Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (TCKHCNXD) - ĐHXDHN

Bài báo trình bày lời giải nghiệm chính xác cho bài toán dao động cưỡng bức của dầm nano có cơ tính biến thiên (FGM) có vết nứt với các điều kiện biên bất kỳ dựa trên lý thuyết đàn hồi không cục bộ (NET) và lý thuyết dầm Timoshenko. Trong đó, NET có xét đến hiệu ứng kích thước của các kết cấu nano, các đặc trưng vật liệu FGM thay đổi phi tuyến theo chiều cao dầm. Mô hình vết nứt gồm hai lò xo đàn hồi với độ cứng phụ thuộc vào độ sâu vết nứt. Phương trình dao động được thiết lập dựa trên nguyên lý Hamilton, NET và lý thuyết dầm Timoshenko với các điều kiện biên khác nhau được thiết lập từ dạng yếu của phương trình chuyển động đã khắc phục nghịch lý không cục bộ. Ảnh hưởng của các tham số hình học, kích thước nano, vật liệu, vết nứt đến dao động cưỡng bức của dầm nano FGM được nghiên cứu chi tiết.

Việc đánh giá sự làm việc của kết cấu có vết nứt cũng như việc xác định vết nứt trong kết cấu là một vấn đề quan trọng, cần thiết, thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam. Bài báo trình bày các kết quả nghiên cứu về việc xác định hàm dạng dao động của phần tử dầm đàn hồi chịu uốn có nhiều vết nứt theo mô hình lò xo bằng phương pháp độ cứng động lực kết hợp với phương pháp ma trận chuyển. Từ đó đã xây dựng thuật toán và chương trình phân tích sự thay đổi các dạng dao động riêng của kết cấu hệ thanh khi xuất hiện vết nứt. Các kết quả nghiên cứu nhận được là mới, là cơ sở cho việc xây dựng một phương pháp hiệu quả để xác định vết nứt trong các kết cấu hệ thanh dựa trên phân tích các đặc trưng dao động. Từ khóa: Vết nứt, độ cứng động lực, tần số dao động riêng, dạng dao động riêng Nhận ngày 06/6/2012, chỉnh sửa ngày 28/6/2012, chấp nhận đăng 30/8/2012

Bài báo này phát triển Mô hình độ cứng động lực (DSM) để phân tích dao động tự do của dầm bậc nano bằng vật liệu có cơ tính biến thiên (FGM) trên cơ sở Lý thuyết đàn hồi không cục bộ (NET), gọi là mô hình DSM-NET. NET có xét đến tham số tỷ lệ chiều dài nên có thể giữ lại các hiệu ứng tỷ lệ cho các cấu trúc nano khi xét đến tương tác của các nguyên tử và phân tử không liền kề. Đặc trưng vật liệu dầm nano FGM thay đổi phi tuyến theo độ dày dầm. Dầm bậc nano được mô hình hóa theo lý thuyết dầm Timoshenko và các phương trình chuyển động được rút ra từ nguyên lý Hamilton. DSM được sử dụng để thu được nghiệm chính xác của phương trình chuyển động có xét đến vị trí thực của trục trung hòa với các điều kiện biên khác nhau. So sánh kết quả tính toán của DSM-NET với các kết quả đã công bố đã khẳng định độ tin cậy của mô hình. Từ đó, các tác giả đã tiến hành các khảo sát số nhằm đánh giá ảnh hưởng của tham số phân bố vật liệu, hình học, không cục bộ và các điều kiện biên đối với dao động tự do của các dầm bậc nano FGM. Nghiên cứu này có thể áp dụng cho nhiều kết cấu nano FGM khác như dầm liên tục hay khung nano nhiều bậc phức tạp hơn. Từ khóa: mô hình độ cứng động lực; lý thuyết đàn hồi không cục bộ; vật liệu có cơ tính biến thiên; dầm bậc nano; tần số không thứ nguyên.

Những năm gần đây, tốc độ đô thị hóa và hoạt động xây dựng trên địa bàn thành phố Đà Nẵng diễn ra rất nhanh dẫn tới lượng phát sinh chất thải rắn xây dựng (CTRXD) ngày càng gia tăng đã gây nguy cơ ô nhiễm đất đai, môi trường sống xung quanh. Nghiên cứu này hướng tới xây dựng hệ thống quản lý chất thải rắn tiên tiến, bền vững cho thành phố Đà Nẵng, thúc đẩy tái chế CTR XD làm nguồn nguyên liệu cho sản xuất vật liệu xây dựng, tăng cường tỷ lệ thu gom và xử lý, nhằm kiểm soát ô nhiễm môi trường cho khu vực bãi chứa CTR XD tại thành phố Đà Nẵng. Việc khảo sát khối lượng và thành phần CTRXD được tiến hành tại các bãi chứa, bãi chôn lấp. Kết quả của nghiên cứu nhằm đề xuất thiết lập và áp dụng hệ thống quản lý chất thải rắn xây dựng thân thiện với môi trường cho thành phố Đà Nẵng đáp ứng được chiến lược phát triển bền vững của Việt Nam trong quản lý chất thải rắn đến năm 2025 và tầm nhìn đến năm 2050.

Từ biểu thức giải tích của độ võng dầm, thiết lập các phần tử mẫu để tính dầm trên nền đàn hồi Winkler theo phương pháp chuyển vị. Xử dụng các phần tử mẫu này, việc tính toán có thể thực hiện thủ công hoặc lập trình tự động hóa và cho nghiệm số chính xác. Từ khóa: Phương pháp chuyển vị; dầm; nền đàn hồi Winkler. Nhận ngày 15/5/2014, chỉnh sửa ngày 30/6/2014, chấp nhận đăng 31/10/2014a

Thông qua thực nghiệm, bài báo cung cấp thông tin hữu ích khi dùng muội than đen và xỉ lò cao nghiền mịn cải thiện khả năng tự cảm ứng của bê tông tính năng cao (high performance fiber-reinforced concretes, HPFRC) trong giai đoạn đàn hồi lẫn trong quá trình tăng cứng cơ học (strain hardening). Ba loại vữa bê tông tính năng cao sử dụng gồm: cấp phối đối chứng (M1), cấp phối dùng muội than đen thay thế 1% khối lượng xi măng (M2), cấp phối dùng xỉ lò cao nghiền mịn thay thế 25% khối lượng xi măng (M3). Ba cấp phối này được gia cường cốt sợi thép loại 2 đầu móc, hàm lượng như nhau 1,5% theo thể tích. So sánh với cấp phối M1 dưới sơ đồ kéo trực tiếp, kết quả thí nghiệm cho thấy cấp phối M2 và M3 được cải thiện đáng kể khả tự cảm biến cũng như cường độ kéo. Từ khóa: bê tông tính năng cao; hệ số cảm biến; tự cảm biến; vật liệu thông minh; muội than đen; xỉ lò cao nghiền mịn.

Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu thực nghiệm khả năng chịu tác động tải trọng nổ của bê tông chất lượng siêu cao (Ultra-High Performance Concrete - UHPC). Bê tông UHPC sử dụng trong nghiên cứu được chế tạo sử dụng các vật liệu sẵn có ở Việt Nam. Các tấm bê tông UHPC và bê tông thường có cùng kích thước (chiều dài 1000 mm, chiều rộng 800 mm và chiều dày 120 mm) đã được chế tạo và thí nghiệm nổ để so sánh. Tải trọng nổ sử dụng là thuốc nổ nhũ tương. Sự hư hại và phá hủy ở mặt trên, mặt dưới của các mẫu thí nghiệm và thành phần hạt của các mãnh vỡ bắn ra dưới tác động của tải trọng nổ được phân tích và so sánh giữa bê tông UHPC và bê tông thường. Từ khóa: bê tông chất lượng siêu cao; bê tông thường; tải trọng nổ; thực nghiệm.

