"\r\n\r\n\r\n\r\n\r\nTCVN\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n

\r\n\r\n

TIÊU\r\nCHUẨN QUỐC GIA

\r\n\r\n

TCVN\r\n10323:2014

\r\n\r\n

ĐÁ\r\nXÂY DỰNG - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN CẮT TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

\r\n\r\n

Rock - Laboratory\r\nmethods for determination of shear resistance

\r\n\r\n

Lời nói đầu

\r\n\r\n

TCVN 10323:2014 do Viện Khoa học Thủy\r\nlợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục\r\nTiêu chuẩn đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

\r\n\r\n

ĐÁ XÂY DỰNG -\r\nPHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN CẮT TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

\r\n\r\n

Rock - Laboratory\r\nmethods for determination of shear resistance

\r\n\r\n

1. Phạm vi áp dụng

\r\n\r\n

Tiêu chuẩn này quy định các phương\r\npháp xác định độ bền cắt của các loại đá trong phòng thí nghiệm, dùng cho xây dựng.

\r\n\r\n

2. Tài liệu viện dẫn

\r\n\r\n

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết\r\ncho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi\r\nnăm công bố thì áp dụng bản\r\nđược nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn\r\nkhông ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất,\r\nbao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

\r\n\r\n

TCVN 8733:2012, Đá xây dựng công trình thủy\r\nlợi - Phương pháp lấy mẫu, vận chuyển, lựa chọn và bảo quản mẫu đá cho các thí nghiệm\r\ntrong phòng.

\r\n\r\n

TCVN 10321:2014, Đá xây dựng - Phương\r\npháp xác định độ ẩm, độ hút nước trong phòng thí nghiệm.

\r\n\r\n

TCVN 10322:2014, Đá xây dựng - Phương\r\npháp xác định khối lượng thể tích trong phòng thí nghiệm.

\r\n\r\n

3. Thuật ngữ và định\r\nnghĩa

\r\n\r\n

Trong tiêu chuẩn này sử dụng\r\ncác thuật ngữ và định nghĩa sau:

\r\n\r\n

3.1

\r\n\r\n

Độ bền cắt (hay\r\ncòn gọi là ứng suất\r\ncắt) của đá (Shear resistance\r\nof rock)

\r\n\r\n

Khả năng kháng lại sự dịch chuyển của một phần\r\nmẫu đá đối với phần còn lại, được xác định\r\nbằng tỷ số giữa lực phá vỡ lớn nhất khi\r\ncắt (P, kN) với diện tích mặt cắt của mẫu thử (S = d x h,\r\nm²), ký hiệu là t, tính bằng MegaPascal (MPa).

\r\n\r\n

CHÚ THÍCH: Quan hệ giữa độ bền cắt (t) và ứng suất pháp\r\ntuyến (σ) được đơn giản hóa dưới dạng đường thẳng bởi công thức Culông

\r\n\r\n

t = σ tgφ + C

\r\n\r\n

Các trị số φ và C là\r\ncác tham số đặc trưng\r\ncho độ bền cắt của đá; C tính bằng MPa, φ bằng độ.

\r\n\r\n

3.2

\r\n\r\n

Mẫu thử đúng\r\nquy cách (Standard specimen)

\r\n\r\n

Mẫu thử có dạng hình học chính tắc\r\ntheo quy định.

\r\n\r\n

3.3

\r\n\r\n

Mẫu thử bán quy cách (Semi - standard\r\nspecimen)

\r\n\r\n

Mẫu thử có hai mặt song song nhau và\r\n4 mặt còn lại không song song nhau.

\r\n\r\n

3.4

\r\n\r\n

Trạng thái khô gió (Aeration state)

\r\n\r\n

Trạng thái mẫu thử được đặt ở điều\r\nkiện độ ẩm, nhiệt độ của phòng thí nghiệm trong thời gian đủ dài, thông thường\r\nkhông ít hơn 5 ngày.

\r\n\r\n

3.5

\r\n\r\n

Trạng thái bão hòa (Saturated state)

\r\n\r\n

Trạng thái mẫu thử được ngâm trong nước\r\nđến khối lượng không đổi.

\r\n\r\n

3.6

\r\n\r\n

Trạng thái ẩm tự nhiên (Natural moisture\r\nstate)

\r\n\r\n

Trạng thái mẫu thử được đặt ở độ ẩm tự nhiên.

\r\n\r\n

4. Quy định chung

\r\n\r\n

4.1. Mẫu đá\r\ndùng cho thí nghiệm phải đảm bảo chất lượng và đủ số lượng theo TCVN\r\n8733: 2012.

\r\n\r\n

4.2. Yêu cầu\r\nđối với mẫu thử

\r\n\r\n

4.2.1. Các mẫu\r\nđá lấy từ hiện trường,\r\nđược khoan, cưa (cắt), mài phẳng, để tạo ra ít nhất 6 viên đá hình trụ\r\n(càng nhiều hơn càng tốt), có đường kính (D) bằng chiều cao (h)\r\nvà tối thiểu bằng 42 mm, hoặc khối vuông có các cạnh trong khoảng từ 42 mm đến 50 mm.

\r\n\r\n

4.2.2. Đối với\r\nmẫu thử hình trụ, đường\r\nkính\r\ncần lớn hơn 11 lần đường kính\r\nhạt khoáng vật lớn nhất và không nhỏ\r\nhơn 42 mm.

\r\n\r\n

- Đường kính và chiều cao, phải được\r\ngia công chính xác\r\nvới sai số không quá 0,5 %.

\r\n\r\n

- Hai mặt đáy phải song song nhau và\r\nthẳng góc với đường\r\nsinh, độ nghiêng cho phép không lớn hơn 0,05 mm; phải được mài nhẵn và phẳng, độ phẳng\r\ncho phép nhỏ hơn 0,02 mm.

\r\n\r\n

- Độ ôvan (không tròn) của\r\ntiết diện mẫu thử\r\nkhông vượt quá 0,05 mm.

