Xác định mô đun đàn hồi của các lớp vật liệu áo đường mềm từ kết quả thí nghiệm FWD

I HỌ QU TRƢỜ G GI TP H M IH H H  - BÙI NH DŨNG X Ị H MÔ U À HỒI CỦA CÁC LỚP VẬT LIỆU ƢỜNG MỀM TỪ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM FWD HUY N NG NH X Y D NG ƢỜNG MÃ S : 605830 T V LU N V N TH TP H H MINH, TH NG S N M ƢỜNG TH NH PH -i- NG TR NH Ƣ ộ hƣớ g Lu HO N TH NH T I TRƢỜNG I HỌ B I HỌ QU GI TP H h H KHO H MINH họ TS Lê Anh Thắng ộ h h x t 1: TS Nguyễn Mạnh Tuấn ộ h h x t v th s TS Trần Văn Miền ƣ vệ t i HỘI TH C SỸ TRƢỜNG Ng y Hội g h gi lu v th NG CHẤM BẢO VỆ LU N V N I HỌC BÁCH KHOA th g s gồm: TS.Trần Xuân Hoà TS.Trầ V Miền TS.Trần M nh Tu n TS.Lê Anh Thắng TS V Hồng T n Chủ tịch hội ồng TS.Vũ Xuân Hoà -iiIH QUỐC GIA TP.HCM TRƢỜ G IH H G HÒ XÃ H I HỦ GH H ộc lập – Tự – Hạnh phúc Tp HIỆM V Họ t họ vi ÙI Ng y, th g, huy I- T UẬ V TH t n m S Phái : Nam Nơi si h Qu g Ngãi sinh: 17/01/1986 g ƣờ g n t v ƣờ g th h h MSHV : 11010300 Ề TÀI: X Ị H MÔ U À HỒI Ủ ỚP VẬT IỆU TỪ ẾT QUẢ THÍ GHIỆM FWD hiệm vụ Nghiên cứu thiết kế phần mề CM n H DŨ G g h X y VIỆT tí h t ƢỜ G MỀM ƣờ g ộ u hồi lớp s hội tụ củ u hồi lớp ƣờng mềm từ kết qu thí nghiệm FWD ề cần gi i lu V ƣờng, sai s cho phép giữ u v ộ võng tính toán th , h g hồi h p lý ội dung luận văn hƣơ g Tổ g qu hƣơ g II- sở lý thuyết hƣơ g Phƣơ g h hƣơ g Ph v ội u g ghi ứu tí h hƣơ g trì h hƣơ g Phầ ết lu v GÀY GI HIỆM V iế ghị Ng y th g III- GÀY H À THÀ H HIỆM V Ng y th g IV- TS LÊ ANH THẮNG HƢỚ G D Nội u g v ề ƣơ g lu HƢỚ G D TS H THẮ G v th s ã ƣ hội g huy HỦ HIỆM MƠ QL CHUN NGÀNH TS LÊ BÁ KHÁNH gành thơng qua H QUẢ Ý CHUYÊN NGÀNH M -iii- LỜI CẢM Ơ v Lu “X c địn môđun đ n ồi lớp vật liệu o đường mềm từ kết thí nghiệm FWD” ƣ c th c từ th g í h nghiên cứu phần mề h gi tí h t u / ến tháng 06/2013 với mục lớp v t liệu ƣờng mềm, ể h t lƣ ng kết c u d a vào kết qu thí nghiệm FWD Tơi xin trân trọng c thầy TS Lê Anh Thắ g ã t tì h hƣớng d , ƣ lời khuyên th c s giá trị nhữ g ộng viên kịp thời ể tơi hồn v thành lu y Tôi xin chân thành c Thị Ki thầy giáo TS.Nguyễn Quang Phúc cô TS.Trần g ã cung c p s liệu nhữ g ó g gó hữu ích giúp tơi th c t t ề tài lu Xin c thời gi v ọi gƣời gia ì h t i ã giú ể tơi hồn thành lu Vì thời gian th c lu thiếu sót Tơi r t nghiệ ể lu v Xin chân thành c g ƣ cs v v ú g tiế iều kiện thu n l i ộ ó h n nên khơng tránh khỏi h n chế ó g gó ƣ c hồn thiệ hơ ỡ t quý thầy cô giáo, b èv ồng -iv- TÓM TẮT LUẬ V Ề TÀI “X Ị H MÔ U À HỒI CỦA CÁC LỚP VẬT LIỆU ÁO ƢỜNG MỀM TỪ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM FWD” Giới thiệu chung ể h gi ƣờ g ộ kết c u Nhƣ g thí ghiệm thiết bị Bên c h ó, hần mề qu thí nghiệ ƣờng có nhiều hƣơ g h h ộng (FWD) có hiệu qu v tí h hí h x tí h t u hồi lớ h u hơ ƣờng sử dụng kết FWD ũ g ã ƣ c nhiều ƣớc giới nghiên cứu phát triển từ r t lâu Tuy nhiên, thí nghiệm FWD Việt Nam v n nhiều h n chế Kết qu sau thí nghiệm ể x ến kết qu Benkelman D h ị h u hồi hu g tƣơ g t ƣ c không ph h ú g h hƣ ần g chịu l c t yêu cầu hƣ g ũ g ó hững lớp yếu h lớp, có lớp g ủ g chịu l c kh v Lu t p trung nghiên cứu thiết kế phần mề hồi lớ tí h t ƣờ g ộ u ƣờng mềm từ kết qu thí nghiệm FWD Nội dung lu v gồ hƣơ g ƣ c trình bày vắn tắt hƣ s u hƣơng I Tổng quan hƣơ g h Giới thiệu tổng quan x ị h ƣờ g ộ ƣờng Việt y hƣ thí ghiệm cần Benkenman, t m ép cứng, thiết bị Nam hiệ ộng (FWD) Nhữ g ƣu hƣ hình sử dụ g hƣơng II hƣơ g h iểm củ tr hƣơ g h thí ghiệm tình t i Việt Nam sở lý thuyết Nghiên cứu tổng quan mơ hình mơ ứng xử lớ ƣới t ộng t i trọng Bên c h ó l gƣ c nghiên cứu ƣớc Lu t ƣ x tr g ƣớc tí h t ị h hƣơ g h h ã ƣ ộ võng tí h t u ƣờng hần mềm tính tốn thu n, tính tốn v ũ g h tí h ghi ứu ã hồi từ thí nghiệm FWD Ng i r , ể gƣ c sử dụng, lu hƣơ g trì h khác sử dụ g tr v ã ƣ r g hƣơ g trì h tí h t hƣơ g gƣ c -v- u hồi hƣơng III Phƣơng pháp nội dung nghiên cứu Nghiên cứu t p trung hƣơ g trì h BIS R v lý thuyết thu t gi i di truyền Xây d g hƣơ g trì h Bis r-GAs, tí h t u hồi lớp v t liệu áo ƣờng hƣơng IV Phân tích chƣơng trình ộ xác củ hƣơ g trì h ƣ c kiểm tra ba yếu t sau:  So sánh kết qu với hƣơ g trì h h  Kiể tr ộ nh y củ  Kiể tr hƣơ g trì h h y theo kết qu thí nghiệm FWD th c tế hƣơng V Kết qu hƣơ g trì h ết luận hƣớng phát triển đề tài t ƣ c lu v v hƣớng phát triển -vi- M CL C HƢƠNG ẶT VẤN Ề NGHIÊN CỨU 1.1 1.2 TỔNG QUAN .1 MỘT S PHƢƠNG PHÁP XÁC ỊNH MÔDUN SỬ DỤNG Ở VIỆT NAM HIỆN NAY .2 1.2.1 P ươn p p p oại mẫu .2 1.2.2 P ươn p p đ n i k ôn p oại mẫu .2 P ươn p p đo độ võng ép cứng P ươn p p đo độ võng cần Benkenman P ươn p p đo cườn độ mặt đường thiết bị đo độ võn động FWD 1.2.3 Đ n i c c p ươn p p x c địn cườn độ kết cấu o đường 1.2.4 Tình hình sử dụng FWD Việt Nam 10 H CỦA Ề TÀI 11 1.3 MỤC 1.4 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 11 1.5 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 1.6 Ý NGH HƢƠNG CỦA Ề TÀI 12 Ơ SỞ LÝ THUYẾT 13 2.1 CÁC MƠ HÌNH ÁO ƢỜNG TRONG TÍNH TỐN 13 2.1.1 Lý thuyết đ n ồi: .13 2.1.2 P ươn p p độ d tươn đươn .16 2.1.3 P ươn p p p ần tử hữu hạn .18 2.1.4 Mơ ìn đ n n ớt 18 2.2 CÁC NGHIÊN CỨU NƢỚC NGOÀI 19 2.2.1 Tính tốn thuận 19 2.2.2 Tín to n n ược .25 2.2.2.1 PEDMOD 26 2.2.2.2 EVERCALC 27 -vii- 2.2.2.3 ELMOD .28 2.2.2.4 MICHBACK 28 2.3 CÁC NGHIÊN CỨU TRONG NƢỚC .30 2.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH D A TRÊN THÍ NGHIỆM FWD 31 2.4.1 Tính tốn dựa phân tích vùng ứng suất t c động tải trọng FWD 31 2.4.2 P ươn p p lặp lại thử dần 32 2.4.3 Cơ sở liệu 32 2.4.4 C c p ươn p 2.5 p tối ưu óa kết .33 KẾT LU N 33 HƢƠNG III PHƢƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .35 3.1 HƢƠNG TRÌNH BISAR .35 3.2 THU T TOÁN DI TRUYỀN 38 3.2.1 Tổng quan GA (Genetic Algorithms) 38 3.2.2 Nguyên lý hoạt động .39 3.2.2.1 Chọn lọc 41 3.2.2.2 Lai ghép .42 Đột biến .42 3.2.3 Các thành phần thuật toán di truyền 43 3.2.3.1 Dân số 45 3.2.3.2 Lai ghép .45 Đột biến .46 3.2.3.4 Chọn lọc 47 3.2.4 Kết luận 49 3.3 SƠ TÍNH TỐN HƢƠNG TRÌNH 49 3.4 CÁC PHƢƠNG TRÌNH TÍNH TỐN 52 3.4.1 Độ võn đại điện 52 3.4.2 Điều môđun đ n ồi lớp bêtông nhựa Asp at ản độ ưởng nhiệt 55 -viii- 3.4.3 Bìn p ươn sai số RMS (Root Mean Square) 55 3.4.4 mđ n i 56 3.5 HƢƠNG TRÌNH BISAR-GAS 56 3.5.1 Nhập số liệu đầu vào 57 3.5.2 Xử lý số