BÁO cáo THÍ NGHIỆM và KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH lớp cầu đường ôtô sân bay k51

BÀI I : PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM SIÊU ÂM KẾT HỢP VỚI SÚNGBẬT NẨY XÁC ĐỊNH CƯỜNG CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG 1.1 Mục đích thí nghiệm.. - Phương pháp thí nghiệm : B1 : Chuẩn bị mẫu thí nghiệm,và th

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH

CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH

Lớp Xây Dựng Cầu Đường Ôtô – Sân Bay K51

Nhóm 1 :

1 Đặng Trần Anh

2 Trần Văn Bình

3 Nguyễn Mạnh Chí

4 Hoàng Đức Diệm

5 Đỗ Tiến Diện

6 Hoàng Văn Diệu

7 Trần Hải Dương

8 Nguyễn Tiến Dự

9 Nguyễn Văn Đan

10 Trần Viết Đức

MỤC LỤC

BÀI I : PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM SIÊU ÂM KẾT HỢP VỚI SÚNG

BẬT NẨY XÁC ĐỊNH CƯỜNG CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG 3

1.1 M ỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 3

a Đánh giá cường độ bê tông bằng thiết bị nẩy va chạm 3

b Đánh giá độ đồng nhất của bê tông bằng phương pháp siêu âm 3

1.2 M Ô HÌNH THÍ NGHIỆM 3

a Phương pháp súng bật nẩy 3

b Phương pháp siêu âm 3

1.3 T HIẾT BỊ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 3

a Phương pháp siêu âm 3

b Phương pháp súng bắn bật nảy 4

1.4 X Ử LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 4

a Phương pháp siêu âm 4

b.phương pháp súng bắn bật nảy 4

1.5 N HẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN 4

BÀI II : XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ GIỮA LỰC ,BIẾN DẠNG ,ĐỘ VÕNG TRÊN MÔ HÌNH DẦM GIẢN ĐƠN 4

2.1 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU THÍ NGHIỆM 4

2.2 ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC VÀ MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM 4

2.2.1 Kích thước hình học và sơ đồ bố trí thí nghiệm 4

2.2.2 Thiết bị gia tải và thiết bị đo 4

2.3 TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 4

2.3.1 Xác định tải trọng thí nghiệm 4

2.3.2 Xác định cấp gia tải 4

2.3.3 Các bước tiến hành 4

3.TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT 4

3.1.Tính ứng suất ứng với các cấp tải trọng 4

3.2.Tính độ võng ứng với các cấp tải trọng 4

4.XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 4

4.1.Xử lý số liệu tính ứng suất 4

4.2 Xử lý độ võng 4

5 SO SÁNH KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 4

5.1.Ta có bảng độ sai lệch khi tính ứng suất như sau: 4

5.2.Ta có bảng độ sai lệch khi tính độ võng như sau: 4

5.3 Mối quan hệ giữa lực- ứng suất- biến dạng 4

BÀI I : PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM SIÊU ÂM KẾT HỢP VỚI SÚNG

BẬT NẨY XÁC ĐỊNH CƯỜNG CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG

1.1 Mục đích thí nghiệm

a Đánh giá cường độ bê tông bằng thiết bị nẩy va chạm

- Mục đích thí nghiệm : xác định cường độ bề mặt của bê tông

- Tiêu chuẩn áp dụng : TCVN 9334 : 2012 ,TCVN 9335 : 2012 ,

TCXD 239 : 2000

b Đánh giá độ đồng nhất của bê tông bằng phương pháp siêu âm

- Mục đích thí nghiệm : Đánh giá chất lượng bê tông thông qua

hệ số đồng nhất

- Tiêu chuẩn áp dụng : TCVN 9357 : 2012 ,TCVN 9335 : 2012 ,

TCXD 239 : 2000

1.2 Mô hình thí nghiệm

a Phương pháp súng bật nẩy

- Mẫu thí nghiệm : 2 mẫu kích thước 15 x15 x 60 cm

- Cấp phối chế tạo mẫu :

+ Xi măng pooc lăng PC 40

+ Cốt liệu lớn : đá dăm với đường kính lớn nhất D max = 20mm

b Phương pháp siêu âm

- Mẫu thí nghiệm : 2 mẫu kích thước 15 x15 x 600 cm

- Cấp phối chế tạo mẫu :

+ Xi măng pooc lăng PC 40

+ Cốt liệu lớn : đá dăm với đường kính lớn nhất D max = 20mm

1.3 Thiết bị phương pháp thí nghiệm

a Phương pháp siêu âm

- Thiết bị thí nghiệm :