\r\n\r\n

4.2.3. Đối với\r\nmẫu thử hình khối lập phương, các mặt phải được mài nhẵn, độ nhám cho phép\r\nkhông lớn hơn 0,05 mm;\r\ncác mặt đối diện phải song song với nhau, các mặt liền kề phải vuông\r\ngóc với nhau.

\r\n\r\n

4.2.4. Các viên\r\nmẫu thử, sau khi đã gia công hoàn chỉnh, phải được đánh số hiệu đúng với\r\nsố hiệu mẫu.

\r\n\r\n

4.2.5. Các mẫu\r\nthí nghiệm ở trạng thái khô gió hoặc bão hòa cần được chuẩn\r\nbị theo quy định trong 6.3.4 và 6.3.5.

\r\n\r\n

4.2.6. Số lượng\r\nviên mẫu thử gia công hoàn chỉnh của một mẫu thí nghiệm ở cùng một điều kiện\r\nthí nghiệm phụ thuộc vào mức độ đồng nhất của mẫu đá và không ít hơn 3 viên.

\r\n\r\n

4.3. Thiết bị thí nghiệm

\r\n\r\n

4.3.1. Máy nén\r\nthủy lực có mức gia tải tối đa từ 600 kN đến 2 000 kN, có khả năng\r\ntruyền tải trọng với tốc độ từ 0,5 MPa đến 1,0 MPa trên giây, và đo\r\nlực chính xác đến\r\n1%. Máy nén sử dụng trong thí nghiệm phải được kiểm định đúng định kỳ\r\ntheo quy định.

\r\n\r\n

4.3.2. Máy nén\r\nphải có khớp cầu tự lực ở tấm nén trên và bộ phận định tâm ở tấm nén dưới,\r\ncác tấm nén có độ cứng\r\nkhông nhỏ hơn 50 HRC, độ nhẵn bề mặt cho phép là 0,025mm.

\r\n\r\n

5. Nguyên tắc chung

\r\n\r\n

Cơ sở của phương pháp là dựa vào nguyên\r\nlý phân tích lực trên một mặt phẳng nghiêng, nhờ sử dụng bộ khuôn đặc biệt để\r\nđiều chỉnh mẫu thí nghiệm nằm nghiêng theo một góc định trước so với\r\nphương tác dụng lực nén; được thể hiện ở Hình 1.

\r\n\r\n\r\n \r\n \r\n \r\n \r\n

\r\n

CHÚ DẪN:

\r\n

1- Bàn nén truyền lực

\r\n

2- Khuôn tạo góc

\r\n

3- Khuôn giữ mẫu

\r\n

4- Hệ thống con lăn

\r\n

P- Tải trọng nén tác dụng

\r\n

\r\n\r\n

Hình 1 - Sơ đồ thí nghiệm\r\ncắt theo góc nghiêng định trước

\r\n\r\n

Khi tải trọng nén P tác dụng\r\nlên mẫu dưới góc nghiêng α (như trên Hình 2) thì ứng suất\r\nσ = P/S (S - diện tích mặt cắt), MPa, sẽ phân thành ứng suất\r\ntiếp tuyến\r\nt và ứng suất\r\npháp tuyến σ_p. Khi ứng suất tiếp tuyến t vượt quá sức\r\nchống cắt của đá thì sẽ xảy ra hiện tượng cắt trượt. Với việc nén mẫu thử ở các\r\ngóc nghiêng\r\nkhác nhau sẽ thu được các giá trị ứng suất pháp tuyến σ_p và ứng suất\r\ntiếp tuyến (ứng suất cắt) t tương ứng.

\r\n\r\n

Hình 2 - Sơ đồ phân\r\ntích lực

\r\n\r\n

Mỗi mẫu thí nghiệm được tiến hành nén ở\r\nnhiều góc nghiêng\r\nkhác nhau (thường được thực\r\nhiện ở ba góc nghiêng 30°, 45°, 60°) và\r\ndựng được đường cong quan hệ giữa ứng suất pháp tuyến (σ_p)\r\ntrung bình và ứng suất\r\ntiếp tuyến (t) trung bình\r\ngọi là đường bao giới hạn (xem hình 3).

\r\n\r\n

Hình 3 - Đồ thị phân\r\ntích thí nghiệm cắt biến góc

\r\n\r\n

Trong thực tế để xác định được\r\ncác thông số lực đính kết đơn vị C\r\nvà góc ma sát trong φ chỉ cần thí nghiệm cắt theo hai góc nghiêng 45° và 60° là\r\nđủ.

\r\n\r\n

6. Phương pháp cắt\r\ntheo góc nghiêng định trước (Phương pháp cắt biến góc) trên mẫu đúng quy cách

\r\n\r\n

6.1. Phạm vi\r\náp dụng

\r\n\r\n

Phương pháp này áp dụng cho các mẫu đá\r\ncó thể gia công được các mẫu thử có hình khối chuẩn (khối trụ tròn hoặc khối lập\r\nphương).

\r\n\r\n

6.2. Thiết bị, dụng cụ

\r\n\r\n

6.2.1. Thiết bị\r\nđể gia công mẫu đá: máy khoan; máy cắt đĩa kim cương; máy mài với đĩa mài kim\r\ncương; (cát mài corinđon với các cỡ hạt khác nhau dùng cho máy mài với đĩa mài bằng thép).

