ASTM D2937-04 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn thí nghiệm Xác định khối lượng thể tích đất trường phương pháp dao vòng1 ASTM D 2937-04 PHẠM VI ÁP DỤNG 1.1 Phương pháp thí nghiệm nhằm xác định khối lượng thể tích đất trường phương pháp dao vòng Phương pháp tiến hành lấy mẫu đất nguyên dạng cách đóng dao vòng hình trụ tròn có thành mỏng vào đất trường, với thao tác khác nhằm xác định khối lượng thể tích đất Khi phải lấy mẫu để xác định khối lượng thể tích đất độ sâu yêu cầu nên áp dụng phương pháp thí nghiệm theo tiêu chuẩn D 1587 1.2 Phương pháp thí nghiệm không thích hợp để lấy mẫu đất hữu (mà bị nén chặt lại trình lấy mẫu), đất chặt tự nhiên đất đầm chặt (mà dễ dàng đóng dao vòng vào được), đất có số dẻo thấp (mà khó giữ chúng dao vòng), đất chứa nhiều sỏi sạn (chứa hạt có kích cỡ lớn 4.75 mm ( 316 in)) Sự có mặt hạt sỏi sạn có kích cỡ lớn 4.75 mm ( 316 in) dẫn tới có sai số lớn việc xác định khối lượng thể tích đất hạt lớn gây nên lỗ rỗng dọc theo thành dao vòng trình lấy mẫu, gạt phẳng mặt mẫu nằm dao vòng 1.3 Phương pháp thí nghiệm giới hạn qui trình cần thiết để nhận mẫu thích hợp để xác định khối lượng thể tích độ ẩm đất Các qui trình cảnh báo cần thiết để lựa chọn vị trí lấy mẫu nguyên dạng sử dụng cho thí nghiệm phòng để xác định tiêu kỹ thuật khác nằm phạm vi tiêu chuẩn 1.4 Thông thường kỹ thuật người ta sử dụng pound để khối lượng (lbm) để lực (lbf) Việc kết hợp hai hệ đơn vị riêng biệt, hệ đơn vị tuyệt đối hệ đơn vị tương đối Điều gây nên phiền phức sử dụng hai hệ đơn vị tiêu chuẩn Phương pháp thí nghiệm viết theo hệ đơn vị tương đối sở hệ inch – pound Trong hệ đơn vị pound đại diện cho đơn vị lực Tuy nhiên, việc sử dụng cân báo cáo khối lượng pound khối lượng (lbm), báo cáo khối lượng thể tích theo đơn vị lbm/ft không phù hợp với tiêu chuẩn 1.5 Các giá trị quan trắc tính toán làm tròn số phải tuân theo hướng dẫn tiêu chuẩn D 6026 1.6 Các giá trị biểu diễn hệ SI xem tiêu chuẩn Các giá trị biểu diễn hệ đơn vị khác mang tính chất tham khảo TCVN xxxx:xx ASTM D2937-04 1.7 Tiêu chuẩn không đề cập đến tất vấn đề an toàn Trách nhiệm người sử dụng tiêu chuẩn lập qui định để đảm bảo an toàn sức khoẻ cho người sử dụng trước thí nghiệm TÀI LIỆU VIỆN DẪN 2.1 Tiêu chuẩn ASTM2:  D 653, Thuật ngữ liên quan đến đất, đá dung dịch chúng  D 698, Phương pháp thí nghiệm đầm chặt tiêu chuẩn phòng đất với lực đầm chuẩn 12 000 ft-lbf/ft (600 kN-m/m)  D 1557, Phương pháp thí nghiệm đầm chặt cải tiến phòng đất với lực đầm c 56 000 ft-lbf/ft (2700 kN-m/m)  D 1587, Hướng dẫn lấy mẫu đất ống mẫu thành mỏng  D 2216, Phương pháp thí nghiệm xác định độ ẩm đất, đá phòng thí nghiệm  D 2488, Hướng dẫn mô tả mẫu đất cho mục đích kỹ thuật ( Phương pháp quan sát mắt thường)  D 3740, Hướng dẫn đánh giá lực quan thí nghiệm giám sát thí nghiệm đất, đá phục vụ cho thiết kế thi công  D 4753, Hướng dẫn đánh giá, chọn lựa sử dụng loại cân sử dụng cho thí nghiệm vật liệu xây dựng  D 4944, Phương pháp thí nghiệm xác định độ ẩm đất trường cách sử dụng ẩm kế với Canxi cácbua (đất đèn)  D 4959, Phương pháp thí nghiệm xác định độ ẩm đất phương pháp đốt nóng trực tiếp  D 6026, Hướng dẫn làm tròn số cho thông số địa kỹ thuật Tiêu chuẩn thuộc quyền hạn sở hữu Ủy ban ASTM D18 Đất đá tiểu ban D18.08 thí nghiệm đặc biệt thí nghiệm kiểm soát thi công, trực tiếp chịu trách nhiệm Phiên duyệt mùng tháng 11 năm 2004, xuất tháng 12 năm 2004 Phiên gốc duyệt năm 1971 Phiên trước phiên duyệt năm 2000 D 2937-00 Để tham khảo tiêu chuẩn ASTM, truy cập trang web ASTM, www.astm.org, liên hệ với phòng phục vụ khách hàng service@astm.org Sổ tay thông tin tuyển tập tiêu chuẩn ASTM, tham khảo trang tóm tắt tiêu chuẩn ASTM trang web ASTM ASTM D2937-04 TCVN xxxx:xx BÚA ĐÓNG ĐẦU LÁI Lỗ thông – LK19mm TAY NẮM Bề dày thành (thay đổi) CẦN CỦA BÚA – THÉP TRÒN ĐK 19mm DAO VÒNG QUẢ BÚA NẶNG KHOẢNG 4.5kg Bề dày thành Thể tích 0.94L Vát 15 độ CHỖ CẦM TAY ĐẦU LÁI Hình – Thiết kế điển hình dao vòng sử dụng cho đất bề mặ Bảng 1: Các kích thước tương ứng hình mm 3.3 4.8 19 44.4 76 97.2 in mm in 64 101.2 0.13 114.3 16 127.0 152.4 212.0 863.6 34 1117.6 44 3 13 11 12 16 THUẬT NGỮ 3.1 Định nghĩa: Các định nghĩa tiêu chuẩn áp dụng theo tiêu chuẩn D 653 Ý NGHĨA VÀ SỬ DỤNG TCVN xxxx:xx ASTM D2937-04 4.1 Phương pháp thí nghiệm nhằm xác định khối lượng thể tích đất trường không chứa hữu hạt lớn 4.75 mm ( 316 in), giữ chặt dao vòng Thí nghiệm sử dụng để xác định khối lượng thể tích đất đầm chặt trường sử dụng trình thi công công tác đắp đất, đắp đường, đắp đập Khi khối lượng thể tích trường sử dụng để làm sở chấp thuận thể tích dao vòng nên thay đổi theo thực tế không nhỏ 850 cm3 (0.03 ft3) 4.2 Phương pháp thí nghiệm không nên áp dụng cho đất hữu đất bở vụn Phương pháp thí nghiệm không nên áp dụng cho đất mềm, độ dẻo cao, đất rời, bão hòa loại đất khác dễ biến dạng, dễ bị nén chặt trình lấy mẫu Việc sử dụng phương pháp cho đất có lẫn sỏi sạn kích cỡ lớn 4.75 mm ( 316 in) làm hỏng dao vòng Đất chứa hạt sỏi sạn kích cỡ lớn 4.75 mm ( 16 in) không nên sử dụng phương pháp tạo lỗ rỗng xung quanh thành dao vòng gạt phẳng mặt mẫu nằm dao vòng 4.3 Nguyên lý tổng quát thí nghiệm thích hợp để xác định khối