AASHTO T89-02 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn thí nghiệm Xác định giới hạn chảy đất AASHTO T 89-02 LỜI NÓI ĐẦU  Việc dịch ấn phẩm sang tiếng Việt Hiệp hội Quốc gia đường vận tải Hoa kỳ (AASHTO) cấp phép cho Bộ GTVT Việt Nam Bản dịch chưa AASHTO kiểm tra mức độ xác, phù hợp chấp thuận thông qua Người sử dụng dịch hiểu đồng ý AASHTO không chịu trách nhiệm chuẩn mức thiệt hại trực tiếp, gián tiếp, ngẫu nhiên, đặc thù phát sinh pháp lý kèm theo, kể hợp đồng, trách nhiệm pháp lý, sai sót dân (kể bất cẩn lỗi khác) liên quan tới việc sử dụng dịch theo cách nào, dù khuyến cáo khả phát sinh thiệt hại hay không  Khi sử dụng ấn phẩm dịch có nghi vấn chưa rõ ràng cần đối chiếu kiểm tra lại so với tiêu chuẩn AASHTO gốc tương ứng tiếng Anh TCVN xxxx:xx AASHTO T89-02 AASHTO T89-02 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn thí nghiệm Xác định giới hạn chảy đất AASHTO T 89-02 PHẠM VI ÁP DỤNG 1.1 Giới hạn chảy đất độ ẩm, xác định theo qui trình sau đây, đất chuyển thành từ trạng thái dẻo sang trạng thái chảy 1.2 Những qui định sau áp dụng cho tất giá trị giới hạn tiêu chuẩn này: Nhằm mục đích xác định giá trị phù hợp với yêu cầu kỹ thuật, giá trị đo tính tốn làm trịn đến đơn vị cuối bên phải chữ số dùng để biểu diễn kết theo qui định tiêu chuẩn R 11 “Cách làm tròn số giá trị giới hạn” TÀI LIỆU VIỆN DẪN 2.1 Tiêu chuẩn AASHTO:  M 231, yêu cầu kỹ thuật thiết bị cân sử dụng thí nghiệm  R 11, Cách làm tròn số giá trị giới hạn,  T 87, Chuẩn bị mẫu thí nghiệm cho mẫu đất không nguyên dạng hỗn hợp đất đá theo phương pháp khơ  T 146, Chuẩn bị mẫu thí nghiệm cho mẫu đất không nguyên dạng hỗn hợp đất đá theo phương pháp ướt  T 265, Xác định độ ẩm đất phịng thí nghiệm 2.2 Tiêu chuẩn ASTM:  D 4318, Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định giới hạn chảy, giới hạn dẻo số dẻo đất DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ 3.1 Bát - Một bát sứ vật liệu tương tự dùng để trộn mẫu, đường kính khoảng 115 mm 3.2 Dao trộn - Một bay dao phẳng có lưỡi dài khoảng 75 mm đến 100 mm, rộng khoảng 20 mm 3.3 Thiết bị xác định giới hạn dẻo: 3.3.1 Điều khiển tay - Một thiết bị bao gồm đĩa đồng đỡ, chế tạo theo kết cấu kích thước hình (Xem thích 1) TCVN xxxx:xx AASHTO T89-02 Đầu tròn Tay cắt (*) 76,2mm Đờng kính 25.4mm Khối vuông Dụng cụ tạo rÃnh Đĩa ®ồng Cao su cøng Thiết bị xác định giới hạn chảy Dụng cụ tạo rãnh Đĩa phụ kiện Đế Đầu cong Đồng hồ Kích thước A B C N K L M a b c d e* Mô tả Bán kính đĩa Chiều dày đĩa Chiều sâu đĩa Chiều cao từ trục cam đến đế Chiều dày Chiều dài Chiều rộng Chiều dày Góc cắt Chiều rộng Chiều sâu Chiều dài Mm 54 2.0 27 47 50 150 125 10.0 2.0 13.5 10.0 15.9 Sai số, mm 0.1 1.5 5 0.1 0.1 0.1 0.2 - Chú thích: Đế H thiết kế sử dụng