céng hoµ x· héi chñ nghÜa viÖt nam
§éc lËp-Tù do-H¹nh phóc
|
Quy tr×nh thÝ nghiÖm
C¾t c¸nh hiÖn trêng
|
2
2 TCN 355 - 06
|
Cã hiÖu lùc tõ
ngµy ......./..../2006
|
Bé giao th«ng vËn t¶i
|
(Ban hµnh kÌm theo QuyÕt ®Þnh sè 43/2006/Q§-BGTVT ngµy 19/12/2006
cña Bé trëng Bé Giao th«ng vËn t¶i)
1.Ph¹m vi ¸p dông 1.1ThÝ nghiÖm c¾t c¸nh hiÖn trêng x¸c ®Þnh søc kh¸ng c¾t kh«ng tho¸t níc cña ®Êt, ®îc sö dông cho c¸c lo¹i ®Êt dÝnh mÒm yÕu, b·o hoµ níc. ThÝ nghiÖm nµy kh«ng ¸p dông ®èi víi ®Êt cã kh¶ n¨ng tho¸t níc nhanh (nh ®Êt lo¹i c¸t, ®Êt hßn lín), ®Êt tr¬ng në, ®Êt lÉn nhiÒu m¶nh ®¸, vá sß. Tríc khi tiÕn hµnh thÝ nghiÖm cÇn cã nh÷ng th«ng tin vÒ ®Êt t¹i vÞ trÝ thÝ nghiÖm. 1.2ThÝ nghiÖm c¾t c¸nh hiÖn trêng thêng kÕt hîp cïng c«ng t¸c khoan xoay lÊy mÉu. ThÝ nghiÖm ®îc thùc hiÖn trong hoÆc ngoµi c¸c lç khoan (Ên trùc tiÕp tõ mÆt ®Êt). 1.3Quy tr×nh nµy ®îc biªn so¹n trªn c¬ së tham kh¶o tiªu chuÈn ASTM D2573. 1.4Tiªu chuÈn nµy kh«ng quy ®Þnh c¸c néi dung an toµn lao ®éng. Ngêi sö dông tiªu chuÈn nµy cã tr¸ch nhiÖm tu©n thñ mäi quy ®Þnh vÒ an toµn lao ®éng ®îc quy ®Þnh trong Quy tr×nh khoan th¨m dß ®Þa chÊt c«ng tr×nh 22TCN259-2000, Quy tr×nh kh¶o s¸t ®êng « t« 22 TCN 263-06 vµ Ph¸p lÖnh vÒ an toµn lao ®éng hiÖn hµnh . 1.5KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®îc tr×nh bÇy theo hÖ ®¬n vÞ SI.
2.Quy tr×nh vµ Tiªu chuÈn tham chiÕu
22TCN259-2000, Quy tr×nh khoan th¨m dß ®Þa chÊt c«ng tr×nh.
22TCN260-2000, Quy tr×nh kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh c¸c c«ng tr×nh ®êng thuû.
22TCN262-2000, Quy tr×nh kh¶o s¸t thiÕt kÕ nÒn ®êng « t« ®¾p trªn ®Êt yÕu.
22TCN263-06, Quy tr×nh kh¶o s¸t ®êng « t«.
