ii
Cán bӝ Kѭӟng dүn khoa hӑc : TS HuǤnh Thanh Cҧnh Chӳ kê:
PGS.TS Hӗ Ĉӭc Duy Chӳ kê:
Cán bӝ chҩm nhұn xét 1 : PGS.TS NguyӉQ9ăQ+LӃu
Cán bӝ chҩm nhұQ[pW 3*676&DR9ăQ9XL
LuұQYăQWKҥFVƭÿѭӧc bҧo vӋ tҥL7UѭӡQJĈҥi hӑF%iFK.KRDĈ+4*7S+&0QJj\WKiQJQăP
Thành phҫn HӝLÿӗQJÿiQKJLiOXұQYăQWKҥFVƭJӗm: 1 PGS TS NguyӉn TrӑQJ3Kѭӟc Chӫ tӏch 76/LrX;XkQ4Xê7KѭNê 3 PGS TS NguyӉQ9ăQ+LӃu Phҧn biӋn 1 3*676&DR9ăQ9XL3Kҧn biӋn 2 767KiL6ѫQӪy viên
Xác nhұn cӫa Chӫ tӏch HӝLÿӗQJÿiQKJLi/9Yj7Uѭӣng Khoa quҧn lý chuyên ngành sau khi luұQYăQÿmÿѭӧc sӱa chӳa (nӃu có)
KӺ THUҰT XÂY DӴNG
PGS TS NguyӉn TrӑQJ3Kѭӟc
Trang 3iii
NHIӊM VӨ LUҰ19Ă17+ҤC SƬ
Hӑ vj tên hӑc viên: PHҤM NGӐC LÂN MSHV: 2070513 Ngjy, thiQJQăPVLQK 10/10/1997 1ѫLVLQK /kPĈӗng Chuyên ngjnh: Kӻ Thuұt Xây Dӵng Mm sӕ: 8580201
,7Ç1Ĉӄ T¬I
7KHRG}LKѭKӓng cӫa vùng neo bê tông ӭng suҩWWUѭӟc bҵng cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh Numerical feasibility of smart aggregates for detecting damage in prestressed anchorage
II NHIӊM VӨ V¬ NӜI DUNG
1 Mô phӓng tҩm PZT và cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình trө, so sánh vӟi kӃt quҧ thӵc nghiӋm
2 Mô phӓng PZT cy hình cҫu và cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình cҫu, so sánh vӟi kӃt quҧ thӵc nghiӋm
3 Mô phӓng cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình cҫu trong vùng neo, cө thӇ gӗm: mô phӓng vӃt nӭt trong vùng neo, khҧo sát ӭng suҩWWURQJYQJQHRÿӇ chӑn vӏ WUtKѭKӓng tiӅm QăQJNKҧo sát mӭFÿӝ hiӋu quҧ cӫa chҭQÿRiQKѭKӓng bê tông và sӵ suy giҧm lӵc ӭng suҩt WUѭӟc bҵQJSKѭѫQJSKiSWUӣ kháng cӫa cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình cҫu
PGS.TS Hӗ Ĉӭc Duy
TP.HCM, ngjy 21 thiQJQăP
75ѬӢNG KHOA KӺ THUҰT XÂY DӴNG
Trang 4iv Trong thӡi gian hӑc tұp tҥLWUѭӡQJĈҥi hӑc Bich Khoa ± Ĉ+4*73+&0W{Lmay mҳQÿѭӧc quê Thҫy Cô truyӅQÿҥt nhiӅu kiӃn thӭc kinh nghiӋm, tôi thұt sӵ trân trӑng qumng thӡi gian ҩy
Trong qui trunh thӵc hiӋn luұQYăQQj\W{Lÿm nhұQÿѭӧc rҩt nhiӅu sӵ hӛ trӧ tӯ phta nhj WUѭӡng và thҫy cô, tôi muӕQWK{QJTXDÿk\ÿӇ gӱi lӡi cҧPѫQVâu sҳFÿӃn: Ban Giim hiӋu nhj WUѭӡng, quê Thҫ\&{WUѭӡQJĈҥi hӑc Bich Khoa ± Ĉ+4*TP.HCM vj cic quê Thҫy Cô khoa Kӻ thuұt Xây dӵng, nhӳng ciQKFKLPÿҫXÿjn dүn dҳWWUrQFRQÿѭӡng hӑc tұp, nghiên cӭu cӫa tôi
Tôi muӕn gӱi lӡi cҧPѫQVkXVҳc tӟi Thҫy HuǤnh Thanh Cҧnh vj Thҫy Hӗ Ĉӭc Duy Tôi luôn bӏ sӵ nhiӋt huyӃt, tұn tâm cӫa hai Thҫy ljm cho bҩt ngӡ, cNJQJQKѭÿy lj mӝWÿӝng lӵc lӟn gi~p tôi hojn thjnh luұQYăQQjy Trong qui trunh thӵc hiӋn luұQYăQQKӳng kiӃn thӭFÿӏQKKѭӟng kӏp thӡi tӯ hai Thҫ\QKѭQJӑn hҧLÿăQJWURQJÿrPWUѭӡng
Ĉӗng thӡi, tôi cNJng gӱi lӡi cҧPѫQFKkQWKjQKÿӃQJLDÿunh, bҥn bq ÿm tҥRÿLӅu kiӋn tӕt vӅ mһt tinh thҫn vj vұt chҩt gi~p tôi hojn thjnh luұQYăQQjy
Lӡi cuӕi, tôi xin gӱi lӡi ch~c sӭc khӓe vj thjQKÿҥt tӟi quê Thҫ\&{JLDÿunh, vj bҥn bq
Trong qui trunh ljm luұQ YăQ NK{QJ WKӇ trinh khӓi nhӳng thiӃu syt, tôi rҩt mong nhұQÿѭӧc gyp ê quê biu tӯ Thҫy Cô vj cic bҥn
Tôi xin chân thjnh cҧPѫQ
TP.HCM, ngjy 21 thiQJQăP
HӐC VIÊN CAO HӐC
Phҥm Ngӑc Lân
Trang 5v 7+(2'®,+Ѭ+ӒNG CӪA VÙNG NEO BÊ TÔNG ӬNG SUҨ775ѬӞC
BҴNG CӔT LIӊ8È3Ĉ,ӊN THÔNG MINH
3KѭѫQJSKiSWUӣ kháng sӱ dөng cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình cҫu (SSA) ÿѭӧF[HPQKѭOjPӝt công cө hiӋu quҧ ÿӇ theo dõi sӭc khӓe kӃt cҩu (SHM) Tuy nhiên, các ӭng dөQJÿӇ khҧRViWKѭKӓng trong vùng bê tông ӭng suҩWWUѭӟc ((BT Ѭ67 FKѭDÿѭӧc nghiên cӭu mӝWFiFKÿҫ\ÿӫ Nghiên cӭu này khҧo sát tính khҧ thi cӫa SSA trong viӋc theo dõi lӵc ӭng suҩWWUѭӟFYjKѭKӓng trong các vùng neo BT Ѭ67Ĉҫu tiên, lý thuyӃt cӫDSKѭѫQJSKiSVӱ dөng cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình cҫXÿѭӧc trình bày Thӭ KDLÿiSӭng trӣ kháng và tҫn sӕ GDRÿӝng riêng cӫa cӕt liӋu iSÿLӋn thông minh hình cҫXÿѭӧc mô phӓng bҵng phҫn mӅm phҫn tӱ hӳu hҥn (FE), ANSYS Mechanical APDL và kӃt quҧ ÿѭӧc so sánh vӟi mô phӓng sӕ ÿmÿѭӧc kiӇm chӭQJÿӇ ÿiQKJLiÿӝ chính xác cӫa kӻ thuұt mô phӓng Thӭ ba, mӝt mô hình vùng QHR%7Ѭ67ÿѭӧc mô phӓng bҵng phҫn mӅm phҫn tӱ hӳu hҥn Vӏ trí có thӇ xҧy ra KѭKӓng do lӵc ӭng suҩWWUѭӟFJk\UDÿѭӧc chҭQÿRiQEҵng mӝt mô phӓng sӕ vӅ ӭng suҩt cӫDYQJQHR%7Ѭ676DXÿyÿiSӭng trӣ kháng cӫD66$ÿѭӧFSKkQWtFKWѭѫQg ӭng vӟi các mӭc tәn hao lӵc ӭng suҩWWUѭӟc và mӭFÿӝ KѭKӓng Cuӕi cùng, sӵ thay ÿәLWURQJÿiSӭng trӣ NKiQJÿѭӧFÿӏQKOѭӧQJÿӇ chҭQÿRiQVӵ xuҩt hiӋn cӫa tәn hao ӭng suҩWWUѭӟFYjFiFKѭKӓng bên trong bê tông Các kӃt quҧ sӕ cho thҩ\ÿiSӭng trӣ kháng cӫD66$WKD\ÿәi mӝt cách nhҥy cҧm vӟLFiFKѭKӓng trong kӃt cҩu và SSA có thӇ là mӝt công cө ÿҫy tiӅPQăQJÿӇ ÿiQKJLiKѭKӓQJWURQJQHR%7Ѭ67