đinh ốc an toàn Sai số thêm 0.1mm chấp nhận cho kích thước “b” thiết bị tạo rãnh Chân đế phải chếtạo vật liệu đàn hồi “*” : Kích thước thơng thường Các sai số cộng trừ so với giá trị u cầu, trừ có ghi rõ Hình - Thiết bị xác định giới hạn chảy điều khiển tay 3.3.2 Điều khiển máy khí - Một mô tơ cung cấp số lần đập đĩa đồng qui trình mục 5.2 6.3 Đĩa kích thước thiết bị phải tuân thủ rõ hình Thiết bị phải đưa kết giới hạn chảy tương tự thiết bị điều khiển tay (chú thích 1) Chú thích - Đế thiết bị xác định giới hạn chảy phải có độ đàn hồi 80% không 90% xác định theo qui trình đưa phần phụ lục 3.4 Dụng cụ tạo rãnh: AASHTO T89-02 3.4.1 TCVN xxxx:xx Dụng cụ tạo rãnh cong - Một dụng cụ tạo rãnh, cong, tuân thủ giá trị kích thước hình Đồng hồ khơng xem phận dụng cụ tạo rãnh Điểm đĩa tiếp xúc với đế Thước đo chiều cao rơi đĩa Băng dính sử dụng để hiệu chỉnh thiết bị Hình - Điều chỉnh chiều cao rơi đĩa Chú thích - Dụng cụ tạo rãnh phẳng không nên sử dụng để thay cho dụng cụ tạo rãnh cong Một vài số liệu giá trị giới hạn chảy đất tăng lên chút sử dụng dụng cụ tạo rãnh phẳng so với sử dụng dụng cụ tạo rãnh cong 3.5 Đồng hồ - Một đồng hồ gắn với tạo rãnh để riêng biệt, với kích thước tuân theo kích thước loại “d” rõ hình tiêu chuẩn loại “K” hình tiêu chuẩn ASTM D4318, , nằm riêng rẽ kim loại dày 10.0 ± 0.2 mm, dài khoảng 50 mm 3.6 Hộp đựng mẫu – Các hộp đựng mẫu thích hợp, khơng bị ăn mịn khơng bị thay đổi khối lượng sấy khô để nguội nhiều lần Các hộp phải có nắp đậy chặt khít để tránh độ ẩm mẫu đất ẩm trước cân tránh hút ẩm từ khơng khí mẫu đất khô sau sấy Cần hộp cho lần xác định độ ẩm 3.7 Cân – Cân phải đủ tải trọng phù hợp với yêu cầu tiêu chuẩn M 231, loại G1 3.8 Tủ sấy - Một tủ sấy điều chỉnh nhiệt độ trì nhiệt độ 110 ± oC sấy mẫu PHƯƠNG PHÁP A MẪU 4.1 Lấy mẫu có khối lượng khoảng 100 gam từ phần mẫu lọt sàng 0.425 mm, nhận từ thí nghiệm T 87 T 146; từ phân loại đất cho kết cấu T 146, phương pháp B TCVN xxxx:xx AASHTO T89-02 HIỆU CHỈNH THIẾT BỊ XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CHẢY 5.1 Thiết bị xác định giới hạn chảy phải kiểm tra để xác định thiết bị sử dụng tốt, chốt liên kết đĩa đồng với bệ đỡ khơng bị q mịn, ốc gắn đĩa đồng với cánh tay quay thiết bị chặt, điểm tiếp xúc đĩa đồng với đế khơng mịn q, mơi đĩa đồng khơng bị mịn q, đường tạo rãnh khơng làm mịn đĩa đồng q trình sử dụng lâu dài Dụng cụ tạo rãnh phải kiểm tra xem kích thước có nằm giá trị giới hạn rõ hình tiêu chuẩn hình tiêu chuẩn ASTM D4318 Chú thích - Độ mòn xem vượt giới hạn mà đường kính điểm tiếp xúc đĩa với đế vượt 13 mm, điểm vành đĩa đồng bị mịn khoảng ½ lần so với độ dày ban đầu Mặc dù nhận thấy đường tạo rãnh mờ đĩa không bị phản đối sử dụng Nhưng đường tạo rãnh cho thấy dấu sớm