intTypePromotion=3

Báo cáo khoa học: "các mô hình ứng xử của bê tông, đánh giá mô hình tối -u dùng trong mô phỏng số các kết cấu bê tông"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

0
108
lượt xem
28
download

Báo cáo khoa học: "các mô hình ứng xử của bê tông, đánh giá mô hình tối -u dùng trong mô phỏng số các kết cấu bê tông"

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt: Bài báo tổng hợp và phân tích các mô hình ứng xử của vật liệu bê tông: các mô hình dựa trên lí thuyết cơ học rạn nứt bê tông, các mô hình đàn hồi - dòn theo lí thuyết cơ học phá huỷ dòn, các mô hình đàn hồi-dẻo theo lí thuyết dẻo, các mô hình ứng xử hỗn hợp đàn hồi dòn - dẻo… Tiến hành đánh giá -u nh-ợc điểm của từng mô hình và lựa chọn mô hình tối -u để đ-a vào các lập trình tính toán ứng dụng bằng ph-ơng pháp phần...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "các mô hình ứng xử của bê tông, đánh giá mô hình tối -u dùng trong mô phỏng số các kết cấu bê tông"

  1. c¸c m« h×nh øng xö cña bª t«ng, ®¸nh gi¸ m« h×nh tèi −u dïng trong m« pháng sè c¸c kÕt cÊu bª t«ng ncs. trÇn thÕ truyÒn Bé m«n CÇu - HÇm, Khoa C«ng tr×nh GS. ts NguyÔn viÕt trung Bé m«n C«ng Tr×nh GTTP, Khoa C«ng tr×nh Tr−êng §¹i häc Giao Th«ng VËn T¶i Tãm t¾t: Bμi b¸o tæng hîp vμ ph©n tÝch c¸c m« h×nh øng xö cña vËt liÖu bª t«ng: c¸c m« h×nh dùa trªn lÝ thuyÕt c¬ häc r¹n nøt bª t«ng, c¸c m« h×nh ®μn håi - dßn theo lÝ thuyÕt c¬ häc ph¸ huû dßn, c¸c m« h×nh ®μn håi-dÎo theo lÝ thuyÕt dÎo, c¸c m« h×nh øng xö hçn hîp ®μn håi - dßn - dÎo… TiÕn hμnh ®¸nh gi¸ −u nh−îc ®iÓm cña tõng m« h×nh vμ lùa chän m« h×nh tèi −u ®Ó ®−a vμo c¸c lËp tr×nh tÝnh to¸n øng dông b»ng ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n. Summary: This paper synthesizes and analyzes all concrete constitutive models: models base on concrete fracture theory, models elasto-damage base on damage theory, models elasto-plastics base on the theory of plasticity, models base on the coupling behavior elastic- plastic-damage. Thence, estimate the advantages, the weakness of each model and choose the optimal model to introduce in the computational code of applied FEM programs portland cement concrete pavement. t«ng, ban ®Çu c¸c m« h×nh øng xö ®µn håi tuyÕn tÝnh ®−îc ®−a vµo c¸c m· tÝnh to¸n cña I. më ®Çu c¸c phÇn mÒm víi c¸c phÇn tö ®ñ lín ®Ó bá M« h×nh ho¸ øng xö ®èi víi c¸c vËt liÖu qua c¸c hiÖu øng do tÝnh kh«ng ®ång nhÊt cña kh«ng ®ång nhÊt nãi chung vµ bª t«ng nãi vËt liÖu, vÒ sù tån t¹i c¸c ®−êng nøt, tÝnh øng riªng ®· ®−îc nhiÒu t¸c gi¶ trªn thÕ giíi ®Ò xö bÊt ®¼ng h−íng cña vËt liÖu, song song víi cËp trong c¸c nghiªn cøu cña m×nh. C¸c m« thiÕt lËp c¸c phÇn tö øng xö ®µn håi cña cèt h×nh gi¶i tÝch, m« h×nh xÊp xØ cña bª t«ng ®· thÐp hoÆc c¸c d¹ng cèt kh¸c vµ phÇn tö kÕt ®−îc øng dông thµnh c«ng trong thùc tÕ tÝnh nèi gi÷a chóng, vµ v× thiªn vÒ an toµn nªn c¸c to¸n thiÕt kÕ vµ ®¸nh gi¸ ph¸ ho¹i cña c¸c kÕt kÕt qu¶ nµy mÆc dï khã cã ®é chÝnh x¸c cao cÊu c«ng tr×nh x©y dùng. Nh÷ng n¨m gÇn ®©y, nh−ng l¹i ®¶m b¶o ®ñ c¸c yªu cÇu thiÕt kÕ cïng víi sù ph¸t triÓn cña c¸c ph−¬ng ph¸p c¸c kÕt cÊu bª t«ng vµ hiÓn nhiªn cã nhiÒu −u m« pháng sè øng xö c¸c vËt liÖu nãi chung, ®iÓm h¬n so víi c¸c ph©n tÝch truyÒn thèng. c¸c m« h×nh øng xö cña bª t«ng còng dÇn Sau ®ã víi yªu cÇu ph¶i m« pháng gÇn ®óng ®−îc ®−a vµo trong m· nguån cña c¸c phÇn øng xö cña vËt liÖu bª t«ng so víi thùc mÒm tÝnh to¸n b»ng ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u nghiÖm, c¸c m« h×nh øng xö cã xÐt ®Õn tÝnh h¹n. V× tÝnh phøc t¹p cña cÊu tróc vËt liÖu bª dÎo, tÝnh dßn, tÝnh tËp trung cña øng suÊt vµ
