Giải số qui luật ứng xử đàn hồi nhớt của huet sayegh và 2s2p1d trong miền thời gian để phân tích ứng xử của kết cấu áo đường mềm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM GIẢI SỐ QUI LUẬT ỨNG XỬ ĐÀN HỒI – NHỚT CỦA HUET-SAYEGH VÀ 2S2P1D TRONG MIỀN THỜI GIAN ĐỂ PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM MÃ SỐ: T2020-80TĐ SKC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM GIẢI SỐ QUI LUẬT ỨNG XỬ ĐÀN HỒI – NHỚT CỦA HUET-SAYEGH VÀ 2S2P1D TRONG MIỀN THỜI GIAN ĐỂ PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM Mã số: T2020-80TĐ Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Huỳnh Tấn Tài TP HCM, 12/2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM GIẢI SỐ QUI LUẬT ỨNG XỬ ĐÀN HỒI – NHỚT CỦA HUET-SAYEGH VÀ 2S2P1D TRONG MIỀN THỜI GIAN ĐỂ PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM Mã số: T2020-80TĐ Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Huỳnh Tấn Tài TP HCM, 12/2020 DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Nguyễn Huỳnh Tấn Tài, Khoa Xây Dựng, Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM Trần Vũ Tự, Khoa Xây Dựng, Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM Nguyễn Duy Liêm, Khoa Xây Dựng, Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ix INFORMATION ON RESEARCH RESULTS xi Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.2 Tính cấp thiết 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.5 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu 1.5.1 Cách tiếp cận 1.5.2 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Nội dung nghiên cứu Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Các phương trình học vật rắn biến dạng đàn hồi – nhớt 2.2 Mô hình đàn hồi – nhớt Huet-Sayegh 2S2P1D 2.4 Mô-đun dão (relaxation modulus) 2.5 Giải số quan hệ ứng suất – biến dạng Chương 3: KẾT QUẢ TÍNH TỐN SỐ 10 21 3.1 Ví dụ tính tốn số cho tốn có trường ứng suất đồng 21 3.1.1 Thí nghiệm tự chùng từ biến 21 (a) Thí nghiệm tự chùng (relaxation test) 21 (b) Thí nghiệm từ biến (creep test) 22 3.1.2 Thí nghiệm mơ-đun động (dynamic modulus test) 24 3.1.3 Mơ hình chịu tác dụng tải trọng nhiều bước 28 3.2 Tính tốn số cho tốn có trường ứng suất không đồng 30 3.2.1 Ấn tĩnh vật thể rắn có đáy phẳng vào bán khơng gian đàn hồi – nhớt 30 3.2.2 Bài toán F/HWD 33 Chương 4: KẾT LUẬN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AAR Analytical approximate relaxation ACB Asphalt concrete of base ACS Asphalt concrete of surface BTN Bê tông nhựa (asphalt concrete) err Error (sai số kết tính tốn) Err Error (sai số kết tính tốn độ mềm từ biến) FWD Falling weight deflectometer F/HWD Falling/Heavy weight deflectometer HWD Heavy weight deflectometer LVE Linear viscoelastic NER Numerical exact relaxation UGM Unbound granular material v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1 Minh họa hư hỏng mặt đường kiểu hằn lún vệt bánh xe kiểu nứt mỏi Hình 1-2 Minh họa mơ hình lưu biến Huet-Sayegh (a) 2S2P1D (b) Hình 2-1 Xấp xỉ mô-đun dão AAR sử dụng phương pháp đặt Hình 2-2 Xấp xỉ mơ-đun dão AAR NER tổng hàm số mũ nhiệt độ tham chiếu (a) Hỗn hợp bê tông nhựa (b) Nhựa đường Hình 2-3 Xấp xỉ mơ-đun dão NER tổng hàm số mũ nhiều nhiệt độ khác (a) Hỗn hợp bê tông nhựa (b) Nhựa đường Hình 3-1 Thí nghiệm tự chùng (a) So sánh giá trị mơ-đun dão tính tốn với giá trị mơđun dão đưa vào tính tốn (b) Sai khác tương đối giá trị mô-đun dão AAR NER Hình 3-2 Thí nghiệm từ biến (a) Độ mềm từ biến tính tốn (b) Sai khác tương đối giá trị độ mềm từ biến tính tốn sử liệu đầu vào mô-đun dão AAR mơ-đun dão NER Hình 3-3 Kết tính tốn số mơ-đun động thay đổi theo tần số góc hỗn hợp bê tơng nhựa (a) nhựa đường (b) sử dụng liệu đầu vào mô-đun dão AAR NER Hình 3-4 Biểu đồ Cole-Cole (a) Black (b) hỗn hợp bê tơng nhựa tính tốn dựa số liệu đầu vào mơ-đun dão AAR NER Hình 3-5 Biểu đồ Cole-Cole (a) Black (b) nhựa đường tính tốn dựa số liệu đầu vào mơ-đun dão AAR NER Hình 3-6 Mơ hình chịu tác dụng tải trọng nhiều bước (a) Ứng suất tác dụng (b) Biến dạng đáp ứng hỗn hợp bê tông nhựa nhiệt độ khác Kết tính tốn khơng thể hết tất giá trị bước tính tốn nhằm mục đích làm rõ hình vẽ Hình 3-7 Mơ hình đàn hồi – nhớt ba phần tử Hình 3-8 Định nghĩa tồn ấn vật thể rắn vào bán không gian đàn hồi – nhớt vi Hình 3-9 Kết tính tốn số (a) Lực ấn thay đổi theo thời gian (b) Sự phân bố ứng suất tiếp xúc Hình 3-10 Định nghĩa toán F/HWD Các vị trị đo chuyển vị cảm biến (geophone) G1, G2, đến G9 Hình 3-11 Chuyển vị cảm biến G1, G5 G9 phân tích giả tĩnh (a) Chuyển vị thay đổi theo thời gian (b) Giá trị chậu lún thời điểm t=0.01, 0.019 0.025s Hình 3-12 Chuyển vị cảm biến G1, G5 G9 phân tích động lực học (a) Chuyển vị thay đổi theo thời gian (b) Giá trị chậu lún thời điểm t=0.01, 0.019 0.025s Hình 3-13 Chậu lún ứng với chuyển vị lớn (a) thời gian tới tương ứng với chuyển vị lớn (b) thu phân tích giả tĩnh phân tích động lực học vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2-1 Các thơng số mơ hình Huet-Sayegh 2S2P1D Bảng 2-2 Các thơng số q trình xấp xỉ Bảng 3-1 Kết phân tích tốn F/HWD phân tích giả tĩnh phân tích động viii TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐƠN VỊ: KHOA XÂY DỰNG Tp HCM, ngày 12 tháng 12 năm 2020 THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thơng tin chung: - Tên đề tài: Giải số qui luật ứng xử đàn hồi – nhớt Huet-Sayegh 2S2P1D miền thời gian để phân tích ứng xử kết cấu áo đường mềm - Mã số: T2020-80TĐ - Chủ nhiệm: Nguyễn Huỳnh Tấn Tài - Cơ quan chủ trì: Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM - Thời gian thực hiện: 12 tháng, từ 1/2020 – 12/2020 Mục tiêu: Giải số mơ hình đàn hồi – nhớt Huet-Sayegh 2S2P1D miền thời gian để tích hợp vào chương trình tính tốn phương pháp phần tử hữu hạn Kết nghiên cứu giúp cải thiện độ xác kết phân tích kết cấu áo đường Tính sáng tạo: Các tác giả đề xuất phương pháp giải số cho qui luật ứng xử đàn hồi – nhớt Huet-Sayegh 2S2P1D, độ xác thời gian tính tốn cải thiện cách đáng kể Kết nghiên cứu: - Sai số điểm xấp xỉ mô-đun đàn hồi dão tổng hàm số mũ sử dụng hệ số có giá trị thực nhỏ, nhỏ 1.5  104 hỗn hợp bê tông nhựa 7.5  104 nhựa đường - Nghiệm số khớp với nghiệm giải tích Điều xác thực tính đắn giá trị mô-đun dão phương pháp xấp xỉ mô-đun dão tổng hàm số mũ ix TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc BẢN GIẢI TRÌNH CHỈNH SỬA BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM Tên đề tài: Giải số qui luật ứng xử đàn hồi – nhớt Huet-Sayegh 2S2P1D miền thời gian để phân tích ứng xử kết cấu áo đường mềm Mã số đề tài: T2020-80TĐ/KHCN-GV Họ tên, học vị, chức danh khoa học chủ nhiệm: Nguyễn Huỳnh Tấn Tài, Tiến sĩ Đơn vị cơng tác: Khoa Xây dựng Giải trình chỉnh sửa báo cáo tổng kết đề tài: TT Nội dung góp ý Hội đồng Kết chỉnh sửa, bổ sung Ghi (1) (2) (3) (4) Không yêu cầu chỉnh sửa Ghi chú: (2): Liệt kê tóm tắt ý kiến đóng góp Hội đồng (3): Ghi rõ nội dung chỉnh sửa ghi rõ trang chỉnh sửa (4): Giải trình nội dung không chỉnh sửa ý kiến khác với ý kiến Hội đồng (nếu có) Tp HCM, ngày 13 tháng 01 năm 2020 Chủ nhiệm đề tài Nguyễn Huỳnh Tấn Tài Số hiệu: BM16/QT-PKHCN-QHQT-NCKH/02 Lần soát xét: 02 Ngày hiệu lực: 01/4/2020 Trang: 1/1 ... DỰNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM GIẢI SỐ QUI LUẬT ỨNG XỬ ĐÀN HỒI – NHỚT CỦA HUET- SAYEGH VÀ 2S2P1D TRONG MIỀN THỜI GIAN ĐỂ PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM Mã số: ... 2020 THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thơng tin chung: - Tên đề tài: Giải số qui luật ứng xử đàn hồi – nhớt Huet- Sayegh 2S2P1D miền thời gian để phân tích ứng xử kết cấu áo đường mềm - Mã số: T2020-80TĐ... Kết nghiên cứu giúp cải thiện độ xác kết phân tích kết cấu áo đường Tính sáng tạo: Các tác giả đề xuất phương pháp giải số cho qui luật ứng xử đàn hồi – nhớt Huet- Sayegh 2S2P1D, độ xác thời gian