mịn, lúc đĩa bị xem bị mòn Đĩa bị mòn phải thay đĩa Đế mà bị mịn q không bị ngừng sử dụng bề dày khơng vượt q dung sai so với kích thước hình vượt -2.5 mm khoảng cách điểm đáy đĩa đế trì dung sai định hình 5.2 Hiệu chỉnh chiều cao rơi đĩa điểm tiếp đĩa tiếp xúc với đế để đạt chiều cao 10.0 ± 0.2 mm Xem hình để biết vị trí tốt hiệu chỉnh độ cao rơi Chú thích – Một qui trình thuận tiện cho việc hiệu chỉnh độ cao rơi đĩa sau: dán băng dính ngang qua đáy đĩa, song song với trục cam Tấm băng dính đánh dấu điểm đĩa tiếp xúc với đế Cho đĩa sử dụng, đặt giấy cácbon lên phía đế cho đĩa rơi xuống đế vài lần, sau đánh dấu điểm tiếp xúc đĩa đế Lắp đĩa vào thiết bị quay đến lúc mà chiều cao rơi lớn Trượt thước đo chiều cao phía đĩa từ phía trước mặt đĩa quan sát xem thước chạm băng dính đĩa hay chưa (xem hình 2) Khi băng dính đĩa chạm với thước đo chiều cao chiều cao rơi đĩa hiệu chỉnh đúng.Nếu không đạt, tiếp tục điều chỉnh đạt độ cao Sau kiểm tra lại chiều cao rơi hiệu chỉnh cách quay đĩa theo tốc độ vòng / giây để thước đo vị trí chống đĩa rơi Nếu nghe tiếng lách cách đĩa không lên độ cao thước cơng việc hiệu chỉnh thực Nếu nghe tiếng lách cách đĩa lên độ cao thước phải hiệu chỉnh lại Nếu đĩa đu đưa thước trình kiểm tra trục cam bị q mịn phận mòn phải thay Phải lấy băng dính sau kết thúc q trình hiệu chỉnh TRÌNH TỰ SỬ DỤNG DỤNG CỤ TẠO RÃNH 6.1 Mẫu đất cho vào bát để trộn trộn với 15 đến 20 mL nước cất nước khử khoáng cách phun nước trộn dao trộn Lượng nước thêm từ đến mL Mỗi lần thêm nước phải trộn lại với mẫu đất trộn trước Khi thí nghiệm bắt đầu khơng thêm đất khơ vào mẫu đất trộn Đĩa thiết bị xác định giới hạn chảy không dùng để trộn đất với nước Nếu lượng nước trộn vào mẫu nhiều bỏ mẫu nhào trộn độ ẩm tự nhiên thấp điểm kết thúc giới hạn cho phép AASHTO T89-02 TCVN xxxx:xx Chú thích - Một vài loại đất hút nước chậm, tăng lượng nước trộn nhanh cho giá trị giới hạn chảy bị sai Điều tránh trộn kĩ thời gian ủ mẫu lâu Nước máy sử dụng cho thí nghiệm tạm thời so sánh kết thí nghiệm dùng nước cất dùng nước máy không khác Tuy nhiên thí nghiệm trọng tài phải dùng nước cất nước khử khoáng 6.2 Khi lượng nước thích hợp trộn kĩ với đất để mẫu đồng có độ Quánh, lấy lượng vừa đủ mẫu cho vào đĩa đồng nằm đế cách dùng dao trộn trải đến bề mặt đĩa miết phẳng, cho độ dày điểm lớn lớp đất 10 mm Dùng dao trộn miết đất vài lần chấp nhận, nhiên phải thao tác cẩn thận để tránh tạo bọt khí đất Gạt bỏ đất thừa mặt đĩa cho lại vào bát trộn mẫu đậy nắp lại để tránh bốc nước Mẫu đất đĩa thiết bị xác định giới hạn chảy chia dụng cụ tạo rãnh dọc theo đường kính đĩa , từ tâm trục cam sau nhận rãnh có kích thước chuẩn hình vẽ Để tránh bên rãnh đất bị xé rách phần đất đĩa bị trượt, sử dụng đến nhát từ đằng