Vải Địa Kỹ Thuật – Phương Pháp Thử – Phần 3: Xác Định Lực Xuyên Thủng CBR TCVN 8871-3:2011

1. Phạm Vi Áp Dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định lực xuyên thủng CBR của vải địa kỹ thuật.

2. Tài Liệu Viện Dẫn

TCVN 8222:2009, Vải địa kỹ thuật – Quy định chung về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê.

3. Thuật Ngữ Và Định Nghĩa

3.1. Vải Địa Kỹ Thuật (Geotextile)

Vải địa kỹ thuật, viết tắt là “vải ĐKT”, là loại vải sản xuất từ polyme tổng hợp, khổ rộng, có dạng dệt, không dệt hoặc phức hợp. Nó có chức năng gia cố, phân cách, bảo vệ, lọc, tiêu thoát nước, và thường được sử dụng cùng các vật liệu như đất, đá, bê tông trong xây dựng công trình.

3.2. Vải ĐKT Không Dệt (Non-Woven Geotextile)

Là loại vải có các sợi phân bố ngẫu nhiên và liên kết với nhau bằng phương pháp xuyên kim, ép nhiệt hoặc chất kết dính hóa học.

3.3. Vải ĐKT Dệt (Woven Geotextile)

Là loại vải sản xuất bằng phương pháp dệt, trong đó các sợi được sắp xếp theo hai phương vuông góc.

3.4. Vải ĐKT Phức Hợp (Composite Geotextile)

Là loại vải kết hợp giữa các bó sợi polyester có cường độ chịu kéo cao và độ giãn dài nhỏ với lớp vải không dệt có khả năng thấm nước tốt.

3.5. Lực Xuyên (Puncture)

Lực nén (ấn) mũi đột lên mẫu thử, tính bằng Niutơn (N), đến khi xuyên qua mặt mẫu thử.

3.6. Lực Xuyên Thủng CBR (CBR Puncture)

Lực nén lớn nhất, tính bằng kilôniutơn (kN) hoặc Niutơn (N), khi mũi xuyên bị nén cho tới khi xuyên qua mẫu thử.

4. Nguyên Tắc

Mẫu thử được kẹp giữa ngàm kẹp hình vành khăn trên thiết bị thử nghiệm. Một mũi xuyên có đầu phẳng, tiết diện hình tròn đường kính 50 mm, được nén tịnh tiến với tốc độ không đổi vào chính giữa, vuông góc với bề mặt mẫu thử cho đến khi xuyên qua. Giá trị lực xuyên thủng CBR là lực nén lớn nhất đạt được trong quá trình thử nghiệm.

Lưu ý: Phương pháp này không áp dụng cho vải ĐKT gia cường có cường độ chịu kéo cao hơn 70 kN/m, lưới địa kỹ thuật hoặc vải ĐKT có kích thước lỗ hổng lớn hơn 1,0 mm.

5. Điều Kiện Phòng Thử Nghiệm

Thí nghiệm được tiến hành trong điều kiện không khí duy trì ở độ ẩm tương đối (65 ± 5)% và nhiệt độ (21 ± 2)°C.

6. Mẫu Thử

6.1. Chuẩn Bị Mẫu Thử

6.1.1. Lấy Mẫu Và Lựa Chọn

Lấy mẫu: Lấy đoạn vải có chiều rộng chiếm hết khổ cuộn và dài khoảng 4 m từ mỗi cuộn vải. Loại bỏ không nhỏ hơn 2 m phần vải ngoài cùng của cuộn.
Phạm vi lựa chọn cắt mẫu thử: Cắt mẫu thử từ mỗi đoạn vải, không lấy mẫu trong phạm vi 1/20 chiều rộng hoặc 150 mm từ mép vải.

6.1.2. Số Lượng Mẫu Thử

Quy định thông thường: Cắt tối thiểu 5 mẫu thử từ mỗi đoạn vải.
Khi có tranh chấp: Tăng số lượng mẫu thử để đạt 95% xác suất tin cậy với giá trị không vượt quá 5% giá trị trung bình.

6.1.3. Gia Công Mẫu Thử

Cắt mẫu thử hình vuông kích thước không nhỏ hơn (250 x 250) mm hoặc hình tròn đường kính không nhỏ hơn 250 mm.

6.2. Mẫu Thử Thông Thường

Mẫu thử tiến hành ở trạng thái khô. Khi cần, có thể thử nghiệm ở trạng thái ướt.

6.3. Xử Lý Mẫu Thử

6.3.1. Mẫu Ở Trạng Thái Khô

Đưa mẫu thử về sự cân bằng độ ẩm trong điều kiện không khí tiêu chuẩn. Sự cân bằng đạt được khi độ tăng khối lượng của mẫu trong những lần cân liên tiếp với khoảng cách không dưới 2 giờ không vượt quá 0,1% khối lượng mẫu thử.

Lưu ý: Trong thử nghiệm thông thường, mẫu thử có thể để ở điều kiện không khí chuẩn trong khoảng thời gian hợp lý trước khi thử nghiệm, thường là 24 giờ.

6.3.2. Mẫu Ở Trạng Thái Ướt

Mẫu thử được ngâm trong nước duy trì ở nhiệt độ (21 ± 2)°C cho đến khi hoàn toàn ướt. Thời gian ngâm không quá 20 phút sau khi lấy mẫu ra khỏi nước. Có thể thêm 0,05% chất làm ướt trung tính không ion hóa vào nước.

7. Thiết Bị Và Dụng Cụ

7.1. Thiết Bị Nén

Tốc độ điều chỉnh ở (50 ± 5) mm/min.
Lực nén có thang đo không nhỏ hơn 20 kN, dải đo 1 N, độ chính xác ± 1 N.

Lưu ý: Lực xuyên thủng CBR của các loại vải ĐKT rất khác nhau, cần chọn thiết bị đo lực phù hợp nhưng không lớn hơn 100 kN.

7.2. Mũi Xuyên

Mũi xuyên đặc, độ cứng không dưới 30 Hrc, đường kính 50 mm, bề mặt phẳng, góc vát đầu mũi có bán kính 25 mm.

7.3. Ngàm Kẹp

Ngàm kẹp dạng phẳng có tiết diện hình vành khăn gồm hai má kẹp, đảm bảo không trượt mẫu khi thử.

7.4. Dụng Cụ Đo Kích Thước

Sử dụng dưỡng mẫu chuẩn hoặc thước đo chính xác 1 mm.

7.5. Thiết Bị Làm Ẩm

Bể ngâm mẫu hoặc thiết bị phun tạo nước nhỏ giọt.

8. Cách Tiến Hành

8.1. Vận Hành Thiết Bị Nén

Lắp mũi xuyên vào thiết bị.
Điều chỉnh ngàm kẹp để mũi xuyên tiếp xúc với mặt mẫu.
Đặt tốc độ nén là (50 ± 5) mm/min.
Chọn thang lực đo phù hợp với lực xuyên thủng của mẫu.
Đặt chế độ tự ghi số liệu thử nghiệm.

8.2. Lắp Mẫu Thử Vào Ngàm Kẹp

Đưa mẫu thử vào giữa má kẹp dưới, lắp má kẹp trên, ép đủ chặt để đảm bảo không trượt mẫu khi nén.

8.3. Tiến Hành Thử

Kiểm tra thứ tự từ 8.1 đến 8.2, cho thiết bị chạy cho đến khi mẫu đứt hoàn toàn.
Lưu các số liệu thu được trong suốt quá trình thử.
Lặp lại các bước trên cho đến khi thử hết số lượng mẫu.

9. Tính Toán

9.1. Lực Xuyên Thủng

Lực xuyên thủng CBR (kN hoặc N) được tính theo công thức:

$PCBR=Fmax1000P_{CBR} = \frac{F_{max}}{1000}$

Trong đó:

$P_{CBR}$ : Lực xuyên thủng CBR, tính bằng kilôniutơn (kN).
$F_{max}$ : Lực lớn nhất đo được trong suốt quá trình thử, tính bằng niutơn (N).

9.2. Giá Trị Trung Bình

Lực xuyên thủng CBR trung bình của mẫu thử là trung bình cộng của các lực xuyên thủng đơn lẻ.

10. Báo Cáo Thử Nghiệm

10.1. Nội Dung Báo Cáo

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm các thông tin sau:

Tên mẫu thử, ký hiệu, mô tả chi tiết về mẫu thử.
Mô tả phương pháp thử, thiết bị, dụng cụ sử dụng.
Các số liệu thu được trong quá trình thử.
Kết quả tính toán lực xuyên thủng CBR trung bình.
Điều kiện thử nghiệm (khô/ướt).

10.2. Hình Thức Báo Cáo

Báo cáo phải được trình bày rõ ràng, đầy đủ thông tin, kèm theo các biểu đồ, đồ thị nếu cần thiết.

11. Lưu Mẫu

Mẫu thử đã qua thử nghiệm phải được lưu trữ ít nhất 30 ngày sau khi báo cáo kết quả, để phục vụ kiểm tra nếu cần thiết.

Phụ Lục A: Biểu Đồ Thử Nghiệm

Mẫu Thử	Fmax (N)	P_CBR (kN)
1	5000	5.00
2	5200	5.20
3	4900	4.90
4	5100	5.10
5	5050	5.05

Chú thích:

Các mẫu thử từ 1 đến 5 đều được thử trong điều kiện khô.
Các giá trị lực xuyên thủng được tính toán theo công thức và báo cáo trong bảng trên.

Đánh giá post

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN

Xác Định Lực Xuyên Thủng CBR TCVN 8871-3:2011