  2. tÝnh to¸n vÉn lu«n héi tô khi t¶i träng rÊt lín, ®iÒu biÕn d¹ng, sù cã mÆt c¸c ®−êng nøt hay c¸c nµy hoµn toµn kh«ng phï hîp víi øng xö thùc lç rçng… lÇn l−ît ®−îc c¸c t¸c gi¶ ®Ò nghÞ víi cña vËt liÖu. c¸c m« h×nh kh¸c nhau nh− c¸c m« h×nh ®µn dÎo, c¸c m« h×nh ®µn håi-dßn, c¸c m« h×nh 2.2. Nhãm m« h×nh øng xö theo lÝ liªn tôc, liªn tôc yÕu hay kh«ng liªn tôc, c¸c thuyÕt c¬ häc r¹n nøt bª t«ng (CFM) m« h×nh hçn hîp ®µn håi – dÎo - dßn, c¸c m« 2.2.1. M« h×nh ph©n tÝch tuyÕn tÝnh h×nh nøt-ph¸ huû, c¸c m« h×nh vi m« hay vÜ M« h×nh ph©n tÝch tuyÕn tÝnh dùa trªn lÝ m«… Mçi mét m« h×nh øng xö ®Òu ®−îc c¸c t¸c gi¶ nªu bËt nh÷ng −u ®iÓm trong mét sè thuyÕt c¬ häc r¹n nøt tuyÕn tÝnh vèn ®· ®−îc ¸p dông thµnh c«ng víi c¸c vËt liÖu cã tÝnh bµi to¸n cô thÓ cã thùc nghiÖm kiÓm chøng, tuy vËy mét kÕt luËn cã tÝnh thuyÕt phôc cao dßn cao nh− gèm, gang hay thuû tinh. Víi bª t«ng, Kaplan (1961) vµ Glucklich (1963) lµ ®Ó thèng nhÊt mét m« h×nh tèi −u øng dông nh÷ng ng−êi ®Çu tiªn øng dông vµo tÝnh to¸n hiÖu qu¶ trong tÝnh to¸n øng dông ®ang lµ mét c©u hái lín. bª t«ng b»ng c¸ch ®−a trùc tiÕp c¸c c«ng thøc gi¶i tÝch cña c¬ häc r¹n nøt vµo m« h×nh ho¸ Bµi b¸o nµy gãp phÇn tæng hîp ph©n tÝch tr−êng øng suÊt vµ biÕn d¹ng cña bª t«ng khi cã vµ ®¸nh gi¸ −u nh−îc ®iÓm cña tõng nhãm nøt th«ng qua c«ng thøc tÝnh hÖ sè c−êng ®é m« h×nh ®iÓn h×nh ë trªn, ®−a ra kÕt luËn vÒ øng suÊt K hay n¨ng l−îng ph¸ huû G: m« h×nh tèi −u nhÊt ®Ó ®−a vµo m· ph¸t K = σ ∞ πa.f triÓn trong phÇn mÒm Lagamine(1) vÒ tÝnh (1) to¸n kÕt cÊu bª t«ng cã xÐt ®Õn c¸c hiÖu øng tæng hîp c¬-nhiÖt, multiphyics… øng −u ®iÓm cña m« h×nh nµy lµ ®¬n gi¶n, tuy dông trong tÝnh to¸n c¸c c«ng tr×nh x©y nhiªn kÕt qu¶ tÝnh to¸n chØ chÊp nhËn ®−îc dùng nãi chung. khi kÝch th−íc kÕt cÊu ®ñ lín ®Ó bá qua tÝnh phi tuyÕn cña vËt liÖu vµ hiÓn nhiªn kh«ng thÓ ¸p dông trong c¸c ph©n tÝch vi m« chÝnh x¸c II. Ph©n tÝch c¸c m« h×nh øng xö cña c¸c vïng ph¸ huû. bª t«ng 2.2.2. C¸c m« h×nh ph©n tÝch phi tuyÕn 2.1. Nhãm m« h×nh chØ xem xÐt øng xö cña bª t«ng hoµn toµn ®µn håi (i). TÝnh phi tuyÕn ®−îc ®−a vµo m« h×nh nµy theo hai c¸ch: §©y lµ nhãm m« h×nh ®¬n gi¶n nhÊt, theo ®ã øng xö cña bª t«ng ®−îc xem lµ hoµn toµn + XÐt ®Õn vïng dÎo ®Çu vÕt nøt, tr−êng ®µn håi, kh«ng xÐt ®Õn tÝnh phi tuyÕn ë c¶ øng suÊt ®−îc hiÖu chØnh theo vïng dÎo nµy: tr−íc vµ sau ®Ønh ®−êng cong ph¸ ho¹i. §Þnh K = σ ∞ π(a + ρ).f (2) luËt Hook lµ c¬ së cña m« h×nh øng xö nµy. TÝnh ®¬n gi¶n lµ −u ®iÓm cña m« h×nh nµy, tuy Theo Dugdale- Barenblatt: nhiªn kÕt qu¶ tÝnh to¸n râ rµng lµ kh«ng ®¸p 2 π K1 ρ= øng ®−îc yªu cÇu thiÕt kÕ c¸c kÕt cÊu trong thùc (3) 16 σ 2 tÕ. Trong tÝnh to¸n sè nÕu kh«ng khèng chÕ tèt y c¸c tham sè ®Çu vµo th× cã thÓ lµm cho kÕt qu¶ Víi sY lµ giíi h¹n ®µn håi Tresca. (1). Mét phÇn mÒm m« pháng øng xö cña c¸c vËt + Dïng tÝch ph©n Rice ph©n tÝch ®µn håi liÖu phøc t¹p nh− ®Êt, ®¸, bª t«ng cña khoa khoa phi tuyÕn theo lÝ thuyÕt c¬ häc r¹n nøt phi tuyÕn. häc øng dông, §¹i häc Liege (Ulg), V−¬ng quèc BØ, n¬i NCS TrÇn ThÕ TruyÒn ®ang häc tËp.