trước đằng sau từ đằng sau đằng trước chấp nhận Chiều sâu cắt tăng dần sau nhát chia nhát cuối khía sâu xuống tận đáy đĩa Hình - Thiết bị xác định giới hạn chảy đất trường 6.3 Đĩa chứa mẫu chuẩn bị mục 6.2 nâng lên cho rơi tự xuống cách quay tay quay F với tốc độ khoảng vòng / giây hai phần mẫu đất đĩa chập vào đáy rãnh đoạn dài khoảng 13 mm Ghi lại số lần đập cần thiết để hai phần đất chập vào Đế thiết bị không cầm tay tay quay F chuyển động TCVN xxxx:xx AASHTO T89-02 Chú thích - Một số loại đất bị trượt mặt cốc không chảy Nếu trường hợp xảy ra, cho thêm nước vào mẫu đất trộn lại , sau cho lại đất vào đĩa dùng dụng cụ tạo rãnh để tạo rãnh lại mô tả mục 6.2 Nếu đất tiếp tục bị trượt đĩa mà số lần đập nhỏ 25 phương pháp thí nghiệm xem khơng thích hợp phải ghi giới hạn chảy không xác định 6.4 Lấy phần đất khoảng chiều rộng dao trộn, từ cạnh tới cạnh mẫu đất bao gồm vị trí hai phần đất chập vào nhau, cho vào hộp đựng mẫu thích hợp Mẫu đất sấy khơ để xác định độ ẩm theo qui trình tiêu chuẩn T 265 Ghi lại độ ẩm 6.5 Lượng đất lại đĩa đưa trở lại bát trộn mẫu Đĩa dụng cụ tạo rãnh rửa để chuẩn bị cho lần thử 6.6 Lặp lại qui trình thí nghiệm mơ tả lần sau cho thêm lượng nước thích hợp cho lần để mẫu đất trở nên nhão hơn.Mục đích q trình nhận giá trị số lần đập nằm khoảng sau: 25-35; 20-30; 15-25, thay đổi số lần đập lần thử 10 lần đập TRÌNH TỰ THAY THẾ SỬ DỤNG DỤNG CỤ CHIA MẪU PHẲNG 7.1 Qui trình giống qui trình mơ tả mục 6.1 đến 6.6., trừ ngoại lệ mục 6.2 hình dạng rãnh Hình dạng rãnh đất phù hợp với mục 11.2 tiêu chuẩn ASTM D4318 TÍNH TỐN 8.1 Độ ẩm đất biểu thị theo hàm lượng phần trăm so với đất khơ tính theo cơng thức: Khối lượng nước Độ ẩm = x 100 (1) Khối lượng đất khơ sau sấy 8.1.1 Tính độ ẩm gần xác đến toàn phần trăm CHUẨN BỊ ĐỒ THỊ CHẢY 9.1 Một “ Đồ thị chảy” đại diện cho mối quan hệ độ ẩm số lần đập tương ứng thiết lập đồ thị nửa lơgarít, với độ ẩm nằm trục Đề số học, số lần đập nằm trục lơgarít Đồ thị biểu diễn đường thẳng gần qua điểm xác định 10 GIỚI HẠN CHẢY 10.1 Độ ẩm tương ứng với số lần đập 25 đồ thị chảy coi giới hạn chảy đất Báo cáo độ ẩm gần xác đến tồn phần trăm AASHTO T89-02 TCVN xxxx:xx PHƯƠNG PHÁP B 11 MẪU 11.1 Một mẫu đất khối lượng khoảng 50 gam lấy mơ tả mục 4.1 12 TRÌNH TỰ 12.1 Sử dụng dụng cụ tạo rãnh cong (mục 6) dụng cụ tạo rãnh phẳng (mục 7) Qui trình thực mục 6.1 đến mục 6.5., ngoại trừ lượng nước thêm vào mục 6.1 khoảng đến 10 mL lấy mẫu ẩm mục 6.4 lần thử đạt yêu cầu 12.2 Để độ xác kết thí nghiệm tương đương với độ xác phương pháp điểm, số lần đập yêu cầu để hai phần đất chập vào phải nằm khoảng 22 đến 28 Sau nhận giá trị số lần đập đầu tiên, cho đất trở lại bát trộn lại không cho thêm nước Lặp lại bước thí nghiệm mục 6.2 6.3 Nếu lần thử