Đánh giá sự phá hủy cấu kiện bê tông cốt thép dưới tác dụng tải trọng nổ tiếp xúc bằng mô phỏng số và thực nghiệm tại hiện trường

Bài báo tập trung vào nghiên cứu và đánh giá sự phá hủy của tải trọng nổ tiếp xúc đối với bê tông cốt thép theo phương pháp thực nghiệm tại hiện trường và mô phỏng số. Để phục vụ mô phỏng số, tác giả đã lựa chọn mô hình vật liệu phù hợp với bài toán nổ và tiến hành thực nghiệm để xác định các tham số trên. Kết quả so sánh nhằm đánh giá mức độ tin cậy của mô phỏng, lựa chọn mô hình tính và mô hình vật liệu trong mô phỏng kết cấu chịu tác dụng của tải trọng nổ bằng phần mềm ABAQUS. Mời các bạn tham khảo!

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2020 14 (5V): 180–196 ĐÁNH GIÁ SỰ PHÁ HỦY CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP DƯỚI TÁC DỤNG TẢI TRỌNG NỔ TIẾP XÚC BẰNG MÔ PHỎNG SỐ VÀ THỰC NGHIỆM TẠI HIỆN TRƯỜNG Phan Thành Trunga,∗, Nguyễn Quốc Bảob , Vũ Đức Hiếua a Viện Kỹ thuật Cơng trình đặc biệt, Học viện Kỹ thuật Quân sự, số 236 đường Hoàng Quốc Việt, quận Bắc từ Liêm, Hà Nội, Việt Nam b Khoa Cơng trình, Đại học Cơng nghệ Giao thơng vận tải, số 54 đường Triều Khúc, quận Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 09/10/2020, Sửa xong 02/11/2020, Chấp nhận đăng 03/11/2020 Tóm tắt Đánh giá tác động phá hủy lượng nổ tiếp xúc với cấu kiện tốn phức tạp có sai số lớn Ở Việt nam, tính tốn chủ yếu sử dụng số công thức thực nghiệm tham khảo có Kết thực nghiệm phù hợp phạm vi thực nghiệm đề cịn có nhiều sai lệch đáng kể so với thực tế trường Bài báo tập trung vào nghiên cứu đánh giá phá hủy tải trọng nổ tiếp xúc bê tông cốt thép theo phương pháp thực nghiệm trường mô số Để phục vụ mô số, tác giả lựa chọn mơ hình vật liệu phù hợp với toán nổ tiến hành thực nghiệm để xác định tham số Kết so sánh nhằm đánh giá mức độ tin cậy mô phỏng, lựa chọn mơ hình tính mơ hình vật liệu mơ kết cấu chịu tác dụng tải trọng nổ phần mềm ABAQUS Từ khoá: nổ tiếp xúc; phá hủy bê tơng cốt thép; phân tích động tường minh theo thời gian; mơ hình Holmquist - Johnson - Cook; mơ hình Johnson - Cook ASSES THE FRACTURE RESPONSE OF REINFORCED CONCRETE COMPONENTS UNDER CONTACT BLAST LOADING USING THE SIMULATION AND ON SITE TESTING METHOD Abstract Evaluation of and fracture failure of contact blast loading on structural components is normally a complicated issue with errors In Vietnam, the problem has been solved by applied some empirical models in the literature However, the experimental results are only suitable for each case study and still have significant deviations in comparison with reality The paper aim to assess the fracture failure mode of reinforced concrete components under contact blast loading using both on site experiment and numerical simulation Based on the results, the selection of computational models, constitutive laws of the material in the simulation of the structure under the impact of blast loading in the ABAQUS program has been evaluated Keywords: contact blast loading; demolition of reinforced concrete; explicit time integration; Holmquist - Johnson - Cook model; Johnson - Cook model https://doi.org/10.31814/stce.nuce2020-14(5V)-15 © 2020 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) Giới thiệu Khi tính tốn cấu kiện bê tơng cốt thép chịu tác dụng tải trọng nổ tiếp xúc, phương pháp phân tích động tường minh theo thời gian (explicit time integration) [1] mô tả hệ cách sát thực Phương pháp mô đầy đủ q trình vật lý nổ, lan truyền sóng nổ môi trường ∗ Tác giả đại diện Địa e-mail: thanhtrungphank4@gmail.com (Trung, P T.) 180 Trung, P T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng tương tác sóng nổ với kết cấu Q trình tính tốn tâm vụ nổ, lượng lan truyền qua phần tử môi trường theo bước thời gian tác dụng vào cơng trình Giải toán tương tác thực chất giải hệ toán vi phân đạo hàm riêng phức tạp, phương trình phải mơ tả quan hệ vật lý, định luật bảo toàn, thỏa mãn điều kiện biên ban đầu theo trường khơng gian thời gian Những phương trình phải giải đồng thời thời điểm, phương pháp phân tích động tường minh theo thời gian (explicit time integration) phát triển để giải đồng thời toán vật lý nổ, lan truyền tương tác sóng nổ với cơng trình Trong chương trình tính tốn ABAQUS tùy theo mơ đun u cầu tốn giải phương pháp sai phân hữu hạn, thể tích hữu hạn, phần tử hữu hạn, ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) hay SPH (The smoothed particle hydrodynamics) [1] Bài toán mơ nổ thực chất tính tốn tham số sản phẩm nổ mơ tả q trình giãn nở sản phẩm nổ Q trình truyền sóng mơ q trình lan truyền tham số áp suất, nội năng, khối lượng, nhiệt độ, ứng suất mật độ theo thời gian Quá trình lan truyền tương tác giải toán sở định luật bảo toàn khối lượng, động lượng lượng tất nút phần tử theo điều kiện biên điều kiện ban đầu [2, 3] Các phương trình sử dụng để mô tả trạng thái vật liệu, quan hệ ứng suất, biến dạng chuyển vị Khác với giải thuật giải toán động lực học kết cấu vùng đàn dẻo (khơng có q trình phá hủy vật liệu) giải phương trình cân động lực học sử dụng phép tính gần Newmark [4] Khi giải toán động lực