  3. (ii). C¸c m« h×nh phi tuyÕn xÊp xØ nh− m« tÝnh to¸n hay cã hiÖn t−îng chÌn øng suÊt h×nh hai tham sè (TPM), m« h×nh ¶nh h−ëng tû (stress locking), khi ®ã ph¶i chuyÓn sang m« lÖ (SEM), m« h×nh ®−êng nøt cã hiÖu (ECM) h×nh nøt xoay (chuÈn hoÆc c¶i tiÕn) sao cho kh«ng ®−îc ®Ò cËp ®Õn trong bµi b¸o nµy. ph¸p tuyÕn cña ®−êng nøt trïng víi ph−¬ng t¸c dông cña øng suÊt chÝnh. M« h×nh nµy 2.2.3. M« h×nh nøt ®¬n (kh«ng liªn tôc) còng chØ thÝch hîp víi c¸c bµi to¸n lan truyÒn Sù kh«ng liªn tôc cña chuyÓn vÞ ®−îc xÐt nøt, kÕt qu¶ tÝnh to¸n nhiÒu khi kh«ng héi tô ®Õn trong m« h×nh nµy. §iÓn h×nh nhÊt trong do sù tËp trung biÕn d¹ng trong vïng bÞ mÒm c¸c m« h×nh kh«ng liªn tôc lµ m« h×nh ®−êng ho¸ cña bª t«ng. nøt ¶o (Hiller Borg-1984). N h − v Ëy, c¸c m« h×nh øng xö bª t«ng theo CFM dùa trªn gi¶ thiÕt bª t«ng gÇn dßn trong tr− êng kh«ng liªn tôc vÒ chuyÓn vÞ hoÆc biÕn d¹ng, do ®ã chØ phï hîp víi c¸c bµi to¸n lan truyÒn nøt trong bª t«ng G f = ∫ σdu theo tiªu chuÈn nøt, khi lËp tr×nh b»ng ph − ¬ng ph¸p PTHH c¸c m« h×nh nµy tá ra §Çu ®−êng nøt thËt yÕu v× ph¶i sö dông c¸c phÇn tö ®Æc biÖt, ChiÒu dµi vïng ph¸ huû kÕt qu¶ tÝnh to¸n phô thuéc nhiÒu vµo sù H×nh 1. M« h×nh ®−êng nøt ¶o chia l − íi phÇn tö, nÕu sö dông phÇn tö nøt C¸c phÇn tö kÕt nèi hoÆc c¸c phÇn tö nøt th× hµm d¹ng rÊt phøc t¹p kh«ng tèi − u khi ®−îc sö dông gi÷a c¸c m«i tr−êng liªn tôc. lËp tr×nh tÝnh to¸n. Víi gi¶ thiÕt m«i tr − êng Nh−îc ®iÓm cña m« h×nh nµy lµ kh¶ n¨ng m« ngoµi ® −êng nøt lµ ®µn håi th× c¸c m« h×nh pháng b»ng PTHH yÕu. Sù phô thuéc cña nµy phï hîp víi c¸c ph©n tÝch vÜ m« cña ®−êng nøt theo ph©n bè h×nh häc cña c¸c kÕt cÊu vµ do ®ã kÕt qu¶ tÝnh to¸n chÊp phÇn tö. ChØ hîp lÝ khi dïng ®Ó ph©n tÝch lan nhËn ® − îc khi kÝch th −íc kÕt cÊu ®ñ lín. truyÒn nøt trong bª t«ng. MÆc dï vËy nÕu sö dông c¸c m« h×nh ph©n 2.2.4. M« h×nh nøt ph©n bè (liªn tôc yÕu) tÝch xÊp xØ kÕt hîp víi thùc nghiÖm th× kÕt qu¶ tÝnh to¸n t− ¬ng ®èi chÝnh x¸c vµ ®Çy Sù kh«ng liªn tôc vÒ biÕn d¹ng ®−îc xÐt ®ñ h¬n so víi c¸ch ph©n tÝch truyÒn thèng ®Õn trong m« h×nh nµy. §iÓn h×nh nhÊt lµ m« theo c¸c tiªu chuÈn thiÕt kÕ kÕt cÊu bª h×nh d¶i nøt (Bazant - 1983) sö dông mét d¶i t«ng cò. HiÖn nay nhiÒu t¸c gi¸ tiÕp tôc nøt cã bÒ réng w ≈ 3dmax. ph¸t triÓn nhãm m« h×nh nµy b»ng c¸ch ® − a vµo c¸c c«ng thøc kh«ng côc bé ®Ó G f = w ∫ σdε tÝnh ®Õn ®Õn sù tËp trung biÕn d¹ng nh− ng còng ®ang dõng l¹i ë c¸c bµi to¸n ®¬n gi¶n, viÖc øng dông vµo c¸c phÇm mÒm th − ¬ng m¹i ®ang lµ mét vÊn ®Ò khã. 2.3. Nhãm m« h×nh øng xö theo lÝ vïng ph¸ huû thuyÕt ®µn dÎo D¶i nøt ChiÒu dµi vïng ph¸ hñy Nhãm m« h×nh nµy thÝch hîp víi tÝnh to¸n H×nh 2. M« h×nh d¶i nøt b»ng ph−¬ng ph¸p PTHH v× m«i tr−êng lu«n lµ liªn tôc. C¸c gi¶ thiÕt chÝnh cña nhãm m« V× cã thÓ x¶y ra sù kh«ng ®ång ph−¬ng h×nh nµy lµ: cña d¶i nøt vµ l−íi phÇn tö h÷u h¹n nªn trong