\r\n\r\n

6.2.2. Máy nén\r\nthủy lực đáp ứng đúng yêu cầu nêu trong 4.3.

\r\n\r\n

6.2.3. Bộ khuôn\r\ngá phù hợp với hình dạng mẫu thí nghiệm bao gồm:

\r\n\r\n

- Khuôn tạo góc nghiêng (hình 4) bằng\r\nthép có cấu\r\ntạo\r\nsao cho giữ được khuôn chứa mẫu nằm nghiêng ở các góc 45° và 60°\r\nkhi tiến hành thí nghiệm;

\r\n\r\n

- Khuôn giữ mẫu bằng thép gồm hai nửa khối\r\ntrụ hoặc khối vuông có đáy (Hình 5,a) với các kích thước khác nhau để có thể lựa\r\nchọn sao cho phù hợp với kích thước của mẫu thử;

\r\n\r\n

- Bộ (hệ thống) con lăn bằng thép (Hình 5,b);

\r\n\r\n

6.2.4. Các thiết\r\nbị, dụng cụ khác:

\r\n\r\n

- Thùng để ngâm mẫu;

\r\n\r\n

- Thước kẹp cơ khí, độ chính xác đến\r\n0,1 mm;

\r\n\r\n

- Thước đo vuông góc;

\r\n\r\n

- Đồng hồ bấm giây;

\r\n\r\n

- Sổ ghi chép kết quả. (xem phụ lục A)

\r\n\r\n\r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n

\r\n \r\n	\r\n \r\n
\r\n Hình 4 - Bộ khuôn tạo\r\n góc nghiêng \r\n	\r\n Hình 5 - Bộ\r\n khuôn giữ mẫu và hệ thống\r\n con lăn \r\n

\r\n\r\n

6.3. Chuẩn bị mẫu

\r\n\r\n

6.3.1. Kiểm tra\r\ntừng viên mẫu thử, để đảm bảo chắc chắn khâu gia công mẫu đáp ứng\r\nđúng yêu cầu trong 4.2.2 và 4.2.3. Mô tả cho từng viên mẫu thử về tên đá, đặc\r\nđiểm kiến trúc, cấu tạo, tính phân\r\nlớp, nứt nẻ..v.v...

\r\n\r\n

6.3.2. Đo và\r\nghi lại chiều cao, đường kính (đối với mẫu khối trụ) hoặc các cạnh (đối với mẫu\r\nkhối vuông) của từng viên mẫu thử với độ chính xác tới 0,01 mm. Cách đo tiến\r\nhành ngẫu nhiên với:

\r\n\r\n

- mẫu khối trụ: đo hai giá trị đường\r\nkính vuông góc nhau ở vị trí giữa thỏi, và ở hai vị trí gần cuối đầu thỏi;\r\nlấy trị số trung\r\nbình của sáu lần\r\nđo trên.\r\nĐo chiều cao mẫu từ ba đến bốn giá trị để tính trị số trung bình.

\r\n\r\n

- mẫu khối vuông: mỗi cặp cạnh đo\r\ntừ ba đến bốn giá trị để tính trị số\r\ntrung bình.

\r\n\r\n

6.3.3. Vẽ mặt\r\ncắt dự kiến lên mặt bên và mặt đáy của từng viên mẫu thử và\r\nchia ra thành hai nhóm để thí nghiệm\r\ncắt ở hai góc khác nhau. Yêu cầu các viên đá trong mỗi nhóm phải đại diện cho cả\r\nmẫu đá đồng đều về mức độ phong\r\nhóa, thành phần kiến trúc, cấu tạo...

\r\n\r\n

6.3.4. Nếu thí\r\nnghiệm ở trạng thái khô gió phải đảm bảo mẫu thử sau khi gia công xong được để\r\ntrong phòng không ít hơn 5 ngày.

\r\n\r\n

6.3.5. Nếu thí nghiệm ở\r\ntrạng thái bão hòa, mẫu thử được xếp thành một lớp vào khay chứa mẫu, đổ nước sạch\r\nvào ngập đến 1/3 chiều\r\ncao mẫu, sau 24 h tiếp tục cho thêm nước để ngập 2/3 chiều cao mẫu, sau 24 h tiếp\r\ntheo cho thêm nước để ngập toàn bộ mẫu, mực nước luôn được giữ cao hơn mặt mẫu không nhỏ hơn 5 cm, thỉnh\r\nthoảng phải đào mẫu để đuổi bọt khí thoát ra ngoài. Tiếp tục ngâm mẫu tới 24\r\nh, lấy mẫu ra,\r\ndùng khăn ẩm lau khô nước rồi đem cân xác định khối\r\nlượng mẫu lần 1. Tiếp tục cho ngâm mẫu trong nước, cứ sau 24 h tiến hành cân mẫu thử một\r\nlần. Nếu giữa 2 lần cân liên tiếp nhau, khối lượng của mẫu tăng không quá\r\n0,2% thì xem\r\nnhư mẫu đã đạt đến khối\r\nlượng không\r\nđổi.\r\nĐặt mẫu thử vào khay ngâm lại như cũ cho đến khi thí nghiệm. Ngay trước khi thí\r\nnghiệm, dùng khăn ẩm lau khô nước, ghi số hiệu mẫu vào bảng ghi chép kết quả\r\nthí nghiệm (bảng A1 - Phụ lục A).

\r\n\r\n

6.4. Cách tiến hành

\r\n\r\n

6.4.1. Dự tính tải trọng\r\nnén (ứng với thí nghiệm cắt) để chọn loại máy nén phù hợp, chọn số vòng đọc thích hợp.

\r\n\r\n

6.4.2. Lắp mẫu\r\nthử vào khuôn giữ mẫu và đặt chúng cùng với khuôn tạo góc lên bàn nén của máy\r\nnén thông qua hệ thống con lăn. Điều chỉnh cho mặt cắt dự kiến đã được vạch\r\ntrên mặt bên nằm đúng giữa\r\nkhe hở của hai nửa khuôn giữ mẫu; Phải đảm bảo mẫu được lắp khít với\r\nkhuôn giữ mẫu, hai mặt nghiêng của hai nửa khuôn tạo góc song\r\nsong nhau có khe hở ở giữa từ 3 mm đến 4 mm và toàn bộ khuôn cắt có chứa mẫu\r\nđược đặt đúng tâm của máy nén.

\r\n\r\n

6.4.3. Điều chỉnh cho bàn nén của máy nén\r\ntrùng khít vào hệ\r\nthống bi lăn của khuôn cắt. Mở máy tăng tải với một lực\r\nnén khoảng 100 N để giữ chặt toàn bộ hệ thống khuôn cắt và mẫu thử.

\r\n\r\n

CHÚ Ý: Để tránh nhầm lẫn, khi sử dụng\r\nkhuôn tạo góc cần phải chọn\r\ncẩn thận để hai nửa\r\nkhuôn có cùng một góc\r\nnghiêng.

\r\n\r\n

6.4.4. Sau đó, tăng tải trọng\r\nliên tục lên mẫu với tốc độ không đổi khoảng từ 0,5 MPa đến 1,0 MPa trên mỗi giây\r\ncho đến khi mẫu bị phá hủy (khi xảy ra\r\nsự cắt trượt giữa hai phần mẫu).

\r\n\r\n

6.4.5. Ghi lại\r\ntải trọng tối\r\nđa phá vỡ mẫu với độ\r\nchính xác 1%; Mô tả mẫu sau khi thí nghiệm, vẽ lại hình dạng mặt cắt.

\r\n\r\n

6.4.6. Lặp lại\r\ncác bước từ 6.4.1 đến 6.4.5 cho các viên mẫu tiếp theo, đảm bảo không ít hơn 3\r\nmẫu thử cho một góc nghiêng; mỗi mẫu đã được tiến hành thí nghiệm\r\nở hai góc nghiêng 45° và 60°.

\r\n\r\n

CHÚ THÍCH:

\r\n\r\n

1- Mẫu đá có cấu tạo phân lớp, tùy theo yêu cầu có thể tiến hành thí nghiệm\r\ncắt vuông góc với mặt lớp, song song với mặt lớp hoặc cả hai; việc này phải được\r\nchuẩn bị từ khâu gia\r\ncông mẫu.

\r\n\r\n

2- Với mẫu được thí nghiệm ở trạng thái bão hòa: sau khi kiểm tra mẫu đã đạt yêu cầu bão hòa,\r\nthì được vớt ra và dùng khăn ẩm lau khô nước\r\ntrước khi thực hiện các bước từ 6.4.1 đến 6.4.6

\r\n\r\n

6.5. Biểu thị kết quả

\r\n\r\n

6.5.1. Ứng suất\r\ntiếp tuyến t\r\nvà ứng suất pháp tuyến σ_p được tính theo công\r\nthức 1:

\r\n\r\n

; , (1)

\r\n\r\n

trong đó:

\r\n\r\n

P là tải trọng lớn nhất\r\ntại thời điểm mẫu\r\nbị phá hủy (cắt\r\ntrượt), tính bằng kilôNiutơn, kN;

\r\n\r\n

S là diện tích mặt cắt của\r\nmẫu, m², (S = D x h; trong đó: D -\r\nđường kính mẫu; h - chiều cao mẫu).

\r\n\r\n

α là góc nghiêng\r\nthí nghiệm cắt (bằng 45 ° và 60 °).

\r\n\r\n

Lấy trị trung bình của các lần thí nghiệm\r\ncho mỗi góc cắt. Ứng với từng\r\ngóc cắt khác nhau tính giá trị ứng suất tiếp t (trung bình) và ứng\r\nsuất pháp σ_p\r\n(trung\r\nbình) tương ứng.

\r\n\r\n

6.5.2. Lập đồ thị thí nghiệm\r\ncắt (đồ thị tương quan giữa ứng suất pháp tuyến σ_p và ứng suất\r\ntiếp tuyến t (hình 6).

\r\n\r\n

Hình 6 - Đồ thị thí nghiệm cắt\r\ntheo góc nghiêng định trước

\r\n\r\n

6.5.3. Dựa\r\ntrên đồ thị thí nghiệm cắt (hình 6), tính góc ma sát trong (φ), độ, theo\r\ncông thức 2:

\r\n\r\n

(2)

\r\n\r\n

trong đó:

\r\n\r\n

t₄₅, t₆₀, σ₄₅, σ₆₀ lần lượt là giá\r\ntrị trung bình của\r\nứng suất tiếp tuyến và pháp tuyến ở các góc cắt 45° và 60°

\r\n\r\n

6.5.4. Từ công\r\nthức t = σ tgφ + C,\r\ntính lực dính kết đơn vị (C), MPa,\r\ntheo công thức 3:

\r\n\r\n

C = t₄₅ - σ₄₅x tgφ(3)

\r\n\r\n

6.5.5. Tính hệ số biến thiên (V,%)

\r\n\r\n

6.5.5.1. Độ bền\r\ncắt trung bình của\r\nđá cho mỗi góc cắt được xác định bởi công thức 4:

\r\n\r\n

(4)

\r\n\r\n

6.5.5.2. Số lượng\r\nmẫu thử n nhỏ nhất để có được trị số trung bình tin cậy có\r\ntính đến tính chất không đồng nhất của đá, phù hợp với tỷ số cho phép giữa giá trị\r\nlớn nhất và nhỏ nhất trong loạt mẫu\r\nthử được xác định\r\ntheo công thức 5:

\r\n\r\n\r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n

\r\n

(5)

\r\n

\r\n\r\n

trong đó:

\r\n\r\n

V là hệ số biến thiên của độ bền cắt,\r\n(%).

\r\n\r\n

6.5.5.3. Tính hệ\r\nsố biến thiên của độ bền\r\ncắt theo công thức 6:

\r\n\r\n

(6)

\r\n\r\n

trong đó: là\r\nđộ lệch bình phương\r\ntrung bình được xác định theo công thức sau:

\r\n\r\n

6.5.5.4. Số lượng\r\nmẫu thử ít nhất cho mỗi góc cắt để nhận được trị số trung bình tin cậy\r\nnên lấy như sau:

\r\n\r\n

Bảng 1 - Số mẫu thử cần\r\ncho một góc cắt tính theo độ tin cậy

\r\n\r\n\r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n

\r\n Hệ số biến thiên độ bền cắt V (%) \r\n	\r\n 30 \r\n	\r\n 25 \r\n	\r\n 20 \r\n	\r\n 15 \r\n
\r\n Số mẫu thử cần thiết cho một góc cắt (n) \r\n	\r\n 9 \r\n	\r\n 6 \r\n	\r\n 4 \r\n	\r\n 3 \r\n

\r\n\r\n

CHÚ THÍCH: Sau khi tính toán hệ số biến thiên V, nếu kết quả\r\nkhông phù hợp với điều kiện trên thì phải tiến hành thí nghiệm bổ sung và tính toán lại kết quả

\r\n\r\n

6.5.6. Độ chính\r\nxác và sai số cho phép

\r\n\r\n

Kết quả tính toán hệ số biến thiên V, %\r\nnói lên độ chính xác của phép thử. Độ tin cậy của phép thử đạt yêu\r\ncầu khi số lượng mẫu thử ít nhất cho một mẫu đá phù hợp với Bảng 1.\r\nMỗi mẫu phải tiến hành thí nghiệm\r\ncắt ở hai góc nghiêng và ở\r\nmỗi góc ít nhất ba lần xác định song song. Trường hợp mẫu không đồng nhất cần\r\nphải tăng số lần xác định song song\r\nlên 4, 5 hoặc nhiều\r\nhơn nữa phụ thuộc vào hệ số biến thiên (V), %.

\r\n\r\n

6.6. Báo cáo\r\nthử nghiệm

\r\n\r\n

Báo cáo kết quả của phép thử cần được\r\nbao gồm các thông tin chủ yếu sau:

\r\n\r\n

- Nguồn mẫu bao gồm: tên dự án và địa\r\nđiểm (số\r\nhiệu hố khoan,\r\nsố hiệu mẫu, chiều sâu lấy mẫu, ngày lấy mẫu, người lấy mẫu, số lượng mẫu);

\r\n\r\n

- Tên đá: mô tả thành phần thạch học,\r\nkiến trúc, tên thành hệ, mức độ phong hóa;

\r\n\r\n

- Ngày thí nghiệm và loại máy\r\nthí nghiệm;

\r\n\r\n

- Đường kính và chiều cao của\r\nmẫu thử;

\r\n\r\n

- Điều kiện độ ẩm của mẫu trước khi\r\nthí nghiệm;

\r\n\r\n

- Điều kiện nhiệt độ trong phòng khi\r\nthí nghiệm;

\r\n\r\n

- Hướng trục của lực tác dụng lên mẫu thí nghiệm\r\n(vuông góc, song song hay xiên góc với mặt lớp);

\r\n\r\n

- Tốc độ nén khi thí nghiệm;

\r\n\r\n

- Ứng suất pháp tuyến (trung bình) và ứng\r\nsuất tiếp tuyến (trung bình) của từng góc cắt;

\r\n\r\n

- Góc ma sát trong và lực dính kết đơn vị của mẫu;

\r\n\r\n

- Mô tả\r\nhình dạng mặt cắt của mẫu sau khi thí nghiệm;

\r\n\r\n

- Các quan sát có liên quan,\r\nkhác với những yêu\r\ncầu nêu\r\ntrong phương pháp thí nghiệm.

\r\n\r\n

7. Phương pháp cắt\r\nhai mặt

\r\n\r\n

7.1. Phạm vi áp dụng

\r\n\r\n

Phương pháp cắt hai mặt chỉ áp dụng để\r\nxác định ứng suất cắt t\r\nkhi ứng suất pháp bằng không

\r\n\r\n

7.2. Thiết bị, dụng cụ

\r\n\r\n

- Máy nén có mức gia tải tối đa từ 600 kN\r\nđến 2 000 kN;

\r\n\r\n

- Thiết bị thí nghiệm cắt 2 mặt;

\r\n\r\n

- Máy cưa, máy mài đá;

\r\n\r\n

- Thước kẹp độ chính xác 0,1mm;

\r\n\r\n

- Thước đo vuông góc;

\r\n\r\n

- Đồng hồ bấm giây.

\r\n\r\n

7.3. Chuẩn bị mẫu

\r\n\r\n

7.3.1. Lấy mẫu đá từ\r\nhiện trường đem cưa, mài thành mẫu thí nghiệm hình lăng trụ vuông\r\nkích thước 5 cm x 5 cm x 15 cm.

\r\n\r\n

7.3.2. Hai mặt\r\nchịu nén của mẫu phải song\r\nsong nhau, độ nghiêng cho phép ± 0,1 mm, hai mặt liền kề phải\r\nvuông góc với nhau; mặt chịu nén phía trên phải được mài nhẵn với\r\nđộ phẳng cho phép ± 0,05 mm.

\r\n\r\n

7.3.3. Tùy theo\r\nyêu cầu của công trình mà gia công mẫu để cho phương của tải trọng song song\r\nhoặc thẳng góc với mặt lớp của đá.

\r\n\r\n

7.4. Cách tiến hành

\r\n\r\n

7.4.1. Mô tả mẫu thí nghiệm,\r\nđánh dấu hai mặt cắt\r\ndự kiến, mặt\r\nchịu nén. Đo, tính\r\ndiện tích hai mặt cắt.

\r\n\r\n

7.4.2. Đặt mẫu\r\nthử vào thiết bị cắt theo đúng phương và mặt cắt dự tính, vặn chặt\r\ncác ốc kẹp mẫu (xem Hình 8).

\r\n\r\n

7.4.3. Đặt toàn bộ thiết bị\r\ncắt và mẫu thí nghiệm\r\nvào trung tâm bàn nén của máy nén.

\r\n\r\n

7.4.4. Điều chỉnh\r\ncho hai mặt bàn nén của máy nén\r\ntrùng khít\r\nvào\r\nmặt trên và mặt dưới\r\ncủa khuôn thí nghiệm.

\r\n\r\n

7.4.5. Mở máy,\r\ntăng tải trọng với tốc độ đều từ 0,5 MPa/s đến 1,0 MPa/s cho đến khi mẫu bị cắt hoàn toàn. Ghi\r\nlại tải trọng cuối cùng.

\r\n\r\n

7.4.6. Mô tả mẫu sau khi cắt: hình dạng mặt cắt, phương của mặt cắt so với\r\nphương dự kiến v.v...

\r\n\r\n\r\n \r\n \r\n \r\n \r\n

\r\n

CHÚ DẪN:

\r\n

1- Tấm đệm phân bố lực

\r\n

2- Bu lông kẹp mẫu

\r\n

3- Mẫu thí nghiệm

\r\n

4- Khuôn cắt

\r\n

P- Tải trọng nén

\r\n

\r\n\r\n

Hình 7 - Sơ đồ\r\nthí nghiệm cắt bằng phương pháp cắt 2 mặt

\r\n\r\n

7.5. Biểu thị kết quả

\r\n\r\n

7.5.1. Tính độ bền cắt theo công\r\nthức 7:

\r\n\r\n

(7)

\r\n\r\n

trong đó:

\r\n\r\n

t₀ là ứng suất tiếp trên mặt cắt khi ứng suất\r\npháp σ = 0, tức là giá trị lực dính kết đơn vị C, tính bằng MegaPascal\r\n(MPa)

\r\n\r\n

P là tải trọng phá vỡ, tính bằng\r\nkilôNiutơn (kN)

\r\n\r\n

S là diện tích mặt cắt bằng 2 lần diện tích\r\ntiết diện ngang\r\ncủa mẫu thử, tính bằng mét vuông (m²); S = 2(a x h); trong đó: a:\r\nchiều rộng, h: chiều cao, tính bằng mét (m)

\r\n\r\n

Mỗi mẫu cần tiến hành từ\r\n3 đến 5 mẫu thử, tính trị số\r\ntrung bình theo công thức sau:

\r\n\r\n

7.5.2. Tính hệ số biến\r\nthiên V, (%) theo công thức 8:

\r\n\r\n

Phương pháp thí nghiệm cắt hai mặt hệ\r\nsố biến thiên V, % được tính như sau:

\r\n\r\n

- Hệ số biến thiên:

\r\n\r\n

(8)

\r\n\r\n

- Độ lệch bình phương\r\ntrung bình:

\r\n\r\n

trong đó: t₀_tb là độ bền cắt\r\ntrung bình của mẫu đá, MPa;

\r\n\r\n

t₀_i là độ bền cắt\r\ncủa từng\r\nviên\r\nmẫu thử được thí nghiệm, MPa;

\r\n\r\n

n là số lượng các viên mẫu thử được\r\nthí nghiệm;

\r\n\r\n

V là hệ số biến thiên của phép thử, %.

\r\n\r\n

Kết quả tính toán hệ số biến thiên V,\r\n%, nói lên độ chính xác của phép thử, và cũng từ đó xác định số cục đá\r\ncần thiết cho một\r\nmẫu thí nghiệm (xem ở Bảng\r\n1). Nếu kết quả\r\ntính toán không phù hợp với bảng 1, thì phải thí nghiệm bổ sung và tính toán lại\r\nkết quả.

\r\n\r\n

7.6. Báo cáo\r\nthử nghiệm

\r\n\r\n

Báo cáo kết quả thí nghiệm phải có đầy đủ các thông\r\ntin như nêu\r\ntại\r\n6.6.

\r\n\r\n

Phụ lục A

\r\n\r\n

(Tham khảo)

\r\n\r\n

Bảng ghi chép kết quả thí nghiệm cắt

\r\n\r\n

Bảng A1 - Bảng ghi chép\r\nkết quả thí nghiệm\r\ncắt theo phương pháp cắt biến góc

\r\n\r\n

Đơn vị gửi mẫu:

\r\n\r\n

Ngày lấy mẫu:

\r\n\r\n

Người lấy mẫu:

\r\n\r\n

Ngày bắt đầu thí nghiệm:

\r\n\r\n\r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n

\r\n

Số hiệu mẫu

\r\n

Tên công trình

\r\n

Tên đá

\r\n

Trạng thái thí nghiệm

\r\n

Phương tải trọng so\r\n với mặt lớp

\r\n

Kích thước mẫu (m)

\r\n

Diện tích tiết diện

\r\n

(m²)

\r\n

Góc cắt

\r\n

(độ)

\r\n

Tải trọng phá vỡ

\r\n

(kN)

\r\n

Ứng suất thẳng góc

\r\n

(Mpa)

\r\n

Góc ma sát trong

\r\n

(độ)

\r\n

Ứng suất tiếp tuyến

\r\n

(Mpa)

\r\n

Lực dính kết đơn vị C\r\n (Mpa)

\r\n

Chiều cao

\r\n

Đường kính

\r\n

Từng lần
\r\n TN

\r\n

Trung bình

\r\n

Hệ số b/t
\r\n V %

\r\n

- Mô tả mặt cắt sau khi cắt:…………………………………………………………………………………………………………

\r\n

…………………………………………………………………………………………………………………………………………

\r\n

…………………………………………………………………………………………………………………………………………

\r\n

\r\n\r\n

\r\n\r\n\r\n \r\n \r\n \r\n \r\n

\r\n

\r\n Người\r\n thí nghiệm

\r\n

Ngày tháng năm
\r\n Người\r\n kiểm tra

\r\n

\r\n\r\n

Bảng A2 - Bảng\r\nghi chép kết quả\r\nthí nghiệm cắt theo phương pháp cắt hai mặt

\r\n\r\n

Đơn vị gửi mẫu:

\r\n\r\n

Ngày lấy mẫu:

\r\n\r\n

Người lấy mẫu:

\r\n\r\n

Ngày bắt đầu thí nghiệm:

\r\n

Số hiệu mẫu

\r\n

Tên công trình

\r\n

Trạng thái thí nghiệm

\r\n

Tên đá

\r\n

Phương tải trọng so\r\n với mặt lớp

\r\n

Kích thước mẫu (m)

\r\n

Diện tích tiết diện
\r\n F (m²)

\r\n

Tải trọng phá vỡ P
\r\n (kN)

\r\n

Độ bền cắt
\r\n (t₀), kN/m²

\r\n

Hệ số biến thiên V,\r\n %

\r\n

cao
\r\n (h)

\r\n

rộng
\r\n (a)

\r\n

dài
\r\n (l)

\r\n

Từng lần thí nghiệm

\r\n

Trung bình

\r\n

Mô tả mặt cắt sau khi cắt…………………………………………………………………………………………………………

\r\n

\r\n\r\n

\r\n\r\n\r\n \r\n \r\n \r\n \r\n

\r\n

\r\n Người\r\n thí nghiệm

\r\n

Ngày tháng năm
\r\n Người\r\n kiểm tra

\r\n

\r\n\r\n

Phụ lục B

\r\n\r\n

(Tham khảo)

\r\n\r\n

Phương\r\npháp cắt theo góc nghiêng định trước trên mẫu bán quy cách

\r\n\r\n

B.1 Phạm vi áp dụng

\r\n\r\n

Phương pháp này cho phép tiến hành thí nghiệm\r\ncắt theo góc trên mẫu có hình dạng bất kỳ không cần gia công chính xác.

\r\n\r\n

CHÚ THÍCH: Phương pháp này\r\nchỉ có tính\r\nchất\r\ngần đúng mà công tác gia công mẫu thí nghiệm cũng không đơn giản hơn so với gia\r\ncông mẫu có quy cách vì vậy chỉ áp dụng khi\r\nmẫu đá không thể\r\ngia công được các viên mẫu thử có hình khối chuẩn.

\r\n\r\n

B.2 Thiết bị, dụng cụ

\r\n\r\n

- Thiết bị để gia công mẫu đá:\r\nmáy cắt đĩa kim cương; búa địa chất.

\r\n\r\n

- Máy nén thủy lực đáp ứng được đúng\r\nquy định trong 4.4 của tiêu chuẩn này.

\r\n\r\n

- Khuôn tạo góc nghiêng (xem Hình 3) bằng\r\nthép có cấu tạo sao cho\r\ngiữ được khuôn chứa mẫu nằm nghiêng ở các góc 45° và 60° khi tiến hành\r\nthí nghiệm.

\r\n\r\n

- Khuôn đúc giữ mẫu bằng thép gồm\r\nhai nửa khối vuông có đáy với kích\r\nthước bên trong 7 cm\r\nx 7 cm x 3,4 cm hoặc hai nửa vòng đệm khối tròn có đáy với đường kính và chiều\r\ncao trong bằng 7 cm x 3,4 cm;

\r\n\r\n

- Giấy bìa các-tông, hoặc parafin, chất kết dính (thạch cao,\r\nxi măng đông cứng\r\nnhanh).

\r\n\r\n

- Bộ con lăn bằng thép (xem Hình\r\n4).

\r\n\r\n

- Thùng để đựng mẫu.

\r\n\r\n

- Thước kẹp cơ khí có độ chính xác đến\r\n0,1 mm.

\r\n\r\n

- Thước đo vuông góc.

\r\n\r\n

- Đồng hồ bấm giây.

\r\n\r\n

- Bảng ghi chép kết quả thí nghiệm\r\n(xem phụ lục A).

\r\n\r\n

B.3 Chuẩn bị mẫu

\r\n\r\n

B.3.1 Dùng máy cưa (với các tảng\r\nđá tương đối lớn) cắt thành từng viên nhỏ; lấy búa ghè, đập các tảng đá hay nõn khoan thành\r\nnhững viên có dạng khối,\r\nkích thước từ 5 cm đến 7 cm và phải đảm bảo ba kích thước vuông góc nhau của mẫu\r\nchênh nhau không quá 1,5 lần

\r\n\r\n

B.3.2 Ghi số hiệu mẫu và\r\nđánh dấu mặt cắt dự\r\ntính lên mẫu thử đã gia công xong. Tùy theo yêu cầu thí nghiệm có thể chọn mặt cắt\r\ndự kiến vuông góc hoặc song song với mặt lớp (đối với đá có tính phân lớp).

\r\n\r\n

B.3.3 Mỗi mẫu đá cần gia công\r\ntừ 7 viên đến\r\n10 viên\r\ncó hình dạng và kích thước gần giống nhau.

\r\n\r\n

B.3.4 Đúc mẫu vào\r\nkhuôn giữ mẫu:

\r\n\r\n

- Đầu tiên, đổ chất kết dính đã được chế thành\r\nvữa nhão vào nửa dưới\r\nkhuôn và ấn mẫu vào cho\r\nngập đến gần ngang vạch mặt cắt dự tính;

\r\n\r\n

- Làm phẳng mặt vữa kết dính rồi phủ lên một\r\ntấm đệm bằng bìa các-tông hoặc\r\nparafin dày từ 3 mm đến 4 mm, chờ cho chất kết dính đông cứng;

\r\n\r\n

- Tiếp theo, đặt nửa mẫu còn lại vào\r\nnửa khuôn mẫu trên (vòng đệm trên), đổ đầy chất kết dính vào đến ngập khuôn mẫu;

\r\n\r\n

- Chờ sau 7 ngày, để cho chất kết dính đông cứng,\r\nmới tiến hành thí nghiệm. Trước khi thí nghiệm phải bỏ tấm đệm bằng bìa các-tông hoặc\r\nparafin ra và đặt toàn bộ\r\nhệ thống khuôn đúc mẫu đã có mẫu\r\nthử vào giữa khuôn tạo góc.

\r\n\r\n\r\n \r\n \r\n \r\n \r\n

\r\n

CHÚ DẪN:

\r\n

1- Bàn nén của máy

\r\n

2- Hệ thống bi lăn

\r\n

3- Vòng đệm tạo mẫu

\r\n

4- Chất gắn kết

\r\n

5- Mẫu thí nghiệm

\r\n

6- Khuôn thí nghiệm cắt

\r\n

P- Tải trọng nén

\r\n

\r\n\r\n

Hình B1 - Sơ đồ\r\nthí nghiệm cắt biến góc trên mẫu bán quy cách

\r\n\r\n

B.4 Cách tiến hành

\r\n\r\n

Các bước tiến hành của phép thử được\r\nthực hiện\r\nnhư nêu\r\ntrong 6.4.

\r\n\r\n

B.5 Biểu thị kết quả

\r\n\r\n

B.5.1 Kết quả của phép thử được tính toán theo\r\ncác công thức (1); (2); (3) như trong phần thí nghiệm đối với mẫu có quy cách\r\nnhưng diện\r\ntích\r\nmặt cắt S được tính như sau: vẽ mặt cắt của\r\nmẫu thử sau khi thí nghiệm lên giấy kẻ ly, rồi dùng thiết bị tính diện tích hoặc đếm ô vuông trên giấy kẻ ly để tính diện tích\r\nmặt cắt mẫu.

\r\n\r\n

B.5.2 Hệ số biến thiên của\r\nphép thử được tính như đối với\r\nmẫu có quy cách như nêu trong 6.5.5.

\r\n\r\n

B.5.3 Báo cáo kết quả thử nghiệm phải có đầy đủ các thông\r\ntin như nêu trong 6.6.

\r\n\r\n

CHÚ THÍCH: Phương pháp này\r\nthu được kết quả\r\nchỉ có tính\r\nchất gần đúng.\r\nĐể tăng độ chính xác của\r\nphép thử cần tăng số\r\nlần thí\r\nnghiệm ở mỗi góc cắt\r\nlên nhiều lần.

\r\n\r\n

Phụ lục C

\r\n\r\n

(Tham khảo)

\r\n\r\n

Các loại máy dùng cho thí nghiệm xác định độ\r\nbền cắt của đá

\r\n\r\n

Hình C1 - Máy\r\nnén thủy lực

\r\n\r\n\r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n

\r\n \r\n	\r\n \r\n
\r\n Hình C2 -\r\n Máy khoan đá trong phòng \r\n	\r\n Hình C3 - Máy\r\n cưa (cắt) đá \r\n

\r\n\r\n

Hình C4 - Máy\r\nthí nghiệm cắt đá trực tiếp - hiện đại

\r\n\r\n

Hình C5 - Máy cắt\r\ntrực tiếp dưới áp lực đứng định trước (công suất nhỏ)

\r\n\r\n

THƯ MỤC TÀI LIỆU\r\nTHAM KHẢO

\r\n\r\n

[1] Viện nghiên cứu Khoa học Thủy lợi\r\n-1975, Quy trình thí nghiệm các tính chất vật cơ học của đá.

\r\n\r\n

[2] V.D.Lômtadze, Phương pháp nghiên\r\ncứu tính chất cơ lý của đất đá trong phòng thí nghiệm.

\r\n\r\n

[3] ASTM : D 5607 - 02 Standard\r\ntest method for performing\r\nlaboratory direct shear strength test of rock speciment under constant normal\r\nforce

\r\n\r\n

[4] ENV 1997- 2\r\n:1999, A.15.4, Direrect\r\nshear test

\r\n\r\n

MỤC LỤC

\r\n\r\n

Lời nói đầu

\r\n\r\n

TCVN 10323:2014 Đá xây dựng - Phương\r\npháp xác định độ bền cắt trong phòng thí nghiệm

\r\n\r\n

1. Phạm vi áp dụng

\r\n\r\n

2. Tài liệu viện dẫn

\r\n\r\n

3. Thuật ngữ và định nghĩa

\r\n\r\n

4. Quy định chung

\r\n\r\n

5. Nguyên tắc chung

\r\n\r\n

6. Phương pháp cắt theo góc nghiêng định trước trên mẫu\r\nđúng quy cách

\r\n\r\n

7. Phương pháp cắt hai mặt

\r\n\r\n

Phụ lục A (tham khảo)\r\nCác bảng ghi chép kết\r\nquả thí nghiệm cắt

\r\n\r\n

Phụ lục B (tham khảo) Phương pháp cắt theo góc\r\nnghiêng định trước trên\r\nmẫu bán quy cách

\r\n\r\n

Phụ lục C (tham khảo) Các loại máy\r\ndùng cho thí\r\nnghiệm xác\r\nđịnh độ bền cắt của đá

\r\n\r\n

Thư mục tài liệu tham khảo

\r\n\r\n

\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n"

Từ khóa: Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN10323:2014, Tiêu chuẩn Việt Nam số TCVN10323:2014, Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN10323:2014 của Đã xác định, Tiêu chuẩn Việt Nam số TCVN10323:2014 của Đã xác định, Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN10323:2014 của Đã xác định, TCVN10323:2014

File gốc của Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10323:2014 về Đá xây dựng – Phương pháp xác định độ bền cắt trong phòng thí nghiệm đang được cập nhật.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10323:2014 về Đá xây dựng – Phương pháp xác định độ bền cắt trong phòng thí nghiệm

- File PDF đang được cập nhật

- File Word Tiếng Việt đang được cập nhật

Cơ quan ban hành	Đã xác định
Số hiệu	TCVN10323:2014
Loại văn bản	Tiêu chuẩn Việt Nam
Người ký	Đã xác định
Ngày ban hành	2014-01-01
Ngày hiệu lực
Lĩnh vực	Xây dựng
Tình trạng	Còn hiệu lực

Xây dựng

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10323:2014 về Đá xây dựng – Phương pháp xác định độ bền cắt trong phòng thí nghiệm

Chính sách mới

Tin văn bản

Tóm tắt

NỘI DUNG

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG