CHƯƠNG 2: CƠ SỞ Lí THUYẾT
2.2.6. Cỏc nhõn tố ảnh hưởng đến tớnh chất chịu kộo của cốt
Độ bền thiết kế dựng để tớnh toỏn là độ bền ở cuối tuổi thọ thiết kế của cốt. Trường hợp dựng cốt đỏy của cỏc nền đất đắp trờn nền đất yếu thỡ tuổi thọ thiết kế của cốt là khỏ ngắn và sẽ kết thỳc khi nền đất yếu đó cố kết đủ để chịu cụng trỡnh đắp mà khụng cần đến cốt nữa. Nhưng đối với cỏc trường hợp tường chắn và mỏi dốc tuổi thọ của cốt đồng nhất với tuổi thọ của tường chắn hoặc mỏi dốc, tuổi thọ thiết kế cú thể thay đổi vài thỏng, vài năm đến hàng trăm năm. Phải thừa nhận một sự thật là khụng cú loại vật liệu nào là khụng biến đổi theo thời gian; do đú người thiết kế phải cú khả năng định lượng được sự thay đổi theo thời gian của cỏc đặc tớnh vật liệu như thế nào là thớch hợp và cỏc yếu tố nào sẽ tỏc động đến cơ chế tốc độ thay đổi đú. Những vật liệu cốt khỏc nhau sẽ bị suy giảm về độ bền bởi những tỏc nhõn khỏc nhau.
Cú rất nhiều nhõn tố ảnh hưởng đến độ bền của cốt và cú thể phõn thành hai nhúm, đú là cỏc nhõn tố chung và cỏc nhõn tố riờng. Cỏc nhõn tố chung thường phản ỏnh cỏc yếu tố mụi trường và cỏc điều kiện đưa vào sử dụng, cỏc yếu tố ỏp dụng cho mọi loại cốt - đất. Đối với cốt kim loại và cỏc cốt mềm polyme, cỏc nhõn tố này bao gồm tuổi thọ thiết kế, tải trọng tỏc dụng, nước và hư hại do lắp đặt thi cụng. Đối với cốt mềm polyme, cũn thờm hai nhõn tố chung là sự phơi ỏnh sỏng cú tia cực tớm trước khi lắp đặt và nhiệt khi khai thỏc sử dụng. Ngoài cỏc nhõn tố chung cũn cú cỏc nhõn tố tỏc động đến khả năng làm việc riờng đối với từng loại sản phẩm cốt.
Đối vúi cốt kim loại, núi chung, khả năng và biến đổi khả năng làm việc theo thời gian của loại cốt này chủ yếu là do chịu tỏc động của tớnh ăn mũm của đất. Sự ăn mũm liờn quan đến tớnh chất điện húa của đất và của khụng khớ hoặc nước sẽ là yếu tố phụ thuộc vào thời gian và chỳng phải được xột đến bằng cỏch giảm diện tớch tiết diện ngang cũn lại của cốt theo thời gian.
Đối với cốt mềm hầu hết được chế tạo từ vật liệu polyme, do đú tỏc nhõn gõy ra suy giảm về độ bền kộo đứt là do tỏc động của một số yếu tố biến đổi cú liờn quan với nhau. Một số yếu tố sẽ liờn quan trực tiếp đến độ bền của polyme và cỏc phụ gia dựng trong polyme, trong khi một số khỏc liờn quan đến tớnh dẻo - nhớt của vật liệu polyme. Cỏc tỏc nhõn tỏc động chớnh đến với mọi vật liệu polyme đú là thời gian và nhiệt độ.
Khi một tải trọng tỏc dụng giữ nguyờn khụng đổi lờn vật liệu polyme cú tiết diện ngang đều và ổn định nú sẽ lập tức gõy ra ứng suất kộo và biến dạng kộo trong vật liệu . Biến dạng này sẽ tiếp tục tăng theo thời gian do yếu tố từ biến, hệ quả của điều này sẽ dẫn đến diện tớch tiết diện ngang chịu tải giảm theo thời gian và như thế ứng suất kộo sẽ tăng theo thời gian.
Khi một vật liệu polyme chịu tải trọng khụng đổi, ở nhiệt độ khụng đổi nú sẽ bị phỏ hoại bởi phỏ hoại kộo từ biến ở một thời điểm nào đú. Nhưng ngược lại, chịu tải ở nhiệt độ thấp hơn, phỏ hoại kộo từ biến sẽ xẩy ra ở thời gian dài hơn. Nhưng quan hệ giữa thời gian đạt tới phỏ hoại với nhiệt độ là phi tuyến và khụng nghịch đảo. Do vậy, khi thiết kế cần phải biết độ bền phỏ hỏng kộo từ biến của cốt ở thời gian cuối của tuổi thọ thiết kế đó chọn trong điều kiện nhiệt độ tỏc động tối đa.
Chớnh do cỏc tỏc nhõn nờu trờn gõy ảnh hưởng đến tớnh chất chịu kộo của cốt, nờn khi đỏnh giỏ tớnh toỏn độ bền chịu kộo thiết kế của cốt mềm phải đưa vào hệ số vật liệu riờng phần cho cốt polyme. Khi xỏc định độ bền chịu kộo thiết kế trong vật liệu cốt phải được suy diễn trờn cơ sở nguyờn tắc sau:
- Trong thời gian tuổi thọ của kết cấu, cốt khụng được hỏng vỡ kộo.
- Ở cuối tuổi thọ thiết kế của kết cấu, biến dạng của cốt khụng được quỏ giỏ trị đó định.
Do đú độ bền cơ bản của cốt phải lấy giỏ trị thấp hơn trong cỏc giỏ trị sau: - Độ bền chịu kộo thiết kế của cỏc cốt kim loại: TRDR= u
m
T
f (2-8)
Trong đú:
TRDR- độ bền kộo (cường độ chịu kộo) thiết kế;
TRuR- độ bền kộo tới hạn của cốt (độ bền cơ bản của cốt); fRmR- hệ số vật liệu riờng phần cho cốt được xỏc định như sau:
fRmR=fRm1RxfRm2R (2-9) Trong đú:
fRm1R=fRm11RxfRm12R và fRm2R=fRm21RxfRm22R (2-10)fRm1R- hệ số riờng phần liờn quan đến tớnh chất cốt tăng cường;