Trang: 557-569 Nguyễn Ngọc Long, Phạm Tuấn Dũng, Ngô Văn Minh, Hồ Vĩnh HạTóm tắtHư hỏng tại đầu dầm chịu cắt trong cầu dầm thép là hư hỏng rất phổ biến và đã thu hút rất nhiều nghiên cứu về nguyên nhân xuất hiện và đề xuất các giải pháp sửa chữa, tăng cường phù hợp. Trong thời gian gần đây, cùng với việc xuất hiện và áp dụng phổ biến của vật liệu bê tông siêu tính năng (UHPC), các nghiên cứu sử dụng UHPC để tăng cường đầu dầm thép chịu cắt đã được quan tâm, tuy nhiên chưa có nhiều các nghiên cứu phân tích một cách định lượng hiệu quả của giải pháp tăng cường. Trong bài báo này, nhóm tác giả đề xuất giải pháp kĩ thuật sử dụng UHPC để sửa chữa, tăng cường khả năng kháng cắt tại đầu dầm thép của công trình cầu. Đồng thời, phân tích làm rõ hiệu quả của giải pháp bằng phương pháp phân tích phi tuyến bằng số.
Xác định vị trí hư hỏng trên kết cấu dạng bản sử dụng ma trận độ mềm và số liệu đo dao động
Trang: 570-581 Nguyễn Hướng Dương, Nguyễn Quốc BảoTóm tắtĐánh giá sức khỏe công trình dựa vào phương pháp đo dao động thuộc nhóm phương pháp không phá hoại và có khả năng áp dụng trong thực tế. Việc nghiên cứu áp dụng sử dụng các phương pháp này là cần thiết, tạo điều kiện phát hiện sớm và khoanh vùng được vị trí hư hỏng. Dựa vào số liệu đo gia tốc, dạng dao động riêng của hệ sẽ được tìm thấy và sử dụng để xác định vị trí của hư hỏng trong kết cấu. Nếu như các phương pháp đánh giá sức khỏe công trình sử dụng dạng dao động riêng khi áp dụng cho kết cấu dạng bản thì cần phân tích hệ làm việc theo 2 phương với các phép toán phức tạp thì phương pháp sử dụng ma trận độ mềm chỉ tính độ mềm của hệ tại từng bậc tự do và sử dụng các phép tính tương tự với hệ kết cấu dạng dầm. Trong bài báo này, hệ số hư hỏng được tính toán từ sai khác ma trận độ mềm ở trạng thái hư hỏng và trạng thái nguyên được sử dụng để xác định vị trí hư hỏng của kết cấu dạng bản. Phương pháp được áp dụng trên mô hình số kết cấu bản giản đơn có một và hai vị trí hư hỏng. Kết quả là hệ số hư hỏng phản ánh hoàn toàn chính xác vị trí hư hỏng trên mô hình này. Với mô hình bản giản đơn trong phòng thí nghiệm, phương pháp sử dụng ma trận độ mềm xác định tương đối chính xác vị trí hư hỏng.
Trang: 582-596 Trần Quang HọcTóm tắtBài toán xác định chính xác độ cao thủy chuẩn từ kết quả đo và xử lý số liệu GNSS phụ thuộc vào độ chính xác của mô hình Geoid và mô hình số địa hình được lựa chọn. Hiện nay trên thế giới và Việt Nam thông thường sử dụng các mô hình toàn cầu như EGM2008, EIGEN-6C4, SGG-UGM-1, GECO, … Các mô hình trên chỉ phù hợp cho toàn cầu hay một khu vực rộng lớn, không phù hợp cho một khu vực có diện tích giới hạn, hoặc có đặc thù riêng như khu vực miền núi. Mặt khác, trong khảo sát thi công công trình, một nhiệm vụ quan trọng là phải xây dựng được lưới khống chế trắc địa bao gồm các điểm vừa có tọa độ được đo bằng công nghệ GNSS, độ cao thủy chuẩn được đo bằng phương pháp đo cao hình học. Bài toán đặt ra nếu kết hợp được các điểm lưới khống chế, mô hình số địa hình và mô hình Geoid phù hợp với khu vực khảo sát sẽ cho phép xây dựng được mô hình Geoid cục bộ với độ chính xác cao là cơ sở cho việc xác định độ cao thủy chuẩn dựa trên công nghệ đo cao GNSS. Trong bài báo này, nhóm tác giả đã nghiên cứu xây dựng mô hình Geoid cục bộ dựa trên các điểm song trùng có số liệu đo GNSS và thủy chuẩn, sử dụng kỹ thuật Loại bỏ–Tính toán–Phục hồi (Remove–Compute–Restore; RCR). Kết quả nghiên cứu của bài báo cho phép xây dựng được mô hình Geoid cục bộ có độ chính xác cao hơn, từ đó cho phép nâng cao độ chính xác tính độ cao thủy chuẩn từ kết quả đo và xử lý số liệu GNSS