+ Bộ phận tạo xung điện , một đôi đầu dò ,bộ phận khếch đại ,và bộ phận thiết bị đếm thời gian giữa thời điểm lúc xung bắt đầu phát ra từ đầu dò phát và thời điểm xung bắt đầu đến đầu dò thu – lúc mặt trước của đầu xung chạm đến đầu thu.Thiết bị đếm thời gian hiện thị số đọc trực tiếp

- Phương pháp thí nghiệm :

B1 : Chuẩn bị mẫu thí nghiệm,và thiết bị thí nghiệm

B2 : Trên chiều dài mẫu xác định 5 vùng thí nghiệm

B3 : Bôi trơn chỗ thí nghiệm bằng mỡ ,tiến hành đặt đầu dò và đầu thu vào hai bên của mẫu thí nghiệm.(như hình 1)

15

15

600

Hình 1 : Mẫu thí nghiệm

B4 :Tiến hành đo và ghi kết quả (số đọc trên máy là giá trị thời gian )

- Nguyên lý tính toán :

+ Nguyên lí chung là đo vận tốc của sóng siêu âm bằng cách xác định thời giân truyền sóng từ đầu phát siêu âm(chuyển đổi từ xung điện kích thích sang dao động cơ có tần số cao hơn tần số âm) đến đầu thu (chuyển đổi từ dao động cơ sang xung điện) trong bê tông

+ Để xác định vân tốc siêu âm cần tiến hành đo hai đại lượng khoảng cách truyền xung siêu âm và thời gian truyền xung siêu âm

Vận tốc siêu âm được tính theo công thức:

Trong đó:

v:là vận tốc siêu âm (m/s)

L: Chiều dài đường truyền (mm)

T:Thời gian truyền( )

+ Đo chiều dài đường truyền bằng dụng cụ đo dài.Sai số đo không

vượt quá 0.5% chiều dài đo

b Phương pháp súng bắn bật nảy

- Thiết bị thí nghiệm : súng bán bật nảy

- Phương pháp thí nghiệm

B1 – Chuẩn bị mẫu thí nghiệm và thiết bị thí nghiệm

B2 –Xác định 5 vùng bắn ,mỗi vùng bắn , ta bắn 10 điểm

B3 – Tiến hành đo và ghi kết quả

1.4 Xử lý kết quả thí nghiệm

a Phương pháp siêu âm

Mẫu Vùng kiểm tra Khoảng cách thời gian vận tốc

b.phương pháp súng bắn bật nảy

bảng tính súng bắn bật nẩy

Mẫu Điểm

đo Chỉ số bật nẩy n ntb GócBắn nhc ntổngth

hợp M1

1 48 42 40 38 43 41 39 42 40 41 40 -90 2.5 42.5

2 43 48 47 39 46 43 46 40 41 40 43.667 -90 2.13 45.8

3 41 40 40 38 38 38 40 41 43 40 40 -90 2.5 42.5

4 41 40 40 44 41 39 38 42 44 38 41 -90 2.4 43.4

5 44 39 41 45 40 40 38 38 43 39 40.222 -90 2.48 42.7 M2

1 42 40 49 43 40 40 43 42 43 44 42.444 -90 2.26 44.7

2 44 42 43 42 41 42 41 42 46 40 42.556 -90 2.24 44.8

3 40 47 42 40 46 43 45 47 44 46 43.778 -90 2.12 45.9

4 48 46 43 45 45 46 42 46 43 43 44.889 -90 2.01 46.9

5 46 41 40 43 41 40 42 44 42 41 42.111 -90 2.29 44.4

Công th c tính :ứ

ntb = ∑ ni

ntổng hợp = ntb +n hc

Tra bảng 7 trong tiêu chuẩn TCVN 9335 -2012 ta xác định được cường độ chịu nén tiêu chuẩn như sau: Căn cứ vào kết quả đo cho thấy các giá trị vận tốc và chỉ số bật nẩy đều vượt quá bảng tra theo chiều lớn hơn, như vậy các giá trị cường độ chịu nén tra bảng đều > 35MPa

Mẫu Vùng kiểm

M1

M2

Ta có R0 = ∑ Rtci /k

Với k là số vùng kiểm tra

Rtci là cường độ chịu nén của vùng kiểm tra thứ i

Mẫu 1 R01 => 35Mpa

Mẫu 2 R02 =

Cường độ chịu nén thực tế của mẫu là

R = R0 .C0

C0 là hệ số ảnh hưởng để xét đến sự khác nhau giữa thành phần của bê tong vùng thử và bê tông tiêu chuẩn

C0 = C1 C2 C3 C4

TCVN9335-2012 được 1.04

- C2 là hệ số ảnh hưởng của hàm lượng xi măng dùng trong 1m3 bê tông tra bảng 4 trong TCVN9335-2012 được 1.03

TCVN9335-2012 được 1

- C4 là hệ số ảnh hưởng của đường kính cốt liệu lớn Dmax tra bảng 6

trong TCVN9335-2012 được 1.03

Vậy C0 =1.04 x 1.03 x 1 x 1.03 =1.103

Cường độ chịu nén mẫu 1 là R1 = >1.103x35 = 38.62 MPa

R2 =

1.5 Nhận xét và kết luận

Trong quá trình đo có sai số nên kết quả không thể đảm bảo được độ chính xác tuyệt đối được

Nguyên nhân gây ra sai số :

- do thiết bị máy móc

thì ko đạt,do người ghi chép …

- do lúc mẫu chưa đạt yêu cầu

- do tính toán theo phương pháp tra bảng nên trong quá trình tra đã xảy ra sai số

- một số nguyên nhân khác…

Kết luận :

Cường độ chịu nén của 2 mẫu kiểm tra đều vượt quá giá trị 38.62 Mpa Để xác định chính xác giá trị cường độ chịu nén của mẫu thí nghiệm cần sử

dụng các phương pháp khác (nén trực tiếp hoặc xây dựng lại bảng tra)

BÀI II : XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ GIỮA LỰC ,BIẾN DẠNG ,ĐỘ VÕNG

TRÊN MÔ HÌNH DẦM GIẢN ĐƠN

2.1 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU THÍ NGHIỆM

-Nghiên cứu quy luật phân bố nội lực trong giới hạn đàn hồi của mô hình dầm giản đơn chịu tác dụng của tải trọng tĩnh tập trung

- Xác định các giá trị ứng suất, biến dạng tương đối của đối tượng khi chịu lực

và độ võng tổng thể của dầm giản đơn ứng với các cấp tải trọng

- Làm quen với phương pháp thí nghiệm kiểm tra xác định khả năng chịu tải của một dầm giản đơn, biết cách tính toán các giá trị ứng suất độ võng tại mặt cắt của dầm chịu tác dụng của tải trọng tĩnh tập trung

- Biết cách sử dụng các thiết bị đo để xác định các giá trị ứng suất biến dạng và

độ võng bằng phương pháp thực nghiệm

2.2 ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC VÀ MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM

2.2.1 Kích thước hình học và sơ đồ bố trí thí nghiệm

- Dầm thí nghiệm được chọn là dầm thép định hình I100 có kích thước

Ltt=2000mm, đặc trưng hình học theo bảng tra: Chiều cao H= 100mm, rộng

cánh 55mm, diện tích tiết diện F= 12cm2, mô mem quán tính đối với trục trung hòa Jx= 198 cm4, mô men chống uốn với trục TH Wx= 39.7 cm3

- Dầm được kê trên 2 gối và được tạo lực tại hai điểm đối xứng cách đều 2 gối Lúc này sơ đồ làm việc của dầm như 1 dầm giản đơn chịu 2 lực tập trung Biến dạng cảu dầm giữa hai điểm đặt lực là biến dạng thuần túy- Thớ dưới và thớ

trên đều có cùng trị số biến dạng nhưng khác dấu, các giá trị biến dạng tại các điểm trong khảng đặt lực có giá trị không đổi

2.2.2 Thiết bị gia tải và thiết bị đo

- Mô hình thí nghiệm được bố trí tại nhà A10, tải trọng được chất tải bằng các quả cân 10 kg và 5 kg

- Lắp đặt thiết bị đo: Các thiết bị đo được bố trí tại mặt cắt giữa dầm

+ Thiết bị đo ứng suất: Sử dụng thiết bị đo biến dạng TDS 302 với đầu đo

điện trở Đatric R= 120 ôm và các Tenzomet cơ học sử dụng đồng hồ Thiên

phân kế 0.001 mm với chiều dài chuẩn đo Lo= 200mm Cánh dưới của dầm

( đáy dầm) và cánh trên của dầm ( đỉnh dầm) được bố trí 2 điểm đo ứng suất: 1 điểm Tenzomet cơ học và 1 điểm điện tử TDS 302 Tổng số 4 điểm đo ứng suất + Thiết bị đo độ võng: Sử dụng đầu đo LVDT kết hợp với máy đo biến dạng TDS 302 và đồng hồ đo võng bằng Bách phân kế 0.01 mm hành trình 30mm Tổng số 2 điểm đo độ võng: 1 điểm đo điện tử TDS 302 + LVDT và 1 điểm cơ học Bách phân kế hành trình 30mm