lượng thể tích, tiêu kỹ thuật khác loại đất hạt mịn đầm chặt trường có cỡ hạt lớn 4.75 mm ( 316 in) Chú thích – Độ xác độ lệch tiêu chuẩn này: Độ xác phương pháp thí nghiệm phụ thuộc vào lực người thí nghiệm, độ chuẩn xác thiết bị thí nghiệm sử dụng Các quan đạt yêu cầu tiêu chuẩn D 3740 xem phù hợp để thực thí nghiệm Tuy nhiên người sử dụng phải ý đạt yêu cầu D 3740 chưa đủ kết thí nghiệm hoàn toàn tin cậy Độ xác thí nghiệm phụ thuộc vào nhiều yếu tố Tiêu chuẩn D 3740 đánh giá vài yếu tố DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ 5.1 Dao vòng hình trụ - Dao vòng thường có đường kính 102 đến 152 mm (4 đến in.) lớn Kích thước chi tiết dao vòng với đường kính 102 mm mô tả hình Các dao vòng có đường kích khác cần thay đổi kích thước trụ kích thước lưỡi Thể tích dao vòng mô tả hình khoảng 942 cm (0.033 ft3) Thiết bị mô tả hình thiết kế phù hợp để sử dụng cho đất bề mặt gần bề mặt 5.1.1 Khi khối lượng thể tích sử dụng làm sở chấp thuận độ chặt đắp dao vòng lớn tốt để giảm thiểu sai số thí nghiệm trường hợp tích lớn 850 cm3 (0.03 ft3) 5.1.2 Số lượng dao vòng phụ thuộc vào số lượng mẫu cần lấy thời gian thí nghiệm, thời gian quay vòng dao vòng sau hoàn tất qui trình cân, làm , thí nghiệm 5.1.3 Dao vòng mô tả hình đạt tiêu chuẩn hệ số khoảng trống, chiều dày thành hệ số diện tích thiết diện đặt theo tổ Hvorslev cho dao lấy mẫu không vượt 10 đến 15%, xác định công thức : Ar = [( De2 – Di2)/ Di2 ] x 100 (1) ASTM D2937-04 TCVN xxxx:xx Trong đó: 5.1.4 Ar = Hệ số diện tích thiết diện De = Đường kính lớn dao vòng Di = Đường kính lớn dao vòng lưỡi cắt Ngoại trừ dao vòng thấp hệ số khoảng trống, hệ số khoảng trống bên dao vòng nên 1% lớn hơn, hệ số tăng đất có số dẻo tăng Hệ số khoảng trống bên dao xác định công thức: Cr = Di − De De (2) Trong đó: Cr = Hệ số khoảng trống bên dao vòng De = Đường kính nhỏ dao vòng lưỡi cắt Di = Đường kính dao vòng 5.1.5 Các dao vòng có đường kính khác phải tuân theo yêu cầu 5.2 Đầu lái - Đầu lái dao thông thường với kích thước mô tả hình Đầu lái có búa để đóng dao vòng 5.3 Thanh gạt - Một gạt làm thép, kích thước khoảng mm ( in) x 38 mm (1 o in) x 305 mm (12 in.) với cạnh mài sắc nghiêng góc 45 , sử dụng để gạt phẳng mặt mẫu đất dao vòng 5.4 Xẻng - Bất kì loại xẻng đào dao vòng lên sau lấy mẫu 5.5 Cân – Cân kg đạt yêu cầu tiêu chuẩn D 4753 loại cân đọc đến g sử dụng cho dao vòng mô tả hình Các dao vòng lớn sử dụng cân 20 kg đọc đến 0.1% 5.6 Thiết bị sấy khô - Thiết bị sấy khô tủ sấy, thiết bị khác sử dụng để xác định độ ẩm đất theo tiêu chuẩn D 2216, D 4643, D4944 D 4959 5.7 Các dụng cụ phụ trợ khác - Chổi, búa, túi bóng, hộp nhôm giữ ẩm có nắp loại hộp khác để giữ mẫu cân sấy khô, thìa, muôi …, thước kẹp, thước kiểm định có độ xác tới 0.0025 mm (0.01 in.) để hiệu chỉnh dao vòng, găng tay kính an toàn Hvorslev, M.J.,’’Thăm dò bề mặt lấy mẫu đất cho mục đích xây dựng công trình’’, ‘’Nền móng công trình, 345 E, 47th St., New York, NY 10017 TCVN xxxx:xx ASTM D2937-04 LẤY MẪU 6.1 Lấy mẫu bề mặt gần bề mặt đất 6.1.1 Quét bụi bẩn bề mặt đất cần lấy mẫu Đối với mẫu gần bề mặt (độ sâu nhỏ m (36 in.) , Mẫu nằm hố khoan bị xáo động loại bỏ Tạo bề mặt tương đối phẳng trước lấy mẫu Phụ thuộc vào kết cấu đất độ ẩm đất mà bề mặt đất chuẩn bị phương tiện giới thiết bị khác bề mặt lấy mẫu lân cận không bị biến dạng, không bị xáo động 6.1.2 Lắp dao vòng, đai búa đóng cho mặt lưỡi sắc vào đất Nâng cao búa đóng thả rơi tự dùng thiết bị đóng khác tương tự, đóng phải giữ cho cần búa thẳng đứng Tiếp tục đóng đỉnh dao vòng ngập vào đất khoảng 13 mm ( in) Nếu đóng tiếp làm mẫu bị nén chặt kết thí nghiệm bị sai lệch Phải ý không để búa đóng nhiều, đặc biệt lấy mẫu bề mặt Nếu nhận thấy đóng nhiều phải tiến hành loại bỏ mẫu tiến hành lấy mẫu khác Nhấc đai dao ra, dùng xẻng đào dao vòng với độ sâu sâu đáy dao vòng vài inch Khi mẫu gần bề mặt nền, sử dụng qui trình tương tự trên, nên đào đất sâu để tránh đất bị cắt dao 6.1.3 Sau mẫu lấy lên, loại bỏ phần đất dư từ phía dao vòng Dùng gạt cắt phẳng mặt mặt dao vòng Một mẫu hoàn hảo mẫu đất nguyên dạng không lẫn đá, rễ cây, vật liệu ngoại lai khác Nếu mẫu không đầy dao vòng không đại diện mẫu bị loại, tiến hành lấy mẫu khác Nếu dao vòng có dấu hiệu bị cong vênh hay hỏng hóc trình lấy mẫu loại bỏ mẫu lấy, sửa chữa dao vòng thay dao để lấy lại mẫu Sau cân khối lượng mẫu độ ẩm mẫu đặt dao mẫu vào hộp giữ ẩm để tránh độ ẩm bị thay đổi cân sấy khô để xác định độ ẩm mẫu đất HIỆU CHUẨN 7.1 Trước bắt đầu thí nghiệm phải kiểm tra dao vòng xem có dấu hiệu hư hỏng không, kiểm tra lưỡi cắt dao vòng, cùn phải mài sắc, hư hỏng phải loại bỏ 7.1.1 Trước bắt đầu thí nghiệm xác định khối lượng thể tích dao vòng Xác định khối lượng dao vòng xác đến g Xác định thể tích dao vòng cách đo chiều cao bốn đường kính dao vòng xác đến 0.254 mm (0.01 in.) lấy giá trị trung bình bốn số đo đường kính dao Tính ghi lại thể tích dao vòng xác đến 0.16 mm3 (0.01 in3) 7.2 Ghi lên dao vòng số hiệu dao số liệu hiệu chỉnh Có thể ghi khối lượng thể tích dao vòng bên cạnh thông tin mô tả dao vòng ASTM D2937-04 TCVN xxxx:xx TRÌNH TỰ 8.1 Xác định khối lượng dao vòng mẫu đất xác đến g , ghi lại 8.2 Bỏ đất khỏi dao vòng Lấy mẫu đại