(Luận án tiến sĩ) nghiên cứu ứng dụng sóng siêu âm dự đoán cường độ chịu nén và vết nứt của bê tông sử dụng tro bay và bột đá

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VƯƠNG LÊ THẮNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SÓNG SIÊU ÂM DỰ ĐOÁN CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN VÀ VẾT NỨT CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG TRO BAY VÀ BỘT ĐÁ Chuyên ngành: Cơ kỹ thuật Mã số: 52 01 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KĨ THUẬT Người hướng dẫn khoa học PGS TS LÊ CUNG TS NGUYỄN ĐÌNH SƠN ĐÀ NẴNG - 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan Luận án tiến sĩ cơng trình nghiên cứu riêng Các biểu thức số liệu Luận án tính tốn xác, trung thực nhận xét khách quan Tác giả NCS Vương Lê Thắng ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin gởi lời cảm ơn chân thành đến tập thể giáo viên hướng dẫn, quý Thầy hướng dẫn khoa học cho nghiên cứu sinh suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành Luận án tiến sĩ Đặc biệt PGS.TS Lê Cung TS Nguyễn Đình Sơn, tận tình hướng dẫn, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành nghiên cứu Những dẫn khoa học quý Thầy khơng giúp đỡ cho tơi hồn thành nội dung nghiên cứu mà cịn giúp tơi bước hồn thiện tư khoa học Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng, Phòng Đào tạo, Khoa Cơ khí Giao thơng, Khoa Xây dựng dân dụng Công nghiệp Tôi bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến tác giả danh mục tài liệu tham khảo, nhà khoa học lĩnh vực nghiên cứu, đồng nghiệp giúp đỡ tơi q trình hồn thành Luận án Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn bạn bè đặc biệt gia đình, người thân, ln ln gắn bó kịp thời động viên tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành Luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn iii GIỚI THIỆU Nghiên cứu ứng dụng sóng siêu âm nhằm dự đốn chất lượng khuyết tật bê tơng lĩnh vực nhận quan tâm lớn nhóm nghiên cứu giới Hằng năm, có nhiều cơng trình nghiên cứu báo khoa học đăng tạp chí uy tín giới Các hướng nghiên cứu thường gặp sau: Nghiên cứu mơ lan truyền sóng siêu âm bê tơng, nghiên cứu dự đốn cường độ chịu nén bê tông dựa vận tốc xung siêu âm (Ultrasonic Pulse Velocity), nghiên cứu dự đoán chiều sâu vết nứt phương pháp siêu âm Ở nước, nghiên cứu ứng dụng sóng siêu âm nhằm dự đoán cường độ chịu nén vết nứt bê tông không nhiều Các nghiên cứu chủ yếu sử dụng biểu thức TCVN 9357:2012 đánh giá chất lượng bê tông vận tốc xung siêu âm để xây dựng mối quan hệ cường độ chịu nén bê tông với vận tốc xung siêu âm đo đạc chiều sâu vết nứt mở bê tông phương pháp siêu âm Gần đây, số nghiên cứu nước bắt đầu sử dụng mạng ANN để dự đoán cường độ chịu nén bê tơng Tại miền Trung Việt Nam, cơng trình bê tông thường yêu cầu cấp độ bền chịu nén bê tông từ B15 đến B40 (tương ứng mác 200 đến mác 500) Các vật liệu thường dùng để chế tạo bê tông với yêu cầu cấp độ bền chịu nén bao gồm: cát, đá dăm, bột đá, xi măng Portland, tro bay nước Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu tiến hành dự đốn cường độ chịu nén cho đối tượng bê tơng này, gây khó khăn tốn nhiều công sức cho kỹ sư xây dựng việc thiết kế cấp phối đánh giá cường độ nén bê tông sau thi công Vì vậy, cần thiết phải xây dựng mơ hình dự đốn cường độ chịu nén bê tơng đạt u cầu sử dụng vật liệu dựa vào đặc tính sóng siêu âm Ngồi ra, cơng trình bê tơng nhiều tác động tải trọng môi trường, thường xuyên xuất vết nứt Tùy theo kích thước vết nứt, chúng ảnh hưởng đến khả chịu lực điều kiện sử dụng cơng trình Từ đó, cần thiết phải xây dựng phương pháp để dự đốn xác kích thước vết nứt phương pháp siêu âm Những vấn đề cấp bách trên, tác giả giải Luận án Để thực nội dung nghiên cứu, bố cục phần Luận án sau: iv • Mở đầu • Chương 1: Tổng quan nghiên cứu • Chương 2: Mơ q trình lan truyền sóng siêu âm dự đốn chiều sâu vết nứt bê tơng • Chương 3: Thực nghiệm dự đoán cường độ chịu nén, hệ số cản Rayleigh chiều sâu vết nứt bê tơng • Kết luận hướng nghiên cứu cần phát triển Luận án hoàn thành Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng hướng dẫn PGS.TS Lê Cung TS Nguyễn Đình Sơn, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Bê tông vật liệu sử dụng phổ biến cơng trình xây dựng Việt Nam, chất lượng bê tông cần thiết phải quan tâm để công trình đảm bảo khả chịu lực Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4453:1995 Kết cấu bê tông cốt thép tồn khối - Quy phạm thi cơng nghiệm thu, chất lượng bê tông thể qua nhiều thông số như: cường độ chịu nén, cường độ kéo uốn, độ chống thấm chống mài mòn, độ sụt, Trong đó, cường độ chịu nén thơng số quan trọng thường xuyên kiểm tra cơng