KSCE Journal of Civil Engineering

Các giai đoạn tải trước đỉnh của đá trong các thử nghiệm nén được chia thành bốn giai đoạn (tức là, đóng crack, biến dạng đàn hồi, tăng trưởng crack ổn định và tăng trưởng crack không ổn định) bằng cách xác định áp lực Đóng Crack (CC), áp lực Khởi Phát Crack (CI) và áp lực hư hại crack. Một phương pháp mới để xác định CC và CI được trình bày trong bài báo này và so sánh với các phương pháp trước đó. Phương pháp mới được gọi là “Sai lệch Biến dạng Liên tục” (CSD), và nó giải quyết hai vấn đề liên quan đến các phương pháp khác: 1) xác định giới hạn cho vùng đàn hồi trong dữ liệu phòng thí nghiệm, và 2) xác định vị trí xảy ra đóng crack hoặc khởi phát từ những thay đổi tinh tế trong dữ liệu ứng suất-biến dạng. Bắt đầu từ một điểm ban đầu tương ứng với 30% đến 40% áp lực nén cực đại (UCS), thuật toán đề xuất cung cấp một chỉ báo rõ ràng cho CC và CI. CC và CI cho đá granite Badaling và diorit Äspö được xác định bằng phương pháp được đề xuất, kết quả tương tự như các phương pháp khác. Phân tích độ nhạy của phương pháp CSD cho thấy rằng các giá trị CC và CI ổn định có thể được ước tính bằng bất kỳ điểm ban đầu nào từ 30% đến 40% UCS. Các nghiên cứu so sánh cho thấy phương pháp CSD dự đoán một khoảng ứng suất nhỏ hơn và cung cấp một chỉ báo rõ ràng hơn cho cả CC và CI.

Trong những năm gần đây, phương pháp hàn sửa chữa thay thế đã được đề xuất như một phương pháp sửa chữa cho các cầu thép bị hư hỏng. Đặc điểm nổi bật của phương pháp này là có thể thực hiện mà không gây ra gián đoạn giao thông. Tuy nhiên, phương pháp này chưa từng được thử nghiệm do thiếu sự chắc chắn về độ an toàn, tức là, phương pháp sửa chữa bằng hàn không thể tránh khỏi các quy trình cắt và hàn, và độ an toàn trong các quy trình này vẫn chưa được xác lập. Bài báo này mô tả việc tăng cường cầu dầm thép bị hư hỏng thông qua hàn sửa chữa thay thế. Bài thử tải thực địa đã được thực hiện cả trong và sau quá trình hàn sửa chữa thay thế, và phản ứng của cầu đối với tải trọng xe thử nghiệm đã được ghi nhận. Kết quả của bài thử nghiệm thực địa được báo cáo, và tính hợp lệ của phương pháp hàn sửa chữa thay thế trong điều kiện tải trọng sử dụng được xác định.

In many of the third world countries, organic wastes have one of the main rations of total produced wastes, yet recycling programs are concentrated on the metal and plastic materials due to their high prices. Application of residual of the combustion of organic wastes instead of cement can lead to lower final costs, and at the same time it will reduce environmental pollution due to landfilling them. This paper contains an experimental study on the effects of using different percentages (5, 8 and 12) of Organic Waste Ash (OWA) instead of cement by weight on the mechanical properties and ductility of concrete specimens. Although XRF test results showed that organic waste is not a pozzolanic substance, but no severe long-term threats on the mechanical properties of concrete specimens was observed. Results showed that 5% of OWA instead of cement by weight leads to optimum performance.

Fatigue cracking is one of the major failure modes in flexible pavements. Prediction of fatigue life is commonly encountered in the mechanistic-empirical (M-E) flexible pavement design as a transfer function that relates the pavement responses to pavement performance. Thus, development of accurate fatigue cracking prediction models is an ongoing pursuit of the pavement engineering community. This has resulted in a plethora of fatigue prediction models ranging from purely mechanistic to empirical. This paper presents the development of a mechanistic-empirical fatigue cracking prediction model using data from in-service flexible pavements in Michigan, USA. For further validation, three flexible pavement design cases were obtained from the Michigan Department of Transportation (MDOT) and were then compared to the proposed M-E design using the proposed fatigue cracking prediction model as a transfer function.