3.ThuËt ng÷ vµ ký hiÖu
VÞ trÝ thÝ nghiÖm
|
Lµ mét vÞ trÝ trªn mÆt b»ng (b×nh ®å), ®îc x¸c ®Þnh bëi c¸c to¹ ®é X, Y t¬ng ®èi hoÆc tuyÖt ®èi, mµ t¹i ®ã tiÕn hµnh c¸c ®iÓm c¾t ë c¸c ®é s©u kh¸c nhau
|
§iÓm c¾t
|
Lµ mét thÝ nghiÖm c¾t ë mét ®é s©u hay mét cao ®é x¸c ®Þnh
|
C¸nh c¾t
|
Lµ bé phËn ®Ó c¾t ®Êt. C¸nh c¾t gåm bèn lìi c¾t g¾n víi nhau d¹ng ch÷ thËp vµ mét ®o¹n cÇn cã chiÒu dµi theo quy ®Þnh b»ng 10 lÇn ®êng kÝnh c¸nh c¾t ®Ó nèi víi c¸c cÇn nèi (H×nh 1)
|
Lìi c¾t
|
Lµ mét trong bèn tÊm thÐp cña c¸nh c¾t (H×nh 1), cã cÊu t¹o vµ kÝch thíc theo quy ®Þnh
|
CÇn nèi
|
Lµ c¸c cÇn ®îc chÕ t¹o b»ng thÐp, cã cÊu t¹o vµ kÝch thíc theo quy ®Þnh. CÇn nèi cã t¸c dông liªn kÕt c¸nh c¾t víi bé phËn t¹o m« men c¾t (xem H×nh 1)
|
Su
|
Søc kh¸ng c¾t kh«ng tho¸t níc cña ®Êt nguyªn tr¹ng, kPa
|
Su’
|
Søc kh¸ng c¾t kh«ng tho¸t níc cña ®Êt ph¸ huû, kPa
|
S
|
§é nhËy cña ®Êt (b»ng tû sè Su/Su’)
|
T
|
M« men c¾t, Nm
|
Tu
|
M« men c¾t ë tr¹ng th¸i nguyªn tr¹ng cña ®Êt, Nm
|
Td
|
M« men c¾t ë tr¹ng th¸i ph¸ huû cña ®Êt, Nm
|
Tf
|
M« men do ma s¸t cÇn, Nm
|
K
|
H»ng sè c¸nh c¾t, phô thuéc h×nh d¹ng vµ kÝch thíc c¸nh c¾t, m3
|
D
|
§êng kÝnh c¸nh c¾t, cm
|
d
|
§êng kÝnh cÇn nèi, cm
|
H
|
ChiÒu cao c¸nh c¾t, cm
| 4.Tæng quan vÒ ph¬ng ph¸p 4.1ThÝ nghiÖm c¾t c¸nh hiÖn trêng ®îc thùc hiÖn b»ng c¸ch Ên mét c¸nh c¾t ngËp vµo trong ®Êt, quay t¹o m« men c¾t tõ trªn mÆt ®Êt ®Ó x¸c ®Þnh lùc c¾t g©y ra sù ph¸ huû ®Êt. MÆt ph¸ huû cña ®Êt cã d¹ng trô trßn xoay. 4.2Søc kh¸ng c¾t kh«ng tho¸t níc cña ®Êt ®îc tÝnh tõ lùc c¾t g©y ra sù ph¸ huû ®Êt. Lùc c¾t nµy thêng ®îc tÝnh tõ m« men c¾t x¸c ®Þnh trong khi thÝ nghiÖm. Ma s¸t cÇn vµ thiÕt bÞ víi ®Êt ®îc x¸c ®Þnh vµ ghi t¸ch riªng víi m« men c¾t trong qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm. 4.3Ma s¸t cÇn ®îc x¸c ®Þnh trong ®iÒu kiÖn kh«ng t¶i (dïng ¸o b¶o vÖ c¸nh c¾t, hoÆc t¸ch rêi cÇn vµ c¸nh c¾t) víi mét m« men t¸c dông c©n b»ng, kh«ng g©y Ðp sang hai bªn (nÕu g©y Ðp sang hai bªn sÏ lµm t¨ng ma s¸t trong qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm). Gia sè ma s¸t nµy cha ®îc ghi trong sè ®äc kh«ng t¶i ban ®Çu nªn sÏ lµm cho kÕt qu¶ thÝ nghiÖm chung kh«ng chÝnh x¸c. Trong qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm, m« men c¾t còng ph¶i t¸c dông c©n b»ng t¬ng tù ; kh«ng nªn sö dông nh÷ng thiÕt bÞ cã kh¶ n¨ng g©y Ðp sang hai bªn trong qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm. CÇn nèi ph¶i cã ®ñ ®é cøng ®Ó kh«ng bÞ xo¾n trong suèt qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm. Trong trêng hîp cÇn nèi bÞ xo¾n, cÇn hiÖu chØnh ®êng cong quan hÖ gi÷a m« men c¾t víi gãc c¾t (xem ghi chó 1 môc 5.3). 4.4Trong qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm, m« men c¾t ®îc ghi b»ng c¸c ph¬ng thøc kh¸c nhau – tù ®éng hoÆc c¬ häc, trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp tuú thuéc tõng lo¹i m¸y. 5.ThiÕt bÞ 5.1M¸y c¾t c¸nh hiÖn trêng gåm c¸c bé phËn chÝnh sau (H×nh 1):
- Gi¸ ®ì;
- Bé phËn t¹o m« men c¾t vµ ghi sè liÖu;
- CÇn;
- C¸nh c¾t.
