- Cu - Hệ số đồng nhất = D60/D10

- Cc - Hệ số đường cong = (D30)2/(D60 x Dl0)

- Dn - Kích thước đường kính hạt mà lượng chứa các cỡ nhỏ hơn nó chiếm n%.

- D10 - Kích thước đường kính hạt mà lượng chứa các cỡ nhỏ hơn nó chiếm 10%

còn gọi là đường kính có hiệu;

- W1 - Giới hạn chảy (%);

- Wp - Giới hạn dẻo (% );

- Ip – Chỉ số dẻo (% ).

3.2. Phân loại đất hạt thô

...

...

...

Mỗi phụ nhóm trong đất hạt thô được kí hiệu bằng hai chữ cái. Chữ đầu tiên mô tả tên của loại đất, chữ sau mô tả đặc tính của đất. ý nghĩa của các nhóm chữ được biểu hiện như sau;

a. Đất sỏi sạn: đất, gồm phần lớn là các hạt sỏi sạn, được kí hiệu bằng chữ G.

b. Đất cát: đất, gồm phần lớn là các hạt cát, được kí hiệu bằng chữ S.

Đất cuội sỏi và đất cát được chia thành 4 phụ nhóm: (xem các bảng 3.1 và 3.2)

1. Đất chứa ít hoặc không chứa hạt mịn, không có loại hạt nào chiếm ưu thế về hàm lượng; cấp phối tốt, được kí hiệu bằng chữ W. Kết hợp với hai chữ cái của tên đất, có GW và SW;

2. Đất chứa ít hoặc không chứa hạt mịn, có một loại hạt chiếm ưu thế về hàm lượng; cấp phối kém, được kí hiệu bằng chữ P. Kết hợp với các chữ của tên đất có GP và SP.

3. Đất hạt thô có chứa một lượng đáng kể hạt mịn, (chủ yếu là hạt bụi) không có tính dẻo, được kí hiệu bằng chữ M. Kết hợp với chứ cái của tên đất có GM và SM

4. Đất hạt thô có một lượng đáng kể hạt sét được kí hiệu bằng chữ C. Kết hợp với các chữ cái tên đất, có GC và SC.

Bảng 3.1. Phân loại đất hạt thô

...

...

...

Định nghĩa

Kí hiệu

Điều kiện nhận biết

Tên gọi

Đất cuội sỏi

Hơn 50% trọng lượng thành phần hạt thô có kích thước >2mm

Đất sỏi sạn sạch

Trọng lượng hạt có kích thước < 0,08mm ít hơn 5%

GW

...

...

...

giữa 1 và 3

Đất sỏi, sạn

Cấp phối tốt

GP

...

...

...

Đất sỏi, sạn cấp phối kém

Đất sỏi sạn có lẫn hạt mịn

Trọng lượng hạt có kích thước < 0,08mm nhiều hơn 12%

GM

Giới hạn Atterberg nằm dưới đường A (xem biểu đồ 3.1) hay Ip < 4

Sỏi lẫn bụi. Hỗn hợp sỏi lẫn cát- sét, cấp phối kém

GC

Giới hạn Atterberg nằm trên đường A (xem biểu đồ 3.1) hay Ip > 7

Sỏi lẫn sét. Hỗn hợp sỏi lẫn cát – sét, cấp phối kém

...

...

...

Hơn 50% trọng lượng thành phần hạt thô có kích thước <2mm

Cát sạch

Trọng lượng hạt có kích thước < 0,08mm ít hơn 5%

SW

10

giữa 1 và 3

Cát cấp phối tốt, cát lẫn sỏi ít hoặc không có hạt mịn

SP

Một trong hai điều kiện của SW không thoả mãn

...

...

...