thứ hai mà đạt số lần đập từ 22 đến 28 số lần đập lần thứ hai chênh lệch với số lần đập lần thử thí vịng lần đập, lấy mẫu để xác định độ ẩm mô tả mục 6.4 12.3 Số lần đập biến đổi từ 15 đến 40 chấp nhận độ biến thiên ± 5% giá trị giới hạn dẻo chấp nhận 13 TÍNH TỐN 13.1 Độ ẩm đất thời điểm hai phần đất chập vào xác định mô tả mục 8.1 14 GIỚI HẠN CHẢY 14.1 Giá trị giới hạn chảy đất xác định phương pháp sau: Đồ thị đơn trục (Hình 4); phương pháp hệ số hiệu chỉnh (Bảng 1); phương pháp tính tốn mà cho kết xác tương đương Tuy nhiên phương pháp điểm phương pháp trọng tài để giải tranh cãi 14.2 Chìa khố hình minh hoạ cách sử dụng đồ thị đơn trục (đường dốc trung gian) TCVN xxxx:xx AASHTO T89-02 Độ ẩm N đập (WN) Giới hạn chảy (LL) Số lần đập (N) Đặt WN N vào toán đồ, nối thành đường thẳng để xác định LL Hình – Biểu phát triển Phòng thực nghiệm Đặt WN N vào4toán đồ, kẻđồ mộttra đường thẳng để xác định LL đội Mỹ, để xác định giới hạn chảy sử dụng Phương 14.3 đường thủy, Hiệp hội kỹ sư, quân pháp Độ dốc Trung bình Phương pháp hệ số hiệu chỉnh, bảng 1, sử dụng độ ẩm mẫu đạt giới hạn chảy nhân với hệ số (k) số lần đập thứ hai Hình xây dựng để xác định giá trị giới hạn chảy LL = W N (N / 25) 0.121 (2) Hoặc LL = kW N (3) Trong đó: N = Số lần đập đạt độ chập rãnh LL = Giới hạn chảy hiệu chỉnh 25 lần đập WN = Hàm lượng nước, k Hệ số nhận cách tra bảng = 10 AASHTO T89-02 TCVN xxxx:xx Bảng – Hệ số xác định giới hạn chảy từ độ ẩm số lần đập Hệ số xác định giới hạn chảy, k 22 23 24 25 26 27 28 0.985 0.990 0.995 1.000 1.005 1.009 1.014 Số lần đập Số lần đập, N Hình - Biểu đồ xác định giá trị giới hạn chảy đất phòng đường cao tốc bang Washington lập KIỂM TRA HOẶC THÍ NGHIỆM TRỌNG TÀI 15 PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG 15.1 Phương pháp A, với qui trình thí nghiệm sử dụng dụng cụ tạo rãnh cong (mục 6) sử dụng kiểm tra sử dụng cho thí nghiệm trọng tài Kết giới hạn chảy ảnh hưởng yếu tố sau: 15.1.1 Thời gian cần thiết để làm thí nghiệm 11 TCVN xxxx:xx AASHTO T89-02 15.1.2 Độ ẩm mẫu bắt đầu thí nghiệm 15.1.3 Việc cho thêm đất khô vào mẫu đất trộn 16 TRÌNH TỰ 16.1 Nếu thí nghiệm để kiểm tra với mục đích kiểm định, thời gian qui định cho bước thí nghiệm sau: 16.1.1 Trộn đất với nước – đến 10 phút, thời gian dài sử dụng cho đất dẻo 16.1.2 Ủ mẫu môi trường ẩm – 30 phút 16.1.3 Trộn lại trước cho lên đĩa đồng – thêm mL nước vào trộn lại 16.1.4 Phút 16.1.5 Cho đất vào đĩa đồng – phút, 16.1.6 Thêm nước trộn lại – phút 16.2 Khơng lần thử có số lần đập nhiều 35 lần đập nhỏ 15 lần đập ghi vào báo cáo Trong trường hợp đất làm khơ làm ẩm thêm để thí nghiệm 17 ĐỘ CHÍNH XÁC 17.1 Độ xác áp dụng cho đất có giới hạn chảy biến đổi từ 21 đến 67 17.2 Độ lặp (một người thí nghiệm) – Hai kết