diện để xác định độ ẩm mẫu đất, sử dụng toàn mẫu để xác định độ ẩm Lượng mẫu lấy để xác định độ ẩm phải đủ lớn trường hợp phải lớn 100 g chọn cho đại diện cho thành phần mẫu đất dao Xác định độ ẩm đất theo tiêu chuẩn D 2216, D4643, D 4944 D 4959 TÍNH TOÁN 9.1 Khối lượng thể tích khô đất tỉ số khối lượng đất khô thể tích đất, thường biểu thị đơn vị kg/m lb/ ft3 9.2 Tính khối lượng đất khô dao vòng, M3, đơn vị gam theo công thức: M3 = [(M1-M2)/(100+w)] x 100 (3) Trong đó: 9.3 M1 = Khối lượng dao vòng đất ẩm, gam M2 = Khối lượng dao vòng w= Độ ẩm đất, tính theo khối lượng khô Tính khối lượng thể tích khô, ρd, mẫu đất dao, đơn vị g/cm3, theo công thức: ρd = (M3/V) Trong đó: V= Thể tích dao vòng, cm3 (Tính xác đến 0.01 cm3) Chú thích – Có thể biểu diễn khối lượng thể tích theo cách khác Ví dụ sử dụng giá trị khối lượng thể tích đất trường để tính hệ số đầm chặt cách chia khối lượng thể tích cho khối lượng thể tích lớn xác định phòng theo tiêu chuẩn D 698, sau nhân với 100 10 BẢNG BIỂU 10.1 Báo cáo gồm thông tin sau: 10.1.1 Vị trí 10.1.2 Độ sâu thí nghiệm so với bề mặt đất, cao độ nền, cao độ thí nghiệm, hai 10.1.3 Khối lượng thể tích khô TCVN xxxx:xx ASTM D2937-04 10.1.4 Độ ẩm đất phương pháp xác định 10.1.5 Kích thước thể tích dụng cụ lấy mẫu 10.1.6 Mô tả sơ mẫu đất 10.1.7 Bình luận tình trạng mẫu đất 10.2 Nếu khối lượng thể tích khô dung trọng biểu diễn dạng phần trăm giá trị khác, sử dụng để chấp thuận độ đầm chặt công tác đắp, báo cáo gồm thông tin sau: 10.2.1 Thể tích dao vòng sử dụng cho thí nghiệm 10.2.2 Khối lượng thể tích khô dung trọng làm sở so sánh độ ẩm tương ứng 10.2.3 Phương pháp thí nghiệm sử dụng để xác định giá trị so sánh 10.2.4 Phần trăm so sánh số liệu trường số liệu so sánh 10.2.5 Giới hạn chấp thuận sử dụng cho thí nghiệm 11 ĐỘ CHÍNH XÁC VÀ SAI SỐ 11.1 Độ xác – Độ xác phương pháp thí nghiệm phụ thuộc vào thí nghiệm viên, kinh nghiệm tiến hành bước qui trình thí nghiệm Vì không tồn loại đất tiêu chuẩn nào, việc nghiên cứu bị hạn chế thí nghiệm loại đất sử dụng dao vòng có đường kính 7.3 cm (2 in.) cho độ lệch tiêu chuẩn 32 kg/m (2.00 lb/ft3) đến 46.4 kg/m3 (2.90 lb/ft3) đất có khối lượng thể tích ướt dao động từ 2022 kh/cm (126.2 lb/ft3) đến 2154 kg/m3 (134.5 lb/ft3)4 11.2 Trong nghiên cứu khác, tiến hành thí nghiệm loại đất sử dụng dao vòng có đường kính 13.0 cm (5 18 in.) cho độ lệch tiêu chuẩn 31 kg/m (1.93 lb/ft3) đất có khối lượng thể tích ướt khoảng 2000 kg/m (125 lb/ft3)5 Nhìn chung, độ lệch tiêu chuẩn nhỏ sử dụng dao vòng có đường kính lớn 11.3 Không có giá trị tuyệt đối cho khối lượng thể tích