Thí nghiệm độ chặt bằng phương pháp rót cát

(Phương pháp rót cát theo tiêu chuẩn AASHTO T191)

1. Mục đích thí nghiệm

Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích khô tại hiện trường của đất hoặc vật liệu cấp phối đã được đầm nén. Kết quả được sử dụng để đánh giá độ chặt K (%) so với khối lượng thể tích khô lớn nhất xác định trong phòng thí nghiệm (theo Proctor).

Tiêu chuẩn áp dụng: AASHTO T191 – Standard Method of Test for Density of Soil In-Place by the Sand-Cone Method.

2. Phạm vi áp dụng

Áp dụng cho:

• Đất nền đường
• Lớp móng cấp phối đá dăm
• Lớp móng cấp phối thiên nhiên
• Vật liệu hạt có kích thước phù hợp với phương pháp

Không phù hợp với đất quá ướt, quá mềm hoặc có nhiều hạt lớn vượt quá giới hạn cho phép của tiêu chuẩn.

3. Thiết bị và dụng cụ

• Bộ phễu và bình rót cát (sand cone apparatus)
• Cát tiêu chuẩn khô, sạch, đã xác định khối lượng thể tích
• Đĩa định vị (đế kim loại có lỗ tròn)
• Cân kỹ thuật (độ chính xác 1g hoặc 0,1g)
• Bay, đục, búa
• Hộp đựng mẫu xác định độ ẩm
• Tủ sấy hoặc thiết bị xác định độ ẩm nhanh

4. Trình tự thực hiện

Bước 1: Chuẩn bị vị trí thí nghiệm

• Làm phẳng bề mặt khu vực cần thí nghiệm.
• Đặt đĩa định vị cố định chắc chắn trên mặt vật liệu.

Bước 2: Đào hố thí nghiệm

• Đào hố qua lỗ đĩa định vị.
• Thu toàn bộ vật liệu đào ra và cho vào hộp kín.
• Cân xác định khối lượng ướt của mẫu (W₁).

Bước 3: Xác định thể tích hố đào

• Cân khối lượng bình + cát trước khi rót (W₂).
• Đặt phễu lên đĩa định vị, mở van cho cát chảy đầy hố.
• Khi cát ngừng chảy, đóng van.
• Cân lại bình + cát (W₃).

Khối lượng cát lấp hố:$$W_c = W_2 – W_3 – W_{cone}$$Wc​=W2​−W3​−Wcone​

Thể tích hố đào:$$V = \frac{W_c}{\gamma_{sand}}$$V=γsand​Wc​​

Trong đó:

• $W_{cone}$Wcone​: Khối lượng cát trong phần phễu
• $\gamma_{sand}$γsand​: Khối lượng thể tích cát tiêu chuẩn

Bước 4: Xác định độ ẩm

• Lấy một phần mẫu để xác định độ ẩm (w %).
• Sấy mẫu đến khối lượng không đổi.

5. Tính toán kết quả

Khối lượng thể tích ướt tại hiện trường:$$\gamma = \frac{W_1}{V}$$γ=VW1​​

Khối lượng thể tích khô:$$\gamma_d = \frac{\gamma}{1 + w}$$γd​=1+wγ​

Độ chặt K (%):$$K = \frac{\gamma_d}{\gamma_{dmax}} \times 100$$K=γdmax​γd​​×100

Trong đó:

• $\gamma_{dmax}$γdmax​: Khối lượng thể tích khô lớn nhất (theo Proctor)

6. Báo cáo kết quả

Báo cáo bao gồm:

• Vị trí và lớp vật liệu thí nghiệm
• Độ ẩm (%)
• Khối lượng thể tích khô hiện trường (kN/m³ hoặc g/cm³)
• Độ chặt K (%)
• So sánh với yêu cầu thiết kế

7. Lưu ý kỹ thuật

• Cát tiêu chuẩn phải khô và hiệu chuẩn chính xác trước khi sử dụng.
• Tránh rung động khi rót cát.
• Hố đào phải đúng hình dạng, không sụt lở.
• Thí nghiệm không thực hiện khi trời mưa hoặc bề mặt quá ướt.

Nếu anh/chị cần, tôi có thể:

• Soạn bản chuẩn SEO cho website
• Hoặc thiết kế nội dung dạng bài viết chuyên môn có hình minh họa
• Hoặc trình bày theo form biểu mẫu phòng thí nghiệm LAS-XD