liệu 61 3.6 KẾT LU N 63 HƢƠNG IV PH N T H HƢƠNG TR NH 65 4.1 KIỂM TRA Ộ CHÍNH XÁC CỦA HƢƠNG TRÌNH 65 4.1.1 Kết tín to n c ươn trìn 66 4.1.2 Kết tín to n c ươn trìn k c 67 4.1.3 Kết luận 68 4.2 PHÂN TÍCH Ộ NH Y CỦA THAM S GAS .68 4.2.1 Ản ưởng tỉ lệ lai ghép tỉ lệ đột biến 70 4.2.2 Ản ưởng tỉ lệ đột biến số dân số 73 4.2.3 Ản ưởng khoản môđun vật liệu .76 4.3 TÍNH TỐN TH C TẾ 79 4.4 KẾT LU N 81 HƢƠNG V KẾT LU N VÀ KIẾN NGHỊ 83 5.1 KẾT LU N 83 5.2 KIẾN NGHỊ .84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 -ix- DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1 : kho ng cách cách sensor bán kính t i Hì h ộ võng thời gian biến d ng nề ƣờng ộng FWD Hình 1.3: thiết bị Hình 1.4: hình thể thí nghiệm FWD Hì h ộ võng kết c u mặt ƣờng từ thí nghiệm FWD hƣơ g trì h Boussinesq 14 Hình 2.1: mơ hình củ Hì h ƣờng h hƣởng cho vùng t i hình trịn 16 Hình 2.3: mơ hình chuyể Hì h Hì h ổi hai lớp theo Odemark .17 hì h tí h t u sơ hƣơ g trì h tí h t Hình 2.6: ch u võng th Hì h v hồi lớ ƣờng phần mềm 25 .26 h u võng giới h n kho ng sai s 15% .30 sơ vùng ứng su t ƣới t Hinh 3.1 : l a chọn kết qu xu t củ ộng t i trọng FWD 31 hƣơ g tri h Bisar .36 Hinh 3.2 sơ lƣ c cá hƣớng ứng su t cắt, ứng su t chinh hai hệ th ng tọa ộ 37 Hình 3.3: kết qu tính tốn từ hƣơ g trì h Bisar 37 Hì h sơ biểu diễn chuỗi .40 Hình 3.5: nhiễm sắc thể tốn ba lớ trì h Hình 3.6 l i gh y ƣới d ng mã nhị phân 44 iểm .45 Hình 3.7 l i gh iểm 46 Hình 3.8 l i gh g ều .46 Hình 3.9 ột biến gen nhiễm sắc thể 47 Hình 3.10 : bánh xe Roulette 48 -27/* Cross parent strings, place in child strings */ { int j, jcross, k; uint mask, temp; if (BINGA == FALSE) return; if (parent1.Equals(null)) return;//error_ptr_null("parent1 in binary_xover"); if (parent2.Equals(null)) return;//error_ptr_null("parent2 in binary_xover"); if (child1.Equals(null)) return;//error_ptr_null("child1 in binary_xover"); if (child2.Equals(null)) return;// error_ptr_null("child2 in binary_xover"); jcross = rnd(1 ,(lchrom - 1));/* Cross between and l-1 */ for(k = 1; k = (k*UINTSIZE)) { child1[k-1] = parent1[k-1]; child2[k-1] = parent2[k-1]; } else if((jcross < (k*UINTSIZE)) && (jcross > ((k-1)*UINTSIZE))) { mask = 1; for(j = 1; j INFINITY) beta = INFINITY/difference; c2 = x_mean + beta * 0.5f * difference; c1 = x_mean - beta * 0.5f * difference; if (flag == 1) { temp = c1; c1 = c2; c2 = temp; } } /*==================================================================== cross over using strategy of cross site with swapping A random variable is chosen and crossed over The variables on left side are passed as it is and those on right are swapped between the two parents ====================================================================*/ void cross_over_1_site(int first,int second,int childno1,int childno2) { int k,site; -29float u = 0; if (flip(p_xover) != 0) /* Cross over has to be done */ { no_xover++; if (BINGA == 1) binary_xover(oldpop[first].chrom,oldpop[second].chrom, ref newpop[childno1].chrom,ref newpop[childno2].chrom); if ( REALGA == 1) { site = rnd(num_discr_var,num_var-1); for (k=0; k