đất trường mà thí nghiệm so sánh Do không xác định độ lệch phương pháp thí nghiệm 11.4 Phân ban D18.08 tìm kiếm số liệu độ xác từ người sử dụng phương pháp thí nghiệm Noorany,I., Gardener, W.S, Corley, DJ And Brown, J.L., “Tính biến thiên thí nghiệm xác định khối lượng thể tích trường”, “Thi công kiểm soát đầm chặt đất đắp, ASTM STP 1384, tháng năm 2000 McCook, D.K., and Shanklin, D., “ Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích phương pháp phóng xạ, so sánh với phương pháp côn cát phương pháp dao vòng chuẩn”, “Thi công kiểm soát đầm chặt đất đắp, ASTM STP 1384, tháng năm 2000 ASTM D2937-04 TCVN xxxx:xx 12 CÁC TỪ KHÓA 12.1 Kiểm soát đầm chặt ; thí nghiệm xác định khối lượng thể tích; Dao vòng ; thí nghiệm dao vòng ; khối lượng thể tích trường ; khối lượng thể tích thực địa ; ống lấy mẫu ; kiểm soát chất lượng; ống lấy mẫu bề mặt ; ống lấy mẫu bề mặt ; dung trọng TÓM TẮT NHỮNG THAY ĐỔI (1) Mục thêm vào đánh lại số thứ tự (2) Một số lỗi tả sửa (3) Thêm tiêu chuẩn D 6026 mục tài liệu tham khảo (4) Đính mục tóm tắt thay đổi Hiệp hội ASTM chức đánh giá hiệu lực quyền sáng chế xác nhận với hạng mục đề cập tiêu chuẩn Người sử dụng tiêu chuẩn phải ý việc xác định hiệu lực quyền sáng chế nguy xâm phạm quyền hoàn toàn trách nhiệm Hiệp hội Tiêu chuẩn Ủy ban kỹ thuật có trách nhiệm duyệt lại vào lúc năm xem xét lần sửa đổi gì, chấp thuận thu hồi lại Mọi ý kiến khuyến khích nhằm sửa đổi tiêu chuẩn tiêu chuẩn bổ sung phải gửi thẳng tới Trụ sở ASTM Mọi ý kiến nhận xem xét kỹ lưỡng họp Ủy ban kỹ thuật có trách nhiệm người đóng góp ý kiến tham dự Nếu nhận thấy ý kiến đóng góp không tiếp nhận cách công người đóng góp ý kiến gửi thẳng đến địa Ủy ban tiêu chuẩn ASTM sau đây: Tiêu chuẩn bảo hộ ASTM, 100 Barr Habor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States Để in riêng tiêu chuẩn (một hay nhiều bản) phải liên lạc với ASTM theo địa 610-832-9585 (điện thoại), 610-832-9555 (Fax), service@astm.org (e-mail); qua website ASTM (www.astm.org) ... Trước bắt đầu thí nghiệm xác định khối lượng thể tích dao vòng Xác định khối lượng dao vòng xác đến g Xác định thể tích dao vòng cách đo chiều cao bốn đường kính dao vòng xác đến 0.254 mm (0.01... dao Tính ghi lại thể tích dao vòng xác đến 0.16 mm3 (0.01 in3) 7.2 Ghi lên dao vòng số hiệu dao số liệu hiệu chỉnh Có thể ghi khối lượng thể tích dao vòng bên cạnh thông tin mô tả dao vòng ASTM. .. 9.3 M1 = Khối lượng dao vòng đất ẩm, gam M2 = Khối lượng dao vòng w= Độ ẩm đất, tính theo khối lượng khô Tính khối lượng thể tích khô, d, mẫu đất dao, đơn vị g/cm3, theo công thức: d = (M3/V)