Thực nghiệm đánh giá cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo của bê tông bán mềm
Trang: 597-610 Nguyễn Ngọc Lân, Phạm Thị Thanh Thủy, Lê Hoàng Sơn, Nguyễn LongTóm tắtMặt đường bê tông nhựa có nhược điểm là tính ổn định nhiệt kém và biến dạng lớn khi chịu tác dụng của tải trọng, mặt đường bê tông xi măng có nhược điểm là tính êm thuận kém, thời gian thông xe lâu, quá trình bảo trì, sửa chữa phức tạp. Giải pháp mặt đường bê tông bán mềm có thể cân bằng được các tính năng của mặt đường bê tông nhựa và mặt đường bê tông xi măng, khắc phục được các nhược điểm của hai loại mặt đường này. Nguyên lý làm việc của mặt đường bán mềm là kết hợp những tính năng của bê tông xi măng và bê tông nhựa bằng cách lấp đầy các lỗ rỗng của bộ khung bê tông nhựa bằng vữa gốc xi măng biến tính. Bài báo này trình bày kết quả thực nghiệm đánh giá cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo của bê tông bán mềm sử dụng xi măng biến tính được nghiên cứu chế tạo để lấp đầy lỗ rỗng bê tông nhựa. Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng, sản phẩm xi măng biến tính sử dụng cho bê tông bán mềm có hàm lượng nước hợp lý từ 38-43 %. Khi bê tông nhựa rỗng có độ rỗng dư bằng nhau, loại cốt liệu (đá bazan và đá vôi) không ảnh hưởng đến cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông bán mềm. Nếu lấy giới hạn cường độ chịu nén ở 1 ngày tuổi của bê tông bán mềm là 5,0 MPa, thì cường độ chịu nén của các mẫu thí nghiệm cao hơn trung bình 64 %, và nếu lấy giới hạn cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông bán mềm ở 7 ngày tuổi là 2,5 MPa thì kết quả thí nghiệm của các mẫu thử cao hơn trung bình 67 %.
Ảnh hưởng của khuyết tật hình học và tính chất vật liệu lên sức kháng mất ổn định cục bộ cột FRP
Trang: 611-626 Nguyễn Tiến ThủyTóm tắtVật liệu polyme gia cường sợi sản xuất bằng phương pháp đúc kéo (Pultruded Fiber Reinforced Polymer - PFRP) ngày càng được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực xây dựng do giá thành hợp lý, cường độ cao, trọng lượng nhẹ, khả năng chống ăn mòn tốt, thi công thuận tiện. Do modun đàn hồi thấp và ứng xử tuyến tính đến phá hoại, thiết kế của vật liệu này thường bị khống chế bởi ổn định. Mất ổn định cục bộ của cột xảy ra khi các bản chịu nén của cấu kiện bị oằn theo kiểu lượn sóng. Nghiên cứu này phân tích tải trọng gây oằn tới hạn và sức kháng sau oằn của cột PFRP có tính đến khuyết tật về tính chất vật liệu và khuyết tật hình học. Kết quả cho thấy, khuyết tật hình học có ảnh hưởng rất lớn đến tải trọng gây oằn và làm suy giảm nghiêm trọng sức kháng sau oằn của cột. So sánh phân tích ổn định phi tuyến với tính toán lý thuyết của Kollár và giá trị thực nghiệm cho thấy công thức của Kollár là phù hợp khi xác định tải trọng gây oằn cục bộ. Tác giả đề xuất sử dụng công thức này để xác định sức kháng ổn định cột trong tính toán thiết kế cột PFRP chịu nén.
