức thực nghiêm. Ở đây, ta chỉ cần sử dụng thí nghiệm phân tích hạt vàxác định các giới hạn Atterberg. Bảng 3-6 minh hoạ hệ thống phân loạiAASHTO sử dụng hiện nay (1978).

1.3.4. HÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt AASHTO.

Bảng 3-5 Phân chia nhóm hạt sỏi, cát và sét bụi theohệ thống AASHTO

Nhỏ hơn 0.075 mm (No.200)Bụi-sét (bao gồm bụi vàsét)

Từ sàng No.40 (0.425 mm) đếnsàng No.200 (0.075mm)

Cát mịn

Từ sàng No.10 (2.0 mm) đến sàngNo.40 (0.425mm)

Cát thô

Từ 75 mm tới sàng No.10 (2.0 mm)

SỏiLớn hơn 75 mmĐá lăn, đá tảng

Đường kính hạtNhóm hạt

1.3.4. HÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt AASHTO.

Bảng 3-6 Phân chia hạt và nhóm hạt theo hệ thống AASHTO

1.3.4. HÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt AASHTO.

Đất hạt thô nằm trong phân nhóm từ A-1 đến A-3. Đất thuộc nhómA-1 có hạt cấp phối tốt trong khi thuộc nhóm A-3 thì ngược lại. Đất thuộcnhóm A-2 cũng là đất hạt thô (nhỏ hơn 35% lượng hạt dưới sàngNo.200), nhưng có chứa một lượng đáng kể hạt bụi hoặc hạt sét. Cácnhóm từ A-4 đến A-7 là các đất hạt mịn, chúng khác nhau cơ bản về giớihạn Atterberg. Hình 3.5 có thể được dùng để xác định phạm vi của giớihạn chảy LL và chỉ số dẻo PI cho nhóm A-4 đến A-7 và nhóm A-2. Đấtchứa hàm lượng hữu cơ cao và bùn có thể đưa vào nhóm A-8 trong khivới hệ thống USCS chúng được phân loại bằng mắt thường.

Chỉ số nhóm được dùng để đánh giá các loại đất trong nhóm. Nóđược rút ra từ thực tế với nhiều loại đất khác nhau, đặc biệt là trong việcsử dụng đất làm nền đường. Ngoài ra, chỉ số nhóm cũng có thể xác địnhtừ công thức kinh nghiệm hay dùng trực tiếp phương pháp toán đồ.

Việc phân loại đất theo hệ thống AASHTO không phức tạp. Khi đãcó các số liệu cần thiết, ta chỉ cần đi từ trái sang phải bảng 3-6 và tìmtên chính xác của nhóm bằng cách loại trừ. Theo AASHTO, tên chínhxác của đất là tên nhóm từ trái qua phải đầu tiên thoả mãn các số liệu thínghiệm. Tên nhóm cũng bao gồm cả chỉ số nhóm (trong dấu ngoặcđơn), như A-2-6(3), A-4(5), A-6(12), A-7-5(17),...vv.

Hình 3.7 giúp ta hiểu rõ hơn việc phân loại theo hệ thống AASHTO.

Page 10: CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 1.1 Các thành ...imgs.khuyenmai.zing.vn/files/tailieu/ky-thuat-cong...§−a ra mét “ng«n ng÷” chung ®Ó trao ®æi vμ häc

1.3.4. HÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt AASHTO.

Hình 3.5: Phạm vi giới hạn chảy và chỉ số dẻo của nhóm A-4, A-5, A-6 và A-7

1.3.4. HÖ thèng ph©n lo¹i ®Êt AASHTO.

So sánh các hệ thống phân loại USCS và AASHTOCó thể hiểu được một số điểm khác biệt lớn giữa 2 hệ thống

phân loại USCS và AASHTO là do sự khác nhau về lịch sử vàmục đích phân loại. So sánh bảng 3-1 và bảng 3-5, ta thấy ngaysự phân loại khác nhau cho đất hạt thô. Sự khác nhau cơ bảntrong phân loại đất hạt mịn được chỉ ra trên hình 3.5 bằng cáchvẽ đường thẳng A và đường thẳng U lên cùng biểu đồ LL-PI. Hệthống phân loại AASHTO (1978) cũng sử dụng biểu đồ LL-PI, nhưng chúng ta phải quay biểu đồ đó 1 góc 90o để dễ dàng so sánh với biểu đồ dẻo của Casagrande (hình 3.2). Sự khác nhaunày là rất lớn. Ngoài ra, còn có sự khác biệt lớn đó là việc dùngchỉ số dẻo PI = 10 như là một đường để phân chia đất bụi và đấtsét. Điều này gần như mang tính ngẫu nhiên và không phản ánhthực tiễn tính chất kỹ thuật của đất hạt mịn. Al-Hussaini (1977) cũng chỉ ra một số điểm khác nhau cơ bản của 2 hệ thống phânloại này.

Trong bảng 3-7 (Tr 120) đưa ra so sánh tương quan của cácnhóm hạt theo 2 hệ thống USCS và AASHTO.