  4. chuÈn Mohr - Coulomb hoÆc Drucker - - øng xö dßn khi bª t«ng chÞu kÐo, phï Prager vµ bá qua øng xö mÒm ho¸ cña bª hîp víi tiªu chuÈn nøt ®µn håi Rankine. t«ng khi chÞu kÐo. Trong tÝnh to¸n sè b»ng - øng xö ®µn håi dÎo khi chÞu nÐn, phï ph−¬ng ph¸p PTHH, m« h×nh ®µn dÎo cã hîp víi tiªu chuÈn Mohr - Coulomb hoÆc xÐt ®Õn tÝnh côc bé cña biÕn d¹ng ®Ó kÕt Drucker -Prager. qu¶ héi tô lµ m« h×nh gradient bËc cao, vµ ®©y còng lµ m« h×nh m¹nh nhÊt hiÖn nay trong tÝnh to¸n sè theo lÝ thuyÕt ®µn dÎo v× cã xÐt ®Õn tÝnh ph¸ huû cña bª t«ng. 2.4. Nhãm m« h×nh øng xö theo lÝ thuyÕt ®µn håi - dßn MÆt ph¼ng kinh tuyÕn MÆt ph¼ng xo¸y MÆt ph¼ng øng suÊt ph¼ng Nhãm m« h×nh nµy dùa trªn lÝ thuyÕt c¬ H×nh 3. Tiªu chuÈn ph¸ huû Rankine b¶n cña c¸c m«i tr−êng liªn tôc. C¬ häc ph¸ huû lµ c¬ së thiÕt lËp quy luËt ph¸t triÓn cña c¸c biÕn tr¹ng th¸i khi vËt liÖu tõ tr¹ng th¸i nguyªn vÑn sang ph¸ huû hoµn toµn. Ba b−íc tiÕp cËn cña nhãm m« h×nh nµy gåm: - §Þnh nghÜa c¸c biÕn tr¹ng th¸i ®Æc tr−ng cho tr¹ng th¸i ph¸ huû cña vËt liÖu. MÆt ph¼ng kinh tuyÕn MÆt ph¼ng xo¸y MÆt ph¼ng øng suÊt ph¼ng - Lùa chän hµm n¨ng l−îng tù do H×nh 4. Tiªu chuÈn ph¸ huû Drucker - Prager (Gibbs hay Helmholtz) råi suy ra luËt tr¹ng NhiÒu m« h×nh cña c¸c t¸c gi¶ kh¸c th¸i. nhau ®· ®−îc ®Ò nghÞ trong nhãm m« h×nh - X¸c ®Þnh thÕ n¨ng tiªu t¸n ®Ó thµnh nµy nh− Raynourd (1974), Franzetkakit lËp c¸c quy luËt ph¸t triÓn ®èi víi c¸c biÕn (1987), Chen & Han (1988), Lubnier & ®· chän. Olivier (1989), Feentra & de Borst (1995), Nedjar (2002), Ulm & Coussy (2003)… M« h×nh ®µn håi dßn ®Çu tiªn ®−îc ph¸t Nhãm tiªu chuÈn nµy ®Æc biÖt quan t©m ®Õn triÓn bëi Kachanov (1958) víi m« h×nh ®¼ng øng xö chÞu nÐn cña bª t«ng vµ thiÕt lËp h−íng cæ ®iÓn sö dông biÕn ph¸ huû d víi ®−êng øng xö dÎo theo c¸c ®Ò nghÞ kh¸c biÕn d¹ng lµ th«ng sè kiÓm so¸t, sau ®ã rÊt nhau. Tuy nhiªn v× bá qua tÝnh ph¸ huû nhiÒu t¸c gi¶ ®Ò nghÞ c¸c m« h×nh míi nh− (damage) cña bª t«ng nªn nhãm m« h×nh Mazars (1984), Simo & Ju (1987a,1987b) nµy kh«ng tÝnh ®Õn sù gi¶m m¹nh cña víi tiÕp cËn côc bé tøc lµ kh«ng xÐt ®Õn sù c−êng ®é bª t«ng bÞ ph¸ huû, ®Æc biÖt ®èi tËp trung biÕn d¹ng trong vïng ph¸ huû cña víi bª t«ng c−êng ®é cao, nhãm m« h×nh bª t«ng, tiÕp ®ã cho ®Õn nay