Cát có lẫn hạt mịn

Trọng lượng hạt có kích thước < 0,08mm nhiều hơn 12%

SM

Giới hạn Atterberg nằm dưới đường A (xem biểu đồ 3.1) hay I_p < 5

Cát lẫn sét, hỗn hợp cát – sét cấp phối kém

SC

Giới hạn Atterberg nằm dưới đường A (xem biểu đồ 3.1) hay I_p > 7

Cát lẫn sét, hỗn hợp cát – sét cấp phối kém

...

...

...

Phương pháp nhận dạng

Loại thô có kích thước > 60 mm, dựa trên trọng lượng ước lượng của các loại hạt

Kí hiệu

Tên gọi

Hơn 50% trọng lượng đất có kích thước hạt > 0,08m m (Kích thước 0,08m m là kích thước nhỏ nhất có thể nhận thấy được bằng mặt thườn g)

Đất sỏi sạn Hớn 50% trọng lượng phần cát thô có kích thước >2mm

Sạch không có hoặc có ít thành phần hạt mịn

Có tất cả các loại kích thước hạt và không có loại hạt nào chiểm ưu thế về hàm lượng

GW

...

...

...

Có một loại hạt chiếm ưu thế về hàm lượng

GP

Đất sỏi, sạn cấp phối kém

Có thành phần hạt mịn

Có chứa thành phần hạt mịn, không có tính dẻo

GM

Đất sỏi, sạn cấp phối tốt lẫn bụi

Có chứa thành phần hạt mịn, có tính dẻo

GC

...

...

...

Đất sỏi sạn Hớn 50% trọng lượng phần cát thô có kích thước < 2mm

Sạch không có hoặc có ít thành phần hạt mịn

Có tất cả các loại kích thước hạt nào chiểm ưu thế về hàm lượng

SW

Đất cát sạch cấp phối tốt

Có một loại hạt chiếm ưu thế về hàm lượng

SP

Đất cát cấp phối kém

Có thành phần hạt mịn

...

...

...

SM

Đất cát lẫn bụi

Có chứa thành phần hạt mịn, có tính dẻo

SC

Đất cát lẫn sét

3.2.1.1. Nhóm đất GW và SW thuộc loại đất hạt thô có cấp phối tốt, các giá trị của C_u > 4 và C_c = 1 - 3

Hàm lượng hạt mịn chiếm ít hơn 5% tổng trong lượng đất.3.2.1.2.

3.2.1.2. Nhóm đất GP và SP là các loại đất trong đó có một loại hạt chiếm ưu thế về hàm lượng, thiếu các loại hạt có kích thước khác. Các nhóm đất này có C_u < 4 và C_c = 1- 3, hàm lượng hạt mịn có ít hơn 5%. Tổng trọng lượng đất.

3.2.1.3. Nhóm đất GM và SM là các loại đất có chứa căc hạt mịn. Hàm lượng hạt mịn chiếm hơn 12% tổng trọng lượng đất.

...

...

...

3.2.1.5. Đối với đất hạt thô có lượng hạt mịn chiếm từ 5% đến 12%, để phân loại có thể sử dụng kí hiệu kép: Thí dụ: GP - GC chỉ ra rằng đây là một loại sỏi sạn có cấp phối kém, có chứa từ 5 đến 12% các hạt sét.

3.2.1.6. Đối với đất hạt thô không thuộc hẳn nhóm nào, cũng cần phải sử dụng kí hiệu kép Ví dụ: GW - SW, có nghĩa đây là loại sỏi, sạn - cát có cấp phối tốt, hàm lượng hạt mịn chiếm ít hơn 5% tổng trọng lượng đất; trọng lượng của sỏi sạn và cát là như nhau.

3.2.2. Bảng 3.1 mô tả cách phân loại đất hạt thô, điều kiện nhận biết các nhóm đất.

3.2.3. Các đất hạt thô được phân loại nhanh ở hiện trường, theo mô tả trong bảng 3.2, dựa trên cách nhận dạng các hạt đất ở hiện trường bằng mắt và kinh nghiệm.