học diễn thời gian ngắn có xét đến phá hủy vật liệu toán nổ, người ta sử dụng sơ đồ tích phân trung tâm theo thời gian khác (thường gọi phương pháp Leapfrog) [1] Để tính tốn kết cấu chịu tác dụng tải trọng nổ phần mềm ABAQUS trước tiên cần phải mơ hình hóa tốn Cơng việc thực chất phân chia vùng tính tốn, khai báo mơ hình vật liệu cho vùng, lựa chọn phương pháp giải phù hợp cho vùng giải pháp tương tác vùng Trong mô hình số phần mềm đó, mơ hình tính mơ hình vật liệu, thơng số lấy trực tiếp thơng số cịn lại thường coi giống với thơng số mơ hình cụ thể, điều làm giảm độ xác kết mơ số Vì vậy, tác giả tiến hành số thí nghiệm để đưa tham số mơ hình vật liệu thực cần thiết Trên giới nghiên cứu tác dụng nổ tiếp xúc lên kết cấu bê tông cốt thép thực thập kỷ qua Một vài nghiên cứu xác định tải trọng phá hoại nổ tiếp xúc để đưa tải trọng tương đương cho phá hoại đó, làm bước đầu nghiên cứu lý thuyết phá hoại nổ tiếp xúc [5, 6] Kot cs [7, 8] đề xuất phương pháp lý thuyết phá hoại bê tông tác dụng tải trọng nổ tiếp xúc, nhiên phương pháp dựa số giả định đơn giản làm ảnh hưởng đến tính xác kết Vào cuối năm 1980, loạt thử nghiệm nổ bê tông McVay [9] tóm tắt, thơng số ảnh hưởng đến phá hoại bê tông như: khoảng cách, trọng lượng chất nổ, độ dày tường, cường độ bê tông, phụ gia bê tông hàm lượng cốt thép nghiên cứu Wang cs [10] tiến hành thử nghiệm nổ tiếp xúc BTCT vuông với khối lượng thuốc nổ khác nhau, kết quan sát, nghiên cứu qua sử dụng để xác minh mơ hình số chúng Dựa lượng lớn sở liệu từ thử nghiệm nổ sàn tường bê tông cốt thép, Marchand cs [11] phát triển thuật toán nứt tác dụng tải trọng nổ sàn tường bê tông cốt thép Các nghiên cứu cho thấy, ứng xử học bê tông chịu tác động tải trọng nổ tiếp xúc phức tạp Khả chịu tác động tải trọng nổ tiếp xúc cấu kiện bê tông cốt thép không cao, phá hoại xuất kèm theo phát triển nhanh vết nứt làm cho cơng trình dễ bị phá hoại 181 Trung, P T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Ở Việt Nam, nghiên cứu vấn đề nổ tiếp xúc thực năm gần [12] Việc nghiên cứu thực nghiệm mô số trình tác dụng tải trọng nổ tiếp xúc cấu kiện bê tông cốt thép với bê tông B25 chưa công bố Mục tiêu nghiên cứu thử nghiệm trường mô lại q trình phá hoại cấu kiện bê tơng cốt thép chịu tác dụng nổ tiếp xúc Các cấu kiện bê tơng cốt thép có kích thước chế tạo thử nghiệm nổ để so sánh với kết mô số Tải trọng nổ tiếp xúc thuốc nổ TNT Từ tham số mô hình vật liệu có sau thí nghiệm, tác giả tiến hành mơ số tốn phá hủy cấu kiện bê tông cốt thép (BTCT) chịu tác dụng tải trọng nổ tiếp xúc, so sánh đánh giá với kết thực nghiệm trường Mô số phá hủy cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng tải trọng nổ tiếp xúc 2.1 Cơ sở lý thuyết vùng tốn mơ a Vùng thuốc nổ Thuốc nổ sử dụng nghiên cứu loại thuốc nổ TNT loại tương đương Khi bị kích nổ thuốc nổ chuyển hóa nhanh từ thể rắn sang khí, tương tác truyền sang vùng xung quanh lượng định [2, 3] Do giãn nở lớn trình nổ, nên vùng thuốc nổ phần tử sản phẩm thuốc nổ mơ hình hóa giải theo phương pháp lưới Euler nhờ kỹ thuật hạt không lưới SPH nhằm tránh méo mó lớn lưới dẫn đến lỗi trình giải [13, 14] Mặt khác trình nổ phần tử sản phẩm nổ mở rộng lớp vật liệu xung quanh ngược lại, lớp vật liệu xung quanh bị đẩy, thâm nhập vào vùng sản phẩm nổ Do thuốc nổ vùng vật liệu xung quanh cần phải thiết lập để mơ hình hóa giải theo phương pháp dạng lưới Euler kỹ thuật hạt không lưới SPH, môi trường thiết lập đa vật liệu Để mơ hình hóa tượng nổ q trình lan truyền áp lực sóng nổ, sử dụng phương trình trạng thái Lee – Tarver Jones - Wilkins - Lee đề xuất Theo phương trình trạng thái thuốc nổ TNT chất nổ tương đương có dạng sau [15]: p= A 1− ω −r1 v ω −r2 v ωe e +B 1− e + r1 v r2 v v (1) đó: p áp suất thủy tĩnh; v = 1/ρ thể tích riêng; ρ khối lượng riêng thuốc nổ TNT; A, B, r1 , r2 , ω số đoạn nhiệt xác định từ thí nghiệm b Vùng kết cấu cơng trình Đối với kết cấu cơng trình chịu tác dụng tải trọng nổ, biến dạng của phần tử kết cấu, vị trí chất điểm môi trường kết cấu mô mô hình hóa phương pháp lưới Lagrange [16] để giải, chuyển vị, vận tốc gia tốc nút ứng suất biến dạng phần tử vùng nhận nhờ giải phương trình bảo tồn khối lượng, động lượng lượng Phương trình với mơ hình vật liệu cụ thể tập hợp điều kiện ban đầu, điều kiện biên cho ta lời giải hoàn chỉnh [17] 2.2 Mơ hình vật liệu sử dụng tốn mơ a Bê tơng Sử dụng mơ hình vật liệu Holmquist – Johnson – Cook (HJC), tham số mơ hình HJC xác định phương pháp Holmquist cộng đề xuất [18] Loại bê tông sử dụng nghiên cứu bê tơng B25 chưa có tham số cho mơ hình HJC, tác giả thực 182 Trung, P T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng thí nghiệm nén đơn trục, thí nghiệm lặp thí nghiệm ép chẻ nén ba trục máy nén ba trục Phịng thí nghiệm Bộ mơn Cơ sở kỹ thuật cơng trình, Viện Kỹ thuật cơng trình đặc biệt, Học viện Kỹ thuật Quân để đưa tham số mơ hình HJC cho bê tơng B25 Cấp phối bê tông Bảng Ở độ tuổi 21 ngày, 14 mẫu thử hình trụ với chiều dài đường kính liệt kê Bảng 2, đưa khỏi phòng bảo dưỡng mài cẩn thận hai đầu để tạo khu vực phẳng nhẵn cho chất tải, sau chúng đưa trở lại