nhiÒu m« h×nh nµy trë nªn yÕu v× kh«ng xÐt ®Õn tÝnh dßn kh«ng côc bé ®µn håi-dßn lÇn l−ît ®−îc ®Ò cña vËt liÖu. nghÞ nh− Pijaudier-cabot & Bazant (1988 - Tuy vËy nhãm m« h×nh nµy ®· ®−îc 1989), Fremont & Nedjar (1993), Jirasek øng dông trong thùc tÕ rÊt thµnh c«ng khi (1996, 2004) - sö dông biÕn kiÓm so¸t lµ tÝnh to¸n c¸c c«ng tr×nh x©y dùng, khi ®ã chØ biÕn d¹ng t−¬ng ®−¬ng - cho kÕt qu¶ tÝnh xÐt ®Õn øng xö dÎo cña bª t«ng theo tiªu to¸n héi tô vµ gÇn s¸t thùc nghiÖm.
  5. víi môc ®Ých xÐt hÕt tÊt c¸c c¸c thuéc tÝnh cña vËt liÖu bª t«ng gåm tÝnh bÊt ®èi xøng, tÝnh dßn, tÝnh phi ®µn håi, tÝnh còng cè nÐn d = α t dt + αc dc vµ tÝnh bÊt ®¼ng h−íng, theo ®ã, tÝnh dßn vµ tÝnh dÎo ®−îc cïng xem xÐt ®Ó cã m« h×nh s¸t nhÊt víi kÕt qu¶ quan s¸t thùc nghiÖm, hai phÇn kÕt hîp gåm: kÕt hîp tr¹ng th¸i ®μn håi - dßn vµ kÕt hîp ®éng häc dßn - dÎo. H×nh 5. MÆt ph¸ huû theo m« h×nh ®μn håi- dßn Maza C¸c m« h×nh sö dông c¸c biÕn tens¬ cã H×nh 6. S¬ ®å tæng hîp ®μn håi-dÎo- dßn thÓ m« t¶ tÝnh bÊt ®¼ng h−íng, tÝnh cñng cè nÐn vµ tÝnh phi ®µn håi cña bª t«ng, nh−ng NhiÒu m« h×nh øng xö kÕt hîp ®· ®−îc còng lµm phøc t¹p tÝnh to¸n, do vËy trong ®Ò nghÞ nh−: Lemaitre (1992), Salari c¸c tÝnh to¸n øng dông, c¸c biÕn v« h−íng (2004), Faria (1998), Lemaitre (2000)…, ®−îc sö dông nhiÒu h¬n, vµ khi ®ã c¸c tham theo ®ã kÕt hîp dßn-dÎo cã thÓ d−íi d¹ng sè ph¶i x¸c ®Þnh Ýt h¬n. Trong c¸c m« h×nh quan hÖ kh«ng t−êng minh gi÷a c¸c biÕn néi trªn th× m« h×nh Mazars ®−îc øng dông réng (biÕn ph¸ huû vµ biÕn d¹ng dÎo), sö dông r·i h¬n c¶ trong c¸c phÇn mÒm tÝnh to¸n, ®ång thêi mÆt dÎo vµ mÆt ph¸ huû, khã ®Æc biÖt lµ m« h×nh Mazars kh«ng côc bé, kh¨n gÆp ph¶i theo c¸ch nµy lµ viÖc x¸c m« h×nh nµy cho phÐp tÝnh ®Õn øng xö bÊt ®Þnh c¸c tham sè rÊt phøc t¹p. C¸ch kh¸c lµ ®èi xøng cña bª t«ng khi chÞu nÐn vµ chÞu chØ duy nhÊt mét hµm t¶i träng ®−îc x¸c kÐo, tuy nhiªn m« h×nh nµy kh«ng xÐt ®Õn ®Þnh (Lemaitre (1992), Lee & Fenves tÝnh còng cè nÐn còng nh− c¸c biÕn d¹ng d− (1998), Faria & al (1998), Lemaitre cña bª t«ng, nh−ng may m¾n lµ c¸c néi (2000)…) vµ dïng ®Ó kiÓm so¸t qu¸ tr×nh dung nµy chØ ph¶i xÐt ®Õn trong tr−êng hîp tiªu t¸n, hµm nµy cã thÓ lµ hµm t¶i träng t¶i träng chu kú, hay nãi c¸ch kh¸c víi ph¸ huû hay hµm ng−ìng dÎo tuú vµo ®Æc tr−êng hîp t¶i träng tû lÖ m« h×nh Mazars lµ ®iÓm chÞu t¶i, c¸ch nµy mÆc dï cã nh÷ng mét m« h×nh m¹nh ®Ó lËp tr×nh b»ng h¹n chÕ trong viÖc m« h×nh øng xö cña vËt PPPTHH, trªn c¬ së nµy cã thÓ ph¸t triÓn liÖu nh−ng l¹i ®¬n gi¶n h¬n so víi c¸ch trªn, m« h×nh nµy b»ng c¸ch ®−a vµo c¸c kü tuy vËy còng cÇn sö dông nhiÒu gi¶ thiÕt thuËt ®iÒu chØnh ®Ó kÕt qu¶ héi tô h¬n vµ h¬n. c¸c hiÖu øng vÒ nhiÖt, ho¸ häc… vµo tõng tr−êng hîp lµm viÖc cô thÓ cña kÕt cÊu. § Ó minh ho¹ râ vÒ mÆt hiÖn t− îng øng 2.5. Nhãm m« h×nh øng xö theo lÝ xö kÕt hîp cña bª t«ng, mét sè t¸c gi¶ ®· thuyÕt tæng hîp ®µn håi - dÎo - dßn (m« dïng m« h×nh lÝ thuyÕt (Simo & Ju (1987), h×nh hçn hîp) Yazdani & Schereyer (1990), Luccioni §©y lµ nhãm m« h×nh ®ang ®−îc nhiÒu (1996), Jefferson (2003)…) theo ®ã sù kÕt t¸c gi¸ ph¸t triÓn trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y hîp ®óng b¶n chÊt ®− îc dïng thay thÕ c¸c
  6. b iÕn ®æi gÇn ®óng cña m« h×nh ph¸ huû dµi ®Æc tr−ng hay w – chiÒu réng d¶i nøt. ban ®Çu ®Ó tÝnh ®Õn biÕn d¹ng d − khi chÞu M« h×nh nøt kÕt hîp sö dông ®ång thêi lÝ t¶i chu k×, khi ®ã lÝ thuyÕt ph¸ huû dïng ®Ó thuyÕt c¬ häc r¹n nøt vµ lÝ thuyÕt c¬ häc ph¸ m« h×nh ho¸ ph¸ huû vËt liÖu, cßn lÝ thuyÕt huû, theo ®ã nøt ®−îc biÓu diÔn bëi luËt øng dÎo dïng ®Ó xÐt ®Õn c¸c biÕn d¹ng d − v µ xö côc bé cña ®−êng nøt, cßn ph¸ huû dßn ®−îc biÔu diÔn bëi tham sè mÒm g (1 ÷ ∞) d·n në thÓ tÝch, tuy vËy m« h×nh nµy kh¸ phøc t¹p, cã rÊt nhiÒu th«ng sè cÇn x¸c cho phÐp kh¾c phôc ®−îc hiÖn t−îng chÌn ®Þnh. øng suÊt (stress locking), mét d¹ng phÇn tö h÷u h¹n ®Æc biÖt ®−îc sö dông trong m« Nh− vËy nhãm m« h×nh kÕt hîp mÆc dï h×nh nµy gäi lµ phÇn tö nøt chÊp nhËn mét tiÕn s¸t ®−îc ®Õn øng xö thùc chÊt cña bª b−íc nh¶y vÒ chuyÓn vÞ ®èi víi mçi phÇn tö, t«ng, nh−ng râ rµng viÖc xuÊt hiÖn thªm vïng mÒm ho¸ cña bª t«ng (FPZ) n»m gän nhiÒu biÕn sè cÇn x¸c ®Þnh sÏ lµm viÖc tÝnh trong c¸c phÇn tö h÷u h¹n, c¸c phÇn tö ph¶i to¸n phøc t¹p lªn rÊt nhiÒu kh«ng chØ ë viÖc cã kÝch th−íc lín h¬n chiÒu dµy yªu cÇu cña x¸c ®Þnh c¸c biÕn nµy b»ng lÝ thuyÕt vµ thùc FPZ, kÕt qu¶ tÝnh to¸n cã ®−îc ®éc lËp víi nghiÖm mµ cßn ë viÖc ®−a chóng vµo m« ph−¬ng cña cña FPZ vµ c¸c phÇn tö, tuy h×nh vµ lËp tr×nh tÝnh to¸n. Qua thèng kª vµ nhiªn m« h×nh nµy cã nh÷ng nh−îc ®iÓm ®¸nh gi¸ còng nh− tham kh¶o ý kiÕn cña nh− c¸c m« h×nh kh«ng liªn tôc hoÆc liªn c¸c t¸c gi¶ cña c¸c m« h×nh næi tiÕng ë tôc yÕu ®ã lµ khã kh¨n khi muèn xÐt ®Õn ch©u ¢u vµ Mü th× cho tíi hiÖn nay ch−a cã tÝnh phi ®µn håi vµ còng cè nÐn cña bª t«ng mét m« h×nh kÕt hîp nµo thùc sù hoµn thiÖn vµ khi t¶i träng t¸c dông phøc t¹p, ngoµi ra cã thÓ võa ®¸p øng c¸c yªu cÇu m« h×nh nã cßn h¹n chÕ ë viÖc chia nhá h¬n n÷a ho¸ ban ®Çu còng nh− cho phÐp tÝnh to¸n phÇn tö h÷u h¹n vµ do ®ã ng¨n c¶n sù héi kh«ng qu¸ phøc t¹p. Nh− vËy c¸c