Header Page of 258 VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN CƠ HỌC TRƯƠNG QUỐC BÌNH XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ RUNG LÀM TĂNG ĐỘ BỀN ĐỘ CHỐNG THẨM CỦA MÁNG XI MĂNG LƯỚI THÉP LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC HÀ NỘI 2014 Footer Page of 258 Header Page of 258 VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN CƠ HỌC TRƯƠNG QUỐC BÌNH XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ RUNG LÀM TĂNG ĐỘ BỀN ĐỘ CHỐNG THẨM CỦA MÁNG XI MĂNG LƯỚI THÉP Chuyên ngành: Cơ kỹ thuật Mã số : 62 52 01 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Tuấn HÀ NỘI 2014   Footer Page of 258 Header Page of 258 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các kết quả, số liệu nêu luận án trung thực chưa công bố công trình Tác giả luận án Trương Quốc Bình Footer Page of 258 Header Page of 258 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trần Văn Tuấn- Trƣờng Đại học Xây dựng tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Nguyễn Cao Mệnh- Viện Cơ học- Viện Hàn Lâm Khoa học Việt Nam, có nhiều ý kiến đóng góp cho luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn nhà khoa học cho lời khuyên, đóng góp quý báu Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc, phụ trách sở đào tạo Viện Cơ học- Viện Hàn lâm khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, khoa Công trình, thầy giáo, cô giáo môn Kết cấu công trình-Trƣờng Đại học Thủy lợi tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt trình làm luận án Tác giả chân thành cảm ơn Công ty CMC Trƣờng Đại học Xây dựng, tạo điều kiện thuận lợi sở mặt bằng, trang thiết bị để thực nội dung chế tạo mô hình bàn rung theo phƣơng luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn cán nhân viên Phòng thí nghiệm Vật liệu Xây dựng Sức bền vật liệu trƣờng Đại học Thủy lợi giúp đỡ thí nghiệm kết cấu vật liệu trình thực thí nghiệm phục vụ luận án Footer Page of 258 Header Page of 258 MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 11 MỞ ĐẦU 13 CHƢƠNG TỔNG QUAN CẦU MÁNG XI MĂNG LƢỚI THÉP VỎ MỎNG VÀ CÔNG NGHỆ RUNG CHẾ TẠO CẦU MÁNG XMLT 20 1.1 Kết cấu XMLT vỏ mỏng 20 1.2 Ứng dụng kết cấu xi măng ƣới th p 21 1.3 Cầu máng XMLT 23 1.3.1 Khái quát chung 23 1.3.2 Dạng mặt cắt thân máng 24 1.3.3 Phân tích cường độ cầu máng XMLT 28 1.3.4 Phân tích độ chống thấm cầu máng XMLT 30 1.4 Một số công nghệ chế tạo kênh, cầu máng XMLT 32 1.4.1 Chế tạo thủ công 32 1.4.2 Chế tạo vữa tự lèn 32 1.4.3 Chế tạo phương pháp phun 32 1.4.4 Chế tạo phương pháp rung 33 1.5 Một số t nh chất ƣu biến ảnh hƣởng độ rung n chặt b tông 34 1.5.1 Sự điều ch nh h n hợp 34 T nh đ ng 36 ộ cứng cứng hóa 37 ình ạng cốt liệu cách cấu tạo ch ng 37 ấp phối hạt 37 Ph gia 38 ết luận ảnh hư ng lưu iến đến rung l n chặt ê tông 38 1.6 Rung n chặt h n hợp b tông 39 i i thiệu chung 39 Phân t ch cố kết đầm chặt trình rung 40 1.6.3 Ảnh hư ng rung đầm chặt đến cường độ bê tông 43 1.6.4 Ảnh hư ng rung đầm chặt đến độ chống thấm bê tông 44 ao động hệ ch rung ằng hối lệch tâm để đ c cầu mángXMLT 45 1.7 Nhận xét kết luận chƣơng 47 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU THIÊT KẾ MÁY RUNG CỘNG HƢỞNG THEO HAI PHƢƠNG CHẾ TẠO CẦU MÁNG XI MĂNG LƢỚI THÉP 50 2.1.Nghiên cứu chất trình rung phƣơng chế tạo cấu kiện XMLT 50 2.1.1 Quá trình tuyến t nh h a ma sát chuyển động h n hợp ê tông mặt ph ng c ma sát 50 Rung phương cộng hư ng theo phương ngang 51 2.2 Phƣơng trình dao động hệ k ch rung khối ệch t m 51 Footer Page of 258 Header Page of 258 ô hình động lực h c máy rung theo phương 51 2.2.2 Hệ phương trình ao động lời giải: 52 2.3 Chọn sơ số thông số máy rung 55 Xác định thông số ản cấu gây rung, hệ thống lò xo 57 Xácđịnh thông số iên độ, vận tốc, gia tốc theo phương ngang OX 60 Xác định thông số iên độ, vận tốc, gia tốc theo phương đứng OY 64 