Trang 6vi NUMERICAL FEASIBILITY OF SMART AGGREGATES FOR DETECTING
DAMAGE IN PRESTRESSED ANCHORAGE
The impedance ± based method based on spherical smart aggregate (SSA) has been known as an effective structural health monitoring (SHM) tool However, its applications for damage monitoring of the prestressed concrete (PSC) anchorage has not been studied so far This study is motivated to investigate the numerical feasibility of SSA for detecting inner damages and prestress ± loss occurrence in a post ± tensioned anchorage system Firstly, the theory of the impedance ± based technique and the operating principal of SSA are briefly described Secondly, the impedance response and the natural frequency of SSA are simulated by a finite element (FE) program, ANSYS Mechanical APDL and the obtained results are compared with the existing literature to evaluate the accuracy of the FE modelling technique Thirdly, a FE model of a PSC anchorage in literature is established Stress analysis is then conducted to identify the potential damages inside the PSC anchorage and to determine the optimal placement of SSA Afterwards, the impedance response of SSA is numerically analyzed under different levels of the prestress force and the damage severity, respectively Finally, the change in the impedance response is consequently quantified to diagnose the occurrence of the prestress ± loss and the inner damages in concrete The numerical results show that the impedance response of SSA sensitively varies with those structural damages and the SSA technique could be a promising tool for damage assessment in prestressed PSC anchorage
Trang 7vii 7{L[LQFDPÿRDQFiFF{QJYLӋc trong luұQYăQWKҥFVƭGRFKtQKW{LWKӵc hiӋn Gѭӟi sӵ Kѭӟng dүn khoa hӑc cӫa TS HuǤnh Thanh Cҧnh và PGS.TS Hӗ Ĉӭc Duy
Các kӃt quҧ trong luұQYăQOjKRjQWRjQÿ~QJYӟi sӵ thұWYjFKѭDÿѭӧc công bӕ ӣ các nghiên cӭu khác, ngoҥi trӯ các kӃt quҧ OLrQTXDQÿӃn luұQYăQÿmÿѭӧc trích dүn trong phҫn tài liӋu tham khҧo
Tôi xin chӏu hoàn toàn trách nhiӋm vӅ các công viӋFÿmWKӵc hiӋn cӫa mình
TP.HCM, ngjy 21 thiQJQăP
HӐC VIÊN CAO HӐC
Phҥm Ngӑc Lân
Trang 8viii
MӨC LӨC
&+ѬѪ1*GIӞI THIӊU 1
1.1 Ĉһt vҩQÿӅ 1
1.2 Mөc tiêu vj nӝi dung nghiên cӭu 4
1.2.1 Mөc tiêu nghiên cӭu 4
1.2.2 Nӝi dung nghiên cӭu 5
2.1.4 Cӕt liӋu iSÿLӋn thông minh 10
2.2 Tunh hunh nghiên cӭu tҥi ViӋt Nam 14
3.2 Cҩu tҥo cӫa cӕt liӋu iSÿLӋn thông minh 26
3.3 PhѭѫQJSKiSYjF{QJFө hӛ trӧ nghiên cӭu 29
3.3.1 Mô phӓng bài toán trӣ kháng bҵng phҫn mӅm ANSYS 29
3.3.2 Quy trình giҧLEjLWRiQFѫEҧn 29
3.3.3 Giӟi thiӋu mӝt sӕ loҥi phҫn tӱ 30
3.3.4 3KѭѫQJSKiSÿiQKJLiKѭKӓng bҵQJÿiSӭng trӣ kháng 34
Trang 9ix
3.4.2 Lӧi ích cӫa neo dӵ ӭng lӵc 35
3.4.3 Các loҥi tәn hao lӵc ӭng suҩWWUѭӟc 36
3.4.4 Tәng quan mӝt sӕ SKѭѫQJSKiS[iFÿӏQKKѭKӓng bê tông và tәn hao lӵc ӭng suҩWWUѭӟc trong vùng neo cáp 36
&+ѬѪ1*CÈC B¬I TOÈN ӬNG DӨNG 40
4.1 Bji toin 1: cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình trө 41
4.1.1 Thông sӕ P{KuQKYjFiFWUѭӡng hӧp khҧo sát 41
4.1.2 Mô phӓQJÿiSӭng trӣ kháng cӫa cӕt liӋu thông mình hình trө 44
4.1.3 KӃt quҧ WKXÿѭӧc 49
4.1.4 Nhұn xét cho bài toán cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình trө 50
4.2 Bji toin 2: cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình cҫu 51
4.2.1 Thông sӕ mô hình 51
4.2.2 Mô phӓQJÿiSӭng trӣ kháng cӫa cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình cҫu 534.2.3 KӃt quҧ WKXÿѭӧc 55
4.2.4 Nhұn xét cho bài toán cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình cҫu 64
4.3 Bji toin 3: mô phӓng vùng neo bê tông 65
4.3.1 Thông sӕ mô hình 65
4.3.2 Mô phӓng sӵ phá hӫy cӫa vùng neo 68
4.3.3 Mô phӓng ӭng suҩt cӫa vùng neo bê tông 70
4.4 Bji toin 4: khҧo sát khҧ QăQJSKiWKLӋQKѭKӓng và tәn hao ӭng suҩWWUѭӟc trong vùng neo cӫa cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình cҫu 73