H×nh 1 CÊu t¹o m¸y c¾t c¸nh hiÖn trêng
5.2C¸nh c¾t gåm 4 lìi c¾t (H×nh 1). ChiÒu cao c¸nh c¾t b»ng hai lÇn ®êng kÝnh. Hai ®Çu c¸nh c¾t cã thÓ cã d¹ng b»ng hoÆc h×nh v¸t (H×nh 1). C¹nh díi cña lìi c¾t ®îc v¸t s¾c mét gãc 90o ®Ó dÔ Ên xuyªn vµo ®Êt. ViÖc lùa chän kÝch thíc c¸nh c¾t liªn quan trùc tiÕp ®Õn tr¹ng th¸i cña ®Êt ®îc thÝ nghiÖm, theo ®ã ®Êt cµng mÒm kÝch thíc c¸nh c¾t cµng lín.
KÝch thíc mét sè lo¹i c¸nh c¾t ®îc ghi trong Phô lôc C.
5.3C¸nh c¾t ®îc nèi víi hÖ cÇn. CÇn nèi ph¶i cã ®êng kÝnh ®ñ lín ®Ó biÕn d¹ng trong qu¸ tr×nh c¾t kh«ng vît qu¸ giíi h¹n ®µn håi cña cÇn (ghi chó 1). C¸c cÇn ®îc nèi víi nhau sao cho vai cña ®Çu ©m vµ ®Çu d¬ng ch¹m khÝt nhau, tr¸nh bÞ xiÕt chÆt thªm trong qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm. NÕu sö dông ¸o b¶o vÖ th× phÇn cÇn phÝa trªn thuéc c¸nh c¾t ph¶i ®îc g¾n mét æ ®ì t¹i vÞ trÝ tiÕp xóc víi ¸o b¶o vÖ. æ ®ì nµy ph¶i ®îc b«i tr¬n tèt vµ ph¶i kÝn ®Ó tr¸nh sù th©m nhËp cña ®Êt trong khi thÝ nghiÖm. C¸c cÇn ph¶i ®îc nèi th¼ng, tr¸nh tiÕp xóc vµ t¹o ma s¸t víi èng v¸ch hoÆc thµnh lç khoan.
Ghi chó 1: NÕu yªu cÇu x¸c lËp ®êng cong quan hÖ gi÷a m« men c¾t víi gãc c¾t th× cÇn nèi ph¶i ®îc kiÓm ®Þnh tríc khi sö dông cho thÝ nghiÖm. Tæng lîng xo¾n cña cÇn nèi (nÕu cã) ph¶i ®îc x¸c lËp theo ®¬n vÞ ®é/mÐt dµi cÇn/®¬n vÞ m« men (vÝ dô ®é/m/Nm). TrÞ sè hiÖu chØnh nµy sÏ t¨ng dÇn theo chiÒu s©u thÝ nghiÖm. V× vËy, viÖc kiÓm ®Þnh ph¶i ®îc thùc hiÖn tèi thiÓu ®Õn chiÒu s©u lín nhÊt dù kiÕn thÝ nghiÖm.
5.4Trong qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm, m« men sÏ truyÒn qua hÖ cÇn nèi vµ t¸c dông vµo c¸nh c¾t. §é chÝnh x¸c sè ®äc m« men ph¶i b¶o ®¶m kh«ng g©y ra sai lÖch vÒ søc kh¸ng c¾t qu¸ 1,20kPa. 5.5M« men ®îc t¹o tù ®éng (cã thÓ ®iÒu khiÓn b»ng hép sè) hoÆc quay b»ng tay trong khi thÝ nghiÖm. Kho¶ng thêi gian tiÕn hµnh thÝ nghiÖm (chØ tÝnh thêi gian c¾t) ph¶i ®îc kiÓm so¸t theo quy ®Þnh t¹i Môc 6 cña Quy tr×nh nµy. 6.Tr×nh tù thùc hiÖn 6.1KiÓm tra vµ hiÖu chØnh thiÕt bÞ theo chØ dÉn kü thuËt hoÆc chØ dÉn sö dông cña nhµ s¶n xuÊt tríc khi ®a ra hiÖn trêng. M¸y c¾t c¸nh ph¶i cã chøng chØ kiÓm ®Þnh do c¬ quan cã thÈm quyÒn cÊp. 6.2L¾p c¸nh c¾t vµo cÇn nèi, l¾p cÇn nèi víi bé phËn t¹o vµ ghi m« men; kiÓm tra hÖ thiÕt bÞ b¶o ®¶m cÇn vµ c¸nh c¾t th¼ng ®øng tríc khi Ên vµo trong ®Êt. 6.3Trong trêng hîp sö dông c¸nh c¾t cã ¸o b¶o vÖ, Ên ¸o b¶o vÖ tíi chiÒu s©u c¸ch ®iÓm c¾t tèi thiÓu b»ng 5 lÇn ®êng kÝnh ¸o b¶o vÖ. Trong trêng hîp c¸nh c¾t kh«ng cã ¸o b¶o vÖ, lç khoan ph¶i dõng tríc ®iÓm c¾t tèi thiÓu b»ng 5 lÇn ®êng kÝnh lç. 6.4Ên c¸nh c¾t tõ ®¸y lç thÝ nghiÖm hoÆc tõ vÞ trÝ ¸o b¶o vÖ mét lÇn liªn tôc ®Õn ®iÓm c¾t. Trong qu¸ tr×nh Êy, kh«ng ®îc g©y ra bÊt kú mét m« men xo¾n nµo. 6.5Khi c¸nh c¾t ®· ë ®óng vÞ trÝ ®iÓm c¾t, t¸c dông m« men lªn c¸nh c¾t víi tèc ®é kh«ng qu¸ 0,1®é/gi©y. Yªu cÇu nµy ®ßi hái thêi gian ph¸ huû ®Êt (thêi gian c¾t tíi ph¸ huû) trong kho¶ng 2 ®Õn 5 phót, trõ trêng hîp ®Êt rÊt mÒm th× thêi gian ph¸ huû cã thÓ tíi 10 ®Õn 15 phót. §èi víi nh÷ng lo¹i ®Êt cøng h¬n (nh÷ng lo¹i ®Êt cã biÕn d¹ng nhá khi ph¸ huû), cã thÓ gi¶m tèc ®é c¾t ®Ó nhËn ®îc quan hÖ øng suÊt – biÕn d¹ng hîp lý. Trong qu¸ tr×nh c¾t, cao ®é c¸nh c¾t ph¶i gi÷ cè ®Þnh. 6.6T¹i thêi ®iÓm ®Êt b¾t ®Çu bÞ ph¸ ho¹i, ghi ®îc trÞ sè m« men c¾t lín nhÊt – m« men c¾t tr¹ng th¸i nguyªn tr¹ng cña ®Êt Tu. TiÕp tôc quay nhanh c¸nh c¾t Ýt nhÊt 10 vßng, trong thêi gian kh«ng qu¸ 1 phót, ghi ®îc m« men c¾t nhá nhÊt – m« men c¾t tr¹ng th¸i ph¸ huû cña ®Êt Td. Víi thiÕt bÞ cã bé phËn gia t¶i tù ®éng, nªn ghi trÞ sè m« men theo chu kú 15 gi©y. 6.7Trong trêng hîp cã tiÕp xóc gi÷a ®Êt vµ cÇn nèi, x¸c ®Þnh m« men g©y ra do ma s¸t gi÷a cÇn nèi vµ ®Êt Tf b»ng c¸ch quay cÇn nèi t¹i chç (t¸ch rêi c¸nh c¾t) ë cïng ®é s©u thÝ nghiÖm. X¸c ®Þnh ma s¸t cÇn tèi thiÓu mét lÇn t¹i mçi ®iÓm c¾t. 6.8§èi víi lo¹i thiÕt bÞ mµ cÇn nèi ®îc c¸ch ly hoµn toµn víi ®Êt xung quanh (b»ng hÖ ¸o b¶o vÖ), x¸c ®Þnh ma s¸t cÇn víi ¸o b¶o vÖ (ghi chó 2) tèi thiÓu mét lÇn cho mçi ®iÓm c¾t. NÕu thiÕt bÞ ho¹t ®éng chuÈn sÏ ®îc xem nh kh«ng cã ma s¸t cÇn.
Ghi chó 2: Khi c¸nh c¾t cßn n»m trong ¸o b¶o vÖ, cha tiÕp xóc víi ®Êt, viÖc ®o ma s¸t cÇn kh«ng bÞ ¶nh hëng, nªn kh«ng cÇn t¸ch rêi c¸nh c¾t vµ cÇn nèi khi x¸c ®Þnh ma s¸t cÇn.
6.9Thùc hiÖn thÝ nghiÖm c¾t c¸nh víi cù ly c¸c ®iÓm c¾t kh«ng nhá h¬n 1,0m (xem ghi chó 3).
Ghi chó 3: kho¶ng c¸ch thÝ nghiÖm cã thÓ thay ®æi theo sù chÊp thuËn cña Kü s chÞu tr¸ch nhiÖm trong c«ng t¸c kh¶o s¸t ®Þa kü thuËt.
7.TÝnh to¸n
§é lín m« men yªu cÇu ®Ó c¾t ®Êt:
T = Su x K (1)
Gi¶ thiÕt sù ph©n bè søc kh¸ng c¾t lµ ®Òu trªn toµn bé hai mÆt ®¸y vµ mÆt xung quanh cña trô c¾t, trÞ sè K ®îc tÝnh nh sau :
(2)
Nh÷ng kÝch thíc c¸nh c¾t ph¶i ®îc kiÓm tra ®Þnh kú ®Ó ®¶m b¶o r»ng c¸nh c¾t kh«ng bÞ biÕn d¹ng (vÆn, mßn...).
Khi tØ lÖ gi÷a chiÒu cao vµ chiÒu réng c¸nh c¾t lµ 2:1, trÞ sè K cã thÓ x¸c ®Þnh ®¬n gi¶n díi d¹ng:
(3)
Tõ ®ã, søc kh¸ng c¾t cña ®Êt ®îc viÕt díi d¹ng
(4)
hay
Su= k x T (5)
trong ®ã:
(m-3) (6)
Søc kh¸ng c¾t kh«ng tho¸t níc cña ®Êt nguyªn tr¹ng (Su) vµ ph¸ huû (Su’) ®îc tÝnh t¬ng øng tõ m« men c¾t nguyªn tr¹ng (Tu) vµ ph¸ huû (Td) tõ c¸c biÓu thøc trªn.
Trêng hîp c¸nh c¾t cã d¹ng h×nh v¸t (xem H×nh 1), h»ng sè c¸nh c¾t K ®îc tÝnh theo biÓu thøc:
(7)
NÕu ®êng kÝnh cÇn theo kÝch thíc chuÈn 1,27cm () biÓu thøc trªn ®îc viÕt gän l¹i:
(8)
8.B¸o c¸o 8.1Nh÷ng th«ng tin thÓ hiÖn ®èi víi mçi ®iÓm c¾t:
- Tªn dù ¸n/c«ng tr×nh/h¹ng môc c«ng tr×nh;
- Ngµy thÝ nghiÖm;
- Sè hiÖu lç khoan/ lç c¾t c¸nh;
- Sè hiÖu m¸y c¾t c¸nh, kÝch cì vµ h×nh d¹ng c¸nh c¾t;
- ChiÒu s©u c¸nh c¾t;
- ChiÒu s©u c¸nh c¾t kÓ tõ ®¸y èng b¶o vÖ hoÆc tõ ®¸y lç khoan;
- Sè ®äc m« men c¾t cho trêng hîp ®Êt nguyªn d¹ng;
- Thêi gian c¾t (tõ lóc b¾t ®Çu ®Õn khi ®¹t trÞ sè m« men c¾t - ®Êt bÞ ph¸ huû);
- Tèc ®é c¾t;
- Sè ®äc m« men c¾t cho trêng hîp ®Êt ph¸ huû;
- Nh÷ng sai kh¸c so víi quy tr×nh thÝ nghiÖm chuÈn.
8.2Nh÷ng th«ng tin bæ sung ®èi víi mçi ®iÓm thÝ nghiÖm:
- VÞ trÝ, sè hiÖu lç khoan/ lç c¾t c¸nh;
- Cao ®é lç khoan;
- Ph¬ng ph¸p t¹o lç;
- M« t¶ c¸nh c¾t (cã hoÆc kh«ng cã ¸o b¶o vÖ...);
- M« t¶ ph¬ng ph¸p t¹o vµ ®o trÞ sè m« men;
- Tªn tæ trëng tæ thÝ nghiÖm vµ kü s gi¸m s¸t.
Phô lôc A-1: MÉu biÓu ghi kÕt qu¶ thÝ nghiÖm mét §iÓm c¾t ®èi víi m¸y c¾t cho phÐp ghi trÞ sè m« men vµ gãc quay t¬ng øng
Phô lôc A-2: MÉu biÓu ghi kÕt qu¶ thÝ nghiÖm mét §iÓm c¾t ®èi víi m¸y c¾t chØ ghi trÞ sè m« men
Phô lôc B: MÉu b¸o c¸o kÕt qu¶ thÝ nghiÖm t¹i mét §iÓm thÝ nghiÖm
Phô lôc C: KÝch thíc mét sè lo¹i c¸nh c¾t theo ASTM D2573
(Tham kh¶o)
§êng kÝnh
C¸nh c¾t, D
|
ChiÒu cao
C¸nh c¾t, H
|
ChiÒu dÇy
Lìi c¾t
|
§êng kÝnh
CÇn nèi, d
|
(mm)
|
(inch)
|
(mm)
|
(inch)
|
(mm)
|
(inch)
|
(mm)
|
(inch)
|
38,1
|
|
76,2
|
|
1,6
|
|
12,7
|
|
50,8
|
|
101,6
|
|
1,6
|
|
12,7
|
|
63,5
|
|
127,0
|
|
3,2
|
|
12,7
|
|
92,1
|
|
184,1
|
|
3,2
|
|
12,7
|
|
Môc lôc
1. Ph¹m vi ¸p dông 1
2. Quy tr×nh vµ Tiªu chuÈn tham chiÕu 1
3. ThuËt ng÷ vµ ký hiÖu 2
4. Tæng quan vÒ ph¬ng ph¸p 2
5. ThiÕt bÞ 3
4
H×nh 1 CÊu t¹o m¸y c¾t c¸nh hiÖn trêng 4
6. Tr×nh tù thùc hiÖn 4
7. TÝnh to¸n 5
8. B¸o c¸o 6
Phô lôc A-1: MÉu biÓu ghi kÕt qu¶ thÝ nghiÖm mét §iÓm c¾t ®èi víi m¸y c¾t cho phÐp ghi trÞ sè m« men vµ gãc quay t¬ng øng 8
Phô lôc A-2: MÉu biÓu ghi kÕt qu¶ thÝ nghiÖm mét §iÓm c¾t ®èi víi m¸y c¾t chØ ghi trÞ sè m« men 9
Phô lôc B: MÉu b¸o c¸o kÕt qu¶ thÝ nghiÖm t¹i mét §iÓm thÝ nghiÖm 10
Phô lôc C: KÝch thíc mét sè lo¹i c¸nh c¾t theo ASTM D2573 10
1
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |