Mô hình liên tục - rời rạc phân tích ảnh hưởng độ mở rộng vết nứt đến hệ số thấm của bê tông hạt mịn

 Tác giả: TS. PHẠM ĐỨC THỌ
               PGS. TS. ĐỖ NGỌC ANH
               TS. VŨ MINH NGẠN
               Trường Đại học Mỏ - Địa chất
               TS. NGUYỄN ĐÌNH HẢI
               Trường Đại học Giao thông vận tải

Nứt do tải trọng được mô phỏng bởi sự mở của hai đa giác Voronoi

 Trong bài báo, nhóm tác giả đề xuất mô hình liên tục - rời rạc để mô phỏng ứng xử và phân tích ảnh hưởng của độ mở rộng vết nứt đến độ thấm nước của bê tông hạt mịn. Độ mở rộng vết nứt tương đương được xác định từ biến dạng và hệ số giảm yếu do ứng suất gây ra. Sự gia tăng hệ số thấm được xác định là một hàm lập phương của độ mở rộng vết nứt. Mô hình được sử dụng để mô phỏng và xác định hệ số thấm của cấu kiện bê tông hạt mịn khi chịu kéo trực tiếp. Kết quả mô phỏng cho kết quả trùng khớp với thực nghiệm, từ đó cho thấy mô hình liên tục - rời rạc có thể được xem là công cụ hữu hiệu cho phép đánh giá độ bền thấm nước của bê tông.Hệ số thấm trước tiên phụ thuộc vào cấu trúc môi trường rỗng của bê tông như kích thước, tính khúc khuỷu và tính liên thông giữa các lỗ rỗng, sau đó là các vết nứt vi mô trong bê tông, đặc biệt là tại mặt liên kết giữa cốt liệu và chất kết dính. Các yếu tố thuộc tính độ rỗng được kiểm soát chủ yếu bởi tỷ lệ N/X, mức độ hydrat hóa và mức độ đầm chặt. Khi ứng suất trong bê tông vượt qua ứng suất cho phép, vết nứt xuất hiện và phát triển trong bê tông. Mật độ và vị trí của các vết nứt phụ thuộc vào cấp ứng suất tác dụng. Khi hệ thống nứt này sẽ liên kết với nhau và liên kết với hệ thống lỗ rỗng, dễ dàng cho chất lỏng di chuyển trong bê tông. Mật độ vết nứt lớn hoặc vết nứt càng mở rộng thì độ thấm càng tăng. Để đánh giá chính xác ảnh hưởng của nứt đến sự gian tăng hệ số thấm, ngoài việc xây dựng mô hình mô tả sự hình thành và phát triển nứt thì thiết lập mối quan hệ số giữa sự gia tăng hệ số thấm và độ mở rộng vết nứt là hết sức cần thiết.

Mời độc giả xem nội dung đầy đủ bài khoa học tại đây