3.3. Phân loại đất hạt mịn.

3.3.1. Đất hạt mịn được phân loại dựa trên kết quả thí nghiệm xác định giới hạn chảy (W₁) và giới hạn dẻo (W_p); dựa vào biểu đồ dẻo trong hình 3.1, sẽ xác định được loại đất.

3.3.2. Biểu thức có thể sử dụng được để chuyển giá trị giới hạn chảy xác định theo phương pháp Vaxiliev sang giá trị giới hạn chảy xác định theo phương pháp Casagrande là:

Trong đó:

...

...

...

đối với đất có W₁ > 20% , a = 0,73; b = 6,47%;

W^V_L - giới hạn chảy xác định theo phương pháp Vaxiliev.

3.3.3. Mỗi phụ nhóm trong đất hạt mịn được kí hiệu bằng hai chữ cái; chữ cái đầu là tên gọi của đất, chữ cái sau mô tả tính nén của đất. Sau đây là ý nghĩa của các kí hiệu:

a) Đất bụi được kí hiệu bằng chữ M;

b) Đất sét được kí hiệu bằng chữ C;

c) Đất hữu cơ được kí hiệu bằng chữ O.

Mỗi loại đất đặc trưng kể trên được phân chia thành 2 phụ nhóm dựa theo giá trị giới hạn chảy W1. Nếu W1 < 50% , đất có tính nén từ thấp đến trung bình, được kí hiệu bằng chữ L. Kết hợp với các tên đất, se có 3 phụ nhóm: CL, ML và OL. Khi W1 > 50%, đất có tính nén cao, được kí hiệu bằng chữ H. Ba phụ nhóm tương ứng là CH, MH và OH.

3.3.3.1. Nhóm đất CL và CH bao gồm các sét vô cơ. Nhóm CL nằm ở vùng trên của đường thẳng "A", được xác định bởi các giá trị W1 nhỏ hơn 50% và Ip > 7%. Nhóm CH cũng nằm trên đường thẳng “A", được xác định bởi giá trị W1 > 50%.

3.3.3.2. Nhóm đất ML và MH. Nhóm ML nằm ở vùng dưới đường thẳng “A", có giá trị W1 < 50% và có Ip < 4. Nhóm MH tương ứng với vùng nằm dưới đường thẳng “A” có W1 > 50%.

...

...

...

3.3.3.3. Nhóm OL và OH phân bố gần trùng với hai nhóm ML và MH; khi trong các đất này có chứa một hàm lượng hữu cơ, chúng nằm gần sát với đường thẳng “A”.

3.3.3.4. Nhóm P1 có giá trị W1 từ 300 đến 500% và Ip từ 100 đến 200%, không nằm trong biểu đồ dẻo.

3.3.3.5. Đất hạt mịn được phân loại nhanh ở hiện trường dựa theo các thử nghiệm ước lượng sau:

- Sức bền của đất ở trạng thái khô khi bị bóp vỡ được đánh giá theo cảm tính;

- Độ bền của đất - được tiến hành giống như thí nghiệm xác định giới hạn dẻo, nhưng không nhằm xác định giá trị độ ẩm của đất, mà đánh giá độ bền của đất ở lân cận giới hạn dẻo;

- Sự ứng xử của đất dưới tác động rung, nhằm xác định khả năng xuất hiện và biến mất của nước khi nhào nặn và đập một miếng đất dẻo trong lòng bàn tay;

- Màu sắc và mùi vị của đất - đặc biệt quan trọng đối với đất hữu cơ.

Hình 3.1. Phân loại đất hạt mịn trong phòng thí nghiệm – Biểu đồ dẻo.

...

...

...

Hơn 50% trọng lượng của đất là các loại có kích thước < 0,08mm

Nhận dạng đất qua thành phần các hạt có kích thước < 0,5 mm

Kí hiệu

Sức bền của đất ở trạng thái khô khi bị bóp vỡ

Độ bền của đất (độ sệt lân cận giới hạn dẻo)0

ứng xử của đất dưới tác động rung

W₁< 50%

Bằng không hoặc gần bằng không

...