Trang: 627-643 Tống Tôn Kiên, Trần Đức TrungTóm tắtViệc tận dụng các nguồn phế thải công nghiệp (PTCN) để sản xuất các loại sản phẩm vật liệu xây dựng không những giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường phát sinh do tồn chứa PTCN, mà còn góp phần tiết kiệm tài nguyên và phát triển bền vững trong ngành công nghiệp xây dựng. Nghiên cứu này nhằm phát triển loại chất kết dính thạch cao hỗn hợp (CKD) hai và ba thành phần trên cơ sở tận dụng phế thải thạch cao từ quá trình khử khí thải chứa lưu huỳnh trong các nhà máy nhiệt điện (phế thải thạch cao Flue Gas Desulfurization- FGD). Từ 16 cấp phối CKD với các tỷ lệ thạch cao FGD thay đổi từ 50-80%, xi măng từ 20-50% và MK từ 0-15%, nghiên cứu đã lựa chọn được các cấp phối hợp lý đảm bảo đồng thời các yêu cầu về thời gian đông kết, cường độ nén cao (≥30 MPa) và có khả năng bền nước tốt. Nghiên cứu cũng phân tích sự hình thành các sản phẩm thủy hóa, thành phần khoáng và hình thái vi cấu trúc của hệ CKD hai và ba thành phần bằng các phương pháp phân tích nhiệt vi sai (TG-DTA), nhiễu xạ tia X (XRD) và kính hiển vi điện tử quét (SEM). So với CKD thạch cao tự nhiên, cả hai hỗn hợp CKD hai hoặc ba thành phần gồm thạch cao FGD, xi măng poóc lăng và mê ta cao lanh đều cho thấy khả năng chịu nước tốt. Kết quả nghiên cứu mở ra hướng phát triển vật liệu CKD mới, có tính bền vững cao, khả năng ứng dụng trong nhiều dạng kết cấu sản phẩm công trình xây dựng, đồng thời thân thiện với môi trường.
Khuếch tán ion clorua trong kết cấu dầm bê cốt thép chịu uốn: thí nghiệm và mô phỏng số
Trang: 644-654 Phạm Đức Thọ, Bùi Trường Sơn, Trần Thế Truyền, Võ Văn NamTóm tắtSự khuếch tán ion clorua là nguyên nhân chính dẫn đến ăn mòn cục bộ cốt thép trong bê tông. Nghiên cứu về ảnh hưởng của sự khuếch tán ion clorua đối với ứng xử ăn mòn của thép có tầm quan trọng đối với việc bảo vệ chống ăn mòn. Bài báo trình bày nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng số bằng mô hình lưới lattice để khảo sát ảnh hưởng của mức độ tải trọng đến sự khuếch tán của ion clorua trong thí nghiệm dầm chịu uốn bốn điểm. Ba mức loại thí nghiệm được thực hiện với các cấp tải trọng 0%, 40% và 60% để nghiên cứu ảnh hưởng của chúng đến nồng độ của ion clorua tại các vị trí khác nhau và hệ số khuếch tán của bê tông. Mô hình lưới lattice thủy- cơ được đề xuất để mô hình hóa sự xâm nhập của clorua trong bê tông dưới các mức tải trọng khác nhau. Hệ số khuếch tán clorua của bê tông bị ảnh hưởng bởi việc mở vết nứt và tồn tại các giới hạn trên và dưới. Các thí nghiệm cho thấy rằng sự phát triển của vết nứt đầu tiên trong bê tông dầm xảy ra ở tải trọng 4 kN và tải trọng giới hạn khi phá hủy là 12,5 kN. Những kết quả này cũng cho thấy rằng nồng độ ion clorua và độ khuếch tán ngày càng tăng trong quá trình thử nghiệm uốn. So sánh với kết quả thực nghiệm cho thấy mô hình đề xuất dự báo tốt nồng độ ion clorua tự do đối với bê tông còn nguyên vẹn và hư hại. Ngoài ra, mô hình đề xuất dự báo hệ số khuếch tán do mức tải trọng bị phá hủy lên tới 80%, hệ số khuếch tán tăng khoảng 10 lần mẫu không bị hư hại. Các kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình lưới thủy-cơ được đề xuất là một công cụ hữu ích để dự đoán độ bền của kết cấu bê tông trong môi trường biển.