Trang 10x
&+ѬѪ1*KӂT LUҰN VÀ KIӂN NGHӎ 94
5.1 KӃt luұn 94
5.2 KiӃn nghӏ 95
DANH MӨC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HӐC 96
TÀI LIӊU THAM KHҦO 97
LÝ LӎCH TRÍCH NGANG 107
Trang 11xi Bҧng 4.1 Hӛn hӧp cement, cit, vj QѭӟFÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ ÿ~c lӟp vӓ cӫa cӕt
liӋu thông minh hình trө (Pham vj cӝng sӵ, (2021a) [58]) 42
Bҧng 4.2 Thông sӕ vұt liӋu cӫa vұt liӋu epoxy (Pham vj cӝng sӵ, (2021a) [58]) 43
Bҧng 4.3 Thông sӕ vұt liӋu cӫa PZT ± 5A (Pham vj cӝng sӵ, (2021a) [58]) 43
BҧQJ6RViQKÿiSӭng trӣ kháng giӳa mô phӓng và thӵc nghiӋm 48
Bҧng 4.5 Thông sӕ vұt liӋu cӫa PZT (Pham vj cӝng sӵ, (2021a) [58]) 52
Bҧng 4.6 Thông sӕ vұt liӋu cӫa PZT (Pham vj cӝng sӵ, (2021a) [58]) 53
Bҧng 4.7 Tҫn sӕ cӫDÿӍQKÿiSӭng trӣ kháng trong khҧo sát 1 và khҧo sát 2 59
Bҧng 4.8 So sánh giá trӏ tҫn sӕ ÿӍnh trӣ NKiQJWURQJEDWUѭӡng hӧp cӫa khҧo sát 3 62
Bҧng 4.9 Thông sӕ vұt liӋu cӫa vұt liӋu cӫa vùng neo (Pham vj cӝng sӵ, (2021b) [59]) 66
Bҧng 4.10 ChӍ sӕ ÿiQKJLi506'FӫDÿiSӭng trӣ NKiQJFKRFiFWUѭӡng hӧp tәn hao lӵc ӭng suҩt trong miӅn tҫn sӕ tӯ 11 ± 100 kHz 78
Bҧng 4.11 ChӍ sӕ ÿiQKJLi506'FӫDÿiSӭng trӣ NKiQJFKRFiFWUѭӡng hӧp KѭKӓng trong miӅn tҫn sӕ tӯ 41 ± 50 kHz 80
Bҧng 4.12 ChӍ sӕ ÿiQKJLi506'FӫDÿiSӭng trӣ NKiQJFKRFiFWUѭӡng hӧp tәn hao ӭng suҩt trong miӅn tҫn sӕ tӯ 11 ± 100 kHz 87
Bҧng 4.13 ChӍ sӕ ÿiQKJLi506'FӫDÿiSӭng trӣ NKiQJFKRFiFWUѭӡng tәn hao ӭng suҩt trong miӅn tҫn sӕ tӯ 31 ± 40 kHz 89
Trang 12xii
Hunh 1.1 Cҫu sӱ dөQJ%7Ѭ67 1
Hunh 1.2 TuyӃn metro sӕ 1 BӃn Thành ± Suӕi Tiên 2
Hunh 1.3 Các dҥQJKѭKӓng cӫa vùng neo [5] 3
HuQK6ѫÿӗ tam giác mô tҧ quan hӋ giӳDQăQJOѭӧQJFѫQKLӋWYjÿLӋn trong mӝt vұt liӋXNK{QJÿӕi xӭng tâm [75] 19
Hunh 3.2 Nguyên tҳc hoҥWÿӝng cӫa vұt liӋu iSÿLӋn [79] 20
Hunh 3.3 Cҩu trúc khӕi ͵ (Izyumskaya vj cӝng sӵ, 2013) [75] 21
Hunh 3.4 Cҩu tr~c tinh thӇ cӫa PZT [76] 22
Hunh 3.5 Mӝt sӕ dҥng hunh hӑc cӫa PZT [77] 23
HuQK0{KuQKWѭѫQJWiFFѫ± ÿLӋn giӳa PZT và kӃt cҩu 24
HuQK6ѫÿӗ cӫa cӕt liӋu thông minh hunh cҫu [56] 28
Hunh 3.8 Hunh cӫa cӕt liӋu thông minh hunh cҫu [56] 28
Hunh 3.9 Vùng neo cáp trong công trình xây dӵng [78] 35
Hunh 3.10 KiӇm tra bҵng thiӃt bӏ nӝi soi [5] 36
Hunh 3.11 Mô hình kiӇm tra tao cáp bҵng siêu âm [5] 37
Hunh 3.12 3KѭѫQJSKiSNLӇm tra bҵng nhұn dҥng âm thanh [5] 37
Hunh 3.13 6ѫÿӗ QJX\rQOêSKѭѫQJSKiS$( [5] 38
Hunh 3.14 3KѭѫQJSKiSNLӇm tra tӯ (MFL) [5] 38
Hunh 3.15 3KѭѫQJSKiSFKөp X quang (Radiography) [5] 39
Hunh 4.1 KtFKWKѭӟc cӕt liӋu thông minh hunh trө 42
Hunh 4.2 Cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình trө, (Pham vj cӝng sӵ, (2021a) [58]) 42
HuQK%DWUѭӡng hӧp mô phӓng 45
Hunh 4.4 Phҫn thӵc cӫDÿiSӭng trӣ khiQJWURQJEDWUѭӡng hӧp: chӍ có PZT (TH1), PZT bӑc trong keo epoxy (TH2), cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình trө WKXÿѭӧc trong mô phӓng (TH3) 45
Trang 13xiii tham khҧo Pham vj cӝng sӵ, (2021) [58] 46Hunh 4.6 Phҫn thӵc cӫDÿip ӭng trӣ khiQJWURQJWUѭӡng hӧp chӍ có PZT (TH1) WKXÿѭӧc trong mô phӓng và tham khҧo Pham vj cӝng sӵ, (2021) [58] 46Hunh 4.7 Phҫn thӵc cӫDÿip ӭng trӣ khiQJWURQJWUѭӡng hӧp PZT bӑc keo epoxy 7+ WKXÿѭӧc trong mô phӓng và tham khҧo Pham vj cӝng sӵ, (2021) [58] 47Hunh 4.8 Phҫn thӵc cӫDÿip ӭng trӣ khiQJWURQJWUѭӡng hӧp cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình trө 7+ WKXÿѭӧc trong mô phӓng và tham khҧo Pham vj cӝng sӵ, (2021) [58] 47Hunh 4.9 Tҫn sӕ ÿӍnh cӫDÿiSӭng trӣ NKiQJWKXÿѭӧc trong mô phӓng và tham khҧo Pham vj cӝng sӵ, (2021) [58] 48Hunh 4.10 Phҫn thӵc cӫDÿӍQKÿip ӭng trӣ khiQJWKXÿѭӧc trong mô phӓng và tham khҧo Pham vj cӝng sӵ, (2021) [58] 49Hunh 4.11 Mô huQKÿѫQJLҧn hya cӫa vұt liӋu iSÿLӋn thông minh hunh cҫu 52Hunh 4.12 Khҧo sát sӕ 1: khӕi cҫX3=7Fyÿѭӡng kính D2=25.4 mm và D1=23.4 mm 54Hunh 4.13 Khҧo sát sӕ 2: khӕi cҫX3=7Fyÿѭӡng kính D2=20.0 mm và D1=18.4 mm 54Hunh 4.14 Khҧo sát sӕ 3: cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình cҫu 54Hunh 4.15 Phҫn thӵFÿiSӭng trӣ kháng cӫa PZT hình cҫXÿѭӡng kính D2=25.4 mm 56HuQKĈӝ lӟn cӫDÿiSӭng trӣ kháng cӫa PZT hình cҫXÿѭӡng kính D2=25.4 mm 56Hunh 4.17 Tҫn sӕ GDRÿӝng tӵ nhiên cӫa khӕi PZT hình cҫu D2=25.4 mm 57Hunh 4.18 Phҫn thӵc cӫD ÿiS ӭng trӣ kháng cӫa PZT hình cҫX ÿѭӡng kính D2=20 mm 58HuQK Ĉӝ lӟn cӫDÿiSӭng trӣ kháng cӫa PZT hình cҫXÿѭӡng kính D2=20 mm so sánh vӟi mô phӓng cӫa Kong và cӝng sӵ (2017) [83] bҵng ABAQUS 59Hunh 4.20 Tҫn sӕ cӫDÿӍQKÿiSӭng trӣ kháng trong khҧo sát 1 và khҧo sát 2 60
Trang 14Hunh 4.25 BiӇXÿӗ ӭng suҩt ± biӃn dҥng theo Kent ± Park (1971) [84] 67
Hunh 4.26 BiӇXÿӗ ӭng suҩt ± biӃn dҥQJÿѭӧc sӱ dөng 68
Hunh 4.27 Mô phӓng vùng neo chӏu nén 69
Hunh 4.28 Các giDLÿRҥn phát triӇn vӃt nӭt trong vùng neo bê tông 69
Hunh 4.29 Ӭng suҩt trong vùng bê tông chӏu lӵc nén 72
Hunh 4.30 Ӭng suҩt trong vùng bê tông chӏu lӵc nén (Pham vj cӝng sӵ, (2021b) [59]) 73
Hunh 4.31 Cӕt liӋXiSÿLӋQWK{QJPLQKÿһt trong vùng neo chӏu nén 74
Hunh 4.32 Các thông sӕ NtFKWKѭӟc cӫDYQJQHRErW{QJÿѭӧc mô phӓng 75
Hunh 4.33 Phҫn thӵc cӫDÿiSӭng trӣ kháng cӫD66$WURQJFiFWUѭӡng hӧSKѭhӓng 76
HuQK Ĉӝ lӟn cӫD ÿiS ӭng trӣ kháng cӫD 66$ WURQJ FiF WUѭӡng hӧS Kѭhӓng 76
Hunh 4.35 ChӍ sӕ ÿiQKJLi506'NKLYQJQHREӏ KѭKӓng: sӱ dөng phҫn thӵc cӫDÿiSӭng trӣ kháng 77
Hunh 4.36 ChӍ sӕ ÿiQKJLi506'NKLYQJQHREӏ KѭKӓng: sӱ dөQJÿӝ lӟn cӫa ÿiSӭng trӣ kháng 78
Hunh 4.37 Phҫn thӵc cӫDÿiSӭng trӣ kháng cӫD66$WURQJFiFWUѭӡng hӧSKѭhӓng trong miӅn tҫn sӕ tӯ 41 ± 50 kHz 79
HuQK Ĉӝ lӟn cӫD ÿiS ӭng trӣ kháng cӫD 66$ WURQJ FiF WUѭӡng hӧS Kѭhӓng trong miӅn tҫn sӕ tӯ 41 ± 50 kHz 79
Hunh 4.39 ChӍ sӕ ÿiQK JLi Kѭ Kӓng RMSD cӫD ÿiS ӭng trӣ kháng cho các WUѭӡng hӧSKѭKӓng trong miӅn tҫn sӕ tӯ 41 ± 50 kHz 80
Trang 15xv Hunh 4.42 Sai sӕ giӳa giá trӏ dӵ ÿRiQYjJLiWUӏ thӵc tӃk 82Hunh 4.43 Phҫn thӵc cӫDÿiSӭng trӣ kháng trong cáFWUѭӡng hӧp suy giҧm lӵc ӭng suҩWWUѭӟc 84HuQKĈӝ lӟn cӫDÿiSӭng trӣ NKiQJWURQJFiFWUѭӡng hӧp suy giҧm lӵc ӭng suҩWWUѭӟc 85Hunh 4.45 ChӍ sӕ ÿiQKJLi506'NKL[ҧy ra tәn hao ӭng suҩWWUѭӟc: sӱ dөng cӫa phҫn thӵc cӫDÿiSӭng trӣ kháng 86Hunh 4.46 ChӍ sӕ ÿiQKJLi506'NKL[ҧy ra tәn hao ӭng suҩWWUѭӟc: sӱ dөng cӫDÿӝ lӟn cӫa trӣ kháng 87Hunh 4.47 Phҫn thӵc cӫDÿiSӭng trӣ kháng cӫD66$WURQJFiFWUѭӡng hӧp suy giҧm lӵc ӭng suҩWWUѭӟc trong miӅn tҫn sӕ tӯ 31 ± 40 kHz 88HuQKĈӝ lӟn cӫDÿiSӭng trӣ kháng cӫD66$WURQJFiFWUѭӡng hӧp suy giҧm lӵc ӭng suҩWWUѭӟc trong miӅn tҫn sӕ tӯ 31 ± 40 kHz 89Hunh 4.49 ChӍ sӕ ÿiQKJLi506'FKRFiFWUѭӡng hӧp suy giҧm lӵc ӭng suҩt WUѭӟc trong miӅn tҫn sӕ tӯ 31 ± 40 kHz 89Hunh 4.50 Phân tích tuyӃn tính chӍ sӕ RMSD so vӟi mӭFÿӝ tәn hao ӭng suҩt WUѭӟc 91Hunh 4.51 Dӵ ÿRiQ PӭF ÿӝ tәn hao ӭng suҩt dӵD YjR SKѭѫQJ WUuQK Qӝi suy tuyӃn tính 92Hunh 4.52 Sai sӕ giӳa giá trӏ dӵ ÿRiQYjJLiWUӏ thӵc tӃ 92
Trang 16xvi AE Acoustic Emission: Kӻ thuұt dùng sӵ phát xҥ âm thanh
%7Ѭ67 Bê tông ӭng suҩWWUѭӟc
%7&7Ѭ67 Bê tông cӕt thép ӭng suҩWWUѭӟc
CCD Correlation Coefficient Deviation: HӋ sӕ WѭѫQJTXDQ EMI Electro ± 0HFKDQLFDO,PSGDQFH ĈiSӭQJFѫÿLӋn FE Finite element: Phҫn tӱ hӳu hҥn
HPC High Performance Concrete: Bê tông hiӋu suҩt cao
MAPD Mean Absolute Percentage Deviation: Sai sӕ phҫQWUăPWX\ӋWÿӕi trung bình
MFL Magnetic Flux Leakage: Kӻ thuұt tӯ WUѭӡng rò PSC Prestressed concrete: Bê tông ӭng suҩWWUѭӟc PZT Lead Ziconate Titane
RMSD Root Mean Square Deviation: Sai sӕ WRjQSKѭѫQJWUXQJEuQK SA Smart aggregate: Cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh
SHM Structural Health Monitoring: ChҭQÿRiQVӭc khӓe kӃt cҩu SSA Spherical smart aggregate: Cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình cҫu SDOF Single degree of freedom: Mӝt bұc tӵ do
UHPC Ultra ± High Performance Concrete: tông hiӋu suҩt rҩt cao
Trang 17s ma trұQÿӝ mӅPÿjQKӗi ӭng vӟi mӝWÿLӋQWUѭӡng bҩt biӃn
H ma trұn hҵng sӕ ÿLӋn môi ӭng vӟi mӝWWUѭӡng ӭng suҩt bҩt biӃn
Y mô ± ÿXQÿjQKӗi cӫD3=7NKLÿLӋQWUѭӡng bҵng 0
eV hҵng sӕ ÿLӋn dung cӫa PZT
Ș hӋ sӕ mҩt mát cҧn į hӋ sӕ mҩWPiWÿLӋn môi
Z sӕ Eѭӟc sóng phө thuӝc vào khӕLOѭӧng riêng ɏ và mô ± ÿXQÿjQKӗi cӫa PZT
I(Ȧ) GzQJÿLӋQÿҫu vào cho cҧm biӃn PZT
Re(Z(Ȧ)) phҫn thӵc cӫa trӣ NKiQJFѫ± ÿLӋQWѭѫQJӭng Im(Z(Ȧ)) phҫn ҧo cӫa trӣ NKiQJFѫ± ÿLӋQWѭѫQJӭng kx, ky, kz ÿӝ cӭQJOz[RWKHRSKѭѫQJ[\Yj]
Trang 18
Hunh 1.1 Cҫu sӱ dөQJ%7Ѭ67
Cҫu CҫQ7Kѫ [1] (trái) OjFk\FkXGk\YăQJOӟn nhҩt trên sông Mê Công và Cҫu Phú Mӻ [2] (phҧi) là cây cҫXGk\YăQJOӟn nhҩt Thành phӕ Hӗ Chí Minh bҳc qua sông Sài Gòn nӕi Quұn 7 và thành phӕ Thӫ Ĉӭc, ÿӅu sӱ dөng kӃt cҩu dҫm Super ± T ӭng suҩWWUѭӟc
Trang 192 Hunh 1.2 TuyӃn metro sӕ 1 BӃn Thành ± Suӕi Tiên
TuyӃn metro sӕ 1 BӃn Thành ± Suӕi Tiên [3] có tәng chiӅu dài 19.7 km, sӱ dөng cáp dӵ ӭng lӵc dӑc theo dҫm
Khi ljm viӋFFiSFѭӡQJÿӝ FDRÿѭӧc kpRFăQJWUѭӟc bҵng miy kpo ӭng suҩt WUѭӟFÿҥt tӟi mӝt ӭng suҩt nhҩWÿӏnh vj nҵm trong giӟi hҥQÿjn hӗi cӫDFiSWUѭӟc khi kӃt cҩu bê tông chӏu tҧi Khi kӃt cҩu chӏu tҧi, tҧi trӑng sӁ gây ra biӃn dҥng triӋt tiêu biӃn dҥng do cáp ӭng suҩWWUѭӟc, kӃt cҩu trӣ vӅ trҥng thiLEDQÿҫXQKѭNK{QJKӅ chӏu tҧi gu Trong kӃt cҩX%7&7Ѭ67 vùng làm viӋc quan trӑng nhҩWOjYQJÿҫu neo OjQѫLWұp trung lӵc ӭng suҩWWUѭӟc Hunh 1.3 cho thҩy nhiӅu nguyên nhân và hình thӭc cӫDKѭKӓng cӫDYQJQHR7URQJÿy, cùng vӟi vҩQÿӅ vӅ KѭKӓng vùng bê tông chӏu nén cӫa vùng neo, vҩQÿӅ vӅ suy giҧm tәn hao lӵc ӭng suҩWWUѭӟc bên trong dây cip FNJQJOj vҩQÿӅ quan trӑng vj WKѭӡng xuyên xҧy ra Sӵ KѭKӓng, tәn hao ӭng suҩt cӫa vQJ%7Ѭ67QӃXNK{QJÿѭӧc chҭQÿRin sӟm vj khҳc phөc sӁ gây ra hұu quҧ nghiêm trӑng, có thӇ dүn tӟi sөSÿә hoàn toàn công trình xây dӵng.[3], [4]
Trang 203 (a) DҥQJKѭKӓng ӕng HDPE (b) Mҩt nҳp bҧo vӋ, hӣ và rӍ VpWÿҫu neo
(c) Các tao cáp bӏ ăQ PzQYjJk\ ÿӭt cáp
(d) ChҩWOѭӧng vӳDNK{QJÿӗng nhҩt
Hunh 1.3 Các dҥQJKѭKӓng cӫa vùng neo [5]
'RÿyWuQKWUҥng kӃt cҩu cӫDYQJQHR%7&7Ѭ67FҫQÿѭӧc theo G}LYjÿiQKgiá mӝWFiFKWKѭӡng xuyên bҵng các hӋ thӕng giám sát sӭc khӓe công trình (Structural Health Monitoring ± SHM) Trong mӝt hӋ thӕng SHM, các cҧm biӃn sӁ ÿѭӧc sӱ dөng ÿӇ thu thұp các ӭng xӱ cӫDF{QJWUuQKÿӏnh kì, và các dӳ liӋu này sӁ ÿѭӧc truyӅn vӅ Pi\WtQKÿӇ xӱ OêYjÿiQKJLiWUҥng thái kӃt cҩXFNJQJQKѭFiF\Ӄu tӕ bҩt lӧi có thӇ xҧy ra cho công trình SHM cho phpp tӕLѭXKyDF{QJQăQJFӫa công trunh, giҧm thiӇu cic sӵ cӕ, và gi~p nhj thҫu giҧm thiӇu các chi phí bҧo trì công trình
Trong ciFSKѭѫQJSKiSÿѭӧc sӱ dөQJSKѭѫQJSKip sӱ dөQJÿip ӭng trӣ khing FѫÿLӋn (Electro ± Mechanical Impdance ± EMI) lj mӝWSKѭѫQJSKip hӭa hҽn chҭn ÿRiQÿѭӧc nhӳQJKѭKӓng ngay tӯ khi bҳWÿҫu hunh thjnh Nguyên lê cӫDSKѭѫng
Trang 214 phip njy lj sӱ dөng mӝt cҧm biӃn iSÿLӋQ3=7 /HDG=LFRQDWH7LWDQDWH ÿѭӧc gҳn chһt vào vng cҫn chҭQÿRin vj kích thích nó bҵng dzQJÿLӋn xoay chiӅu ӣ tҫn sӕ cao WKѭӡng là tҫn sӕ siêu âm) thông qua máy phân tích trӣ kháng (Impedance Analyzer) &ѭӡQJÿӝ GzQJÿLӋn chҥy qua PZT sӁ ÿѭӧc thu lҥi và tӍ sӕ giӳDÿLӋQiSYjFѭӡQJÿӝ GzQJÿLӋQFKtQKOjÿiSӭng trӣ NKiQJFѫÿLӋn cӫa kӃt cҩu chӫ Khi kӃt cҩu chӫ bӏ KѭhӓQJÿiSӭng trӣ NKiQJFѫÿLӋn sӁ WKD\ÿәi theo Bҵng cách so sánh tín hiӋXÿiS ӭng trӣ NKiQJFѫÿLӋQWUѭӟc và sau khi kӃt cҩu chӫ bӏ KѭKӓng, chúng ta sӁ ÿiQKJLiÿѭӧc tình trҥng sӭc khӓe cӫa kӃt cҩu
3KѭѫQJSKiS(0,ÿѭӧc ӭng dөng ngjy cjng rӝng rmLKѫQGRFKLSKt thҩSÿӝ chính xác cao, và có thӇ giám sát trong thӡi gian gҫn thӵc (near real ± time) Tuy nhiên, vұt liӋu PZT rҩt dӉ vӥ bӣi ngoҥi lӵc và tính chҩWiSÿLӋn cӫa chúng bӏ WKD\ÿәi WKHRÿLӅu kiӋQP{LWUѭӡng làm viӋFÿһc biӋt là nhiӋWÿӝ Khi PZT bӏ biӃn dҥng, cong vênh hoһFNK{QJÿѭӧc bҧo vӋ trong thӡi gian dji cy thӇ gây ra sai sӕ trong tín hiӋu trӣ kháng, dүQÿӃn nhӳng chҭQÿRiQVDLOӋch trình trҥng sӭc khӓe công trình Vu vұy, SKѭѫQJSKip EMI sӱ dөng cӕt liӋu iSÿLӋQWK{QJPLQK VPDUWDJJUHJDWH 6$ ÿmÿѭӧFÿӅ xuҩt cho kӃt cҩu BTCT SA cung cҩp mӝt lӟp vӓ chӏu lӵc bao quanh vұt liӋu PZT bҵng cich sӱ dөng mӝt vұt liӋu cӭQJQKѭÿi PDUEOHKRăFErW{QJFѭӡQJÿӝ cao, lӟp vӓ cӭQJÿѭӧc liên kӃt vӟi vұt liӋu PZT bҵng mӝt lӟp keo epoxy Lӟp vұt liӋu này sӁ bҧo vӋ PZT vj nâQJFDRÿӝ chtnh xic cӫa phpSÿRWUӣ kháng
MһFGSKѭѫQJSKiS(0,Vӱ dөQJ6$ÿѭӧF[HPQKѭOjPӝt công cө hiӋu quҧ ÿӇ theo dõi sӭc khӓe kӃt cҩu BTCT, các ӭng dөQJÿӇ JLiPViWKѭKӓng trong vùng neo ӭng suҩWWUѭӟFFKѭDÿѭӧc nghiên cӭu mӝWFiFKÿҫ\ÿӫ Tӯ yêu cҫu cҩp thiӃt trên, ÿӅ tjL³7KHRG}LKѭKӓng cӫa vùng neo bê tông ӭng suҩWWUѭӟc bҵng cӕt liӋXiSÿLӋn WK{QJPLQK´Oj vҩQÿӅ cҫQÿѭӧFÿLVkXWum hiӇu vj nghiên cӭu
1.2 Mөc tiêu vj nӝi dung nghiên cӭu
ChҭQÿRiQVӵ xuҩt hiӋn cӫDKѭKӓng (vӃt nӭt) và theo dõi mӭFÿӝ cӫa tәn hao lӵc ӭng suҩWWUѭӟc trong vùng neo BTCT bҵng cӕt liӋu iSÿLӋn thông minh
1.2.1 Mөc tiêu nghiên cӭu
6DXÿk\OjFiFQKLӋm vө và nӝi dung cө thӇ cӫa nghiên cӭu này:
Trang 225 1 Mô phӓng tҩm PZT và cӕt liӋu iSÿLӋn thông minh hình trө, so sánh vӟi kӃt quҧ thӵc nghiӋm
2 Mô phӓng PZT hình cҫu và cӕt liӋu iSÿLӋn thông minh hình cҫu, so sánh vӟi thӵc nghiӋm
3 Mô phӓng cӕt liӋu iSÿLӋn thông minh hình cҫu nҵm trong vùng neo 3.1 Mô phӓng vӃt nӭt vùng neo
3.2 Khҧo sát ӭng suҩWWURQJYQJQHRÿӇ chӑn vӏ WUtKѭKӓng tiӅPQăQJ
3.3 ChҭQÿRiQVӵ KѭKӓng cӫa bê tông bҵQJSKѭѫQJSKiSWUӣ kháng cӫa cӕt liӋu ip ÿLӋn thông minh hình cҫu
3.3 ChҭQÿRiQVӵ suy giҧm lӵc ӭng suҩWWUѭӟc bҵQJSKѭѫQJSKiSWUӣ kháng cӫa cӕt liӋu iSÿLӋn thông minh hình cҫu
1.2.2 Nӝi dung nghiên cӭu
ĈӕLWѭӧng nghiên cӭXÿѭӧc luұQYăQKѭӟQJÿӃQÿyOjFKҭQÿRiQVӵ KѭKӓng và sӵ tәn hao lӵc ӭng suҩWWUѭӟc trong vùng neo bҵQJSKѭѫQJSKiSWUӣ kháng cӫa cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình cҫu
1.3 ĈӕLWѭӧQJYj phҥm vi nghiên cӭu
ĈӇ ÿҧm bҧo tiӃQÿӝ thӡi gian và khҧ QăQJQӝi dung có thӇ thӵc hiӋQÿѭӧc, luұn YăQÿѭӧc giӟi hҥn trong phҥPYLQKѭVDX
+ ChӍ thӵc hiӋn chҭQÿRiQFKRFKLWLӃt vùng neo
+ ChӍ sӱ dөQJSKѭѫQJSKiSFӕt liӋu iSÿLӋQWK{QJPLQKÿӇ chҭn ÿRin &KѭD[pWFKLWLӃt sӵ làm viӋc cӫa cӕt thép
&KѭDNӇ ÿӃQÿLӅu kiӋn tiӃp xúc giӳa các cҩu kiӋn, mӕi nӕLÿҫu neo, bҧn neo + KӃt cҩX ÿѭӧc mô phӓQJ WURQJ ÿLӅu kiӋQ Oê WѭӣQJ NK{QJ [pW ÿӃn các yӃu tӕ WiFÿӝng cӫDP{LWUѭӡng và các sai sӕ SKpSÿRWKӵc tӃ
1.4 7tQKFҩSWKLӃWYjêQJKƭDWKӵFWLӉQFӫDQJKLrQFӭX
9QJQHRÿyQJYDLWUzÿһc biӋt quan trӑng trong sӵ làm viӋc cӫa hӋ kӃt cҩu %7&7Ѭ67Pӝt sӵ cӕ nhӓ GRKѭKӓng ӣ vùng neo hoһc tәn hao ӭng suҩWWUѭӟc có thӇ dүQÿӃn nhӳng hұu quҧ nghiêm trӑng HiӋn nay có nhiӅXSKѭѫQJSKiSÿӇ chҭn
Trang 236 ÿRiQKѭKӓng và tәn hao ӭng suҩWWUѭӟc cӫDYQJQHRQKѭSKѭѫQJSKiSNLӇm tra bҵng trӵc quan, SKѭѫQJ pháp kiӇm tra tao cáp bҵQJVLrXkPSKѭѫQJSKiSNLӇm tra bҵng nhұn dҥng âm thanh, phát xҥ âm thanh, kiӇm tra tӯSKѭѫQJSKiSchөp ҧnh nhiӋt, SKѭѫQJSKiSFKөS;TXDQJF{QJWUuQK«QKѭQJKҫu hӃWFiFSKѭѫQJSKiSÿӅu là SKѭѫQJSKiSÿRÿҥc chӫ ÿӝng, mang tính chӫ TXDQYjÿzLKӓLQJѭӡi thӵc hiӋn phҧi có nhӳng chuyên môn nhҩWÿӏQK+ѫQQӳa, mӝt sӕ SKѭѫQJSKiS\rXFҫXWiFÿӝng vào kӃt cҩXErW{QJQKѭNKRDQ[kPQKұp, có thӇ Jk\KѭKӓng thêm cho kӃt cҩu cҫQÿѭӧc chҭQÿRiQ
3KѭѫQJSKiSWUӣ NKiQJFѫÿLӋQUDÿӡi giúp khҳc phөc các hҥn chӃ trên trong viӋc chҭQÿRiQKѭKӓng và tәn hao lӵc ӭng suҩWWUѭӟc do giá thành thҩp, có thӇ theo dõi công trình trong thӡLJLDQGjLNK{QJÿzLKӓi nhân công có chuyên môn cao và các kӃt quҧ trӵc quan dӉ xӱ lý Có nhiӅu nghiên cӭXÿmVӱ dөng các dҥng PZT dҥng tҩm phҷQJÿѭӧc dán bên ngoài hoһFÿѭӧc nhúng vào bên trong kӃt cҩXErW{QJÿӇ WKHRG}LKѭKӓng và tәn hao ӭng suҩt Các tҩm cҧm biӃQ3=7FyNtFKWKѭӟc rҩt nhӓ nên không có ҧQKKѭӣQJÿiQJNӇ ÿӃn sӵ làm viӋFEuQKWKѭӡng cӫa kӃt cҩu Tuy nhiên, QKѭӧFÿLӇm cӫa các PZT dҥng tҩm là tính làm viӋFÿѫQKѭӟng Vì vұy, cҫn kӃt hӧp nhiӅu tҩm PZT trong mӝt hӋ cҩXKuQKÿӇ có thӇ WKHRG}LÿѭӧFKѭKӓng theo nhiӅu Kѭӟng PZT hình cҫu và cӕt liӋXiSÿLӋn thông minh hình cҫu, vӟLÿһc tính hình hӑc ÿҷQJKѭӟng, là mӝt giҧi pháp triӇn vӑQJJL~SÿѫQJLҧn hóa hӋ thӕQJÿRÿҥc và mang lҥi kӃt quҧ FKtQK[iFKѫQ
Trong nghiên cӭu này, SKѭѫQJSKiSWUӣ NKiQJFѫÿLӋn sӱ dөng cӕt liӋu thông PLQKÿѭӧc ӭng dөQJÿӇ chҭQÿRiQKѭKӓng và tәn hao lӵc ӭng suҩWWUѭӟc cho vùng neo bê tông
Trang 247 Tәng quan vӅ tình hình nghiên cӭu cӫa các tác giҧ WURQJ Yj QJRjL Qѭӟc vӅ SKѭѫQJSKiSWUӣ kháng ÿӇ chҭQÿRiQKѭKӓng cӫa kӃt cҩu
&KѭѫQJ.Ӄt luұn và kiӃn nghӏ
ĈѭDUDPӝt sӕ kӃt luұn quan trӑQJÿҥWÿѭӧc trong luұQYăQYjNLӃn nghӏ Kѭӟng phát triӇQÿӅ tjLWURQJWѭѫQJODL
Trang 252
Trong nhӳQJQăPJҫQÿk\SKѭѫQJSKip trӣ khiQJFѫÿLӋn EMI sӱ dөng trӣ khiQJ3=7ÿm ÿѭӧc ip dөng thjnh công trong chҭQÿRin sӭc khӓe kӃt cҩu trong nhiӅu loҥi kӃt cҩu Trong kӻ thuұt njy, tҩm PZT hoҥWÿӝng giӕQJQKѭPӝt thiӃt bӏ tҥo vj cҧm biӃn syQJGDRÿӝQJÿӇ thu thұp cic ttn hiӋXÿһFWUѭQJWUӣ kháng cӫa kӃt cҩu Ttn hiӋXÿһFWUѭQJQjy chӭDÿӵng thông tin vӅ bҧn chҩt cӫa kӃt cҩu, tӯ ÿy gi~p phân ttch ciF Kѭ Kӓng bên trong kӃt cҩX ÿy Kӻ thuұt EMI thu h~W ÿѭӧc nhiӅu sӵ quan tâm nghiên cӭu trong thӡi gian gҫQÿk\Yu cy ÿӝ nhҥy cao vӟLKѭKӓng vj cy gii thjnh rҿ Ĉѭӧc giӟi thiӋu lҫQÿҫu tiên vӟi Liang vj cӝng sӵ (1993) [6@SKѭѫQJSKip trӣ khing ÿѭӧc nhiӅu tic giҧ nghiên cӭu tiӃp nӕi vӟi sӵ ÿӅ xuҩt cic chӍ sӕ ÿinh gii KѭKӓng QKѭ506' 5RRW0HDQ6TXDUH'HYLDWLRQ FKӍ sӕ CC (Correlation Coefficient), chӍ sӕ CCD (Correlation Coefficient Deviation) và chӍ sӕ MAPD (Mean Absolute 3HUFHQWDJH'HYLDWLRQ 3KѭѫQJSKip trӣ khiQJÿm ÿѭӧc ip dөng thjnh công vjo chҭn ÿRiQKѭKӓng ӣ nhiӅu loҥi kӃt cҩXQKѭNӃt cҩu gijn [7], kӃt cҩu tҩm mӓng [8], kӃt cҩu bê tông, vng neo cӫa bê tông ӭng suҩWWUѭӟc [10], và kӃt cҩu bê tông cy JLDFѭӡng FRP [9]
&KѭѫQJQj\VӁ trình bày các nghiên cӭu ӣ WURQJYjQJRjLQѭӟc vӅ OƭQKYӵc trӣ kháng vj ÿһc biӋt ӣ SKѭѫQJSKip cӕt liӋu iSÿLӋn thông minh
2.1 Tunh hunh nghiên cӭXQѭӟc ngoji
2.1.1 3KѭѫQJSKip trӣ khing
Liang và cӝng sӵ (1993) [6@ÿmWLӃn hành mӝt trong nhӳng nghiên cӭXÿҫu tiên vӅ ÿiQKJLiFiFWK{QJVӕ FѫKӑc cӫa kӃt cҩu bҵQJÿiSӭng trӣ NKiQJFѫÿLӋn Nghiên cӭXWUrQÿmtiên phong trong mô hunh hyDWѭѫQJWic giӳa PZT vj kӃt cҩu chӫ bҵng mô hunh mӝt bұc tӵ do gӗm lò xo ± vұt nһng ± ÿӝ cҧn Trong mô hunh giҧ thiӃt rҵng tҩP3=7ÿѭӧc cӕ ÿӏnh ӣ mӝWÿҫu vj ÿѭӧc gҳn vjo kӃt cҩu chӫ ӣ ÿҫu czn lҥi Tic giҧ sӱ dөng tҫn sӕ ktch thtch cao (lӟQKѫQN+] WK{QJTXDWҩm cҧm biӃQ3=7ÿѭӧc
Trang 263 din lên tҩm kӃt cҩu chӫ ÿӇ tum ra nhӳQJWKD\ÿәLFѫKӑc cӫa kӃt cҩu Tic giҧ ÿm tum ÿѭӧc sӵ liên quan giӳa trӣ khing cӫa tҩm PZT vӟi trӣ khiQJFѫKӑc cӫa kӃt cҩu chӫ Zhou vj cӝng sӵ (1994, 1996) [11], [12@ ÿm mӣ rӝng mô hunh cӫa Liang lên thjnh hӋ FѫKӑc hai bұc tӵ GR7ѭѫQJWӵ QKѭP{Kunh mӝt bұc tӵ do, tҩP3=7ÿѭӧc giҧ thiӃt cy hai cҥQKÿѭӧc cӕ ÿӏnh vj hai cҥQKÿѭӧc gҳn vjo kӃt cҩu chӫ Trong mô hunh cӫa Zhou, tҩPÿѭӧc tҥo thjnh tӯ mӝt cһp PZT gҳn vjo nhau cho tӕFÿӝ phҧn hӗi cӫa khi tӕt
Sun vj cӝng sӵ (1995a) [7@ÿm sӱ dөng kӻ thuұt nj\ÿӇ phit hiӋQKѭKӓng trong mӝt kӃt cҩu gijn ӣ quy mô phzng tht nghiӋm CiFKѭKӓng trong gijQÿѭӧc mô phӓng bҵng cich siӃt chһt hoһc nӟi lӓng cic liên kӃt giӳa cic thanh gijn KӇ tӯ ÿy, cy rҩt nhiӅu nghiên cӭXQKѭP{SKӓng EMI Zhou vj cӝng sӵ (1996) [12]; (Liang vj cӝng sӵ (1996) [13]); Bhalla and Soh (2004) [14]; Yang vj cӝng sӵ (2005) [8]; Annamdas vj cӝng sӵ (2007) [15], vng ҧQKKѭӣng cӫa PZT (Hu and Yang (2007) [16]), vj cic ӭng dөng (Chaudhry vj cӝng sӵ (1995a, 1995b) [17]), [18]; Soh vj cӝng sӵ (2000) [19]; Park vj cӝng sӵ (2000, 2001) [20], [21]; Xu vj cӝng sӵ (2004) [22], Giurgiutiu vj cӝng sӵ (2004a) [23@ÿm ÿѭӧc nghiên cӭu chi tiӃt
Yang vj cӝng sӵ (2005) [8@ÿm sӱ dөng mô hunh EMI mӝt chiӅu dӵa trên hӋ WѭѫQJWic giӳa PZT vj kӃt cҩXÿӇ xây dӵQJQrQSKѭѫQJWUuQKÿip ӭQJÿLӋn cӫa tҩm PZT
Chaudry vj cӝng sӵ (1995) [17@ÿm sӱ dөQJSKѭѫQJSKip trӣ khiQJÿӇ tuPKѭhӓng cӫa kӃt cҩu trên miy bay Piper model 601P KӃt quҧ cho thҩy PZT phit hiӋn tӕt KѭKӓng cөc bӝ ӣ gҫn cҧm biӃn vj không nhҥy vӟLKѭKӓng ӣ vӏ trt cich xa cҧm biӃn Xu và Liu (2002) [22@ÿmQJKLrQFӭu ҧQKKѭӣng cӫa lӟp liên kӃWWURQJWѭѫQJWiFÿӝng giӳa tҩm PZT và kӃt cҩu chính MһFGÿӝ cӭng cӫa lӟp liên kӃt (giӳa tҩm PZT và kӃt cҩu chӫ) khy ÿѭӧc xiFÿӏnh, nghiên cӭu chӍ ra rҵng lӟp liên kӃt cy ҧQKKѭӣng kӃt quҧ chҭQÿRin
Sun vj cӝng sӵ (1995) [24@ÿm sӱ dөQJSKѭѫQJSKip thӕng kê ciFÿiSӭng trӣ khiQJÿӇ ÿinh gii tunh trҥQJKѭKӓng kӃt cҩu, ҧQKKѭӣng cӫa phҥm vi tҫn sӕ vj mӭc ÿӝ ktch thtch, áp dөng trên kӃt cҩu djn KӃt quҧ cho thҩ\ÿip ӭng trӣ khing cӫa PZT ӣ vӏ trt khic nhau lj khic nhau vj phҥm vi theo d}i tӹ lӋ nghӏch vӟLÿӝ rӝng cӫa miӅn
Trang 274 tҫn sӕ Ngoji ra, chӍ sӕ RMSD cNJQJÿѭӧFÿӅ xuҩt vj chӭng tӓ khҧ QăQJFKҭQÿRiQKѭKӓng trong kӃt cҩu
Esteban (1996) [25@ÿmPӣ rӝng mô hình sӕ dӵa vào lý thuyӃt truyӅQVyQJÿӇ [iFÿӏnh phҥm vi chҭQÿRiQSKѭѫQJSKiSWUӣ kháng bҵng mӝt loҥt tht nghiӋm vӅ thay ÿәi tҧi trӑng, sӵ không liên tөc, liên kӃWEXO{QJ«.Ӄt quҧ cho thҩy vng cҧm biӃn cӫa PZT lj khoҧng tӯ 0.4 m vӟi vұt liӋXFRPSRVLWHÿӃn khoҧng 2 m cho kӃt cҩu kim loҥi dҥng thanh Tҫn sӕ cjng cao thu vng cҧm biӃn cjng nhӓ, vӟi tҫn sӕ trên 500 kHz, PZT hiӇn thӏ ÿӝ nhҥy vӟi ciFKѭKӓng cӫa chtnh bҧn thân PZT hoһc ciFÿLӅu kiӋn liên kӃt chӭ không phҧi cӫa kӃt cҩu chӫ
Giurgiutiu vj Zagrai (2000) [26@ÿm phân ttFKGDRÿӝng cӫa tҩm PZT cy ÿLӅu kiӋn biên tӵ GRÿѭӧc liên kӃt mӝt phҫn hoһFÿѭӧc cӕ ÿӏQKÿjn hӗLWѭѫQJӭng vӟi các giá trӏ trӣ khing bҵng 0, bҵng vô cng vj mӝt gii trӏ WKD\ÿәi theo tҫn sӕ Mһc d ÿѭӧc so sinh vӟi kӃt quҧ lê thuyӃt, kӃt quҧ WKXÿѭӧc tӯ thӵc nghiӋm lӟQKѫQNӃt quҧ dӵ ÿRin tӟLPѭӡi lҫn