This paper presents an experimental investigation on the effect of temperature on resistivity of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) materials. A series of tests were conducted on three types of CFRP materials, namely pure CFRP material, CFRP with carbon powder (4% in weight) and CFRP with nano-silica (4% in weight). Test results showed that adding carbon powder into the epoxy resin decreases the initial electric resistance R0 and initial volume resistivity ρ0 while adding nano-silica increases R0 and ρ0 compared to pure CFRP material. Preheating cycle test results showed that the volume resistivity of all three types of specimens linearly increases with increasing temperature. CFRP with added nano-silica exhibits higher temperature sensitivity than CFRP with added carbon powder compared to the lowest temperature sensitivity for pure CFRP material. In addition, temperature cycle test results showed that CFRP specimens have approximately stable values of volume resistivity. Both CFRP specimens with added carbon powder or nano-silica exhibit a recognizable trend of first decrease and then increase in volume resistivity with increasing temperature both during heating and cooling cycles. CFRP with added carbon powder mainly shows Negative Temperature Coefficient (NTC) effect in the temperature range of −40 to 40°C and Positive Temperature Coefficient (PTC) effect from 40 to 80°C. CFRP with added nano-silica mainly exhibits PTC effect in the temperature domain of −15 to 80°C and NTC effect from −40 to −15°C. A mathematical-physical model with respect to the thermal effect was presented based on the Eshelby-Mori-Tanaka (EMT) approach and mesomechanics method. The results obtained with the model agree well with the test results considering the temperature domain of PTC effect, which indicates that the proposed model is effective in characterizing the variation of fractional change in resistance (ΔR/R0) at varying temperature.

Lane changes are made frequently on the road and are therefore an important component in analyzing traffic situations. This behavior interferes with surrounding traffic, causes negative shockwaves, and may even lead to collisions. Lane changes can be categorized into mandatory lane changes and discretionary lane changes. There are various factors influencing the decision-making involved in discretionary lane changes, including relative velocity between target and original lane, and lead and lag gaps. The purpose of this paper is to present a stochastic approach for modeling discretionary lane changes with influential factors of velocity and spacing advantages. Using Next Generation Simulation (NGSIM) data, we proposed an exponential probability model with speed difference and lead gap difference between the target lane and the original lane. By transformed linear regression, these traffic variables have actual influences on the lane change probability of discretionary lane changes. The found results can be used for lane change models in microscopic traffic simulation.

Microbial-Induced Calcite Precipitation (MICP) has recently emerged as a sustainable technique for soil improvement. This paper aims to study the effectiveness of MICP in improving the shear strength and reducing the hydraulic conductivity of soils. A species of Bacillus group, B. megaterium was used to trigger the calcite precipitation. The experimental variables included soil types (tropical residual soil and sand), soil densities (85%, 90%, and 95% of their respective maximum densities), and treatment conditions (untreated, treated with cementation reagents only, treated with B. megaterium only, and treated with B. megaterium and cementation reagents). The results showed that MICP could effectively improve shear strength and reduce hydraulic conductivity for both residual soil and sand. The improvements, however, varied with soil densities, soil types, and treatment conditions. With MICP treatment, the improvement ratios in shear strength of the residual soil specimens were significantly higher (1.41–2.64) than those of the sand specimens (1.14–1.25). On the contrary, the sand specimens resulted in greater hydraulic conductivity reduction ratios (0.09–0.15) than those of the residual soil specimens (0.26–0.45). These observations can be explained by the particle-particle contacts per unit volume and pore spaces in the soil specimens. Both soil specimens when treated with cementation reagents only exhibited slight alterations in the shear strength (ranging from 1.06–1.33) and hydraulic conductivity (ranging from 0.69–0.95). The results implied that natural calcite forming microorganisms only exist for insignificant amount. The amount of calcite precipitated in the treated residual soil specimens ranged from 1.080% to 1.889%. The increments of calcite content in the treated sand specimens were comparatively higher, ranging from 2.661% to 6.102%. The results from Scanning Electron Microscope (SEM) analysis confirmed the experimental findings.