ISO 17892 Khảo sát và thử nghiệm địa kỹ thuật - Thử nghiệm đất trong phòng thí nghiệm

Tiêu chuẩn “ISO 17892 Điều tra và thử nghiệm địa kỹ thuật - Thử nghiệm đất trong phòng thí nghiệm ”, do Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) ban hành , bao gồm các tiểu mục sau được công bố cùng tên:

• Tiêu chuẩn ISO 17892-1 Phần 1: Xác định hàm lượng nước mô tả phương pháp xác định hàm lượng nước trong đất. Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc xác định hàm lượng nước (độ ẩm) của mẫu thử đất trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp sấy lò trong bối cảnh điều tra địa kỹ thuật. Hàm lượng nước là yếu tố thiết yếu để phân loại đất tự nhiên và là tiêu chí kiểm soát trong đất đầm nén lại, được đo trong các mẫu được sử dụng trong hầu hết các thử nghiệm hiện trường và trong phòng thí nghiệm. Phương pháp sấy lò là quy trình xác định được sử dụng trong thực hành phòng thí nghiệm thông thường. Quy trình thực tế để xác định hàm lượng nước trong đất là xác định khối lượng bị mất trong quá trình sấy mẫu thử đến khối lượng không đổi trong lò sấy được kiểm soát ở nhiệt độ quy định. Khối lượng bị mất được giả định là do nước tự do và được tham chiếu đến khối lượng khô còn lại của các hạt rắn. Tiêu chuẩn này đáp ứng các yêu cầu để xác định hàm lượng nước trong đất cho các điều tra và thử nghiệm địa kỹ thuật theo EN 1997-1 và EN 1997-2.
• Tiêu chuẩn “ISO 17892-2 Phần 2: Xác định khối lượng riêng” mô tả ba phương pháp để xác định khối lượng riêng của đất:
  • Phương pháp đo tuyến tính: Phương pháp này phù hợp để xác định khối lượng riêng của mẫu đất có hình dạng đều đặn, bao gồm cả các mẫu được chuẩn bị cho các thử nghiệm khác. Các mẫu được sử dụng là hình lăng trụ chữ nhật hoặc hình trụ có tiết diện tròn.
  • Phương pháp ngâm chất lỏng: Phương pháp này liên quan đến việc xác định khối lượng riêng của mẫu đất tự nhiên hoặc đất nén chặt bằng cách đo khối lượng của nó trong không khí và khối lượng biểu kiến ​​khi lơ lửng trong chất lỏng. Phương pháp này có thể được sử dụng khi có sẵn các mẫu vật liệu có kích thước phù hợp.
  • Phương pháp dịch chuyển chất lỏng: Phương pháp này liên quan đến việc xác định khối lượng riêng của mẫu đất bằng cách đo khối lượng của mẫu trong không khí và khối lượng chất lỏng bị dịch chuyển khi ngâm. Phương pháp này có thể được sử dụng khi có sẵn các mảnh vật liệu có kích thước phù hợp.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc xác định khối lượng riêng của đất trong phòng thí nghiệm trong phạm vi khảo sát địa kỹ thuật.

Nếu sử dụng phương pháp ngâm chất lỏng hoặc phương pháp dịch chuyển chất lỏng và có khả năng chất lỏng thấm vào mẫu (ví dụ: nước), cần phủ mẫu trước khi thử nghiệm để ngăn chất lỏng thấm vào. Khối lượng riêng của đất rất hữu ích trong việc xác định ứng suất phủ tại chỗ theo độ sâu. Nếu cần, khối lượng riêng khô của mẫu có thể được tính toán dựa trên khối lượng riêng và hàm lượng nước, nếu biết.

Tiêu chuẩn này đáp ứng các yêu cầu xác định khối lượng riêng của đất để khảo sát và thử nghiệm địa kỹ thuật theo tiêu chuẩn EN 1997-1 và EN 1997-2.

• Tiêu chuẩn ISO 17892-3 Phần 3: Xác định mật độ hạt mô tả các phương pháp xác định mật độ hạt của đất. Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc xác định mật độ hạt đất trong phòng thí nghiệm cho các khảo sát địa kỹ thuật và mô tả hai phương pháp: phương pháp tỷ trọng kế dịch chuyển chất lỏng và phương pháp tỷ trọng kế dịch chuyển khí. Phương pháp tỷ trọng kế chất lỏng được mô tả trong tiêu chuẩn này áp dụng cho các loại đất có kích thước hạt dưới khoảng 4 mm hoặc đất được nghiền để đáp ứng yêu cầu này. Tỷ trọng kế lớn hơn được sử dụng cho các vật liệu thô hơn. Kích thước hạt của đất phù hợp để thử nghiệm tỷ trọng kế khí bị giới hạn bởi kích thước bình chứa mẫu của tỷ trọng kế khí cụ thể được sử dụng. Tiêu chuẩn này đáp ứng các yêu cầu để xác định mật độ hạt của đất cho các khảo sát và thử nghiệm địa kỹ thuật theo EN 1997-1 và EN 1997-2. Sự hiện diện của muối hòa tan trong nước lỗ rỗng có thể ảnh hưởng đến kết quả của các thử nghiệm này. Các kỹ thuật để bù cho muối hòa tan có sẵn nhưng nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.
• Tiêu chuẩn ISO 17892-4 Phần 4: Xác định Phân bố Kích thước Hạt mô tả phương pháp xác định phân bố kích thước hạt của đất. Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc xác định phân bố kích thước hạt của mẫu đất thử nghiệm trong phòng thí nghiệm để nghiên cứu địa kỹ thuật bằng cách sàng, lắng đọng, hoặc kết hợp cả hai. Phân bố kích thước hạt là một trong những tính chất vật lý quan trọng nhất của đất. Phân loại đất chủ yếu dựa trên phân bố kích thước hạt. Nhiều tính chất địa kỹ thuật và địa thủy văn của đất có liên quan đến phân bố kích thước hạt. Phân bố kích thước hạt cung cấp một mô tả về đất dựa trên việc chia kích thước hạt thành các lớp riêng biệt. Kích thước của mỗi lớp có thể được xác định bằng cách sàng hoặc lắng đọng. Đất thô thường được thử nghiệm bằng sàng, nhưng đất mịn và đất hỗn hợp thường được thử nghiệm bằng cách kết hợp sàng và lắng đọng, tùy thuộc vào thành phần đất. Phương pháp sàng được mô tả có thể áp dụng cho tất cả các loại đất không xi măng có kích thước hạt nhỏ hơn 125 mm. Có hai phương pháp lắng đọng được mô tả: phương pháp tỷ trọng kế và phương pháp pipet. Tiêu chuẩn này đáp ứng các yêu cầu về thử nghiệm phân bố kích thước hạt theo EN 1997-2.
• Tiêu chuẩn "ISO 17892-5 Phần 5: Thử nghiệm Oedometer Tải trọng Gia tăng" mô tả các phương pháp xác định độ nén của đất bằng cách gia tải trong một oedometer. Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc xác định các đặc tính nén và biến dạng của đất trong phòng thí nghiệm trong bối cảnh khảo sát địa kỹ thuật. Thử nghiệm oedometer được thực hiện trên một mẫu thử hình trụ được giới hạn ngang bởi một vòng cứng. Mẫu được chịu các mức gia tải hoặc dỡ tải dọc trục riêng biệt và được phép xả tải dọc trục từ các bề mặt trên và dưới. Các thử nghiệm có thể được thực hiện trên các mẫu còn nguyên vẹn, đã đúc lại, đã đầm nén lại hoặc đã tái tạo. Đường ứng suất và điều kiện thoát nước trong móng thường là ba chiều, và các giá trị tính toán về cả độ lớn và tỷ lệ sụt lún có thể xảy ra. Kích thước nhỏ của mẫu thường không thể hiện đầy đủ các đặc điểm kết cấu được tìm thấy trong đất tự nhiên. Các phân tích thử nghiệm cố kết thường dựa trên giả định rằng đất đã bão hòa. Trong đất chưa bão hòa, một số thông số thu được có thể không phù hợp. Tiêu chuẩn này đáp ứng các yêu cầu để xác định tính chất nén của đất trong máy đo độ nén để khảo sát và thử nghiệm địa kỹ thuật theo tiêu chuẩn EN 1997-1 và EN 1997-2.
• Tiêu chuẩn ISO 17892-6 Phần 6: Thí nghiệm hình nón rơi mô tả phương pháp kiểm tra chỉ số cường độ không thoát nước của cả mẫu đất hạt mịn nguyên vẹn và đã cải tạo bằng phương pháp hình nón rơi. Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc ước tính cường độ cắt không thoát nước của mẫu đất trong điều tra địa kỹ thuật. Trong thí nghiệm hình nón rơi, một hình nón được thả rơi với đầu nhọn về phía mẫu đất, và độ xuyên thấu của hình nón vào đất được đo. Các giá trị độ xuyên thấu được sử dụng để ước tính cường độ cắt không thoát nước.

Thí nghiệm hình nón rơi tạo ra lực cắt phức tạp trong mẫu thử và không đại diện cho cả thí nghiệm nén ba trục thẳng đứng và thí nghiệm cắt ngang. Tuy nhiên, phép thử chỉ số này có thể tương quan với một số ước tính về cường độ cắt không thoát nước được xác định bằng các phương pháp thí nghiệm khác trong phòng thí nghiệm. Do thí nghiệm được thực hiện trên một mẫu phòng thí nghiệm nhỏ, kết quả có thể không phù hợp với các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm được thực hiện trên các mẫu lớn hơn. Ngoài ra, mẫu thử có thể không đại diện đầy đủ cho đất ở trạng thái tự nhiên tại hiện trường; ví dụ, mẫu thử có thể không có các vết nứt tại chỗ cách nhau lớn hơn kích thước mẫu. Do đó, phép thử có thể được coi là ước tính cường độ cắt không thoát nước chứ không phải là phép đo thực sự. Tỷ lệ giữa cường độ cắt tái tạo và cường độ cắt nguyên vẹn có thể được sử dụng để ước tính độ nhạy của mẫu đất. Việc đo cường độ cắt theo thời gian có thể được sử dụng để đánh giá khả năng phục hồi cường độ lưu biến của mẫu đất tái tạo. Tài liệu này đáp ứng các yêu cầu về thử nghiệm chỉ số cường độ của đất phục vụ khảo sát và thử nghiệm địa kỹ thuật theo EN 1997-1 và EN 1997-2.

• Tiêu chuẩn ISO 17892-7 Phần 7: Thí nghiệm nén không giới hạn mô tả phương pháp thí nghiệm nén không giới hạn. Tiêu chuẩn này áp dụng để xác định cường độ nén không giới hạn của mẫu đất đồng nhất đã được làm nguyên, đầm nén lại, đúc lại hoặc tái tạo dưới tác dụng của tải trọng nén trong điều tra địa kỹ thuật. Phương pháp thí nghiệm này hữu ích để ước tính cường độ cắt không thoát nước của đất. Cần lưu ý rằng quá trình thoát nước không bị cản trở trong quá trình thí nghiệm này. Do đó, giá trị ước tính của cường độ cắt không thoát nước chỉ có giá trị đối với đất có độ thấm thấp và thoát nước không đủ trong quá trình thí nghiệm. Tiêu chuẩn này đáp ứng các yêu cầu về thí nghiệm áp lực không giới hạn cho điều tra và thử nghiệm địa kỹ thuật theo EN 1997-1 và EN 1997-2.
• Tiêu chuẩn ISO 17892-8 Phần 8: Thí nghiệm nén ba trục chưa cố kết, chưa thoát nước mô tả phương pháp thí nghiệm nén ba trục chưa cố kết, chưa thoát nước. Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc xác định cường độ cắt ba trục chưa cố kết trong phòng thí nghiệm dưới tác dụng của tải trọng nén trong bối cảnh khảo sát địa kỹ thuật. Một mẫu hình trụ, có thể bao gồm đất nguyên vẹn, đất đã đầm nén lại, đất đã đúc lại hoặc đất tái tạo, được chịu kéo đẳng hướng trong điều kiện không thoát nước và sau đó bị cắt trong điều kiện không thoát nước. Phép thử này cho phép xác định cường độ cắt và mối quan hệ ứng suất-biến dạng theo ứng suất tổng. Các quy trình không chuẩn, chẳng hạn như các phép thử đo áp suất lỗ rỗng hoặc các phép thử có thoát nước lọc, không thuộc phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn này. Tiêu chuẩn này đáp ứng các yêu cầu đối với các phép thử nén ba trục chưa cố kết, chưa thoát nước cho các khảo sát và thử nghiệm địa kỹ thuật theo EN 1997-1 và EN 1997-2.
• Tiêu chuẩn "ISO 17892-9 Phần 9: Thí nghiệm nén ba trục cố kết trên đất bão hòa nước" mô tả phương pháp thí nghiệm nén ba trục cố kết trên đất bão hòa nước. Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc xác định cường độ cắt ba trục trong phòng thí nghiệm dưới tác dụng của tải trọng nén trong bối cảnh khảo sát địa kỹ thuật. Một mẫu hình trụ, có thể bao gồm đất nguyên vẹn, đất đầm nén lại, đất đúc lại hoặc đất tái tạo, được chịu ứng suất đẳng hướng hoặc dị hướng trong điều kiện thoát nước và sau đó bị cắt trong điều kiện không thoát nước hoặc thoát nước. Phép thử này cho phép xác định cường độ cắt, mối quan hệ ứng suất-biến dạng và đường ứng suất hiệu dụng. Tất cả ứng suất và biến dạng được biểu thị dưới dạng giá trị số dương khi nén.

Tiêu chuẩn này cung cấp một phép thử cho một mẫu duy nhất. Cần tối thiểu ba bộ thử nghiệm liên quan để xác định các thông số cường độ cắt từ các phép thử này. Quy trình đánh giá kết quả được nêu trong phụ lục tiêu chuẩn (Phụ lục B), và, nếu cần, các thông số cường độ cắt sẽ được nêu trong báo cáo.

Các thủ tục đặc biệt sau đây không được đề cập đầy đủ trong thủ tục này:

• Kiểm tra bằng đầu bôi trơn
• Các bài kiểm tra nhiều giai đoạn
• Kiểm tra cố kết ứng suất ngang bằng không
• Các thử nghiệm với phép đo ứng suất cục bộ hoặc phép đo áp suất lỗ rỗng cục bộ
• Các thử nghiệm không có màng cao su
• Các bài kiểm tra mở rộng
• Thử nghiệm cắt với sự thay đổi áp suất tế bào

Tuy nhiên, các thử nghiệm cụ thể này có thể tham chiếu đến các quy trình chung được mô tả trong tiêu chuẩn này. Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu đối với các thử nghiệm nén ba trục cố kết phục vụ công tác khảo sát và thử nghiệm địa kỹ thuật theo EN 1997-1 và EN 1997-2.

• Tiêu chuẩn ISO 17892-10 Phần 10: Thử nghiệm cắt trực tiếp mô tả hai phương pháp thử nghiệm trong phòng thí nghiệm để xác định cường độ cắt hiệu dụng của đất trong điều kiện cố kết và thoát nước bằng cách sử dụng hộp cắt hoặc thiết bị cắt vòng. Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc xác định trong phòng thí nghiệm các thông số cường độ cắt hiệu dụng của đất chịu cắt trực tiếp trong bối cảnh khảo sát địa kỹ thuật. Các thử nghiệm trong tiêu chuẩn này áp dụng cho đất nguyên dạng, đất được đầm nén lại, đất được đầm nén lại hoặc đất tái tạo. Quy trình này mô tả các yêu cầu để xác định cường độ cắt của mẫu đất dưới một ứng suất thẳng đứng (vuông góc) duy nhất.

Thông thường, ba hoặc nhiều mẫu đất tương tự nhau được chuẩn bị để cắt dưới ba hoặc nhiều áp lực thẳng đứng khác nhau nhằm xác định các thông số cường độ cắt theo Phụ lục B. Các quy trình cụ thể để chuẩn bị và thử nghiệm mẫu, chẳng hạn như các thử nghiệm liên quan đến tải trọng lũy ​​tiến và cắt trước hoặc giao diện giữa đất và các vật liệu khác, không được đề cập trong các quy trình của tiêu chuẩn này. Tiêu chuẩn này đáp ứng các yêu cầu để xác định cường độ cắt thoát nước của đất chịu cắt trực tiếp cho khảo sát và thử nghiệm địa kỹ thuật theo EN 1997-1 và EN 1997-2.

• Tiêu chuẩn "ISO 17892-11 Phần 11: Thử nghiệm độ thấm" mô tả các phương pháp xác định đặc tính dòng chảy nước trong đất trong phòng thí nghiệm. Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc xác định hệ số thấm của đất trong phòng thí nghiệm thuộc phạm vi khảo sát địa kỹ thuật. Tiêu chuẩn này đáp ứng các yêu cầu về xác định hệ số thấm của đất trong phòng thí nghiệm cho các khảo sát và thử nghiệm địa kỹ thuật theo EN 1997-1 và EN 1997-2.
• Tiêu chuẩn ISO 17892-12 Phần 12: Xác định giới hạn chảy và dẻo mô tả các phương pháp xác định giới hạn chảy và dẻo của đất. Các phương pháp này bao gồm hai giới hạn Atterberg đối với đất. Giới hạn chảy là hàm lượng nước mà tại đó đất chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái dẻo. Tiêu chuẩn này mô tả cách xác định giới hạn chảy của mẫu đất tự nhiên hoặc mẫu đất đã loại bỏ vật liệu lớn hơn khoảng 0,4 mm. Tiêu chuẩn này mô tả hai phương pháp: phương pháp hình nón rơi và phương pháp Casagrande. Không nên nhầm lẫn phương pháp hình nón rơi trong tiêu chuẩn này với phương pháp được mô tả trong ISO 17892-6. Giới hạn dẻo của đất là hàm lượng nước mà tại đó đất không còn dẻo khi tiếp tục sấy khô. Việc xác định giới hạn dẻo thường được thực hiện cùng với việc xác định giới hạn chảy. Cần lưu ý rằng kết quả thử nghiệm phụ thuộc vào đánh giá của người thực hiện và sẽ có một số thay đổi trong kết quả.
• Tiêu chuẩn "ISO 17892-13 Phần 13: Thử nghiệm trương nở của đất, đất cứng và đá mềm - Quy trình chu kỳ mẫu đơn" mô tả các phương pháp xác định đặc tính trương nở của đá mềm hoặc đất cứng trong ô đo độ võng, tức là biến dạng ngang hạn chế dưới tác dụng của tải trọng dọc trục. Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc xác định áp suất và ứng suất trương nở trong phòng thí nghiệm trong bối cảnh khảo sát địa kỹ thuật. Kết quả của các thử nghiệm trương nở được sử dụng để thiết kế các giá đỡ và lớp lót bằng đá và đất cho các công trình đào và đào hầm trong đá trương nở nhằm ngăn ngừa các hư hỏng lớn ngoài ý muốn do trương nở. Thử nghiệm trương nở được thực hiện trên một mẫu hình trụ nguyên vẹn. Đầu tiên, mẫu được gia tải đến trạng thái ứng suất tại chỗ ở trạng thái khô, sau đó được dỡ tải, rồi lại được nạp lại đến ứng suất thiết kế dự kiến. Mẫu được ngâm trong điều kiện ứng suất không đổi và sau đó được dỡ tải.

Với nhiều năm kinh nghiệm hỗ trợ doanh nghiệp trên mọi lĩnh vực với đa dạng các hoạt động thử nghiệm, đo lường, phân tích và đánh giá, chúng tôi sở hữu đội ngũ nhân viên hùng hậu, luôn theo sát sự phát triển khoa học công nghệ toàn cầu và không ngừng cải tiến. Trong bối cảnh đó, chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ thử nghiệm theo tiêu chuẩn "ISO 17892 Nghiên cứu và Thử nghiệm Địa kỹ thuật - Thử nghiệm trong Phòng thí nghiệm Đất".