Park vj cӝng sӵ (2003) [27@ÿm sӱ dөng tҩm cҧm biӃn PZT cy ktFKWKѭӟc nhӓ ÿѭӧc gҳn vjo mӝt kӃt cҩu cy sҹn hoһFÿѭӧc nh~ng vjo trong kӃt cҩu composite Tҩt cҧ mӝt sӵ WKD\ÿәi vұt lê bên trong kӃt cҩu sӁ dүn tӟi sӵ WKD\ÿәi trong trӣ khiQJFѫkӃt cҩu, vj do cҧm biӃQ3=7ÿm ÿѭӧc gҳn liӅn vӟi kӃt cҩu, nhӳng sӵ WKD\ÿәi trong kӃt cҩu sӁ tҥo nên sӵ WKD\ÿәi trong trӣ khiQJÿLӋn cӫa cҧm biӃn PZT Vu vұy, cy thӇ ÿѭӧc phit hiӋn vj ÿinh gii mӭFÿӝ cӫDKѭKӓng bên trong kӃt cҩu nhӡ vjo viӋFÿRtrӣ khiQJFѫÿLӋn cӫa cҧm biӃn PZT vj so sinh ny vӟi phpSÿRFѫVӣ
Ĉip ӭQJFѫFӫa kӃt cҩu chӫ cy thӇ WKXÿѭӧc tӯ lӡi giҧi giҧi tích ӣ mӝt dҧi tҫn sӕ nhҩWÿӏnh Tuy nhiên, lӡi giҧi giҧi ttch chӍ thích hӧSÿӇ phân ttch cӫa trӣ khiQJFѫÿLӋn cho cic kӃt cҩXÿѫQJLҧQQKѭGҫm, tҩm mӓng (Yang vj cӝng sӵ (2005) [8]) vj trên tҩm (Yang vj Hu (2008) [28]) trong mӝt sӕ ÿLӅu kiӋQOêWѭӣQJĈӕi vӟi cic kӃt cҩu phӭc tҥSSKѭѫQJSKip giҧi ttch sӕ cҫQÿѭӧc sӱ dөng
Wang vj cӝng sӵ (2018) [57@ÿm nghiên cӭXGDRÿӝQJÿһFWUѭQJFӫa cӫa vұt liӋu iSÿLӋQÿӇ hiӇu r} KѫQYӅ sӵ hoҥWÿӝng cӫa vұt liӋu iSÿLӋn thông minh dҥng hunh cҫu (SSA) vj nhҵPÿӏQKKѭӟng cho cic thiӃt kӃ tӕi ѭXYӅ sau bҵng cic nghiên cӭu lê thuyӃt tuyӃn ttnh cӫa vұt liӋu iSÿLӋn vj phân ttFKÿӝng
Trang 285 Castro và cӝng sӵ (2019) [86] ÿã phân tích so sánh các kӻ thuұt xӱ lý tín hiӋu dӵa trên trӣ kháng trong môi trѭӡng nhiӉu trong các ӭng dөng cӫa SHM Các phѭѫng pháp phân tích tín hiӋu này bao gӗm: ÿӝ lӋch hӋ sӕ tѭѫng quan, biӃn ÿәi wavelet và phѭѫng pháp EMI dӵa trên tiêu chí Hinkley KӃt quҧ thí nghiӋm cho thҩy ÿӝ lӋch hӋ sӕ tѭѫng quan và biӃn ÿәi wavelet bӏ ҧnh hѭӣng ÿáng kӇ bӣi môi trѭӡng nhiӉu tiӃng ӗn, trong khi phѭѫng pháp dӵa trên tiêu chí Hinkley có thӇ phát hiӋn hѭKӓng trong môi trѭӡng nhiӉu hiӋu quҧ hѫQ
2.1.2 3KѭѫQJSKip giҧi ttch sӕ
Ĉinh gii KѭKӓng mӝt ciFKÿӏQKOѭӧng gi~p chӍ ra vӏ trt vj mӭFÿӝ cӫDKѭKӓng Xu vj cӝng sӵ (2004) [22@ÿm thӵc hiӋQÿinh gii KѭKӓng trên kӃt cҩu dҫm vj tҩm mӓng bҵng cich sӱ dөng kӃt hӧSSKѭѫQJSKip phҫn tӱ hӳu hҥn vj thuұt toin tiӃn hóa Mô phӓQJKѭKӓng trong kӃt cҩu tҩm bҵng cich khoan lӛ trên kӃt cҩu, kӃt quҧ cho thҩy cҧ vӏ trt vj bin ktnh cӫa lӛ ÿӅu cy thӇ dӵ ÿRin bҵng thuұt toin tiӃn hya Tuy QKLrQSKѭѫQJSKip chӍ cy thӇ ip dөng cho mӝWKѭKӓng duy nhҩt vj chӍ cy thӇ ip dөng cho kӃt cҩXÿѫQJLҧn
Wang và cӝng sӵ (1997) [29@ÿmGng mô phӓng toán hӑc diӉn tҧ sӵ WѭѫQJWKtFKcӫa biӃn dҥng giӳa tҩm PZT và kӃt cҩu dҫm hoһc tҩm Quan hӋ ÿһFWUѭQJJLӳDÿLӋn GXQJWƭQKFӫa PZT và biӃn dҥng cӫa kӃt cҩXÿѭӧc thiӃt lұp KӃt quҧ là biӃn dҥng cӫa kӃt cҩu có thӇ ÿѭӧc nhұn ra tӯ nhӳQJWKD\ÿәLÿLӋn dung cӫa PZT
Fairweather (1998) [30@ÿm phit triӇn mӝt mô hình dӵDWUrQSKѭѫQJSKip phҫn tӱ hӳu hҥn ÿӇ dӵ ÿRiQÿip ӭng trӣ kháng cӫa kӃt cҩXGѭӟi sӵ tic dөng cӫa ngoҥi lӵc và mô huQKÿѫQJLҧQQj\ÿm phҧn inh rҵng mô hunh cӫa cҧm biӃn PZT không phө thuӝc vjo ngoҥi lӵFÿy.KLip dөng vjo phân ttch EMI, trӣ khiQJFѫFӫa kӃt cҩu cy thӇ ÿѭӧc dQJÿӇ ttnh toiQÿӝ dүn ttn hiӋu cӫa tҩm PZT nhӡ cһp vjRSKѭѫQJWUunh ÿip ӭng trӣ khiQJFѫÿLӋn (Liang vj cӝng sӵ (1994) vj Bhalla (2004) [31]), [14]
Trong thӵc tӃSKѭѫQJSKip phҫn tӱ hӳu hҥn lj SKѭѫQJSKip phân ttch trung gian, lj sӵ ttch hӧp cic mô hunh phân ttch 1D vj 2D cӫa Liang vj =KRXQKѭÿm trunh bjy ӣ phҫn trên vjRSKѭѫQJSKip phân ttch phҫn tӱ hӳu hҥn, gi~SWăQJWӕFÿӝ phân
Trang 296 ttch trong khi vүn giӳ ÿѭӧc sӵ ÿѫQJLҧn cӫa mô hunh phân ttch, tӯ ÿy tKXÿѭӧc ttn hiӋu trӣ khing tӯ trӣ khiQJFѫÿLӋQWKXÿѭӧc tӯ phҫn mӅm phҫn tӱ hӳu hҥn
Tseng và cӝng sӵ (2002) [33@ÿmQJKLrQFӭu cҧm biӃn trӣ kháng bӅ mһWÿӇ ÿinh gii hai loҥLKѭKӓng là lӛ rӛng và vӃt nӭt trong kӃt cҩu bê tông Phҫn mӅm ANSYS ÿmÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ mô hình mӝt mүu bê tông hình vuông và trӣ NKiQJFѫKӑc cӫa kӃt cҩu
Yang vj cӝng sӵ (2008c) [34@ÿm mô phӓng thjQKF{QJÿip ӭng trӣ khing trên dҫm nhôm sӱ dөng phҫn mӅm ANSYS 8.1, cic kӃt quҧ cy ÿӝ WѭѫQJÿӗng vӟi kӃt quҧ thӵc nghiӋm ngay vӟi cҧ tҫn sӕ lên tӟi 100 kHz
Tuy nhiên, vүn czn mӝt sӕ hҥn chӃ trong mô phӓQJÿLӇn huQKQKѭNK{QJWKӇ mô phӓQJÿѭӧc ciFÿӍnh nhӓ (Bhalla (2004) [14@