Luận Văn Các phương pháp xác định giới hạn chảy của đất và mối tương quan giữa chúng

TÓM TẮT: “Giới hạn chảy” của đất là một thông số vật lý quan trọng trong việc phân
loại đất. Tuy nhiên, cho đến nay, khái niệm “giới hạn chảy” của đất cùng với phương pháp
xác định giới hạn chảy vẫn chưa được định nghĩa thống nhất. Bài báo này trình bày khuynh
hướng phát triển của các phương pháp xác định giới hạn chảy và nguyên lý hoạt động của
chúng. Bên cạnh đó, bài báo cũng tổng hợp kết quả đạt được của các tác giả khác nhau thực
hiện từ năm 1957 đến năm 2001, khi tìm kiếm mối quan hệ giữa các “giới hạn chảy” được xác
định từ các phương pháp khác nhau cho các loại đất dính.
1.GIỚI THIỆU
Giới hạn chảy của đất dính (Liquid limit – LL), theo định nghĩa của Atterberg, là độ ẩm
mà ở đó, đất chuyển từ trạng thái dẻo sang trạng thái chảy. Khái niệm này được Atterberg đưa
ra lần đầu tiên vào năm 1911. Tuy nhiên, ở thời điểm đó, phương pháp dùng để xác định LL
của Atterberg vẫn còn khá phức tạp nên phương pháp này chưa được phổ biến. Mãi đến năm
1931, khi Casagrande hoàn chỉnh quy trình và dụng cụ thí nghiệm xác định LL thì dụng cụ
Casagrande dùng để xác định giới hạn chảy được sử dụng rộng rãi cho đến ngày hôm nay.
2.DỤNG CỤ CASAGRANDE
Dụng cụ Casagrande (Hình 1a) hoạt động theo nguyên lý “động”: một chén đựng đất hình
bán cầu rơi từ độ cao 10 mm xuống một chân đế (làm bằng gỗ hoặc cao su) tạo ra lực va đập,
nhờ đó, hai khối đất xung quanh một rãnh cắt rộng 2 mm (Hình 1b) sẽ “chảy” xuống và khép
kín rãnh cắt. Khi nào rãnh cắt khép liền lại một đoạn bằng 13 mm (Hình 1) thì thí nghiệm sẽ
kết thúc. Nếu vết khép 13 mm đạt được sau 25 nhịp đập thì độ ẩm của mẫu đất lúc đó được
xem là giới hạn chảy của đất.
Hiện nay có hai loại dụng cụ Casagrande đang được sử dụng ở các nước: một loại theo
tiêu chuẩn ASTM và một loại theo tiêu chuẩn BSI. Hai loại dụng cụ này giống nhau về nguyên
lý hoạt động, chỉ khác nhau về độ cứng của chân đế (Hình 1a). Theo tiêu chuẩn ASTM, chân
đế của dụng cụ Casagrande phải có độ cứng là 80 ~ 90 (theo thang phân loại Durometer-type
D) và độ bật nảy là 77 % ~ 90 %. Trong khi đó, theo tiêu chuẩn BSI, chân đế của dụng cụ
Casagrande phải có độ cứng là 84° ~ 94° (theo thang phân loại IRHD) và độ bật nảy là
20 % ~ 35 %. Độ cứng 84° ~ 94° theo thang phân loại IRHD được xem là tương đương với độ
cứng 30 ~ 40 theo thang đo Durometer-type D (Bảng 1). Do đó, chân đế của dụng cụ
Casagrande theo tiêu chuẩn BSI thường được gọi là “đế mềm”, còn theo tiêu chuẩn ASTM
được gọi là “đế cứng”.