...

...

Từ nhanh đến rất chậm

M L

Đất bụi dẻo

Từ trung bình đến lớn

Trung bình

Từ không đến rất chậm

CL

Đất sét ít dẻo

Từ nhỏ đến trung bình

...

...

...

Chậm

OL

Đất bụi và sét hữu cơ ít dẻo

W1 >50%

Từ nhỏ đến trung bình

Từ yếu đến trung bình

Từ chậm đến không

M H

Đất bụi rất dẻo

...

...

...

Lớn

Từ không đến rất chậm

C H

Đất sét rất dẻo

Từ trung bình đến lớn

Từ yếu đến trung bình

Từ không đến chậm

O N

...

...

...

Thành phần chủ yếu là hữu cơ

Có mùi phân biệt, màu tối, vệt đen có tàn tích thực vật sợi, nhẹ, ẩm

Pt

Than bùn hay đất có hàm lượng hữu cơ lớn

Phụ lục 1

Kích thước rây sử dụng trên thế giới

Mỹ

N⁰         D (mm)

...

...

...

N⁰         D (mm)

Metric (Quốc tế)

N⁰         D (mm)

Liên Xô cũ

N⁰         D (mm)

4          4,76

6          3,36

10         2,00

20         0,84

...

...

...

60         0,25

100       0,149

200       0,074

5          3,36

8          2,06

12         1,41

18         0,85

25         0,60

36         0,42

...

...

...

100       0,15

200       0,076

5000     5,00

3000     3,00

2000     2,00

1500     1,50

1000     1,00

500       0,50

300       0,30

...

...

...

75         0,075

10,00

5,00

2,00

1,00

0,50

0,25

0,10

...

...

...

Xác định giới hạn chảy theo phương pháp Casagrande

Giới hạn chảy được xác định cho phấn đất đi qua rây có kích thước là 0,5mm (N⁰40 = 0,42mm).

Đất được phơi khô trong không khí, sau đó có thể dùng chày có đầu bọc cao su để nghiền đất, tách các hạt có đường kính < 0,5mm.

1. Các dụng cụ cần thiết

a) Dụng cụ CaBagrande; b) Cần có độ chính xác 0,0lg; c) Tủ sấy.

2. Các bước tiến hành.

1. Lấy 100 g đất đã được chuẩn bị, cho nước cất vào, trộn cho đến khi có một hỗn hợp đều và dẻo.

2. Cho mẫu đất vào bát của dụng cụ Casagrande, tạo thành một lớp có chiều dày khoảng lcm, dùng dao để rạch, tạo rãnh ở giữa bát đất (theo quy định riêng).

3. Quay thiết bị sao cho bát rơi với tốc độ 2 lần trong 1 giây. Đếm số lấn rơi cho đến khi ở phần giữa rãnh đất khép lại một khoảng bằng l,27 cm (0,5 inch).

...

...

...

5. Lấy khoảng l0g đất ở phần khép lại của rãnh đất để xác định giá trị độ ẩm tương ứng.

6. Lập lại động tác từ 2 đến 5 đối với những giá trị độ ẩm khác nhau, bằng cách làm khô hoặc thêm nước. Cần chú ý là số lấn rơi tương ứng với các giá trị độ ẩm phải nằm trong khoảng từ 6 đến 35, phải xác định số lần giá trị rơi tương ứng ít nhất với 4 độ ẩm khác nhau.

7. Vẽ biểu đồ quan hệ giữa độ ẩm (W) và số lần rơi trên hệ tọa độ bán logarit (lgN)

- là một đường thẳng ứng với các giá trị từ 6 đến 35 lần rơi. Giá trị độ ẩm tương ứng với 25 lần rơi là giới hạn chảy của đất.

Phụ lục 4