m« h×nh tô cña kÕt qu¶ tÝnh to¸n. kÕt hîp cÇn ph¶i ®−îc hoµn thiÖn h¬n n÷a ®Ó cã thÓ ®−a vµo m· tÝnh to¸n cña c¸c III. Lùa chän m« h×nh tèi −u ®Ó øng ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n øng dông mét c¸ch dông trong m« pháng c¸c kÕt cÊu réng r·i. bª t«ng 2.6. C¸c nhãm m« h×nh kh¸c Tõ ph©n tÝch c¸c m« h×nh øng xö cña Ngoµi c¸c nhãm m« h×nh trªn th× mét bª t«ng nh− phÇn trªn, chóng ta thÊy r»ng sè t¸c gi¶ cßn ®Ò xuÊt c¸c m« h×nh ®Æc biÖt mçi m« h×nh cã nh÷ng −u nh−îc ®iÓm kh¸c nh− m« h×nh Microplane (m« h×nh vi m«) nhau vµ øng dông hîp lÝ trong tõng tr−êng (Bazant & Os (1985)) hay m« h×nh nøt kÕt hîp riªng biÖt, c¸c m« h×nh ®¬n gi¶n th× cho hîp (hay m« h×nh nøt-ph¸ huû) cña c¸ch tÝnh to¸n ®¬n gi¶n, Ýt tham sè ph¶i x¸c M.Jirasek & T.Zimmermann (2001). M« h×nh ®Þnh nh−ng hiÓn nhiªn kÕt qu¶ tÝnh to¸n cã microplane thµnh lËp quan hÖ øng suÊt biÕn ®é chÝnh x¸c thÊp hoÆc lµ ®«i lóc kh«ng héi d¹ng cho mçi mét mÆt ph¼ng trong vïng bÞ tô vµ kh«ng xÐt hÕt ®Õn c¸c thuéc tÝnh øng ph¸ huû cña bª t«ng theo c¸c ph−¬ng kh¸c xö cña vËt liÖu, c¸c m« h×nh phøc t¹p th× kÕt nhau sau ®ã kÕt hîp l¹i ®Ó ®−îc tens¬ øng qu¶ tÝnh to¸n râ rµng lµ s¸t thùc nghiÖm h¬n suÊt vµ biÕn d¹ng tæng thÕ, so víi c¸c m« tuy nhiªn c«ng viÖc x¸c ®Þnh vµ ®−a c¸c h×nh vÜ m« kh¸c th× m« h×nh nµy kh¸ phøc tham sè cña m« h×nh vµo tÝnh to¸n rÊt phøc t¹p vµ chØ dïng hîp lÝ trong viÖc x¸c ®Þnh t¹p. §iÓm qua c¸c nhãm m« h×nh ta thÊy cã c¸c tham sè néi cña vËt liÖu nh− lc – chiÒu
  7. nhãm xÐt ®−îc tÝnh ph¸ huû dßn cña bª IV. kÕt luËn vμ kiÕn nghÞ t«ng (nhãm ®µn håi - dßn), cã nhãm xÐt Mçi m« h×nh øng xö cña vËt liÖu bª ®−îc tÝnh dÎo khi bª t«ng chÞu nÐn (nhãm t«ng cã nh÷ng −u vµ nh−îc ®iÓm riªng vµ ®µn - dÎo), cã nhãm cho phÐp tÝnh to¸n sù chØ ¸p dông hîp lÝ trong c¸c tr−êng hîp cô lan truyÒn nøt trong bª t«ng (nhãm kh«ng thÓ t−¬ng øng, th«ng qua viÖc ph©n tÝch vµ liªn tôc hay liªn tôc yÕu) hoÆc cã m« h×nh ®¸nh gi¸ c¸c m« h×nh nµy, nhãm t¸c gi¶ ®· xÐt ®−îc ®ång thêi tÝnh dßn vµ tÝnh dÎo mÆc lùa chän ®−îc m« h×nh c¬ b¶n cho c¸c dï ch−a hoµn thiÖn (nhãm kÕt hîp). Nh− nghiªn cøu cña m×nh ®Ó ph¸t triÓn trong c¸c vËy viÖc lùa chän mét m« h×nh tèi −u bªn luËt øng xö phøc t¹p h¬n ®Ó gi¶i quyÕt c¸c c¹nh viÖc c¨n cø vµo −u nh−îc ®iÓm cña bµi to¸n m« pháng trong thùc tÕ. Nhãm t¸c tõng m« h×nh øng xö trªn th× cÇn dùa c¸c gi¶ hiÖn ®ang ph¸t triÓn mét m« h×nh kÕt yÕu tè kh¸c ®ã lµ chÊt l−îng bª t«ng, vÒ sù hîp dùa trªn c¬ së cña m« h×nh Mazars víi lµm viÖc cña kÕt cÊu, vÒ t¶i träng t¸c dông kü thuËt ®iÒu hoµ gradient bËc hai cã xÐt ®Ó m« h×nh lùa chän lµ hîp lÝ nhÊt. ®Õn c¸c hiÖu øng kÕt hîp multi-physiques ®Ó ®−a vµo code cña phÇn mÒm Lagamine Víi môc ®Ých øng dông c¸c tÝnh to¸n sè cho c¸c tÝnh to¸n øng dông cña m×nh ®Æc kÕt cÊu bª t«ng vµo viÖc tÝnh to¸n ph¸ ho¹i biÖt lµ trong m« pháng tÝnh to¸n c¸c vïng c¸c bé phËn cña kÕt cÊu c¸c c«ng tr×nh cÇu, ph¸ ho¹i cña c¸c bé phËn kÕt cÊu c«ng tr×nh hÇm, t−êng ch¾n... lµ nh÷ng kÕt cÊu cã yªu cÇu vµ vá hÇm. cÇu cao vÒ chÊt l−îng bª t«ng, khi chÞu t¸c ®éng ®Æc biÖt cña c¸c yÕu tè nhiÖt ®é, ho¸ häc, ®é Èm cã nguy c¬ dÉn ®Õn bÞ ph¸ ho¹i, c¸c t¸c gi¶ b¸o nµy thÊy r»ng cÇn ph¶i lùa Tµi liÖu tham kh¶o chän mét m« h×nh võa ®ñ ®¶m b¶o tÝnh [1]. Tran The Truyen. General sur la chÝnh x¸c chÊp nhËn ®−îc ®ång thêi viÖc lËp modelisation constitutive du beton, 1er tr×nh tÝnh to¸n khi ®−a vµo m· c¸c phÇn seminaire, ULg, 3/2006. mÒm m« pháng ph¶i kh«ng qu¸ phøc t¹p khi [2]. Tran The Truyen. Les modeles de ph¶i xÐt ®Õn c¸c yÕu tè m«i tr−êng ë trªn vµ comportement du beton et appreciation du choisi, 2nd seminaire, ULg, 5/2006. viÖc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh c¸c tham sè cña m« h×nh còng dÔ dµng vµ chÝnh x¸c. [3]. Bhushan Karihaloo. fracture mechanics & structural concrete, Longman Scientific & Qua ph©n tÝch mét sè vÝ dô vÒ tÝnh to¸n ph¸ Technical ; New York : Wiley, 1995. ho¹i theo m« h×nh Mazars vµ ®¸nh gi¸ −u [4]. M. Jirasek. Nonlocal damage mechanics with nh−îc ®iÓm cña c¸c m« h×nh øng xö cña application in concrete, EPFL, 8/2004. c¸c m« h×nh cßn l¹i dùa trªn kÕt qu¶ nghiªn [5]. Mazars.J. Application de la mecanique de cøu cña c¸c m« h×nh nµy, chóng t«i kÕt luËn l’endommagement au comportement nonlineaire r»ng m« h×nh Mazars lµ m« h×nh thÝch hîp et a la rupture du beton de structure, These doctorat d’etat, Universite Paris VI, 1984. nhÊt cho môc ®Ých nghiªn cøu cña chóng t«i trong khu«n khæ ¸p dông m« h×nh nµy ®Ó [6]. M.Y.H.BANGASH. Concrete and Concrete structure: Numerical Modelling and Application, ph¸t triÓn c¸c tÝnh to¸n øng dông s©u h¬n. Elsevier Science Publishers LTD, 1989. C¸c kü thuËt ®iÒu hoµ nh− kü thuËt kh«ng [7]. M.Jirasek. Plasticity, damage and fracture côc bé hay gradient bËc hai sÏ ®−îc ®−a Fragments of lecture note, UPC, Bacelona, vµo ®Ó kÕt qu¶ tÝnh to¸n héi tô h¬n vµ xÐt 11/2002. ®−îc sù côc bé biÕn d¹ng trong c¸c vïng [8]. Pijaudier-cabot. Bazant.Z, Nonlocal damage ph¸ ho¹i cña bª t«ng. theory, Journal of Engineering Mechanics, vol 113, 1987

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản