Mô hình phá huỷ tách lớp trong kết cấu mặt cầu sử dụng lý thuyết vật liệu xếp lớp và đồng nhất hoá

  • Trần Anh Tuấn

    Bộ môn Cầu hầm, Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam
    Trung tâm nghiên cứu và ứng dụng công nghệ xây dựng, Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam
  • Nguyễn Đình Hải

    Bộ môn Vật liệu xây dựng, Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam
    Trung tâm nghiên cứu và ứng dụng công nghệ xây dựng, Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam
  • Trần Đức Nhiệm

    Bộ môn Cầu hầm, Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam
Email: anh-tuan.tran@utc.edu.vn
Từ khóa: Kết cấu mặt cầu, tách lớp, vật liệu xếp lớp, đồng nhất hoá.

Tóm tắt

Mục tiêu chính của nghiên cứu này là đề xuất một mô hình phân tích sự phá huỷ tách lớp trong kết cấu mặt cầu thép. Để đạt được mục đích này, kết cấu mặt cầu thép được thay thế bằng một bản hai lớp tương đương dựa trên sự kết hợp phương pháp đồng nhất hoá và lý thuyết vật liệu tổng hợp xếp lớp. Trong đó sự phá huỷ mặt tiếp xúc giữa hai lớp này có thể được mô phỏng bằng mô hình miền dính kết. Mô hình này có thể dự đoán được sự phát triển viết nứt tại mặt tiếp xúc của vật liệu xếp lớp dưới tác dụng của tổ hợp các phương thức tải trọng, mà ở đó phương thức phá huỷ I và II được xem xét một cách đồng thời. Cuối cùng các kết quả thu được từ mô hình đề xuất được minh hoạ và nhận xét cho một vài dạng kết cấu bản mặt cầu thép.

Tài liệu tham khảo

[1]. R. Wolchuk, Steel orthotropic decks developments in the 1990s, Transportation Research Record, 1688 (1990) 30-37. https://doi.org/10.3141/1688-04
[2]. R. Wolchuk, Structural behaviour of surfacings on steel orthotropic decks and considerations for practical design, Struct. Eng. Int., 12 (2002) 124-129. https://doi.org/10.2749/101686602777965586
[3]. X. Liu, T. O. Medani, A. Scarpas, M. Huurman, Experimental and numerical characterization of a membrane material for orthotropic steel deck bridges: Part 2
Development and implementation of a nonlinear constitutive model, Finite Elem. Anal. Des., 44 (2008) 580-584. https://doi.org/10.1016/j.finel.2008.01.012
[4]. X. Liu, J. Li, G. Tzimiris, T. Scarpas, Modelling of five-point bending beam test for asphalt surfacing system on orthotropic steel deck bridges, Int. J. Pavement Eng., 9 (2019) 1697440. https://doi.org/10.1080/10298436.2019.1697440
[5]. Nguyễn Ngọc Long, Ngô Văn Minh, Trần Thị Kim Đăng, Nguyễn Đắc Đức, Lê Đình Long, Các dạng hư hỏng điển hình của kết cấu áo đường mềm trên mặt cầu thép bản trực hướng, Tạp chí Giao thông vận tải, 3 (2015) 18-20.
[6]. R. Jung, T. Mansperger, The Ortho-Composite-Slab of the Elbebridge Wittenberge, IABSE Madrid Symposium Report, 102 (2014) 1186-1191. https://doi.org/10.2749/222137814814067446
[7]. W. -H. Pan, J. -S. Fan, J. -G. Nie, J. -H. Hu, J. -F. Cui, Experimental Study on Tensile Behavior of Wet Joints in a Prefabricated Composite Deck System Composed of Orthotropic Steel Deck and Ultrathin Reactive-Powder Concrete Layer, J. Bridge Eng., 21 (2016) 04016064. https://doi.org/10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0000935
[8]. Q. Zhang., Y. Liu, Y. Bao, D. Jia, Y. Bu, Q. Li, Fatigue performance of orthotropic steel-concrete composite deck with large-size longitudinal U-shaped ribs, Eng. Struct., 150 (2017) 864-874. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.07.094
[9]. J. R. Reeder, J. R. Crews Jr., Mixed-Mode Bending Method for Delamination Testing, AIAA Journal, 28 (1990) 1270-1276. https://doi.org/10.2514/3.25204
[10]. P. P. Camanho, C. G. Davila, M. F. de Moura, Numerical Simulation of Mixed-mode Progressive Delamination in Composite Materials, J. Compos. Mater., 37 (2003) 1415-1438. https://doi.org/10.1177/0021998303034505
[11]. P. Naghipour, J. Schneider, M. Bartsch, J. Hausmann, H. Voggenreiter, Fracture simulation of CFRP laminates in mixed mode bending, Eng. Fract. Mech., 76 (2009) 2821-2833. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2009.05.009
[12]. S. Bennati, P. Fisicaro, P. S. Valvo, An enhanced beam-theory model of the mixed-mode bending (MMB) test-Part I: Literature review and mechanical model, Meccanica , 48, (2013) 443-462. http://dx.doi.org/10.1007/s11012-013-9697-8
[13]. H. Bae, M. Kang, K. Woo, I. -G. Kim, K. -H. In, Test and Analysis of Modes I, II and Mixed-Mode I/II Delamination for Carbon/Epoxy Composite Laminates, Int. J. Aeronaut. Space Sci., 20 (2019) 636-652. https://doi.org/10.1007/s42405-019-00170-9
[14]. Z. Hashin, The Elastic Moduli of Heterogeneous Materials, J. Appl. Mech., 29 (1962) 143-150. http://dx.doi.org/10.1115/1.3636446
[15]. Z. Hashin, B. W Rose, The Elastic Moduli of Fiber-Reinforced Materials, J. Appl. Mech., 31 (1964) 223-232. https://doi.org/10.1115/1.3625735
[16]. R. M. Christensen, K. H. Lo, Solutions for Effective Shear Properties in Three Phase Sphere and Cylinder Models, J. Mech. Phys. Solids, 27 (1979) 315-330. https://doi.org/10.1016/0022-5096(79)90032-2
[17]. W. Milton, The theory of composite, Cambridge Monographs on applied and computational mathematics, Cambridge University Press, UK, 2004
[18]. D. H. Nguyen, A. T. Tran, Tính chất đàn hồi hiệu quả của vật liệu xếp lớp với mặt phân giới hoàn hảo, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, 70.5 (2019), 451-459. https://doi.org/10.25073/tcsj.70.5.9

Tải xuống

Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
23/04/2020
Nhận bài sửa
07/07/2020
Chấp nhận đăng
01/08/2020
Xuất bản
28/08/2020
Chuyên mục
Công trình khoa học