trình Vật liệu truyền thống để chế tạo bê tông cát, đá dăm, xi măng Portland nước Hiện tình trạng khai thác mức vật liệu này, đặc biệt khai thác cát sơng ngịi, gây ảnh hưởng xấu đến tự nhiên Vì vậy, vấn đề cấp bách cần thiết phải tìm nguồn vật liệu thay cho vật liệu truyền thống Tại miền Trung, theo báo cáo Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng - Hà Tĩnh, năm nhà máy phát sinh khoảng triệu tro xỉ, mỏ đá có lượng lớn phế phẩm bột đá từ việc khai thác đá (Hình 1) Hai vật liệu có khả thay phần cho vật liệu chế tạo bê tông thay ảnh hưởng đến cường độ chịu nén, thơng số chất lượng bê tơng Hình Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng – Hà Tĩnh Mỏ đá Phước Tường – Đà Nẵng Hiện nay, có hai phương pháp nghiên cứu cường độ chịu nén bê tông phương pháp kiểm tra phá hủy phương pháp kiểm tra không phá hủy Ưu điểm phương pháp kiểm tra phá hủy cho kết trực tiếp, nhiên làm phá hủy mẫu thử Trong đó, phương pháp kiểm tra khơng phá hủy dự đốn cường độ chịu nén không gây ảnh hưởng đến mẫu thử Tuy nhiên, hai phương pháp xác định cường độ chịu nén bê tơng thành phẩm, khơng thể dự đốn trước tỉ lệ vật liệu thay thế để đảm bảo cường độ chịu nén bê tơng Có số nghiên cứu với vật liệu sử dụng mơ hình hồi quy (tuyến tính, phi tuyến, đơn biến, đa biến) [24, 38, 39, 41, 43, 46, 85, 86] mơ hình mạng nơ-ron nhân tạo (ANN) [29, 34, 44, 56, 63, 77, 90] để dự đoán cường độ chịu nén bê tông theo tham số đầu vào mơ hình Trong nước, số nghiên cứu gần sử dụng mạng ANN để dự đoán cường độ chịu nén bê tơng chưa có cơng bố dự đốn cường độ chịu nén sử dụng vật liệu phế phẩm tro bay bột đá [1, 2, 30, 59, 60] Chính vậy, việc xây dựng mơ hình dự đốn cường độ chịu nén cho bê tông sử dụng vật liệu phế phẩm vấn đề cần thiết Trong trình sử dụng vật liệu phế phẩm tro bay bột đá, bên cạnh cường độ chịu nén, vết nứt bê tông vấn đề cần nghiên cứu Một vấn đề đặt ra, làm để xác định kích thước vết nứt, mà quan trọng chiều sâu vết nứt bê tông, đặc biệt với bê tông sử dụng vật liệu phế phẩm nêu Hiện nay, có số nghiên cứu sử dụng phương pháp siêu âm để xác định chiều sâu vết nứt như: phương pháp tác động tiếng vang (ImpactEcho Method) [27, 28, 37], phương pháp xác định thời gian lan truyền nhiễu xạ (Time of Flight Diffraction Method-TOFD) [13, 74], phương pháp lan truyền sóng bề mặt (Surface Wave Transmission Method) [51, 68] phương pháp siêu âm khuếch tán (Diffusion Method) [71, 76] Vì vậy, để nghiên cứu vết nứt, đặc biệt chiều sâu vết nứt bê tông sử dụng vật liệu phế phẩm nói trên, cần phải nghiên cứu lan truyền sóng, mơ q trình lan truyền sóng bê tơng, để từ nghiên cứu đặc tính lan truyền sóng siêu âm bê tơng có vết nứt, hình thành nên phương pháp thực nghiệm xác định chiều sâu vết nứt Từ phân tích trên, việc nghiên cứu ứng dụng sóng siêu âm dự đốn cường độ chịu nén vết nứt bê tông sử dụng vật liệu phế phẩm tro bay bột đá miền Trung vấn đề cấp thiết có tính ứng dụng cao Mục tiêu nghiên cứu • Xây dựng chương trình mơ lan truyền sóng siêu âm bê tông sử dụng tro bay bột đá, có xét đến suy giảm biên độ sóng siêu âm ứng với cấp phối khác nhau, từ nghiên cứu đặc tính lan truyền sóng siêu âm bê tơng có khơng có khuyết tật (vết nứt, lỗ trống…) • Xây dựng mơ hình hồi quy mơ hình mạng nơ-ron nhân tạo để dự đốn cường độ chịu nén bê tơng sử dụng tro bay bột đá, đạt cấp độ bền chịu nén từ B10 đến B45, dựa vận tốc xung siêu âm, tỉ lệ suy giảm biên độ sóng siêu âm cấp phối bê tơng • Lựa chọn phương pháp dự đoán chiều sâu vết nứt mở bê tông sử dụng vật liệu phế phẩm tro bay bột đá, mô số thực nghiệm dự đốn chiều sâu vết nứt mở bê tơng Đối tượng phạm vi nghiên cứu • Đối tượng nghiên cứu: o Cường độ chịu nén bê tông o Hệ số cản Rayleigh bê tông o Chiều sâu vết nứt bê tơng • Phạm vi nghiên cứu: o Vật liệu chế tạo bê tông vật liệu miền Trung Việt Nam: cát, đá dăm, xi măng Portland, bột đá (thay 20% cát), tro bay (thay 20% xi măng) nước o Trong tốn mơ lan truyền sóng siêu âm, giả thiết bê tông vật liệu đàn đồi, đồng đẳng hướng, tập trung nghiên cứu mơ hình lan truyền hai chiều 2D o Vết nứt mở vng góc với bề mặt bê tơng 4 Nội dung nghiên cứu • Nghiên cứu lý thuyết: o Nghiên cứu mơ hình tốn học q trình lan truyền sóng bê tơng phương pháp giải phương trình truyền sóng o Nghiên cứu mơ hình giảm chấn Rayleigh để xác định suy giảm sóng siêu âm qua bê tơng o Xây dựng chương trình mơ lan truyền sóng siêu âm bê tông sử dụng tro bay bột đá, phần mềm Matlab R2019, có xét đến suy giảm biên độ sóng lan truyền qua bê tơng ứng với cấp phối khác o Nghiên cứu mô hình dự đốn cường độ chịu nén bê tơng dựa vận tốc xung siêu âm, tỉ lệ suy giảm biên độ sóng siêu âm cấp phối bê tơng o Nghiên cứu phương pháp dự đoán chiều sâu vết nứt mở vng góc bề mặt bê tơng thơng qua việc xác định thời gian nhiễu xạ lan truyền sóng siêu âm o Mơ số lan truyền sóng siêu âm, nhằm xác định đặc tính lan truyền sóng siêu âm bê tơng có khơng có khuyết tật (vết nứt, lỗ trống…), đồng thời nhằm kiểm chứng phương pháp dự đoán chiều sâu vết nứt mở vng góc bề mặt bê tơng sử dụng tro bay bột đá • Nghiên cứu thực nghiệm: o Xây dựng liệu thực nghiệm mẫu bê tơng hình khối vng cạnh 15cm: Đặc tính lý vật liệu chế tạo bê tông, cấp phối bê tông (72 cấp phối), khối lượng riêng bê tông, mô-đun đàn hồi bê tông, vận tốc xung siêu âm tuổi 28 ngày, tỉ lệ suy giảm biên độ sóng siêu âm cường độ chịu nén bê tơng tuổi 28 ngày o Xây dựng mơ hình đa biến để dự đoán cường độ chịu nén bê tơng theo hai phương pháp hồi quy tuyến tính mạng nơ-ron nhân tạo o Xây dựng mô hình thực nghiệm để xác định hệ số cản Rayleigh bê tông (ứng với 72 cấp phối) sóng siêu âm có tần số 54kHz lan truyền qua mẫu bê tơng hình khối vng cạnh 15cm o Xây dựng mơ hình thực nghiệm xác định chiều sâu vết nứt mở vng góc bề mặt bê tơng sử dụng tro bay bột đá, phương pháp xác định thời gian nhiễu xạ lan truyền sóng siêu âm, từ kiểm chứng kết mơ số phương pháp xác định chiều sâu vết nứt Phương pháp nghiên cứu Kết hợp phương pháp nghiên cứu lý thuyết nghiên cứu thực nghiệm để thực các mục tiêu đặt Luận án Những đóng góp Luận án • Xây dựng chương trình mơ lan truyền sóng siêu âm vật liệu bê tơng cho tốn hai chiều, có xét đến ma trận cản sử dụng mơ hình giảm chấn Rayleigh thơng qua hệ số cản Rayleigh  β bê tông xác định từ thực nghiệm • Xây dựng liệu thực nghiệm dựa 72 cấp phối bê tơng, có sử dụng vật liệu phế phẩm tro bay bột đá để thay phần cho xi măng cát Cường độ chịu nén mẫu 28 ngày tuổi đạt cấp độ bền chịu nén từ B10 đến B45 Bộ liệu bao gồm thông tin cấp phối bê tông, vận tốc xung siêu âm tuổi 28 ngày, khối lượng riêng, mô-đun đàn hồi bê tông, tỉ lệ suy giảm biên độ sóng siêu âm 28 ngày tuổi cường độ chịu nén bê tông 28 ngày tuổi • Thiết lập mơ hình dự đốn cường độ chịu nén bê tơng phương pháp hồi quy tuyến tính mạng nơ-ron nhân tạo dựa liệu thực nghiệm Mơ hình giúp cho nhà sản xuất bê tơng xác định khoảng cấp phối phù hợp để đảm bảo cường độ chịu nén theo thiết kế • Xác định hệ số cản Rayleigh cho 72 cấp phối sử dụng vật liệu phế phẩm tro bay bột đá Xây dựng mơ hình dự đốn hệ số cản Rayleigh 93 3.4.1.4 Kết thực nghiệm  Cp t  − H (Biểu thức Áp dụng biểu thức xác định chiều sâu vết nứt: D =     1.14), xác định chiều sâu vết nứt từ phương pháp thực nghiệm sau: 2  4520  56,5  10−6   Cp t  D=  −H =  − 0,12 = 7,92cm       3.4.2 Đánh giá kết dự đoán chiều sâu vết nứt thực nghiệm mô Kết xác định chiều sâu vết nứt từ mô (Mục 2.4) từ thực nghiệm thể Bảng 3.16 Kết cho thấy giá trị chiều sâu vết nứt dự đoán dựa đo đạc thực nghiệm xung siêu âm lớn giá trị dự đoán mơ số Điều phù hợp Bởi mô số vật liệu bê tông giả thiết mơi trường đồng Cịn đo đạc thực nghiệm mẫu bê tông, cấu trúc vật liệu khơng đồng nhất, bên mẫu tồn lỗ trống trình chế tạo, từ sóng lan truyền bị tán xạ với cốt liệu lớn lỗ trống này, lan truyền sóng đo đạc thực nghiệm có sai khác so với mô số Bảng 3.16 Kết xác định chiều sâu vết nứt mô thực nghiệm Chiều sâu vết nứt Chiều sâu vết nứt dự đốn thực tế Mơ số 7,5cm 7cm 7,1% Thực nghiệm 7,92cm 7cm 13,1% Phương pháp 3.5 Sai lệch (%) Kết luận chương Mục tiêu chương nghiên cứu thực nghiệm bê tông sử dụng vật liệu phế phẩm tro bay bột đá để thực cơng việc sau: Dự đốn cường độ chịu nén bê tông phương pháp hồi quy mạng nơ-ron nhân tạo; xác định hệ số cản Rayleigh bê tông để xác định ma trận cản tốn mơ 94 Chương dự đoán chiều sâu vết nứt phương pháp thực nghiệm để kiểm chứng kết mô Chương Đối với việc dự đoán cường độ chịu nén bê tông, Luận án đề xuất mô hình đa biến với tham số đầu vào khác nhau, sử dụng phương pháp hồi quy tuyến tính đa biến mạng nơ-ron nhân tạo Kết cho thấy mô hình mạng nơ-ron nhân tạo (Mơ hình 3) cho kết xác Trong Mơ hình 3, đầu vào gồm tham số: tham số vật liệu (cốt liệu bé, cốt liệu lớn, chất kết dính nước) tham số đặc tính sóng siêu âm (UPV tỉ lệ biên độ A2/A1), đầu mô hình cường độ chịu nén bê tơng Mơ hình cho phép dự đoán cường độ chịu nén bê tông sử dụng vật liệu phế phẩm (tro bay bột đá) với độ xác cao Để xác định hệ số cản Rayleigh  β, phương pháp thực nghiệm đề xuất, từ xác định hệ số cản Rayleigh cho 72 cấp phối bê tông sử dụng vật liệu phế phẩm tro bay bột đá Ngồi ra, mơ hình mạng nơ-ron nhân tạo xây dựng để dự đoán hệ số cản Rayleigh cho cấp phối bê tông với độ xác phù hợp Trong mơ hình, đầu vào tham số vật liệu (cốt liệu bé, cốt liệu lớn, chất kết dính nước), đầu hệ số cản Rayleigh  β