phịng bảo dưỡng tuổi thí nghiệm Bảng Cấp phối bê tông B25 sử dụng xi măng PC30 B25 Nước (lít) Xi măng (kg) Cát (m3 ) Đá × (m3 ) 187 439 0,444 0,865 Bảng Các thông số mẫu bê tông B25 Tên mẫu Khối lượng (g) Chiều dài (mm) Đường kính (mm) Tỉ trọng (g/cm3 ) 10 11 12 13 14 631,5 630,5 622,0 637,5 614,5 617,5 621,0 632,5 645,5 602,5 625,5 624,0 609,5 618,5 110,10 110,60 109,80 111,30 109,12 109,52 109,66 110,54 111,80 107,20 109,24 111,32 108,04 110,54 54,92 54,82 54,72 54,82 54,76 54,90 54,80 54,84 54,52 54,72 54,80 54,84 54,86 54,82 2,421 2,415 2,409 2,427 2,391 2,382 2,401 2,422 2,473 2,390 2,428 2,373 2,387 2,371 Theo kết thí nghiệm thể Bảng 2, giá trị trọng lượng riêng ρ0 giá trị trung bình 14 mẫu thí nghiệm, 2,406 g/cm3 Thí nghiệm xác định cường độ nén đơn trục fc , mô đun đàn hồi E, hệ số Poisson v mô đun cắt G Giá trị thông số cường độ nén đơn trục fc xác định thơng qua thí nghiệm nén trục mẫu bê tơng B25 Ba thí nghiệm nén đơn trục thực thu ba liệu Dựa liệu đó, giá trị tham số cường độ nén đơn trục fc mẫu bê tông B25 thu từ điểm cực đại đường cong ứng suất - biến dạng (Bảng 3) Theo kết thí nghiệm trình bày Bảng 3, giá trị trung bình ba mẫu coi giá trị tham số cường độ nén dọc trục fc , mô đun đàn hồi E hệ số Poisson v mẫu bê tông B25 lần fc = 41,305 MPa, E = 28320 MPa v = 0,254 Mô đun cắt G = E/2(1 + v) = 11291,866 MPa 183 Trung, P T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Bảng Kết thí nghiệm nén dọc trục Tên mẫu Cường độ nén (MPa) Biến dạng dọc trục (10−2 ) Biến dạng ngang (10−2 ) Mô đun đàn hồi (MPa) Hệ số Poisson 41,203 39,680 43,031 0,273 0,221 0,261 −0,069 −0,059 −0,064 27086 29603 28271 0,252 0,266 0,244 Thí nghiệm xác định độ bền kéo đơn trục T Để xác định độ bền kéo đơn trục T , dùng máy nén để ép chẻ mẫu bê tơng hình trụ có đường kính 54 mm, chiều cao 110 mm Tải trọng dọc trục gia tải với tốc độ 0,1 mm/phút Thí nghiệm kết thúc vết nứt xuất bề mặt mẫu thử Kết thu lực nén phá hủy P, từ tính độ bền kéo đơn trục T = 2P/πdh, d đường kính mẫu, h chiều cao mẫu Tiến hành thí nghiệm ép chẻ mẫu bê tơng kết thể Bảng Bảng Giá trị cường độ kéo dọc trục Tên mẫu Tải phá hủy (kN) Chiều dài (mm) Đường kính (mm) Cường độ kéo dọc trục (MPa) 11 12 31,3 29,7 31,2 109,66 109,24 111,32 54,80 54,80 54,84 3,32 3,16 3,25 Theo kết thí nghiệm thể Bảng 4, giá trị cường độ kéo dọc trục T giá trị trung bình mẫu thí nghiệm, 3,24 MPa Thí nghiệm xác định số hư hỏng e f vật liệu Hằng số hư hỏng e f điểm tới hạn Bảng Giá trị tham số e f trạng thái biến dạng dẻo xác định thí Tên mẫu e f Giá trị trung bình nghiệm lặp Trong q trình chất tải, mẫu bê tơng gia tải đến 90% cường độ nén 0,0018 đơn trục chúng sau dỡ tải xuống 0,0015 0,0016 tốc độ Sau đó, việc gia tải lặp lại 0,0017 cường độ giảm 10% chu kỳ khơng cịn biến dạng dư [18] Biểu đồ nứt gãy cho thấy biến dạng dọc trục đạt đến giao điểm mặt phân cách trục, mẫu hoàn toàn sức bền giá trị biến dạng giá trị e f Các giá trị tham số thu theo phương pháp tóm tắt Bảng Theo kết thể Bảng 5, tham số phá hủy e f giá trị trung bình mẫu, 0,0016 Do thiếu thiết bị thí nghiệm, nên lấy D1 = 0,04 D2 = 1,0 theo đề xuất đề xuất Holmquist cs (1993) [18] Tham số đặc trưng cho độ bền vật liệu A, B, N S max Các tham đặc trưng cho độ bền vật liệu mơ hình HJC gồm A, B, N S max , B, N xác định thí nghiệm nén ba trục, thơng số S max = lấy theo đề xuất Holmquist 184 Trung, P T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng cs (1993) Tham số A cường độ dính kết chuẩn hóa bê tơng ε˙ ∗ = 1,0 Do thiếu liệu thí nghiệm Holmquist cộng giả định cường độ kết dính chuẩn hóa 0,75 fc điều kiện bán tĩnh (ε˙ ∗ = 0,001) có A = 0,79 cách chuẩn hóa tốc độ biến dạng thành ε˙ ∗ = 1,0 từ công thức: (2) σ∗ = A(1 − D) + BP∗N + C ln ε˙ ∗ Nếu khơng tính đến ảnh hưởng hiệu ứng tốc độ biến dạng phá hủy, cân mặt dẻo (2) đơn giản hóa sau: σ∗ = 0,79 + BP∗N (3) σ∗ = (σ1 − σ3 )/ fc ; P∗ = (σ1 + σ2 + σ3 )/3 fc , với σ1 ứng suất dọc trục; σ2 , σ3 áp lực hông Để đạt giá trị B N Một thử nghiệm nén ba trục thực cách sử dụng áp lực giới hạn tốc độ MPa/s Sau thời gian ổn định, gia tải dọc trục áp dụng với tốc độ 0,1 mm/phút mẫu phá hoại với cấp áp lực hông 5, 10, 15, 20 25 MPa Áp suất thủy tĩnh P = (σ + 2σ3 )/3 chênh lệch ứng suất ∆σ = σ1 − σ3 chuẩn hóa giá trị P∗ = P/ fc σ∗ = ∆σ/ fc (Bảng 6) Bảng Giá trị σ∗ P∗ Tên mẫu σ1 (MPa) σ3 (MPa) σ∗ (MPa) P∗ (MPa) 10 13 14 75,67 101,31 119,66 137,29 158,99 10 15 20 25 1,71 2,21 2,53 2,84 3,24 0,69 0,98 1,21 1,43 1,69 Sử dụng liệu Bảng 6, hiệu chỉnh số liệu theo phương trình σ∗ = 0, 79 + BP∗N đường cong khớp với liệu Bảng ta thu giá trị B = 1,405 N = 1,085 Tham số trạng thái Pcrush , µcrush , Plock , µlock , C, K1 , K2 K3 Các tham số Pcrush , µcrush xác định công thức sau [18]: Pcrush = fc /3 µcrush = Pcrush /K với K = E/3(1 − 2v) Như Pcrush , µcrush có giá trị 13,768 MPa 0,0007 Các tham số đặc trưng cho tốc độ biến dạng C, áp lực giới hạn nén Plock , biến dạng thể tích áp lực nén µlock , số vật liệu K1 , K2 K3 xác định thí nghiệm va đập thử Bảng Các tham số mơ hình HJC cho bê tơng B25 ρ0 (kg/m3 ) G (Pa) A B C N e f 2406 T (Pa) 3,24 × 106 