nhận thí nghiệm viên thực mẫu với loại thiết bị ngày khác nhau, xem đáng nghi ngờ độ chênh lệch chúng lớn 7% so với giá trị trung bình 17.3 Độ lặp (nhiều phịng thí nghiệm) - Hai kết nhận thí nghiệm viên thực phịng thí nghiệm khác nhau, xem đáng nghi ngờ độ chênh lệch chúng lớn 13% so với giá trị trung bình PHỤ LỤC – THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ ĐÀN HỒI (Thơng tin không bắt buộc) X1 ĐO ĐỘ ĐÀN HỒI CỦA ĐẾ THIẾT BỊ XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CHẢY Một thiết bị dùng để đo độ đàn hồi đế thiết bị xác định giới hạn chảy minh hoạ hình X1.1 bảng X1.1 Thiết bị bao gồm ống nhựa Acrylíc nắp, bi thép đường kính mm nam châm ống hình trụ gắn xi măng với nắp hình vẽ Thanh nam châm nhỏ treo hốc nắp, bi sắt gắn vào hốc mặt nắp với nam châm Sau ống hình trụ lật ngược đặt bề mặt đế cần thí nghiệm Cầm ống trụ cách nhẹ nhàng đặt lên đế thiết bị xác định giới hạn chảy với tay thả 12 AASHTO T89-02 TCVN xxxx:xx cho bi rơi xuống, cách kéo nam châm khỏi nắp ống Sử dụng thiết bị đánh dấu thang đo bên ống hình trụ xác định điểm cao mà đáy bi nẩy lên Lặp lại qui trình thả bi lần, đặt thiết bị thí nghiệm vị trí khác cho lần thả bi Giá trị bật nẩy trung bình bi, biểu thị theo phần trăm tất lần thả bi độ đàn hồi đế thiết bị xác định giới hạn chảy Thí nghiệm nên tiến hành nhiệt độ phòng Bảng X1.1 - Bảng thơng số thiết bị thí nghiệm xác định độ đàn hồi Kích thước Mơ tả mm A Đường kính nắp ống trụ 38.0a B Đường kính lỗ 9.0a C Chiều sâu lỗ 18.0a D Chiều cao nắp ống trụ 25.5a E Chiều sâu lỗ 8.0 F Chiều cao ống trụ 250.0a G Bề dày thành ống trụ 3.2a H Đường kính ngồi ống trụ 31.8a Đường vạch chéo từ đáy Lớn 90% Nhỏ 80% 225.0 200.0 a – Các kích thước khơng giới hạn thực thí nghiệm 13 TCVN xxxx:xx AASHTO T89-02 Nắp gắn xi măng ren ốc với ống Đường vạch chéo xung quanh ống vị trí cách đáy 200 mm 225 mm Hình X1.1 - Thiết bị thí nghiệm độ đàn hồi Nắp gắn xi măng ren ốc với ống Đường vạch chéo xung quanh ống vị trí cách đáy 200 mm 225 mm 14 Hình X1.1 - Thiết bị thí nghiệm độ đàn hồi ...TCVN xxxx:xx AASHTO T8 9 -02 AASHTO T8 9 -02 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn thí nghiệm Xác định giới hạn chảy đ? ?t AASHTO T 89- 02 PHẠM VI ÁP DỤNG 1.1 Giới hạn chảy đ? ?t độ ẩm, xác định theo qui trình... 5.2 6.3 Đĩa kích thước thi? ?t bị phải tuân thủ rõ hình Thi? ?t bị phải đưa k? ?t giới hạn chảy t? ?ơng t? ?? thi? ?t bị điều khiển tay (chú thích 1) Chú thích - Đế thi? ?t bị xác định giới hạn chảy phải có độ... t? ?? phần mẫu l? ?t sàng 0.425 mm, nhận t? ?? thí nghiệm T 87 T 146; t? ?? phân loại đ? ?t cho k? ?t cấu T 146, phương pháp B TCVN xxxx:xx AASHTO T8 9 -02 HIỆU CHỈNH THI? ?T BỊ XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CHẢY 5.1 Thiết