Mục tiêu nghiên cứu này là đánh giá ảnh hưởng của phụ gia rắn nhanh aluminat canxi vô định hình (ACA) đến một số tính chất của chất kết dính và vữa cường độ cao. Các kết quả nghiên cứu cho thấy ACA đóng vai trò là một loại phụ gia giúp thúc đẩy quá trình đông kết và đóng rắn của chất kết dính và vữa cường độ cao. Việc sử dụng ACA có ý nghĩa rất lớn trong việc phát triển cường độ ở thời gian rất sớm, chẳng hạn sau 4h đạt lớn hơn 20 MPa, đồng thời vẫn duy trì sự phát triển cường độ ở tuổi dài ngày. Đặc biệt, khi sử dụng xỉ với hàm lượng 30% theo khối lượng chất kết dính, không ảnh hưởng đến thời gian đông kết cũng như sự phát triển cường độ của vữa ở tuổi sớm khi kết hợp với ACA so với mẫu không sử dụng xỉ lò cao hạt hóa nghiền mịn.

Trong nghiên cứu này, cường độ nén dưới điều kiện hạn chế nở hông của bê tông tính năng cao (high-performance fiber-reinforced concrete, HPFRC) đã được thí nghiệm và phân tích theo ba mô hình phá hoại nén: mô hình Mohr-Coulomb, Hoek-Brown và Johnston. Các mẫu nén hình trụ có cùng đường kính 114 mm, chiều cao 200 mm, có vỏ làm bằng ống thép và nhựa uPVC, tải trọng thiết kế chỉ tác dụng lên lõi HPFRC. Bê tông HPFRC lõi được gia cường hỗn hợp sợi thép với hàm lượng theo thể tích bao gồm 1,0% sợi dài có móc và 0,5% sợi ngắn thẳng phẳng. Vỏ mẫu sử dụng bao gồm vỏ uPVC dày 3,2 mm (ký hiệu uPVC3.2) và 3,8 mm (ký hiệu uPVC3.2) trong khi vỏ thép dày 1,4 mm (ký hiệu ST1.4) và 1,8 mm (ký hiệu ST1.8). Thứ tự các loại vỏ theo độ lớn cường độ nén lõi HPFRC quan sát được như sau: Không có vỏ < uPVC3.2 < uPVC3.8 < ST1.4 < ST1.8. Từ kết quả nén mẫu, các biểu thức được thiết lập theo ba mô hình phá hoại nén để dự đoán khả năng chịu nén của lõi HPFRC.

Bê tông chất lượng siêu cao (Ultra-high-performance concrete - UHPC) được xem là vật liệu tương lai trong lĩnh vực xây dựng cầu do các đặc tính cơ lý vượt trội so với bê tông thường, như cường độ chịu nén và uốn lớn, độ dẻo dai cao … Gần đây, vật liệu UHPC có giá thành giảm do đã nội địa hóa được phần lớn các nguyên liệu đầu vào. Vật liệu này đã được trường Đại học Xây dựng nghiên cứu và sản xuất thành công (NUCE-UHPC). Điều này đã mở ra cơ hội tiềm năng cho việc ứng dụng đại trà NUCE-UHPC tại các dự án cầu trong tương lai gần ở Việt Nam. Nghiên cứu này đã tiến hành việc thử nghiệm trộn loại vật liệu NUCE-UHPC tại các trạm trộn bê tông thương phẩm thông thường; kiểm tra các đặc tính cơ lý; tính toán và đề xuất một số mặt cắt ngang dầm cầu dự ứng lực tiết diện chữ I sử dụng loại vật liệu này. Kết quả tính toán cho thấy rằng với cùng một chiều dài nhịp định hình (18,6 m, 24,5 m, và 33 m), dầm UHPC có chiều cao thấp hơn, thanh mảnh hơn và không cần dùng cốt thép thường. Do đó, trọng lượng của các dầm cầu UHPC cũng nhẹ hơn đáng kể so với các dầm cầu BTCT thông thường cùng kích thước. Từ khóa: bê tông chất lượng siêu cao; dầm cầu tiết diện chữ I căng trước; sức kháng uốn; sức kháng cắt.