D1 0,04 11,292 × 109 fc (Pa) 41,305 × 106 D2 1,0 0,79 S max K1 (Pa) 85 × 109 1,405 Pcrush (Pa) 13,768 × 106 K2 (Pa) −171 × 109 0,007 àcrush 0,0007 K3 (Pa) 208 ì 109 1,085 Plock (Pa) ì 109 0,0016 àlock 0,08 185 Trung, P T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng nghiệm áp lực Split-Hopkinson [18] Do điều kiện thí nghiệm hạn chế nên giá trị tham số lấy theo đề xuất Holmquist cs (1993) [18] Như vậy, tham số mơ hình HJC cho bê tơng B25 xác định liệt kê Bảng b Cốt thép Sử dụng mơ hình phá hủy Johnson-Cook đề xuất, tham số phương trình trạng thái, mơ hình bền, mơ hình phá hủy cốt thép lấy theo tài liệu [19, 20] cụ thể sau Bảng Bảng Các tham số mơ hình vật liệu thép E (MPa) v A (MPa) B (MPa) n T melt (K) T H (K) m 200000 ρ (kg/m3 ) 7850 0,3 C 0,017 263 D 130 D1 0,05 0,0915 D2 3,44 1800 D3 2,12 293,2 D4 0,002 D5 0,61 c Thuốc nổ Để mơ hình hóa tượng nổ q trình lan truyền áp lực sóng nổ, sử dụng phương trình trạng thái Lee – Tarver Jones - Wilkins - Lee đề xuất [15] với tham số: v = 1/ρ thể tích riêng; ρ khối lượng riêng thuốc nổ TNT; A, B, r1 , r2 , ω số đoạn nhiệt xác định từ thí nghiệm, tốc độ nổ; E0 lượng đơn vị thể tích; PCJ áp suất nổ Giá trị cụ thể tham số liệt kê Bảng Bảng Tham số mơ hình vật liệu TNT ρ (kg/m3 ) (m/s) PCJ (kPa) A (kPa) B (kPa) 1650 r1 4,15 6930 r2 0,9 2,1 × 107 ω 0,35 3,7377 × 108 v 1/1650 3,73471 × 106 E0 (kJ/m3 ) × 106 Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2018 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 2.3 Mơ hình hình học tốn Hình hìnhhọc họcbàibài tốn Hình1.1.Mơ Mơhình hình hình tốn Nghiên cứu phá huỷ và tương tác cấu kiện bê tông cốt thép tác dụng 186 tải trọng nổ tiếp xúc Cấu kiện BTCT có chiều dài 1,5m, tiết diện 0,2x0,2m gia cường thép 14, cốt đai 6a200 với chiều dày bảo vệ 0,01m Cấu kiện BTCT chịu tác dụng tải trọng nổ tiếp xúc có khới lượng 200g đặt Hình Mơ hình hình học bài tốn Nghiên cứu phá huỷ và tương tác cấu kiện bê tông cốt thép tác dụng Trung, P T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng tải trọng nổ tiếp xúc Cấu kiện BTCT có chiều dài 1,5m, tiết diện 0,2x0,2m Nghiên cứu phá4 huỷ thép tương14, tác bê tông thépdày dướibảo tác vệ dụng tảiCấu trọng nổ gia cường cốtcấu đaikiện 6a200 vớicốt chiều 0,01m tiếp xúc kiệnchịu BTCT chiều m, tiết diện xúc 0,2 ×có0,2 m cường kiện Cấu BTCT tác có dụng củadài tải1,5 trọng nổ tiếp khới lượnggia 200g đặtbằng thép Φ14, cốt đai Φ6a200 với chiều dày bảo vệ 0,01 m Cấu kiện BTCT chịu tác dụng tải trọng nổ tiếp cấu kiện BTCT (hình 1) xúc có khối lượng 200g đặt cấu kiện BTCT (Hình 1) kiệnđược BTCT môphần tả phầntrong tử khối khithanh phầnáp tửdụng thanhcho áp dụng thép Cấu kiệnCấu BTCT môđược tả tử khối phần tử Liêncho kết phần tử khối bê tông thép xác định theo liên kết cứng Lưới bê thép Liên kết phần tử khối bê tông và thép xác định tông theo đượcliên chiakết mịncứng với kích thước mm Lướichia chịumịn lực với thép cũng5mm chia vớilực kích Lưới bê tơng kíchđai thước Lướimịn chịu vàthước mm (Hình 2) thép đai cũng chia mịn với kích thước 5mm (hình 2) HìnhHình Chia lướilưới phần củamơ mơhình hình Chia phầntửtửcấu cấukiện kiện BTCT BTCT mơmơ Kết cấu bê tơng mơ hình hóa phương pháp lưới Lagrange Điều kiện Kết cấu bê tơng mơ hình hóa phương pháp lưới Lagrange Điều kiện phá huỷ xác phá huỷ xác định theo tiêu chuẩn vật liệu người dùng tự định nghĩa, sử dụng tham định theo tiêu chuẩn vật liệu người dùng tự định nghĩa, sử dụng tham số vật liệu thí nghiệm sớ vật liệunổ thí nghiệm đãphương nêu Th́c nổ2018 theo phương pháp SPH [13,14] nêu tínhnghệ theoXây [13,tính 14] Tạp Thuốc chí Khoa học Cơng dựng, pháp NUCESPH p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 Điều kiệnĐiều biên: Cấu kiệnCấu BTCT liên kết liên trênkết gối = ur = ur 0) (Hình 3) 3) kiện biên: kiệnđược BTCT trên(u21 gới ( u21 = ur ur32   ) (hình 10 Hình 3.3.Điều biêncủa củakếtkết Hình Điềukiện kiện biên cấucấu 2.4 Kết mô số 2.4 Kết số Kếtmô quả mô số thể hình 4; 5; 6; và bảng 10 Kết mô số thể Hình 4–7 Bảng 10 187 Hình Điều kiện biên kết cấu 2.4 Kết mô số Trung, P T., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Kết quả mô số thể hình 4; 5; 6; và bảng 10 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2018 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 11 Hình 4.Hình Quá4.trình phá phá hủyhủy cấucấukiện theothời thời gian mơ mơ hình mơ Q trình kiệnBTCT BTCT theo gian trêntrên mơ hình 188 Trung, T., cs kiện / Tạp BTCT chí Khoatheo học Cơng nghệ Xây Hình Q trình pháP.hủy cấu thời gian trêndựng mơ hình mơ Hình Quá trình phá hủy cấu kiện BTCT theo thời gian mơ hình mơ Hình 5 Kích kiện BTCT BTCTtrên trênmơ mơhình hình Hình Kíchthước thướcvùng vùngphá phá hủy hủy cấu cấu kiện mômô số sớ Hình Kích thước vùng phá hủy cấu kiện BTCT mơ hình mơ sớ Tạp6.chí Khoa họcdọc Cơng nghệ dựng, NUCE (chính 2018 giữa, p-ISSN 2615-9058; e-ISSNdài 2734-9489 Hình Biến dạng trục tạiXây phần tử 42307 mặt dưới, 1/4 chiều cấu kiện) Hình6.6.Biến Biếndạng dạngdọc dọctrục trục tại phần phần tử Hình tử 42307 42307 (chính (chínhgiữa, giữa,mặt mặtdưới, dưới,ởở1/4 1/4chiều chiềudài dàicấu cấukiện) kiện) 12 12 Hình phần tử tử 246742 246742(mặt (mặtdưới dướichính chínhgiữa giữacấu cấu kiện) Hình7.7.Biến Biếndạng dạng dọc dọc trục trục tại phần kiện) Bảng 10 Kích thước vùng phá hủy mơ hình mơ sớ Bảng 10 Kích thước vùng phá hủy mơ hình mơ số Chiều dài vùng phá Chiều dài vùng phá Chiều dài vùng phá Chiều dài hủy vùng phá dàitrên vùng Chiều cấuhủy kiện Chiều hủy mặt cấuphá kiệnhủyhủy mặt dướidài cấuvùng kiện phá hủy cấu kiện(mm) (mm) mặt (mm) cấu kiện (mm) mặt(mm) cấu kiện (mm) Mô phỏngMô sốphỏng số 264 264 612 612 684 684 Mơ sớ cho thấy q trình phá hoại cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng nổ tiếp cácphá thờihoại điểm 0,0002, 0,0004, 0,0006, 0,002, Mơ số cho thấyxúc qtheo trình cấu kiện bê tông cốt 0,0008, thép khi0,0014, chịu tác dụng nổ tiếp 0,004 vàđiểm 0,005s (hình 4), trình phá hoại 0,0014, nổ tiếp xúc là rất0,004 nhanh, thờis điểm xúc theo thời 0,0002, 0,0004, 0,0006, 0,0008, 0,002, vàđến 0,005 (Hình 4), 0,5 trở vùng phá hoại cấu kiện đạt đến trạng thái lớn nhất, kết quả vùng bê tông cấu kiện BTCT bị phá hoại hoàn toàn 189ở có chiều dài khoảng 264mm, vùng phá hoại lan rộng phía cạnh cấu kiện có chiều dài khoảng 612-684mm (bảng 10) Cớt thép chịu lực không bị phá hủy, thép đai vị trí gần lượng nổ bị thổi bay Biến dạng phần tử 42307 (chính giữa, mặt dưới, 1/4 chiều dài cấu kiện BTCT) đạt Trung, P T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng trình phá hoại nổ tiếp xúc nhanh, đến thời điểm 0,5 trở vùng phá hoại cấu kiện đạt đến trạng thái lớn nhất, kết vùng bê tông cấu kiện BTCT bị phá hoại hồn tồn có chiều dài khoảng 264 mm, vùng phá hoại lan rộng phía cạnh cấu kiện có chiều dài khoảng 612-684 mm (Bảng 10) Cốt thép chịu lực không bị phá hủy, thép đai vị trí gần lượng nổ bị thổi bay Biến dạng phần tử 42307 (chính giữa, mặt dưới, 1/4 chiều dài cấu kiện BTCT) đạt giá trị lớn 0,115 (Hình 6) biến dạng phần tử 246742 (mặt cấu kiện BTCT) đạt 0,211 sau phần tử bê tơng vị trí bị phá hoại khỏi cấu kiện (Hình 7) Thử nghiệm nổ phá hoại cấu kiện bê tông cốt thép Tác giả tiến hành thử nghiệm nố trường để phá hoại cấu kiện BTCT có chiều dài 1,5 m, tiết diện 0,2×0,2 m gia cường thép Φ14, cốt đai a200 với chiều dày bảo vệ 0,01 m Cấu kiện BTCT chịu tác dụng tải trọng nổ tiếp xúc với khối lượng 200 g đặt cấu kiện (Hình 8) Xác định thực trạng bị phá hoại kết cấu Từ sánh kết thí nghiệm mơ 3.1 Thử nghiệm nổ phá hoại cấu kiện bê tơng cốt thép chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2018 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 a Chuẩn bị mô Tạp hình thử nghiệm Mơ hình thử nghiệm chế tạo xưởng bê tơng đúc sẵn Chèm, kích thước chất lượng đảm bảo hìnhsau thử nghiệm chếvận tạo xưởngđến bê tơng đúctrường sẵn Chèm, chất Hịa Lạc theo u cầu bàiMơ tốn, chuyển thao củakích Họcthước việnvàKTQS lượng đảm bảo theo yêu cầu bài tốn, sau vận chuyển đến thao trường Tại thao trường tiến hành làm công tác chuẩn bị (Hình 8) Học viện KTQS Hịa Lạc Tại thao trường tiến hành làm cơng tác chuẩn bị (hình 8) Hình Ảnh mơ hình thử nghiệm Hình Ảnh mơ hình thử nghiệm b Thiết bị thí nghiệm Máy đo biến dạng, đầu đo biến dạng, máy điểm hỏa, dây điện, kíp điện, loa, cịi, b Thiết bị thí nghiệm dây căng cảnh báo an toàn Máy đo biến dạng, đầu đo biến dạng, máy điểm hỏa, dây điện, kíp điện, loa, cịi, dây căng cảnh b1 Máy đo động NI SCXI–1000DC báo an toàn Máy đo động đa kênh NI SCXI–1000DC (hình 9) là thiết bị đo động đa kênh đại hãng National Instrument Mỹ chế tạo Đây là hệ thống đo thông Máy đo động NI SCXI–1000DC minh có cấu hình mềm dẻo cách tích hợp loại card đo khác tùy theo mục Máy đo động NIcủaSCXI–1000DC đíchđa thíkênh nghiệm người sử dụng (Hình 9) thiết bị đo động đa kênh đại hãng National Instrument Mỹ chế tạo Đây hệ thống đo thông minh có cấu hình mềm dẻo cách tích hợp loại card đo khác tùy theo mục đích thí nghiệm người sử dụng 190 Hình Máy đo động NI SCXI–1000DC b2 Cảm biến đo biến dạng gắn cảm biến đo biến dạng mơ hình thử nghiệm hí nghiệm đo biến dạng, đầu đo biến dạng, máy điểm hỏa, dây điện, kíp điện, loa, cịi, nh báo an toàn 375 động NI SCXI–1000DC 375 Trung, P T., cs / Tạp chí Khoa học2a Cơng nghệ Xây dựng Điểm 750 Điểm 2b Điểm 200 100 đo động (hình đa kênh NI11) SCXI–1000DC 9) là thiết bị đo để động điểm đa kênh hỏa gây nổ cho tới đa D200 loại(hình máy dùng Cảm biến đo biếnlà dạng hãng National Instrument Mỹ chế tạo Đây là hệ thớng đo thơng thí nghiệm, cảm biến đo3000V, biến dạngnhau KC-60-120-A1-11 sử dụng để đonhỏ biến dạng 30 mềm dẻo Trong cách tích hợpđầu loại card đo khác tùy theogian mục ớhìnhcơ bản: điện áp thời nạp điện cấusử kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng nổ tiếp xúc điểm đáy cấu kiện (Hình 10) iệm người dụng 1500 Hình 11 Máy điểm hỏa FD200 DC Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2018 375 375 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 750 Hình 10 Vị trí Điểm gắn2acảm biến đo biến Điểm 2b mơ hình thử n Điểm 1dạng 200 100 b4 Th́c nổ và kíp nổ b3 Máy điểm hỏa FD200 1500 Thuốc nổ sử dụng là loại thuốc nổ TNT đúc 200g, kích thước 100x50x25mm (hình 12) Máy điểm hỏa FD200 (hình 11) là loại máy dùng để điểm hỏa gây nổ cho tối đa Máy điểm hỏa FD200 (hình 11) là loại máy dùng để điểm hỏa g Hình gắngắn cảmcảm biếnbiến đo biến dạng dạng mơ hình nghiệm Hình Máy đo động NI SCXI–1000DC Hình Máy đo động NI200 SCXI–1000DC Hình10 10.Vị trí đo biến mơthử hình thử kíp nổ điện Thơng sớVịtrícơ bản: điện áp đầu 3000V, thời gian nạp nghiệm b3 Máy điểm hỏa FD200 n đo biến dạng giây, điện áp nguồn 6VDC g thí nghiệm, cảm biến đo biến dạng KC-60-120-A1-11 sử dụng để đo 200 kíp nổ điện Thơng sớ bản: điện áp đầu 3000V, thời gian nạp điện nhỏ 30 Máy điểm cấu kiện bê tông cốthỏa thépFD200 chịu tác dụng nổgiây, tiếpđiện xúcáptạinguồn điểm 6VDC.dưới n (hình 10) Máy điểm hỏa FD200 (Hình 11) loại máy dùng để điểm hỏa gây nổ cho tối đa 200 kíp nổ điện Thơng số cơ14 bản: điện áp đầu 3000 V, thời gian nạp điện nhỏ 30 giây, điện áp nguồn VDC Máy điểm điểm hỏa FD200 HìnhHình 11.11 Máy hỏa FD200 Hình 11 Máy điểm hỏa FD200 Hình 11 Máy điểm hỏa FD200 Hình 12 Th́c nổ TNT b4 Th́c nổ và kíp nổ nổ th́c kíp nổ b4 và kíp nổđúc thành bánh có khới lượng dụng Thuốc là loại nổTh́c TNTnổ nổ dụngthành là loại bánh thuốc nổ đúc200 thànhg,bánh có khới lượng Thuốc nổ sử dụng loại thuốc Th́c nổ TNT đượcsửđúc có TNT khốiđược lượng kích 200g, kích thước 100x50x25mm (hình 12) Th́c nổ sử dụng là loại th́c nổ TNT đúc bán Kíp điện dụng kíp nổsố 8điện sớ thành (hìn 0x25mm (hình 12) thước 100 ×nổ 50 × 25 mm (Hình 12) Kípsử nổ điện sửlà dụngloại loại kíp nổ điện (Hình 13) 200g, kích thước 100x50x25mm (hình 12) Hình 12 Th́c nổ TNT Kíp nổ điện sử dụng là loại kíp nổ điện sớ (hình 13) Hình 12 Th́c nổ TNT Hình 12 Thuốc nổ TNT Hình 13 Kíp nổ điện số Hình 12 Th́c nổ TNT Hình Kíp kíp nổ điện 8điện Kíp nổ điện sử dụng là13 loại nổsốđiện số (hình Hình 13 Kíp nổ sớ 813) c Trình tự thí nghiệm c Trình tự thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm vớigth́c nổ TNT 200g đặt tiếp xúc hành thí nghiệm nổ lầnđiện lượt vớisớ thuốc nổ(hình TNT khốinổ lượng 200 đặt tiếp xúckhối trênlượng cấu kiện dụngTiến là loại kíp nổ 13) c.sửTrình tự thí nghiệm cấu kiện BTCT với trình tự cụ thể sau: BTCT với trình tự cụ thể sau: - Đặt cấu kiện BTCT vào vị trí để thí nghiệm chặt; - Đặt cấuliên kiệnkết BTCT vào vị trí để thí nghiệm liên kết chặt; Hình 13 Kíp nổ sớ 8BTCT); - Gắn đầu đo biến dạng điểm- Gắn (chính giữa, mặtdạng dưới, 1/4điểm chiều dàiđiện cấu kiện đầu đo biến tạiởcác (chính giữa, mặt dưới, 1/4 chiều dài điểm (mặt cấu kiệncấu BTCT); kiện BTCT); điểm (mặt cấu kiện BTCT); c Trình tự thí nghiệm - Cấu tạo lượng nổ bố trí lượng nổ vào mơ hình kết cấu BTCT Khi bố trí lượng nổ, tất người - Cấu tạo lượng nổ và bớ trí lượng nổ vào mơ hình kết cấu BTCT Khi bớ trí khơng có trách nhiệm phải khỏi vị hành trí nổ vị trínổ an lần tồnlượt theo với qui định biếnkhới lượng Tiến thírútnghiệm th́c nổphổ TNT thao trường; 15 cấu kiện tự mạch cụ thể - Kiểm tra công tác an tồn trước khiBTCT nổ, cho với phéptrình kiểm tra nổ;như sau: - Tiến hành nổ, kiểm tra xử lý mìn câm sau đo kết cho lần thí nghiệm - Đặt cấu kiện BTCT vào vị trí để thí nghiệm liên kết chặt; Các lần nổ thí nghiệm quy trình thực theo Tiến hành thí nghiệm nổ với thuốc nổ TNT kh cấu kiện BTCT với trình tự cụ thể sau: Hình 13 Kíp nổ điện sớ - Đặt cấu kiện BTCT vào vị trí để thí nghiệm liên kết - Gắn đầu191 đo biến dạng điểm (chính giữa, mặt - Gắn đầu đo biến dạng điểm (chính cấu kiện BTCT); điểm (mặt cấu kiện BTCT); iệm lầnBTCT); lượt vớiđiểm th́c2nổ(mặt TNTdưới khớichính lượnggiữa 200gcấu đặt tiếp xúc cấu nổ kiện - Cấu tạo lượng nổ và bố trí lượng nổ vào mơ kiện hình kếtBTC cấu BT Kiểm tra mạch mạch nổ; nổ; Kiểm tra tra công công tác tác an an toàn toàn trước trước khi nổ, nổ, cho cho phép phép kiểm kiểm tra Tiến hành hành nổ, kiểm kiểm tra và và xử lý lý mìn câm câm đo kết kết quả quả cho cho lần lần thí thí nghiệm nghiệm - Tiến Tiến hành nổ, nổ, kiểm tra tra và xử xử lý mìn mìn câm sau sau đo đo kết quả cho lần thí nghiệm Các lần lần nổ thí thí nghiệm tiếp tiếp theo quy quy trình được thực hiện theo đúng tuần tự như trên Các Các lần nổ nổ thí nghiệm nghiệm tiếp theo theo quy trình trình thực thực theo theo Trung, P T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 3.2 Kết Kết quả thử thử nghiệm nghiệm 3.2 3.2 quảthử thửnghiệm nghiệm 3.2 Kết Kết Kết quả quả cấu cấu kiện kiện BTCT BTCT bị bị phá phá hoại hoại sau sau khi nổ nổ cấu kiện kiện BTCT BTCT số số 2, 2, 33 và và như trong KếtKết quả cấu kiện bị phá bị hoại sauhoại sau nổ cấu BTCT số BTCT 2, 5số Kết cấu BTCT kiện BTCT phá khikiện nổ cấu cấu kiện 2, và 55Hình như14(a), hình 14(a), 14(a), (b), (b), (c) (c) và và bảng 11 11 hình (b), (c) Bảng hình 14(a), (b), 11 (c) và bảng bảng 11 (a) Cấu Cấu kiện BTCT số Cấu kiện BTCT số 2số (a) kiện BTCT (a) (a) Cấu kiện BTCT số (b) Cấukiện kiện BTCT số 3số (b) Cấu Cấu BTCT (b) (b) Cấu kiện BTCT số (c) Cấu kiện BTCT số (c) Cấu kiện BTCT BTCT số số 55 (c) (c) Cấu Cấu kiện Hình 14 Hình ảnh cấu kiện BTCT bị phá hủy sau nổ cấu kiện số 2, Hình 14 Hình ảnh cấu kiện BTCT bị phá phá hủy hủy sau sau khi nổ nổ cấu cấu kiện kiện số số 2, 2, 33 và 55 Hình Hình 14 14 Hình Hình ảnh ảnh cấu cấu kiện kiện BTCT BTCT bị Bảng 11 Kích thước vùng phá hủy hủy trên mơ mơ hình thử thử nghiệm Bảng Kích thước vùng Bảng 11 11 Kích thước vùng Bảng 11 Kích thước vùngphá phá hủy mơ hìnhhình thử nghiệmnghiệm Chiều dài vùng phá Chiều dài dài vùng vùng phá phá Chiều Chiều dài dài vùng vùng phá pháhủy hủy Chiều Chiều dài dài vùng vùng phá phá Chiều Chiềuhủy dài vùng phá hủy Chiều dài vùng phá hủy Chiều dàidưới vùngcấu phákiện hủy Cấu kiện cấu kiện hủy mặt cấu kiện mặt Cấu kiện Cấu kiện cấu hủy mặt cấu kiện mặt mặt Cấu kiện giữahủy hủy cấu kiện kiện mặt cấu(mm) kiện cấu kiện (mm) cấu kiện (mm) dướidưới cấu kiện (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Cấu kiện 280280 655 695 Cấu kiện 655 695 Cấukiện kiện222 280 695 Cấu 280 655 Cấu kiện Cấu kiện Trung bình 310 265 285 16 16 192 635 660 650 710 725 710 Cấu kiện 310 635 710 Cấu kiện 310 635 710 Cấu kiện 265 660 725 Cấu kiện 265 660 725 Trung bình 710 Trung, P.285 T., cs / Tạp chí Khoa học650 Cơng nghệ Xây dựng Trung bình 285 650 710 Biếnđodạng đothông qua thông cácbiến cảmgắn biếntrên gắncấu trênkiện cấuBTCT kiện BTCT 1điểm 15 Biến dạng cácqua cảm điểm 21(Hình Biến dạng đo thông qua cảm biến gắn cấu kiện BTCT điểm (hình 15; 16) 16) (hình 15; 16) HìnhHình 15 Kết quảquả đođobiến điểm1 1trên hình 15 Kết biếndạng dạng tại điểm mơmơ hình thựcthực Hình 15 Kết quả đo biến dạng điểm mơ hình thực Hình 16 Kết quả đo biến dạng điểm mơ hình thực 16 Kết đo biếndạng dạngkết quả điểm 2trên mơtơng hìnhhình thựccấu HìnhHình 16 quả đo biến điểm mô thựckiện BTCT bị Thử nghiệm nổ Kết trường cho vùng bê phá hoại toàn giữatrường có chiều 285mm, vùng phá lan rộng Thửhoàn nghiệm chodài kếtkhoảng quả vùng bê cấu tông củaBTCT cấu hoại kiện BTCT Thử nghiệm nổ nổ trường cho kết vùng bê tơng kiện bị phá hoạibị hồn raở phía cạnh cấuở kiện có chiều khoảng 650-710mm Cớt phá hoạicác hoàn toàn có chiều dài khoảng 285mm, vùng phá 11) hoạicạnh lan thép rộng tồn có chiều dài BTCT khoảng 285 mm,dài vùng phá hoại lan rộng ra(bảng phía cấu kiện chịu khơng bị phá hủy, thép đai(Bảng vị11) trí Cốt gần thép lượng nổlực bị không thổi (bảng bay Biến BTCT cólực chiều dài khoảng 650-710 mm chịu bị phá hủy,dạng thép đai phía cạnh cấu kiện BTCT có chiều dài khoảng 650-710mm 11) Cớt thép vị trí gầnlực nổ bị bay Biến dạng điểm gần (chính giữa,BTCT) mặtbịdưới, 1/4trị chiều dài cấu điểm 1lượng (chính giữa, dưới, đai 1/4tại chiều dài cấulượng kiện đạtởbay giá lớn dạng làkiện chịu không bịthổi phámặt hủy, thép vị trí nổ thổi Biến BTCT) đạt giá trị lớn 0,109 (Hình 15) biến dạng điểm (mặt cấu 0,1091(hình 15)giữa, và biến tạiởđiểm (mặtdài cấu kiện BTCT) đạtnhất 0,236làkiện điểm (chính mặtdạng dưới, 1/4 chiều cấu kiệngiữa BTCT) đạt giá trị lớn BTCT) đạt 0,236 sau phần tử bê tơng điểm bị phá hoại khỏi cấu kiện (Hình 16) sau đó(hình tử bêdạng tơngtạitạiđiểm điểm2 bị phá hoại khỏi cấucấu kiện (hình 16) đạt 0,236 0,109 15)phần và biến (mặt kiện BTCT) đósánh, phần tửquả bê sánh, So đánh giá kếttơng điểm bị phá hoại khỏi cấu kiện (hình 16) sau So đánh giá kết 4.Kết Soquả sánh, đánh kếtvàquả Kết thígiá nghiệm thựcphỏng và mơ sớ đượcnhư thểtrong Hình 17, 18, thí quả nghiệm thực mơ số thể 17–19hình Bảng 12 Kết kích thước phánghiệm hủy trênthực mơ hình thửphỏng nghiệmsớ vàđược mơ số (Hình có sai17, khác18, chiều Kết vùng quả thí và mơ thể 17) hình dài vùng phá hủy cấu kiện 7,4%; Chiều dài vùng phá hủy mặt cấu kiện 5,8%; Chiều dài vùng phá hủy mặt cấu kiện 3,7% (Bảng 12).17 Còn biến dạng dọc trục điểm (trung bình điểm đo 2a 2b) (Hình 18, 19) có sai khác 5,5% 10,6% Sai khác hoàn toàn 17 chấp nhận tốn mơ tác dụng tải trọng nổ 193 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2018 Tạp chí chí Khoa Khoa học học Cơng Tạp Công nghệ nghệXây Xâydựng, dựng,NUCE NUCE2018 2018 19 và bảng 12 19 và bảng 12 19 và bảng 12 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 Trung, P T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Hình 17 Kích thước vùng phá hủy mơ hình thử nghiệm và mơ sớ 17 Kích thước vùng pháhủy hủytrên mơ mơ số sớ Hình Hình 17 Kích thước vùng phá mơ hình hìnhthử thửnghiệm nghiệm và mơ Hình 17 Kích thước vùng phá hủy mơ hình thử nghiệm và mơ sớ Hình 18 Biến dạng điểm mơ hình thử nghiệm và mơ sớ HìnhHình 18 Biến dạng tạitại điểm hìnhthử thửnghiệm nghiệm 18 Biến dạng điểm11trên mơ mơ hình và mơ mơ số sớ Hình 18 Biến dạng điểm mơ hình thử nghiệm và mơ sớ Hình 19 Biến dạng điểm mơ hình thử nghiệm và mơ sớ Hình 19 dạng điểm trên18mơ hình thử nghiệm và mơ mơ phỏng sớ sớ HìnhHình 19.Biến Biến dạng tạitại điểm hìnhthử thửnghiệm nghiệm 19 Biến dạng điểm22trên mơ mơ hình và mơ số 18 18 194 Trung, P T., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Bảng 12 So sánh kết mơ hình thử nghiệm mơ số Chiều dài vùng phá hủy cấu kiện (mm) Chiều dài vùng phá hủy mặt cấu kiện (mm) Chiều dài vùng phá hủy mặt cấu kiện (mm) Biến dạng dọc trục điểm Biến dạng dọc trục điểm Mô số Thử nghiệm Sai khác 264 612 684 0,115 0,211 285 650 710 0,109 0,236 7,4% 5,8% 3,7% 5,5% 10,6% Kết luận Bài cáo trình bày kết nghiên cứu thực nghiệm mô số phá hoại cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng nổ tiếp xúc Kết nghiên cứu cho thấy: - Thời gian tác dụng phá hủy cấu kiện bê tông cốt thép nổ tiếp xúc ngắn, cấu kiện bị phá hoại hoàn toàn vùng tiếp xúc với lượng nổ vùng phá hoại lan rộng mặt mặt cấu kiện Cốt thép bị ảnh hưởng không đáng kể - Sai khác kết mô số thực nghiệm cụ thể lần lượt: Chiều dài vùng phá hủy cấu kiện 7,4%; Chiều dài vùng phá hủy mặt cấu kiện 5,8%; Chiều dài vùng phá hủy mặt cấu kiện 3,7%; Biến dạng dọc trục điểm 5,5% 10,6% Kết nhận từ mô số phù hợp với kết thí nghiệm trường, thơng qua mơ số cho ta thấy rõ chế phá hoại kết cấu bê tông cốt thép chịu tác dụng tải trọng nổ tiếp xúc theo thời điểm Từ có sở để khẳng định tính hợp lý sử dụng mơ hình vật liệu HJC cho bê tơng mơ hình vật liệu Johnson-Cook cho cốt thép phân tích kết cấu bê tơng cốt thép chịu tác dụng nổ tiếp xúc phần mềm ABAQUS Kết hữu ích cho mơ toán kháng xuyên, kháng nổ kháng sập luỹ tiến chịu tác dụng nổ Tài liệu tham khảo [1] (2020) ABAQUS Theory Manual, revision 2020 Pawtucket, Rhode Island, Mỹ [2] Lee, E., Finger, M., Collins, W (1973) JWL equation of state coefficients for high explosives Technical report, Lawrence Livermore Laboratory, Livermore, Calif, UCID-16189, Berkeley [3] Henrych, J., Major, R (1979) The dynamics of explosion and its use, volume 569, chapter Elsevier Amsterdam [4] Biggs, J M (1964) Introduction to structural dynamics New York: McGrawHill [5] Li, J., Hao, H (2011) A two-step numerical method for efficient analysis of structural response to blast load International Journal of Protective Structures, 2(1):103–126 [6] Dragos, J., Wu, C (2014) Interaction between direct shear and flexural responses for blast loaded oneway reinforced concrete slabs using a finite element model Engineering Structures, 72:193–202 [7] Kot, C A., Valentin, R A., McLennan, D A., Turula, P (1978) Effects of air blast on power plant structures and components Technical report, Argonne National Lab., IL (USA) [8] Kot, C A (1977) Spalling of concrete walls under blast load Structural Mechanics in Reactor Technology, 31(9):2060–2069 [9] McVay, M K (1988) Spall damage of concrete structures Technical report, ARMY Engineer Waterways Experiment Station Vicksburg MS Structures LAB [10] Wang, W., Zhang, D., Lu, F., Wang, S.-c., Tang, F (2013) Experimental study and numerical simulation of the damage mode of a square reinforced concrete slab under close-in explosion Engineering Failure Analysis, 27:41–51 195 Trung, P T., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng [11] Marchand, K A., Plenge, B T (1998) Concrete hard target spall and breach model Air Force Research Laboratory, Munitions Directorate, Lethality [12] Hòa, P D., Thắng, N C., Linh, N Đ., Dung, B T T., Lộc, B T., Đạt, Đ V et al (2019) Nghiên cứu thực nghiệm khả chịu tác động tải trọng nổ vật liệu bê tơng chất lượng siêu cao (UHPC) Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (KHCNXD)-ĐHXD, 13(3V):12–21 [13] Monaghan, J J (1988) An introduction to SPH Comput Phys Comm., 48:89–96 [14] Hayhurst, C J., Clegg, R A (1997) Cylindrically symmetric SPH simulations of hypervelocity impacts on thin plates International Journal of Impact Engineering, 20(1-5):337–348 [15] Lee, E., Finger, M., Collins, W (1973) JWL equation of state coefficients for high explosives Technical report, Lawrence Livermore National Lab.(LLNL), Livermore, CA (United States) [16] Johnson, G R (1994) Linking of Lagrangian particle methods to standard finite element methods for high velocity impact computations Nuclear Engineering and Design, 150(2-3):265–274 [17] Abascal, R., Dominguez, J (1984) Dynamic behavior of strip footings on non-homogeneous viscoelastic soils Dynamic Soil-structure Interaction: Proceedings of the International Symposium on Dynamic SoilStructure Interaction, Minneapolis, 25–35 [18] Holmquist, T J., Johnson, G R (2011) A computational constitutive model for glass subjected to large strains, high strain rates and high pressures The 14th international symposium on ballis-tic, Quebec, Canada, (5):26–29 [19] Johnson, G R., Cook, W H (1983) A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures Proceedings of the 7th International Symposium on Ballistics, The Netherlands, 21(1):541–547 [20] Johnson, G R., Cook, W H (1985) Fracture characteristics of three metals subjected to various strains, strain rates, temperatures and pressures Engineering Fracture Mechanics, 21(1):31–48 196 ... vùng phá hủy Chiều dàidưới vùngcấu ph? ?kiện hủy Cấu kiện cấu kiện hủy mặt cấu kiện mặt Cấu kiện Cấu kiện cấu hủy mặt cấu kiện mặt mặt Cấu kiện giữahủy hủy cấu kiện kiện mặt cấu( mm) kiện cấu kiện. .. cứu thực nghiệm mô số phá hoại cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng nổ tiếp xúc Kết nghiên cứu cho thấy: - Thời gian tác dụng phá hủy cấu kiện bê tông cốt thép nổ tiếp xúc ngắn, cấu kiện bị phá. .. trình phá hoại cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng nổ tiếp xúc Các cấu kiện bê tơng cốt thép có kích thước chế tạo thử nghiệm nổ để so sánh với kết mô số Tải trọng nổ tiếp xúc thuốc nổ TNT