Kết chiều sâu vết nứt bê tông xác định đo đạc thực nghiệm có sai lệch so với phương pháp mô số Chương 2, nhiên với sai số chấp nhận Sai số khắc phục cách bổ sung giả thiết vật liệu bê tông tạo thành từ nhiều vật liệu khơng đồng mơ số q trình lan truyền sóng 95 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU CẦN PHÁT TRIỂN Các kết Luận án đạt được: Xây dựng thuật tốn chương trình mơ phương pháp phần tử hữu hạn, để mô hai chiều lan truyền sóng siêu âm bê tông sử dụng vật liệu phế phẩm tro bay bột đá Điểm chương trình có xét đến ma trận cản C xác định mơ hình giảm chấn Rayleigh thơng qua hệ số  β tính tốn từ thực nghiệm Xây dựng liệu thực nghiệm gồm có 72 cấp phối bê tơng, đạt cấp độ bền chịu nén từ B10 đến B45 Cấp phối bê tông sử dụng vật liệu miền Trung: cát, đá dăm, xi măng Portland đặc biệt sử dụng hai vật liệu phế phẩm tro bay bột đá Bộ liệu bao gồm thông tin cấp phối bê tông, vận tốc xung siêu âm tuổi 28 ngày, khối lượng riêng, mô-đun đàn hồi bê tơng, tỉ lệ suy giảm biên độ sóng siêu âm 28 ngày tuổi cường độ chịu nén bê tông 28 ngày tuổi Đề xuất phương pháp xây dựng mơ hình dự đốn cường độ chịu nén bê tông sử dụng tro bay bột đá phương pháp hồi quy tuyến tính mạng nơ-ron nhân tạo Mơ hình cho phép dự đốn xác cường độ chịu nén bê tông tương ứng với cấp phối xác định Từ đó, giúp nhà sản xuất bê tơng dự đốn khoảng cấp phối bê tơng xác định cấp phối bê tông tối ưu để đảm bảo yêu cầu cường độ chịu nén thiết kế Đề xuất phương pháp thực nghiệm để xác định hệ số cản Rayleigh cho 72 cấp phối bê tông sử dụng vật liệu phế phẩm tro bay bột đá Xây dựng mơ hình mạng nơ-ron nhân tạo cho phép dự đoán hệ số cản Rayleigh bê tông sử dụng vật liệu thay với cấp phối Xác định phương pháp phù hợp để dự đoán chiều sâu vết nứt mở vng góc với bề mặt mẫu bê tơng sử dụng vật liệu phế phẩm tro bay bột đá Phương pháp dựa thời gian lan truyền nhiễu xạ (TOFD) để xác định chiều sâu vết nứt Việc xác định vết nứt ứng dụng để kiểm tra khuyết tật bê tông 96 Hướng nghiên cứu cần phát triển: Chương trình mơ lan truyền sóng siêu âm bê tông xây dựng cho trường hợp toán hai chiều với giả thiết vật liệu đồng Để ứng dụng sóng siêu âm giải toán thực tế như: xác định cấu trúc, tính đồng nhất, khuyết tật bê tơng, cần phát triển chương trình mơ cho tốn ba chiều, vật liệu khơng đồng Đối tượng bê tông nghiên cứu chế tạo từ vật liệu miền Trung cát, đá dăm, xi măng portland hai vật liệu phế phẩm tro bay bột đá Khối lượng hai vật liệu thay cho 20% khối lượng xi măng cát sử dụng để chế tạo bê tơng truyền thống Trong thời gian đến, mở rộng đối tượng nghiên cứu cách thay đổi, nâng cao tỉ lệ vật liệu tro bay bột đá, hay thay vật liệu tái chế khác trấu, xỉ, vụn cao su Kết nghiên cứu ứng dụng sóng siêu âm để dự đoán chiều sâu vết nứt luận án cho vết nứt mở vng góc bề mặt bê tơng Để ứng dụng việc dự đốn chiều sâu loại vết nứt khác thực tế, cần mở rộng hướng nghiên cứu cho loại vết nứt khác vết nứt xiên, vết nứt cong, vết nứt bên bê tơng Nhờ thiết lập sở liệu vết nứt để sử dụng cho việc xây dựng mơ hình dự đốn vết nứt bê tơng thực tế dựa sóng siêu âm Để triển khai ứng dụng vào thực tế cho nhà sản xuất bê tông việc lựa chọn cấp phối phù hợp, đặc biệt cấp phối sử dụng vật liệu phế phẩm tro bay bột đá, cần mở rộng việc thu thập liệu mẫu thực tế cơng trình Từ kiểm chứng kết hiệu chỉnh tham số đầu vào mơ hình dự đốn nơ-ron nhân tạo 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Lý Hải Bằng, Nguyễn Thùy Anh, Mai Thị Hải Vân (2021), "Nghiên cứu ứng dụng mơ hình trí tuệ nhân tạo dự báo cường độ nén bê tông sử dụng cốt liệu tái chế", Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải, số 72, trang 369-383 [2] Lý Hải Bằng, Nguyễn Thùy Anh (2020), "Mô cường độ bê tông 28 ngày tuổi sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo tối ưu hóa với thuật tốn giải thuật di truyền", Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số 72, trang 369-383 [3] Đào Huy Bích (2008), Cơ học mơi trường liên tục, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội [4] Lương Xuân Chiểu (2012), "Nghiên cứu xây dựng đường chuẩn tương quan cường độ chịu nén với vận tốc truyền sóng siêu âm kết hợp trị số bật nảy ứng dụng đánh giá cường độ chịu nén bê tông mác 45-55 MPa", Tạp chí khoa học Giao thơng vận tải, số 38, trang 40-45 [5] Nguyễn Văn Chính, Đặng Cơng Thuật (2020), "Ảnh hưởng tro bay, silicafume môi trường dưỡng hộ đến cường độ chịu nén bê tơng", Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng (KHCNXD)-ĐHXD, số 14, trang 60-72 [6] Hoàng Nhật Đức, Phạm Anh Đức (2016), "Xây dựng mơ hình hồi quy đa biến để tính tốn cường độ chịu nén hỗn hợp bê tơng tính cao", Tạp chí Khoa học Công nghệ - Trường Đại học Duy Tân, số 2(19), trang 9-14 [7] Nguyễn Hồng Đức (2017), "Nghiên cứu phát triển cường độ chịu nén bê tông Geopolymer thí nghiệm khơng phá hủy mẫu", Tạp chí Xây dựng, số 3, trang 111-115 [8] Bộ Xây Dựng (1998), Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông loại, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội [9] Nguyễn Trọng Dũng, Tăng Văn Lâm, Ngô Xuân Hùng, Đặng Văn Phi, Hồ Anh Cương, Vũ Kim Diến (2020), "Ảnh hưởng phụ gia khoáng tro bay đến cường độ đá xi măng tuổi sớm ngày", Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số 61, trang 10-18 98 [10] Nguyễn Hữu Huế (2016), "Phương pháp thí nghiệm trường kiểm tra đo đạc vết nứt bê tơng mặt đập chính-hồ chứa nước Cửa Đạt (The field test method for measuring cracks in concrete of Cua Dat lake)", Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi Môi trường, số 28, trang 1-13 [11] Nguyễn Trọng Lâm, Nguyễn Ngọc Linh, Trần Văn Nam, Vũ Duy Kiên, Trần Văn Khải, Phùng Đức Hiếu (2020), "Ảnh hưởng tro bay thay phần xi măng đến tính chất bê tơng thương phẩm", Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (KHCNXD)-ĐHXD, số 14, trang 96-105 [12] Tăng Văn Lâm, Vũ Kim Diến (2020), "Khả sử dụng xỉ thải công nghiệp luyện kim sản xuất vật liệu xây dựng", Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Công thương, số 43, trang 1-6 [13] Tiêu chuẩn Việt Nam (2012), TCVN : 9357 Bê tông nặng - Phương pháp thử không phá hủy - Đánh giá chất lượng bê tông vận tốc xung siêu âm, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội [14] Tiêu chuẩn Việt Nam (2018), TCVN : 5574 Thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội [15] Nguyễn Thị Thu Ngà, Trần Việt Hưng (2020), "Mô cường độ bê tông 28 ngày tuổi sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo tối ưu hóa với thuật toán giải thuật di truyền", số 10, trang 89-92 [16] Nguyễn Như Quý (2007), "Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia mịn bột đá vôi tro bay nhiệt điện đến tính chất hỗn hợp bê tơng bơm", Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, số 1, trang 3-5 [17] Nguyễn Công Thắng, Nguyễn Văn Tuấn, Phạm Hữu Hanh, Nguyễn Trọng Lâm (2013), "Nghiên cứu chế tạo bê tông chất lượng siêu cao sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng silica fume tro bay sẵn có Việt nam", Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, số 2, trang 21-29 [18] Trần Ích Thịnh (2007), Giáo trình Phương pháp phần tử hữu hạn, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật 99 Tiếng Anh [19] Ahn, E., Shin, M., Popovics, J S., and Weaver, R L (2019), "Effectiveness of diffuse ultrasound for evaluation of micro-cracking damage in concrete", Cement and Concrete Research, vol 124, pp 105862 [20] Anugonda, P., Wiehn, J S., and Turner, J A (2001), "Diffusion of ultrasound in concrete", Ultrasonics, vol 39, pp 429-435 [21] Arne, K C (2014), Crack depth measurement in reinforced concrete using ultrasonic techniques, Master of Science in the School of Civil and Environmental Engineering, Georgia Institute of Technology [22] Ashrafian, A., Amiri, M J T., Rezaie-Balf, M., Ozbakkaloglu, T., and LotfiOmran, O (2018), "Prediction of compressive strength and ultrasonic pulse velocity of fiber reinforced concrete incorporating nano silica using heuristic regression methods", Construction and Building Materials, vol 190, pp 479494 [23] Asriana, I and Nakahata, K (2015), Numerical Simulation of Ultrasonic Scattered Wave from Crack with Nonlinear Interface, Malaysia International NDT Conference & Exhibition 2015 (MINDTCE-15) [24] Atici, U (2011), "Prediction of the strength of mineral admixture concrete using multivariable regression analysis and an artificial neural network", Expert Systems with applications, vol 38, pp 9609-9618 [25] Becker, J., Jacobs, L J., and Qu, J (2003), "Characterization of cement-based materials using diffuse ultrasound", Journal of engineering mechanics, vol 129, pp 1478-1484 [26] Bogas, J A., Gomes, M G., and Gomes, A (2013), "Compressive strength evaluation of structural lightweight concrete by non-destructive ultrasonic pulse velocity method", Ultrasonics, vol 53, pp 962-972 [27] Çam, E., Orhan, S., and Lüy, M (2005), "An analysis of cracked beam structure using impact echo method", Ndt & E International, vol 38, pp 368373 100 [28] Carino, N J and Sansalone, M (1984), Pulse-echo method for flaw detection in concrete, AlllOb 034251 REFERENCE : 84 [29] Dantas, A T A., Leite, M B., and de Jesus Nagahama, K (2013), "Prediction of compressive strength of concrete containing construction and demolition waste using artificial neural networks", Construction and Building Materials, vol 38, pp 717-722 [30] Dao, D V., Ly, H B., Trinh, S H., Le, T T., and Pham, B T (2019), "Artificial intelligence approaches for prediction of compressive strength of geopolymer concrete", Materials, vol 12, pp 983 [31] Devore, J L (2016), Probability and statistics for engineering and the sciences, Cengage Learing [32] Draper, N R and Smith, H (1998), Applied regression analysis, John Wiley & Sons [33] Fellinger, P., Marklein, R., Langenberg, K., and Klaholz, S (1995), "Numerical modeling of elastic wave propagation and scattering with EFIT— elastodynamic finite integration technique", Wave motion, vol 21, pp 47-66 [34] Golafshani, E M., Behnood, A., and Arashpour, M (2020), "Predicting the compressive strength of normal and High-Performance Concretes using ANN and ANFIS hybridized with Grey Wolf Optimizer", Construction and Building Materials, vol 232, pp 117266 [35] Gomez-Heras, M., Benavente, D., Pla, C., Martinez-Martinez, J., Fort, R., and Brotons, V (2020), "Ultrasonic pulse velocity as a way of improving uniaxial compressive strength estimations from Leeb hardness measurements", Construction and Building Materials, vol 261, pp 119996 [36] Gravenkamp, H., Natarajan, S., and Dornisch, W (2017), "On the use of NURBS-based discretizations in the scaled boundary finite element method for wave propagation problems", Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, vol 315, pp 867-880 101 [37] Hsiao, C., Cheng, C.-C., Liou, T., and Juang, Y (2008), "Detecting flaws in concrete blocks using the impact-echo method", NDT & E International, vol 41, pp 98-107 [38] Jafari, K., Tabatabaeian, M., Joshaghani, A., and Ozbakkaloglu, T (2018), "Optimizing the mixture design of polymer concrete: An experimental investigation", Construction and Building Materials, vol 167, pp 185-196 [39] Jalal, M., Nassir, N., Jalal, H., and Arabali, P (2019), "On the strength and pulse velocity of rubberized concrete containing silica fume and zeolite: prediction using multivariable regression models", Construction and Building Materials, vol 223, pp 530-543 [40] Jin, R., Chen, Q., and Soboyejo, A B (2018), "Non-linear and mixed regression models in predicting sustainable concrete strength", Construction and Building Materials, vol 170, pp 142-152 [41] Jin, R., Yan, L., Soboyejo, A B., Huang, L., and Kasal, B (2018), "Multivariate regression models in estimating the behavior of FRP tube encased recycled aggregate concrete", Construction and Building Materials, vol 191, pp 216-227 [42] Kee, S.-H and Zhu, J (2010), "Using air-coupled sensors to determine the depth of a surface-breaking crack in concrete", The Journal of the Acoustical Society of America, vol 127, pp 1279-1287 [43] Khademi, F., Akbari, M., and Jamal, S (2015), "Prediction of compressive strength of concrete by data-driven models", I-Manager’s J Civ Eng, vol 5, pp 16-23 [44] Khademi, F., Akbari, M., and Jamal, S M (2016), "Prediction of Concrete Compressive Strength Using Ultrasonic Pulse Velocity Test and Artificial Neural Network Modeling", Revista Romana de Materiale, vol 46, pp 343350 102 [45] Khademi, F., Akbari, M., and Jamal, S M (2015), "Measuring compressive strength of puzzolan concrete by ultrasonic pulse velocity method", iManager's Journal on Civil Engineering, vol 5, pp 23-30 [46] Khademi, F and Behfarnia, K (2016), "Evaluation of concrete compressive strength using artificial neural network and multiple linear regression models", International journal of optimization in civil engineering, vol 6, pp 423-432 [47] Kimoto, K and Ichikawa, Y (2015), "A finite difference method for elastic wave scattering by a planar crack with contacting faces", Wave Motion, vol 52, pp 120-137 [48] Kumar, S A and Santhanam, M (2006), "Detection of concrete damage using ultrasonic pulse velocity method", National Seminar on Non-Destructive Evaluation, pp 301-308 [49] Kurtulus, C., Sertcelik, F., and Sertcelik, I (2018), "Estimation of Unconfined Uniaxial Compressive Strength Using Schmidt Hardness and Ultrasonic Pulse Velocity", Tehnički vjesnik, vol 25, pp 1569-1574 [50] Leckey, C A C., Rogge, M D., Miller, C A., and Hinders, M K (2012), "Multiple-mode Lamb wave scattering simulations using 3D elastodynamic finite integration technique", Ultrasonics, vol 52, pp 193-207 [51] Lee, F W., Lim, K S., and Chai, H K (2016), "Determination and extraction of Rayleigh-waves for concrete cracks characterization based on matched filtering of center of energy", Journal of Sound and Vibration, vol 363, pp 303-315 [52] Li, J., Khodaei, Z S., and Aliabadi, M (2019), "Modelling of the highfrequency fundamental symmetric Lamb wave using a new boundary element formulation", International Journal of Mechanical Sciences, vol 155, pp 235-247 [53] Lim, Y Y., Kwong, K Z., Liew, W Y H., Padilla, R V., and Soh, C K (2018), "Parametric study and modeling of PZT based wave propagation 103 technique related to practical issues in monitoring of concrete curing", Construction and Building Materials, vol 176, pp 519-530 [54] Lin, Y., Liou, T., and Tsai, W.-H (1999), "Determining crack depth and measurement errors using time-of-flight diffraction techniques", Materials Journal, vol 96, pp 190-195 [55] Liou, T., Hsiao, C., Cheng, C.-C., and Chang, N (2009), "Depth measurement of notches as models for shallow cracks in concrete", NDT & E International, vol 42, pp 69-76 [56] Lorenzi, A (2015), "Artificial Neural Networks Methods to Analysis of Ultrasonic Testing in Concrete", Fall Conference & Quality Testing Show 2015, vol 20, pp 257-265 [57] Luan, L., Xu, B., Chen, H., and Wang, H (2021), "Local wave propagation analysis in concrete-filled steel tubes with spectral element method using absorbing layers–Part II: Application in coupling system", Mechanical Systems and Signal Processing, vol 146, pp 107004 [58] Mace, B R and Manconi, E (2008), "Modelling wave propagation in twodimensional structures using finite element analysis", Journal of Sound and Vibration, vol 318, pp 884-902 [59] Mai, T H V., Nguyen, T A., Ly, H B., and Tran, V Q (2021), "Investigation of ANN Model Containing One Hidden Layer for Predicting Compressive Strength of Concrete with Blast-Furnace Slag and Fly Ash", Advances in Materials Science Engineering, vol 2021, pp 1-17 [60] Mai, T H V., Nguyen, T A., Ly, H B., and Tran, V Q (2021), "Prediction Compressive Strength of Concrete Containing GGBFS using Random Forest Model", Advances in Civil Engineering, vol 2021, pp 1-12 [61] Moser, F., Jacobs, L J., and Qu, J (1998), "Application of finite element methods to study transient wave propagation in elastic wave guides", Review of progress in quantitative nondestructive evaluation, vol 17, pp 161-167 104 [62] Moser, F., Jacobs, L J., and Qu, J (1999), "Modeling elastic wave propagation in waveguides with the finite element method", NDT & E International, vol 32, pp 225-234 [63] Naderpour, H and Mirrashid, M (2020), "Estimating the compressive strength of eco-friendly concrete incorporating recycled coarse aggregate using neuro-fuzzy approach", Journal of Cleaner Production, vol 265, pp 121886 [64] Nakahata, K., Kawamura, G., Yano, T., and Hirose, S (2015), "Threedimensional numerical modeling of ultrasonic wave propagation in concrete and its experimental validation", Construction and Building Materials, vol 78, pp 217-223 [65] Nakahata, K., Schubert, F., and Köhler, B (2011), 3‐D image-based simulation for ultrasonic wave propagation in heterogeneous and anisotropic materials, AIP Conference Proceedings, pp 51-58 [66] Nakahata, K., Terada, K., Kyoya, T., Tsukino, M., and Ishii, K (2012), "Simulation of Ultrasonic and Electromagnetic Wave Propagation for Nondestructive Testing of Concrete Using Image-Based FIT", Journal of Computational Science and Technology, vol 6, pp 28-37 [67] Pinto, R C., Medeiros, A., Padaratz, I., and Andrade, P B (2010), "Use of ultrasound to estimate depth of surface opening cracks in concrete structures", E-Journal of Nondestructive Testing and Ultrasonics, vol 8, pp 1-11 [68] Popovics, J S., Song, W.-J., Ghandehari, M., Subramaniam, K V., Achenbach, J D., and Shah, S P (2000), "Application of surface wave transmission measurements for crack depth determination in concrete", Materials Journal, vol 97, pp 127-135 [69] Pozrikidis, C (2005), Introduction to finite and spectral element methods using MATLAB, CRC Press [70] Ramadas, C., Balasubramaniam, K., Hood, A., Joshi, M., and Krishnamurthy, C (2011), "Modelling of attenuation of Lamb waves using Rayleigh damping: 105 Numerical and experimental studies", Composite Structures, vol 93, pp 2020-2025 [71] Ramamoorthy, S K., Kane, Y., and Turner, J A (2004), "Ultrasound diffusion for crack depth determination in concrete", The Journal of the Acoustical Society of America, vol 115, pp 523-529 [72] Rucka, M., Witkowski, W., Chróścielewski, J., Burzyński, S., and Wilde, K (2017), "A novel formulation of 3D spectral element for wave propagation in reinforced concrete", Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences, vol 65, pp 805-813 [73] Sadowski, Ł., Piechówka-Mielnik, M., Widziszowski, T., Gardynik, A., and Mackiewicz, S (2019), "Hybrid ultrasonic-neural prediction of the compressive strength of environmentally friendly concrete screeds with high volume of waste quartz mineral dust", Journal of cleaner production, vol 212, pp 727-740 [74] Sansalone, M., Lin, J.-M., and Streett, W B (1998), "Determining the depth of surface-opening cracks using impact-generated stress waves and time-offlight techniques", ACI Materials Journal, vol 95, pp 168-177 [75] Schubert, F and Köhler, B (2001), "Three-dimensional time domain modeling of ultrasonic wave propagation in concrete in explicit consideration of aggregates and porosity", Journal of computational acoustics, vol 9, pp 1543-1560 [76] Seher, M., In, C.-W., Kim, J.-Y., Kurtis, K E., and Jacobs, L J (2013), "Numerical and experimental study of crack depth measurement in concrete using diffuse ultrasound", Journal of Nondestructive Evaluation, vol 32, pp 81-92 [77] Shahmansouri, A A., Yazdani, M., Ghanbari, S., Bengar, H A., Jafari, A., and Ghatte, H F (2021), "Artificial neural network model to predict the compressive strength of eco-friendly geopolymer concrete incorporating silica 106 fume and natural zeolite", Journal of Cleaner Production, vol 279, pp 123697 [78] Shariq, M., Prasad, J., and Masood, A (2013), "Studies in ultrasonic pulse velocity of concrete containing GGBFS", Construction and Building Materials, vol 40, pp 944-950 [79] Song, W.-J., Popovics, J S., Aldrin, J C., and Shah, S P (2003), "Measurement of surface wave transmission coefficient across surfacebreaking cracks and notches in concrete", The Journal of the Acoustical Society of America, vol 113, pp 717-725 [80] Tanaka, S and ISLAM, M M (2009), "Detection and Identification of an Inclined Crack in Concrete Structures Using an Ultrasonic Sensor", SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration, vol 2, pp 88-93 [81] Tian, Z., Huo, L., Gao, W., Li, H., and Song, G (2017), "Modeling of the attenuation of stress waves in concrete based on the Rayleigh damping model using time-reversal and PZT transducers", Smart Materials and Structures, vol 26, pp 105030 [82] Trtnik, G., Kavčič, F., and Turk, G (2009), "Prediction of concrete strength using ultrasonic pulse velocity and artificial neural networks", Ultrasonics, vol 49, pp 53-60 [83] Virieux, J (1986), "P-SV wave propagation in heterogeneous media: Velocity-stress finite-difference method", Geophysics, vol 51, pp 889-901 [84] Virieux, J (1984), "SH-wave propagation in heterogeneous media: Velocitystress finite-difference method", Geophysics, vol 49, pp 1933-1942 [85] Wang, C.-C and Wang, H.-Y (2017), "Assessment of the compressive strength of recycled waste LCD glass concrete using the ultrasonic pulse velocity", Construction and Building Materials, vol 137, pp 345-353 [86] Wang, C.-C., Wang, H.-Y., Chen, C.-H., and Huang, C (2015), "Prediction of compressive strength using ultrasonic pulse velocity for CLSM with waste LCD glass concrete", J Civil Eng Archit, vol 9, pp 691-700 107 [87] Xu, B., Luan, L., Chen, H., and Wang, H (2020), "Local wave propagation analysis in concrete-filled steel tube with spectral element method using absorbing layers–Part I: Approach and validation", Mechanical Systems and Signal Processing, vol 140, pp 106644 [88] Xue, T (1996), Finite element modeling of ultrasonic wave propagation with application to acoustic microscopy, Doctor of philosophy in Electrical and Computer Engineering, Iowa State University [89] Yadollahi, A., Nazemi, E., Zolfaghari, A., and Ajorloo, A (2016), "Application of artificial neural network for predicting the optimal mixture of radiation shielding concrete", Progress in Nuclear Energy, vol 89, pp 69-77 [90] Yadollahi, A., Nazemi, E., Zolfaghari, A., and Ajorloo, A (2016), "Optimization of thermal neutron shield concrete mixture using artificial neural network", Nuclear Engineering and Design, vol 305, pp 146-155 [91] Żak, A (2009), "A novel formulation of a spectral plate element for wave propagation in isotropic structures", Finite Elements in Analysis and Design, vol 45, pp 650-658 ... quan nghiên cứu dự đoán cường độ chịu nén bê tông dựa phương pháp siêu âm Như trình bày trên, mục tiêu nghiên cứu đề tài dự đoán cường độ chịu nén bê tông sử dụng vật liệu phế phẩm tro bay bột đá. .. dự đốn cường độ chịu nén bê tơng theo tham số đầu vào mơ hình Trong nước, số nghiên cứu gần sử dụng mạng ANN để dự đoán cường độ chịu nén bê tơng chưa có cơng bố dự đốn cường độ chịu nén sử dụng. .. kết ứng dụng thực tế Vì vậy, nhiều nghiên cứu sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo để dự đoán cường độ chịu nén bê tông 21 Łukasz Sadowski nghiên cứu sử dụng mạng ANN để dự đoán cường độ chịu nén cho bê