2.4 Khảo sát mối quan hệ bi n độ, tần số, thời gian rung đúc cầu máng XMLT ảnh hƣởng độ bền n n, độ chống thấm kết cấu 68 2.4.1 Khảo sát hàm iên độ 69 2.4.2 Vận tốc 75 2.4.3 Gia tốc 79 Sơ đ quy trình tính toán có trợ giúp máy tinh 82 2.4.5.Mô hình 3D máy rung theo phương chế tạo cầu máng XMLT 84 2.4.6 Công suất động gây rung 85 CHƢƠNG CHẾ TẠO MÁY RUNG PHƢƠNG VÀ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 88 3.1 Thiết kế chế tạo mô hình máy rung hai phƣơng 89 3.1.1 Phân tích đ ng dạng mô hình máy thực 89 3.1.2 Chế tạo máy rung phương 93 T nh toán xác định lựa ch n thông số ản máy rung 97 3.1.4 Thí nghiệm kiểm chứng thông số ản máy rung mô hình 117 3.2 Chế tạo mẫu bê tông tiêu chuẩn máy rung phƣơng hai phƣơng 122 3.2.1 Giới thiệu thiết bị thí nghiệm 122 3.1.2 Đúc mẫu máy rung hai phƣơng 122 3.3 Kết nén mẫu b tông đo độ thấm 123 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 128 KIẾN NGHỊ 129 ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 130 DANH MỤC CÔNG TRÌNH 131 ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO 132 Footer Page of 258 Header Page of 258 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu A1 A Diện tích mặt cắt mẫu Bi n độ dao động Đơn vị m2 m bx, by Hệ số giảm chấn N.s/m Bx, By Độ cứng uốn N.m2 Bề rộng đáy máng m Tổng độ cứng tính toán máy rung theo phƣơng Ox Oy N/m Tổng độ cứng thực máy rung theo phƣơng Ox Oy N/m Độ cứng lò xo thực theo phƣơng Ox Oy N/m Tổng độ cứng tính toán ò xo theo phƣơng Ox Oy N/m Tổng độ cứng lò xo thực theo phƣơng Ox Oy N/m Độ cứng tính toán ò xo đứng tác dụng n phƣơng Ox N/m Độ cứng tính toán lò xo ngang tác dụng n phƣơngOy N/m Giải thích Bđm C , C tt x tt y , C , C tt ox C , C t ox C lx ( x ) ytt C lx ( y ) xtt t oy dx, dy Dn(x), Dn(y) Dtb(x), Dtb(y) Do ekn E Fa Fbt Fxiết(x) Fxiết(y) Fx, Fy Footer Page of 258 tt oy Độ cứng lò xo thực phƣơng Ox tác dụng n phƣơng Oy Độ cứng lò xo thực phƣơng Oy tác dụng n phƣơng Ox Tổng độ cứng tính toán ò xo theo phƣơng Ox tác dụng n phƣơng Oy Tổng độ cứng tính toán ò xo theo phƣơng Oy tác dụng n phƣơng Ox Đƣờng kính sợi ò xo ngang ò xo đứng Đƣờng kính ò xo theo phƣơng Ox Oy Đƣờng k nh trung bình ò xo theo phƣơng Ox Oy Đƣờng kính lòng máng nửa tròn Hệ số kinh nghiệm Mô đun đàn hồi Bi n độ lực kích rung Trọng ƣợng thân khối ƣợng tham gia dao động Lực xiết ò xo theo phƣơng Ox Lực xiết ò xo theo phƣơng Oy Lực tác dụng lên lò xo Ox lò xo Oy N/m N/m N/m N/m m m m m N/m2 N N N N N Header Page of 258 g G hx, hy htm h1 h2 H ΔH I k Lox, Loy Lx, Ly L mo mor mbt mx, my M Mu N Gia tốc trọng trƣờng Mô đun đàn hồi trƣợt vật liệu làm lò xo Hệ số cản dao động theo phƣơng Ox Oy Chiều cao thành máng Chiều cao từ t m cung tròn đáy máng đến đƣờng mặt nƣớc Chiều cao từ mặt nƣớc đến đƣờng trục giằng ngang Chiều sâu cột nƣớc tính toán Độ cao vƣợt an toàn để tránh nƣớc trào có sóng gió Mômen quán tính Hệ số kể đến ảnh hƣởng ƣợng b tông tham dao động Chiều dài tự nhiên ò xo phƣơng Ox Oy Chiều dài làm việc ò xo theo phƣơng Ox Oy Chiều dài nhịp máng Khối ƣợng văng k ch rung Mômen tĩnh văng k ch rung Tổng khối ƣợng bê tông Số ƣợng ò xo phƣơng Ox Oy Tổng khối ƣợng tham gia dao động Mômen uốn Lực dọc nđc Tốc độ quay động nx, ny Pth P pn Q q Rn R Ro R1 Sx, Sy υ t ttm Vax, Vay Số vòng làm việc ò xo phƣơng Ox Oy Áp lực thấm Áp lực thủy động Áp lực nƣớc Lực cắt Trọng ƣợng thân máng Cƣờng độ chịu nén bêtông Bán kính trung bình cung tròn đáy máng Bán kính cung tròn đáy máng Bán kính cung tròn đáy máng Độ cứng trƣợt ò xo phƣơng Ox Oy Hệ số Poisson (Hệ số co dãn ngang) Thời gian Bề dày thành máng Bi n độ vận tốc phƣơng Ox Oy Footer Page of 258 m/s2 N/m2 1/s m m m m m m4 m m m Kg Kg.m kg Chiếc kg N.m N vòng/phú t vòng at kN/m2 Mpa N kN MPa m m m N s m mm/s Header Page of 258 Xa , Ya , , ∆Xxiết ∆Yxiết Ẍa , Ϋa ω ωlv ωox, ωoy θx, θy η γ η Footer Page of 258 Bi n độ dao động theo phƣơng Ox Oy Bi n độ dao động t nh toán phƣơng Ox Oy Bi n độ dao động thực phƣơng Ox Oy Độ biến dạng lò xo Ox xiết Độ biến dạng lò xo Oy xiết Bi n độ gia tốc theo phƣơng Ox Oy Tần số dao động Tần số góc làm việc Tần số dao động ri ng theo phƣơng Ox Oy Góc lệch pha lực kích rung dịch chuyển theo phƣơng Ox Oy Độ nhớt động lực chất lỏng Trọng ƣợng riêng nƣớc Lực cắt không cân Chuyển vị ngang tai máng η sinh mm mm mm m m m/s2 rad/s rad/s rad/s rad Ns/m2 kN/m3 kN m Header Page 10 of 258 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Thuyền XMLT đầu ti n tr n giới J L Lambot Pháp,1848 20 Hình 1.2 Hệ thống k nh XMLT T nh An Giang 23 Hình 1.3 Cầu máng xi măng ƣới thép 24 Hình 1.4 Các dạng mặt cắt ngang thân máng 25 Hình 1.5 Đoạn kênh máng 25 Hình 1.6 Máng có mặt cắt chữ nhật 26 Hình 1.7 Mặt cắt ngang máng 27 Hình 1.8 Mô tính toán phần mềm Sap 2000 29 Hình 1.9 Biểu đồ ứng suất 29 Hình 1.10 Quan hệ cƣờng độ bê tông chịu uốn k o vào cƣờng độ chịu nén 36 Hình 1.11 Quan hệ cƣờng độ b tông đông cứng gia tốc máy rung với tỷ lệ N/X khác h n hợp 43 Hình 1.12 Quan hệ hệ số thấm thể tích l r ng macro 44 Hình 1.13 Mô hình rung theo phƣơng đứng 45 Hình 2.2 Mô hình máy rung theo phƣơng 51 Hình 2.3 Máng mặt cắt chữ nhật 55 Hình 2.4 Đồ thị hàm số Xa ω Ya ω 70 Hình 2.5 Đồ thị hàm số Xa(hx), Ya(hy) 71 Hình 2.6 Đồ thị hàm số Xa(k), Ya(k) 73 Hình2.7 Đồ thị hàm số Xa(M), Ya(M) 74 Hình 2.8 Đồ thị hàm số Vax ω , Vay ω 76 Hình 2.9 Đồ thị hàm số Vax(hx), Vay(hy) 77 Hình 2.10 Đồ thị hàm số Vax(k), Vay(k) 78 Hình 2.11 Đồ thị hàm số Vax(M), Vay(M) 79 Hình 2.12 Đồ thị hàm số Ẍa ω , Ÿa ω 80 Hình 2.13 Đồ thị hàm số Ẍa(hx , Ÿa(hy) 81 Hình 2.14 Đồ thị hàm số Ẍa(k , Ÿa(k) 82 Footer Page 10 of 258 Header Page 126 of 258 124 Rn (MPa) 20; 31.5 32 13; 29.4 30 25; 30.7 30; 30.2 13; 28.5 25; 26.4 20; 26.1 2613; 25.2 24 45; 29 25; 30.4 20; 29.6 30; 29.4 28 30; 27.1 45; 28.4 45; 26.2 60; 25.7 90; 24.4 45; 25.3 25; 24.830; 25.1 20; 24.6 13; 24.48 60; 24.5 90; 23.7 22 10 20 30 40 Bàn rung phương : mor = 4,6 (kg.cm) : mor = 3,6 (kg.cm) 50 60 70 80 90 Bàn rung phương : mor = 2,9 (kg.cm) : Bàn rung phương t (s) Hình 3.34 Quan hệ cƣờng độ thời gian rung Rn – t a) Nhận xét cƣờng độ chịu nén: Với lực kích rung động cơ, máy rung phƣơng cho kết cƣờng độ chịu nén lớn so với bàn rung phƣơng hình 3.34 , đƣờng đồ thị máy rung phƣơng nằm trên, ph a có cƣờng độ chịu nén tăng - So sánh quan hệ lực k ch rung cƣờng độ chịu nén h n hợp bê tông hạt mịn đúc máy rung phƣơng so với máy rung phƣơng : Máy rung phƣơng cho cƣờng độ bê tông chịu nén 25,3 Mpa mẫu có thời gian rung 45 s, máy phƣơng cho mẫu uôn đạtcƣờng độ chịu nén lớn nhƣng thời gian rung lại ngắn xem bảng 3.10 đồ thị hình 3.34) Rn (MPa) 32 30 28 26 24 2.6 2.8 : t = 45 s : t = 25 s 3.2 3.4 3.6 : t = 13 s : t = 20 s 3.8 4.2 : t = 30 s 4.4 4.6 4.8 mor (kg.cm) Hình 3.35 Quan hệ cƣờng độ nén - thời gian - mômen tĩnh Footer Page 126 of 258 Header Page 127 of 258 125  Đồ thị hình 3.35 thể cƣờng độ nén mẫu máy rung phƣơng thay đổi giá trị mô men tĩnh g y rung, cho thấy miền hiệu phạm vi mor = 0,036 (kg.m) 0,046 (kg.m) có cƣờng độ chịu n n cao  Nếu tính giá trị trung bình cƣờng độ với thời gian rung để so sánh thấy tỷ số : ( 29,4+30,3+31,5+30,2)/(24,4+25,1+25,3+24,5) = 1,22 Cƣờng độ nén b tông tăng 1,22 ần (Với trƣờng hợp mô men tĩnh g y rung mor = 0,046 kg.m) - Cƣờng độ chịu nén b tông tăng dẫn đến mô đun đàn hồi E vật liệu XMLT tăng n (với hàm ƣợng ƣới thép vật liệu), XMLT vật liệu rắn, đàn hồi tu n theo định luật Hook: ζ = E.ε ζ ứng suất (cƣờng độ) vật liệu XMLT, ε biến dạng [39, 43] Bảng 3.11 Kết đo áp ực thấm Thời gian rung t s 13 30 45 60 90 6 2,9 7 6 3,6 8 8 4,6 9 Máy rung phƣơng Áp ực Máy Pth Rung (at) phƣơng 20 25 mor (kg.cm) Pth (at) 10 20; 9 mor = 4,6 (kg.cm) 25; 30; 13; 8 45; 20; 25; 30; 13; 45; mor = 2,9 (kg.cm) 45; 30; 13; mor = 3,6 (kg.cm) 45; 30; 60; 90; 60; 90; 13; 20 40 Bàn rung phương 60 80 Bàn rung phương 100 t (s) Hình 3.36 Quan hệ áp lực thấm - thời gian rung - mômen tĩnh Footer Page 127 of 258 Header Page 128 of 258 126 a) Nhận xét độ chống thấm Các kết đo khả chống thấm mẫu đúc bàn rung phƣơng cho kết tốt so với máy rung phƣơng cụ thể với mor = 0,029 (kg.m) cho áp lực thấm cao khoảng %; mor = 0,036 (kg.m) cho áp lực thấm cao 20,45 %; mor = 0,046 (kg.m) áp lực thấm cao 38,64 % so với bàn rung phƣơng, so sánh với Tiêu chuẩn chống thấm Bê tông thủy công 14 TCN 63-2002 [31] đạt yêu cầu Mẫu tr n máy rung phƣơng đạt cƣờng độ chịu nén 25 MPa, mác chống thấm đạt B6 (không nhỏ at) nhƣng mẫu tr n máy rung phƣơng cƣờng độ chịu nén mẫu đạt đến 3031 MPa, mác chống thấm đạt đến B8, B9 (không nhỏ 8~9 at Độ chống thấm đƣợc đánh giá trung bình tăng 30% so với máy rung phƣơng Hình 3.37 Nén mẫu bê tông Hình 3.38 K nh máng đúc máy phòng thí nghiệm rung chế tạo c) Thời gian rung - Với cấp phối định, có thời gian rung thích hợp để b tông có cƣờng độ lớn nhất, t = 45s, thời gian phù hợp với đánh giá tác giả [34] thời gian rung bê tông hạt mịn t = (8-10 ĐC x 5s = 45s độ cứng h n hợp b tông ĐC= 4~5s Nhận xét chung : Với kết đo cƣờng độ chịu n n đo thấm mẫu bê tông nhƣ thời gian đúc, ta thấy hoàn toàn dùng máy rung phƣơng Footer Page 128 of 258 Header Page 129 of 258 127 sản xuất chế tạo cấu kiện vỏ mỏng nói chung cầu máng nói ri ng đáp ứng yêu cầu thực tế xây dựng, thủy lợi, giao thông.vv - Về mặt ƣợng : đúc cấu kiện bê tông máy rung, máy rung đứng truyền xung cho hạt cốt liệu theo phƣơng pháp tuyến tốt máy rung ngang truyền xung theo phƣơng tiếp tuyến Công suất cho máy rung phƣơng – bậc tự nhờ biểu thức (3.17), ta có: N max(2P) tb =N max(x) tb N max(y) tb Fa2 ωlv Fa2ωlv   2 4M ωox - ωlv2 4M ωoy - ωlv2 So sánh máy rung hai phƣơng, ta thấy:  Công suất động g y rung cho máy rung có sức nâng máy rung hai phƣơng chắn lớn máy rung phƣơng, nhƣng thời gian rung đúc cho mẫu tr n máy rung hai phƣơng lại nhỏ hơn, cho n n coi gần chi ph ƣợng nhƣ nhau; thời gian rung đúc cho mẫu máy rung phƣơng t n n tiết kiệm ƣợng, suất cao hơn, nhi n máy phƣơng có cấu tạo phức tạp Ta kết luận máy rung phƣơng đạt chất ƣợng sản phẩm cao giảm chi ph ƣợng so với máy rung phƣơng ợi dụng đƣợc hiệu ứng tuyến tính hóa ma sát Kết luận chƣơng Chƣơng trình bày sở lý luận đồng dạng tƣơng tự mô hình máy thực, kiểm định tính thực tiễn máy dạng mô hình Tr n sở thiết kế chế tạo máy mô hình, thực đo đạc kiểm chứng máy mô hình, dùng máy mô hình đƣợc chế tạo để đúc mẫu bê tông mô hình kênh máng thu nhỏ, kiểm tra kết nén chống thấm mẫu đúc theo tiêu chuẩn hành cho thấy độ bền nén mẫu tăng 22% , độ chống thấm mẫu tăng từ 10% đến 30% tùy theo giá trị mô men kích rung máy rung phƣơng so với máy rung phƣơng thông thƣờng Các kết chứng minh đƣợc tính khoa học, t nh đắn xác thực tiết kiệm ƣợng máy mô hình, qua khẳng định máy rung phƣơng kết khách quan nghiên cứu phát chứng minh quan điểm : Máy rung phƣơng đúc b tông hạt mịn bêtông nói chung cho chất ƣợng tốt máy rung phƣơng truyền thống qua ƣu điểm nhƣ đƣợc phân tích Footer Page 129 of 258 Header Page 130 of 258 128 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CÁC KẾT LUẬN CHÍNH CỦA LUẬN ÁN Đã hệ thống hóa ứng dụng cầu máng XMLT cấp nƣớc cho nông nghiệp, ti u thoát nƣớc thải vệ sinh môi trƣờng Phân loại dạng mặt cắt hình dạng kích thƣớc kết cấu cầu máng XMLT chế tạo phƣơng pháp rung Làm rõ yêu cầu chất ƣợng cầu máng XMLT cƣờng độ độ bền độ chống thấm ch tiêu quan trọng kết cấu vỏ mỏng XMLT nói chung cầu máng XMLT nói ri ng Trong t nh toán xác định cƣờng độ vật liệu tính trực tiếp thông qua mô đun đàn hồi E b tông xác định qua thực nghiệm, xác định độ chống thấm ch thông qua thực nghiệm Phân tích nội lực cầu máng theo phƣơng pháp ph n t ch thành hệ phẳng dùng phƣơng pháp tính toán theo kiểu dầm phân tích theo hệ không gian để tính toán kết cấu XMLT vỏ mỏng, áp dụng phƣơng pháp phần tử hữu hạn ứng dụng phần mềm SAP để tính toán ứng suất biến dạng kết cấu với thông số đầu vào quan trọng mô đun đàn hồi E bêtông đƣợc cải thiện thay đổi thông số máy rung Ph n t ch phƣơng pháp rung để chế tạo kết cấu bêtông XMLT, làm rõ tính chất ƣu biến h n hợp bê tông ảnh hƣởng đến tính chất rung đầm chặt, phân tích nguyên nhân biện pháp tăng cƣờng độ đầm lèn chặt để ảnh hƣởng có lợi đến độ bền tính chống thấm bê tông cầu máng XMLT Nghiên cứu từ mô hình dao động theo phƣơng chế tạo cầu máng XMLT thấy đƣợc nhƣợc điểm mô hình rung ch theo phƣơng Tác giả luận án ch đề xuất mô hình máy rung hoàn toàn mới: rung theo phƣơng tạo cộng hƣởng theo phƣơng, ợi dụng tuyến tính hóa ma sát chuyển động vữa bê tông mô hình mới, àm tăng hiệu đầm chặt bê tông, làm giảm thời gian rung đầm chặt tăng suất hiệu máy rung Footer Page 130 of 258 Header Page 131 of 258 129 Thiết kế chế tạo máy rung theo mô hình rung phƣơng hoàn toàn so với máy rung truyền thống Phân tích, kiểm định thực nghiệm máy rung mới, xác định phù hợp thông số máy điều ch nh để đạt đƣợc kết rung đầm chặt tốt Dùng máy rung theo phƣơng chế tạo để rung đầm chặt mẫu bê tông theo tiêu chuẩn hành, ép thử cƣờng độ thử độ chống thấm theo tiêu chuẩn máy thiết bị thí nghiệm phòng thí nghiệm công trình Đại học Xây dựng, Đại học Thủy lợi, thu đƣợc kết nhƣ đƣợc dự báo từ trƣớc kết đo cƣờng độ tăng 22% mẫu bê tông đo độ chống thấm tăng khoảng 30% tốt so với máy rung phƣơng truyền thống Rung đầm chặt bê tông máy rung theo phƣơng àm tăng mô đun đàn hồi chịu nén vật liệu XMLT dẫn đến kết àm cho độ bền vật liệu XMLT tăng n KIẾN NGHỊ Các vấn đề tiếp tục đƣợc nghiên cứu Máy rung phƣơng có độ cứng ò xo phƣơng ngang ớn phƣơng đứng nhiều (khoảng 70 - 80 lần) nên nghiên cứu thay lò xo ngang cao su để đơn giản thi công bảo dƣỡng Chế độ làm việc máy rung phƣơng chƣa đƣợc tính toán tối ƣu thời gian nghiên cứu kiểm nghiệm hạn chế Khi tìm đƣợc chế độ vận hành tối ƣu, kết tốt Sản xuất thử nghiệm sản xuất công nghiệp cầu máng XMLT máy rung hai phƣơng Footer Page 131 of 258 Header Page 132 of 258 130 ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 1) Thông qua phân tích tổng quan vật liệu XMLT sử dụng làm cầu máng, tác giả n u đƣợc nhân tố quan trọng ảnh hƣởng đến chất ƣợng cầu máng XMLT cƣờng độ độ chống thấm kết cấu, tính thấm vật liệu cầu máng XMLT chƣa đƣợc nghiên cứu tính toán xác định rõ ràng tài liệu xuất 2) Đối với kênh,cầu máng XMLT sản xuất phƣơng pháp rung, uận án xác định đƣợc thông số máy rung ảnh hƣởng định đến độ bền, độ thấm kết cấu XMLT, bi n độ, tần số rung, vận tốc chuyển động thời gian rung thông qua đồ thị khảo sát chi tiết cho k ch thƣớc cụ thể kết cấu cầu máng XMLT 3) Các tác giả đề xuất mô hình nguyên lý rung : rung theo phƣơng khác với rung phƣơng truyền thống, lợi dụng đƣợc giảm ma sát h n hợp bê tông rung đầm chặt 4) Chế tạo đƣợc máy rung bê tông theo nguyên lý thí nghiệm mẫu bê tông máy rung phƣơng mới, chứng minh đƣợc máy rung phƣơng chế tạo sản phẩm tốt máy rung theo phƣơng truyền thống mặt cƣờng độ độ chống thấm Footer Page 132 of 258 Header Page 133 of 258 131 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ Trƣơng Quốc Bình, Trần Văn Tuấn,“Nghi n cứu xác định thông số máy rung theo phƣơng công nghệ chế tạo kết cấu vỏ mỏng xi măng ƣới th p”- Tuyển tập công trình khoa học hội nghị Cơ học toàn quốc 8-9/12/2012, NXB Bách khoa Hà nội 2013., Tập - Cơ học máy Trƣơng Quôc Bình, Trần Văn Tuấn,“ Nghiên cứu thiết kế bàn rung phƣơng cộng hƣởng để chế tạo k nh máng xi măng ƣới th p”, gửi đăng có giấy xác nhận đăng Tạp chí Khoa học công nghệ Viện Hàn Lâm KH&CN Việt Nam số 4/ 2014 Trƣơng Quốc Bình,Trần Văn Tuấn, “Kết thực nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng bàn rung cộng hƣởng phƣơng đúc h n hợp bê tông cốt liệu nhỏ”, Tạp ch Cơ kh Việt Nam số 9-2013 Trƣơng Quốc Bình, “ Nghi n cứu ảnh hƣởng thông số dao động đến cƣờng độ độ thấm kết cấu xi măng ƣới th p”,Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Thủy lợi - Môi trƣờng số - 11 - 2004 Truong Quoc Binh,“Applying of ferrocement structures to construct of water system in tranditiona industry vi age”, symposium proceedings of Saitama University of Japan 2009 … Footer Page 133 of 258 Header Page 134 of 258 132 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Trƣơng Quốc Bình (6/2011), “Nghiên cứu chế tạo kết cấu vỏ mỏng vữa đầm chặt có cốt ƣới, sợi th p để sử dụng làm hệ thống máng dẫn chất phế thải, bể chứa chất thải, bế chứa biogas xử lý ô nhiễm môi trƣờng”, Đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp sở, Báo cáo tổng hợp, Trƣờng Đại học Thủy lợi 2- Trƣơng Quốc Bình,Trần Văn Tuấn, (2013), Nghiên cứu xác định thông số máy rung theo phƣơng công nghệ chế tạo kết cấu vỏ mỏng xi măng ƣới thép,Tuyển tập công trình khoa h c hội nghị h c toàn quốc lần thứ 9, Hà Nội 3- Trƣơng Quốc Bình (2004), “Nghiên cứu ảnh hƣởng thông số dao động đến cƣờng độ độ thấm kết cấu xi măng ƣới thép”, Tạp chí Khoa h c kỹ thuật Thủy lợi & 4- ôi trường, (7) Trƣơng Quốc Bình, Đ Văn Hứa, Vũ Thành Hải, Trần Mạnh Tuân (6- 2005 , “Hƣớng dẫn tính toán thiết kế thi công kết cấu cầu máng vỏ mỏng Xi măng ƣới th p”, Đề tài NCKH cấp Bộ, Bộ NN &PTNT 5- Trƣơng Quốc Bình (1995), Luận văn thạc sĩ hoa h c kỹ thuật, Trƣờng Đại học Xây dựng 6- Babakov I.M (1977), Lý thuyết ao động, NXB Đại Học Trung Học Chuyên Nghiệp, Hà Nội, Phạm Huyễn dịch 7- Phan Nguyên Di, Nguyễn Văn Khang, Đ Sanh (1990), Ổn định chuyển động kỹ thuật, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 8- Phan Nguyên Di, Nguyễn Văn Khang 1991 , T nh toán ao động máy, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà nội 9- Nguyễn Văn Đạo, Nguyễn Văn Khang, Nguyễn Cao Mệnh, Trần Doãn Tiến (1988), ao động h c ứng d ng kỹ thuật, Hội học Việt Nam, Hà Nội 10- Nguyễn văn Đạo (2001), h c giải tích, Hà nội Footer Page 134 of 258 Header Page 135 of 258 11- 133 Nguyễn Văn Đạo (1971), Những phương pháp ản lý thuyết dao động phi tuyến, Nhà xuất Đại học trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 12- P.C Muller W.O Schiehlen Nguyễn Đông Anh dịch (1996),Dao động tuyến tính, Hà Nội 13- Vũ Li m Ch nh, Phạm Quang Dũng, Trƣơng Quốc Thành (2002), s thiết kế máy xây dựng, Hà Nội 14- Trần Văn Tuấn (2005), s kỹ thuật rung xây dựng sản xuất vật liệu xây dựng, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 15- Trần Văn Tuấn (2004), “Nghiên cứu mô hình tƣơng tác máy bê tông trình đúc cấu kiện bàn rung”, Tạp chí khoa h c công nghệ, tập 42 (6) 16- Trần Văn Tuấn (2002), “Khảo sát động học đầm xung kích tự di chuyển”, Tạp chí Cầu đường, (4) 17- Trần Văn Tuấn (2002), “Nghiên cứu quy trình thiết kế máy rung ngang cộng hƣởng hai bậc tự đúc cấu kiện bê tông”, Tạp chí Giao thông vận tải, (8) 18- Trần Văn Tuấn (2004), “Nghiên cứu thiết kế bàn rung cộng hƣởng dao động tuyến t nh theo hai phƣơng”,Tạp chí khoa h c công nghệ trường đại h c kỹ thuật, (48+49) 19- Nguyễn Đình Triều, Nguyễn Trọng, Nguyễn Anh Tuấn (2004), s lý thuyết kỹ thuật rung xây dựng, NXB Khoa học kỹ thuật 20- Franz Holzweißig, Hans Dresig Lehrbuch der Maschinendynamik, ngƣời dịch : PGS.TS Vũ Li m Ch nh; PGS.TS Phan Nguy n Di, ngƣời hiệu đ nh : GS TSKH Nguyễn Văn Khang 2002 , iáo trình động lực h c máy, Hà Nội 21- Nguyễn Văn Khang 2001 , Dao động kỹ thuật, Hà Nội 22- Đoàn Tài Ngọ, Nguyễn Thiệu Xuân, Trần Văn Tuấn, Nguyễn Thị Mai, Nguyễn Kiếm Anh (2000), Máy sản xuất vật liệu cấu kiện xây dựng, Hà Nội 23- Timôsencô X.P(1963), Những vấn đề ao động kỹ thuật, Hà Nội 24- Đ Sanh (1999), ộng lực h c máy, Hà Nội Footer Page 135 of 258 Header Page 136 of 258 25- 134 Vũ Thành Hải (1999), huyên đề lý thuyết vỏ, Tài liệu tham khảo cho lớp sau đại học ngành công trình, Bộ môn Kết cấu công trình-Đại học Thủy lợi 26- Vũ Thành Hải, Trƣơng Quốc Bình, Vũ Hoàng Hƣng 2006 , Kết cấu thép, NXB Xây dựng, Hà Nội 27- Hoàng Quang, Nguyễn Văn Khánh, Trần Nhật Thành ( 1984), Tính toán kết cấu thép, Tài liệu dịch từ tiếng Nga I.A.Likhtapnhicôp, V.M.C ƣcôp, Đ.V Lađƣgienxki, NXB X y dựng, Hà Nội 28- Nguyễn Xuân Bảo tác giả khác (1978), Phương pháp phần tử hữu hạn ứng d ng tính toán công trình 29- GS.TS Phạm Ngọc Khánh dịch giả (1997), Lập chương trình t nh toán công trình xây dựng phương pháp phần tử hữu hạn Bản dịch từ tiếng Anh I.M.Smith & D.V.Griffiths, University of Manchester, UK 30- TCVN 6394 - Vật liệu cấu kiện xây dựng (1999), Cấu kiện bê tông vỏ mỏng c lư i thép, NXB Xây dựng 31- 14TCN 63-2002 Tiêu chuẩn ngành (2002), Bê tông thủy công vật liệu dùng cho bê tông thủy công - Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thử, Bộ Nông nghiệp & PTNT 32- Bộ môn sức bền vật liệu - Đại học Bách khoa Hà nội (1999), Phương pháp thực nghiệm h c 33- ThS Nguyễn Ngọc Ba 2004 , “Phƣơng pháp xác định quan hệ ứng suất - biến dạng bê tông chịu nén từ thí nghiệm uốn nén uốn mẫu có mặt cắt chữ nhật”, Tạp chí Khoa h c công nghệ xây dựng, (3) 34- IU M Bazenov, Bạch Đình Thi n, Trần Ngọc Tính (2004), Công nghệ bê tông, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 35- TCVN 6394-1998 (1999), Cấu kiện bê tông vỏ mỏng c lư i thép, NXB Xây dựng 36- ACI Committee Report 309 (2002), Behavior of Fresh Concrete During Vibration, USA 37- ACI Committee Report 549 (2002), Guide for the Design, Construction and Repair of Ferrocement, USA Footer Page 136 of 258 Header Page 137 of 258 38- 135 Alexander, A Michel (1977), Study of Vibration in Concrete, Mechanics of Motion of Fresh concrete, Technical Report No 6-750, Report 3, US Army Enginer Waterway Experiment Station, Vicksburg, Sept 1977, 32pp 39- Antonie E Naaman (2000), Ferrocement and laminated cementitious composites, Techno Press 3000, Michigan 2000, USA 40- Awrejcewicz J and K Tomczak (1999), Stability Improvement of the Impact Dynamical Systems - Analytical and Numerical Methods, 90 – 924 Lodz, Poland 41- A M Neville (1999), Properties of Concrete, The Longman Co., England 42- Babisky V I (1998), Theory of Vibro - Impact Systems and Applications, Springer 43- Truong Quoc Binh,“App ying of ferrocement structures for construction of wast water system in traditiona industria vi age” , Proceedings of The Internationa Symposium on “Recent Techno ogy foe Infrastructure Deve opment in Japan and Vietnam” , Saitama University - Japan 44- Truong Quoc Binh, Do Van Hua, Duong Ba Hien, Nguyen Hoang Ha (2001), Some prblems on calculation and manufacture of ferrocement canal, Proceedings of The ICCMC/IBST 2001 international confrence on advanced techmologies in design, contruction and maintenance of concrete structures, Construction Publishing House 45- B.K.Paul & R.P Pama (1978), Ferrocement, International Ferrocement Information Center, AIT, Bangkok-Thailand 46- Burman Roy (2012), “Permeability of Concrete - A silent killer", NBMCWNew Delhi, http://nbmcw.com/articles/concrete.html 47- Cyril M.Harris & Allan G.Piersol (2002) “Harris’ shock and vibration handbook”, Fifth Edition, Mc Graw-Hill company 48- D.ENewland (1989), Mechanical vibration analysis and computation, Singapor 49- George E Mase (1995), Theory and problems of continuum mechanics, GD Footer Page 137 of 258 Header Page 138 of 258 50- 136 Mitropolski Yu.A Nguyen Van Dao (1997), Applied asymptotic methods in nonlinear oscillations, Ukrainian academmy of sicences, National centre natural sicence and technology of Vietnam, Kiev - Hanoi 51- Nakra B.C, G.S Yadava; L Thuestad (1989), Vibration Measuement and Analysis, NPC/ 1000/ June, 1989 52- Natsiavas S., H Gonzales (June 1992), “Vibration of Harmonically Excited Ascillators with Asymmetric Constraints”, S284/Vol.59 53- Pi-Cheng-Tung September 1992 , “The Dynamics of a Nonharmonica y Excited System Having Rigid Amp itude Constraints”, 693/Vo 59 54- SAP2000, Integrated Finite Element Analysis and Design of Structures, Computer and Structures, Inc., Berkeley, California, USA 55- Structural Materials Research Group, Operating Manuel of Auto-clam Permeability system, Amphora NDT ltd., Belfast, Northen Ireland, UK 56- Wi iam T.Segui 2013 , “Stee Design”, CENGAGE Learning, Stamford CT 06902, USA 57- The Queen’s University of Be fast 2003 , Autoclam permeability operating manual, Structural Materials Research Group, School of Civil Engineering, Northern Ireland, UK 58- Zien Kiewicz O C (1981), The Finite Elemen Method, McGraw-Hill Book Co., New York 59- Westool & Stewart ( 1995), Instruction Use for Research Type Vibrating Table, Westool Ltd., West Auckland, UK 60- Аналитические методы нелинейной механики Киев, cтр 98-114) 61- Бауман В А и другие 1970 , Вибрационные машины в строительстве и производстве строительных материалов, Москва 62- Бауман В.А., Клущаев Б В., Мартынов В Д 1975 , Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий иконструкций, Москва 63- Бауман В А., И.И Быховский 1977 , Вибрационные машины и процессы в строительстве, Москва 64- Бажeнoв Ю.M.(2003), Tехнология бетона, Киев Footer Page 138 of 258 Header Page 139 of 258 137 65- Бидерман В Л 1980 , Теория механических колебаний, Москва 66- Б.В Гусев Б , Зазимко В Г 1991 , Вибрационная технология бетона, Киев 67- Блехман И.И., Джанелидзе Г Ю 1964 , Вибрационное перемешение “Наука” Москва 68- Быховский И И 1969 , Теория вибрационной техники, Москва 69- Гусев Б В 1982 , Ударно вибрационная технология уплотнения бетонных смесей, Москва 70- Г Д Фeдopoв; A H Иванoв; A Г Caвчeнкo (1986), Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий из ниx,Bищa шкoлa 71- Пановко Я Г., Губанова И И 1987 , Устойчивость и колебания упругих систем, Москва 72- Caвинов O A.(1972), Теория и методы вибрационного формования железобетоных изделий Л 73- Caвинов O.A., Лавринович Е В 1987 , Вибрационная техника уплотнения и формования бетонных смесей Л 74- Caвинов O.Л., Лускин А.Я 1960 , Вибрационный метод погружения свай и его применение в строительстве Л 75- Осмаков С А., Брауле Ф Г 1976 , Вибрационные формочные машины Л 76- Силенок С Г., А А Борщевский 1990 , Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций, Москва 77- Сапожников М Я 1970 , Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций, Москва 78- Чубук Ю Ф., Назаренко И И и другие 1985 , Вибрационные машины для уплотнения бетонных смесей, Киев 79- Кононенко В О систем, Киев Footer Page 139 of 258 1980 , Нелинейные колебания механических Header Page 140 of 258 80- Пресняков 138 В К., Гордиенко Э Л 1978 , Иследование взаимодействие рабочих органов вибротранспортирующих машин с технологической нагрузкой, Харков 81- Вибрации в технике, справочник в томах 1979 , Колебания нелинейных механических систем - Том , под реакцией И.И Блехмана, Москва Footer Page 140 of 258 ... HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN CƠ HỌC TRƯƠNG QUỐC BÌNH XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ RUNG LÀM TĂNG ĐỘ BỀN ĐỘ CHỐNG THẨM CỦA MÁNG XI MĂNG LƯỚI THÉP Chuyên... hƣởng định đến đầm lèn chặt vữa Vì lý phân tích nên luận án này, tác giả giới hạn đề tài nghiên cứu Xác định mối quan hệ thông số động lực học hệ rung làm tăng độ bền, độ chống thấm máng xi măng. .. phương 51 2.2.2 Hệ phương trình ao động lời giải: 52 2.3 Chọn sơ số thông số máy rung 55 Xác định thông số ản cấu gây rung, hệ thống lò xo 57 Xác ịnh thông số iên độ, vận tốc, gia