Phương pháp xác định tốc độ phát triển vết nứt trong bê tông siêu tính năng gia cố cốt sợi dưới tác động của tải trọng va đập, nổ

Bài viết Phương pháp xác định tốc độ phát triển vết nứt trong bê tông siêu tính năng gia cố cốt sợi dưới tác động của tải trọng va đập, nổ nghiên cứu sự ảnh hưởng của cốt sợi đến tốc độ phát triển vết nứt trong UHPFRCs. Đồng thời, nghiên cứu sự ảnh hưởng của tốc độ gia tải đến tốc độ phát triển vết nứt trong UHPFRCs.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phương pháp xác định tốc độ phát triển vết nứt trong bê tông siêu tính năng gia cố cốt sợi dưới tác động của tải trọng va đập, nổ Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ PHÁT TRIỂN VẾT NỨT TRONG BÊ TÔNG SIÊU TÍNH NĂNG GIA CỐ CỐT SỢI DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG VA ĐẬP, NỔ Ngô Trí Thường Trường Đại học Thủy lợi, email: trithuong@tlu.edu.vn. 1. GIỚI THIỆU CHUNG 2. CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM Bê tông siêu tính năng gia cố cốt sợi thép 2.1. Vật liệu và mẫu thí nghiệm (Ultra - high - performance fiber - reinforced 16 mẫu UHPFRCs gia cố 0% và 2% cốt concrete - UHPFRCs) là một loại vật liệu bê sợi thép trơn, đường kính 0.2 mm và chiều tông có cường độ chịu nén, cường độ chịu dài 19 mm, kích thước như Hình 1, được chế kéo, khả năng hấp thụ năng lượng cao, và tạo và thí nghiệm. Thành phần cấp phối, quá khả năng gia tăng cường độ khi tốc độ gia tải trình trộn và chuẩn bị mẫu có thể tham khảo tăng [1]. Những tính năng đặc biệt này giúp trong các tài liệu [2]. vật liệu UHPFRCs phù hợp để sử dụng cho các công trình hạ tầng kỹ thuật, công trình quân sự chịu tác động của tải trọng cực đoan như va đập, nổ. Ví dụ: Tường bê tông chống đạn trong các công trình quân sự. Tuy nhiên, việc hình thành và phát triển vết nứt trong vật liệu UHPFRCs dưới tác động của tải trọng tốc độ cao, là một quá trình phức tạp và quan Hình 1. Thí nghiệm uốn ba điểm, tải trọng tĩnh trọng dẫn tới sự phá hủy kết cấu, vẫn còn rất 2.2. Thí nghiệm hạn chế. Thí nghiệm nén ba điểm (Three-point Có nhiều phương pháp đã được áp dụng để bending test) có vết nứt tạo sẵn ở mẫu, với khảo sát sự hình thành và phát triển vết nứt kích thước như Hình 1, được sử để sử dụng của bê tông, sử dụng các kỹ thuật khác nhau để làm thí nghiệm đo tốc độ phát triển vết như sóng âm (acoustic emission), máy quay nứt. Trong đó, thí nghiệm nén tĩnh được vận tốc độ cao (high speed camera), phương pháp hành bằng máy thí nghiệm đa năng ảnh số (digital image correlation). Tuy nhiên, (Universal Test Machine – UTM), như trong nghiên cứu về tốc độ phát triển vết nứt trong Hình 2, còn thí nghiệm nén động được vận bê tông gia cố cốt sợi (Fiber reinforced hành bằng máy kéo động sử dụng khung concrete - FRC), đặc biệt là UHPFRCs vẫn năng lượng (I-SEFIM), như trong Hình 3. còn hạn chế. Mẫu thí nghiệm, điều kiện biên, điều kiện gia Mục đích của nghiên cứu này là nghiên tải được sử dụng đồng bộ cho cả thí nghiệm cứu sự ảnh hưởng của cốt sợi đến tốc độ tĩnh và động để loại bỏ các ảnh hưởng khác phát triển vết nứt trong UHPFRCs. Đồng đến kết quả thí nghiệm. Hệ thống camera tốc thời, nghiên cứu sự ảnh hưởng của tốc độ độc cao với tần số 2.5000 ảnh/s và độ phân gia tải đến tốc độ phát triển vết nứt trong giải 128 × 88 pixel ở tĩnh tải và 100.000 UHPFRCs. ảnh/s và độ phân giải 160 × 80 pixel ở tốc độ 98 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 cao được sử dụng để ghi lại quá trình phá hủy của mẫu. Chi tiết về nguyên lý, cấu tạo thí nghiệm có thể tham khảo tại [2]. SS00-S:705 ms SS00-S:707 ms SS00-S:712 ms Hình 4. Sự hình thành vết nứt dưới tác dụng Hình 2. Thí nghiệm uốn ba điểm, tải trọng tĩnh của tải trọng khác nhau 2.3.2. Tốc độ phát triển vết nứt trong mẫu UHPFRCs Tốc độ phát triển vết nứt (ν) trong mẫu UHPFRCs phân tích bằng DIC và EDAs được thống kê trong Bảng 1. Công thức tính toán ν tham khảo [2]. Bảng 1. Tốc độ phát triển vết nứt Hình 3. Thí nghiệm uốn ba điểm, trong mẫu UHPFRCs tải trọng động (I-SEFIM) Tốc độ Tốc độ Hình ảnh thu được từ hệ thống camera tốc Tốc độ vết nứt, vết nứt, độ cao được phân tích để xem xét sự hình Loạt thí Số hiệu gia tải ν, ν, nghiệm mẫu (DIC) thành và phát triển của vết nứt bằng kỹ thuật m/s (EDA) tương quan hình ảnh kỹ thuật số (Digital m/s m/s Image Correlation - DIC) và phương pháp sử SP1 4.14 3.31 dụng thuật toán xác định cạnh vết nứt (Edge SP2 3.85 3.27 Detect Algorithm - EDA). Nguyên lý và chi 1.67×10-5 UHPC-s SP3 4.73 3.78 tiết của từng phương pháp, tham khảo tại [2]. SP4 9.85 7.88 2.3. Kết quả thí nghiệm và nhận xét Average 5.64 4.56 SP1 638.1 478.58 2.3.1. Trạng thái phá hủy SP2 736.0 551.98 13.83 Sự phát triển vết nứt chủ đạ ...