Trang: 655-670 Trương Văn Quyết, Nguyễn Ngọc Lân, Đào Văn Đông, Phạm Duy Hữu, Lương Xuân ChiểuTóm tắtVới những lợi ích về kinh tế, kỹ thuật và môi trường, việc sử dụng vật liệu mặt đường asphalt cũ (Reclaimed Asphalt Pavement-RAP) đang ngày càng trở nên phổ biến trên thế giới trong những năm gần đây. Để khôi phục đặc tính lưu biến và các tính chất khác của bitum cũ thu hồi từ vật liệu RAP (bitum RAP), phụ gia tái sinh thường được sử dụng trong quá trình sản xuất hỗn hợp asphalt có hàm lượng RAP cao. Bài báo trình bày nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia tái sinh gốc dầu mỏ (HS1 rejuvenator) đến một số đặc tính lưu biến của bitum. Các loại bitum được đánh giá bao gồm bitum mới 60/70, bitum RAP và bitum hỗn hợp (bao gồm bitum mới, bitum RAP với tỷ lệ tái chế (Recycled Binder Ratio - RBR) là 0,3 và phụ gia tái sinh). Phụ gia tái sinh HS1 được sử dụng với các hàm lượng khác nhau 0%, 4%, 12% và 20% theo khối lượng bitum RAP. Các thí nghiệm trong phòng được sử dụng để mô phỏng sự hoá già của bitum bao gồm hoá già ngắn hạn (short-term aging), hoá già dài hạn (long-term aging) và điều kiện chưa hoá già (unaged). Đặc tính lưu biến của bitum được xác định thông qua thí nghiệm cắt động lưu biến (Dynamic Shear Rheometer-DSR) theo tiêu chuẩn AASHTO T315. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, khi tăng hàm lượng phụ gia tái sinh, giá trị mô đun cắt động G* giảm và góc trễ pha tăng ở các điều kiện hoá già khác nhau. Phụ gia tái sinh HS1 có hiệu quả trong việc giảm độ cứng của bitum hỗn hợp và vẫn có khả năng làm mềm bitum khi trải qua quá trình hoá già dài hạn. Bitum hỗn hợp sử dụng khoảng 12% phụ gia tái sinh HS1 có thể đạt được giá trị cấp PG ở nhiệt độ cao tương đương với bitum mới 60/70.
Nghiên cứu đặc trưng ngọn lửa và xác định áp suất khí trong khoang cháy của máy đốt nóng mặt đường
Trang: 671-681 Nguyễn Văn Dũng, Nguyễn BínhTóm tắtMáy đốt nóng mặt đường sử dụng nguồn nhiên liệu khí gas để đốt nóng tấm gốm sau đó bức xạ nhiệt xuống mặt đường làm mềm hóa lớp bê tông nhựa (BTN) phục vụ quá trình sửa chữa mặt đường. Tuy nhiên để nâng cao hiệu quả của ngọn lửa trong khoang cháy và tránh cho ngọn lửa đốt trực tiếp xuống mặt đường thì cần phải nghiên cứu các thông số đặc trưng của ngọn lửa phù hợp với kết cấu khoang cháy của máy. Bài báo trình bày hai vấn đề: một là nghiên cứu đặc trưng của ngọn lửa khí gas trong khoang cháy để xác định mối quan hệ giữa chiều dài và nhiệt độ ngọn lửa; hai là tính các tổn hao áp suất trong quá trình đốt nhiên liệu để xác định áp suất thực tế của hỗn hợp khí cháy trong khoang cháy của máy đốt nóng mặt đường. Đây là cơ sở khoa học cho việc xác định các thông số để thiết kế bộ phận đốt nhiên liệu của máy đốt nóng mặt đường.
Trang: 682-694 Khổng Vũ Quảng, Đồng Minh HiếuTóm tắtMáy phát điện nhiệt (TEG) là một trong những giải pháp tiềm năng để tận dụng năng lượng nhiệt khí thải của động cơ đốt trong vì khả năng chuyển đổi trực tiếp nhiệt năng thành điện năng. Các nghiên cứu tận dụng nhiệt bằng máy phát nhiệt điện có nhiệt độ mặt nóng cao và có độ chênh lệch nhiệt độ mặt nóng của TEG rất lớn gây ảnh hưởng tới hiệu suất và giảm tuổi thọ của thiết bị. Để giải quyết vấn đề trên, máy phát điện nhiệt sẽ được sử dụng kết hợp với két thu hồi nhiệt khí thải. Bài báo này sẽ mô phỏng quá trình truyền nhiệt của thiết bị tận dụng năng lượng nhiệt khí thải sử dụng cho máy phát nhiệt điện để đưa ra nhiệt độ mặt nóng và mặt lạnh của TEG trên phần mềm Ansys fluent. Kết quả mô phỏng cho thấy, nhiệt lượng thu hồi được bởi ống TEG với 24 mô-đun nhiệt điện là 1420W và độ chênh lệch nhiệt độ mặt nóng và nhiệt độ mặt lạnh từ 50 °C đến 100 °C.