2.3 TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM

2.3.1 Xác định tải trọng thí nghiệm

- Căn cứ vào đặc trưng hình học của dầm thí nghiệm xác định khả năng chịu tải của dầm

- Trong thí nghiệm để đảm bảo vật liệu dầm làm việc trong giới hạn đần hồi

chọn tải trọng thí nghiệm P tương đương 50% khả năng chịu tải của dầm

Theo tính toán và căn cứ vò tải trọng sẵn có tại Phòng thí nghiệm, với dầm thí nghiệm chọn tải trọng P= 300kg

2.3.2 Xác định cấp gia tải.

- Căn cứ độ nhạy của thiết bị đo và để tiện theo dõi kết quả thí nghiệm, tải trọng thí nghiệm được cấp thành các tải trọng như sau: 0P, 0.2P, 0.4P, 0.6P, 0.8P, P 2.3.3 Các bước tiến hành

- Lắp đặt các thiết bị thí nghiệm

- Gia tải với cấp tải 0.2P, quan sát các thiết bị đo và của toàn bộ mô hình thí

nghiệm

Nếu phát hiện sự cố cần chỉnh lại.Nếu chúng làm việc bình thường thì hạ tải về không Đọc và ghi lại các số liệu ban đầu ( tương ứng với tải trọng P=0) tại các dụng cụ đo vào Biểu mẫu ghi số liệu thí nghiệm

- Tiến hành tá dụng tải trọng theo từng cấp Sau khi chất đủ tải, tại mỗi cấp lực dừng 5 phút để đọc và ghi số liệu vào biểu mẫu ghi số liệu thí nghiệm

- Sau khi đọc số liệu đo ứng với cấp tải trọng cuối cùng thì tiến hành hạ tải về không

Quá trình hạ tải phải thực hiện theo từng cấp ngược với quá trình chất tải và

cũng ghi lại các số liệu tương ứng để có nhận xét của sự làm việc thuận nghịch

- Thực hiện quá trình chất tải và hạ tải theo từng cấp lực 3 lần

3.TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT

3.1.Tính ứng suất ứng với các cấp tải trọng.

Với dầm giản đơn chịu tải trọng tập trung P như sơ đồ thí nghiệm:

M

Jx = σ y Trong đó:

M: Mô men uốn tác dụng tại mặt cắt đầu đo biến dạng M=P/2x(L-b)/2 Với:

b: Khoảng cách giữa hai điểm đặt lực tập trung P/2 (b=60cm)

Jx: Mô men quán tính trục chịu uốn của mặt cắt.( Jx=198cm4)

Ứng suất tại bề mặt cắt gắn đầu đo

y: Khoảng cách từ đường trung hòa đến bề mặt gắn đầu đo ( Biểu đồ ứng suất) y=h/2=5cm

3.2.Tính độ võng ứng với các cấp tải trọng

Để tính toán độ võng ta sử dụng phương pháp nhân biểu đồ (P=150kg)

P/2

(MP)

P=1

(Mk) 50

Δl=[ 1

EJ].[Mp Mk]

Δl=[ 1

EJ].[Mp Mk]=2 1

EJ[(37,5+60).25

2 .×37 ,5 P+ 12.75.37,5 23.37.5 P] Trong đó ta có:

E= 2.1×106( kg/cm2) J= 198cm4 Ta được: Δl=3.6639×10−4.P (cm)

Cấp Tải trọngTải

(Kg)

Độ võng (mm)

4.XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

BÀI THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH DẦM GIẢN ĐƠN

4.1 BIỂU GHI SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM (chép đúng biểu ghi số liệu khi thí nghiệm)

10-3 mm TDS dướiɛ.10-6mm TDS dưới ɛ.10-6mm ɛ.10BPK trên-3mm BPK dướiɛ.10-3mm

4.2.Xử lý số liệu tính ứng suất.

- Kết quả đo = Số đọc có tải- Số đọc không tải

- Chú ý số đo biến dạng: Đối với thiết bị điện tử số đọc chính là biến dạng

tương đối, còn đối với các thiết bị cơ học thì giá trị biến dạng được tính như

sau:

+ Độ giãn dài tuyệt đối ở điểm đo i: ∆li= (Sisau- S io) mm

+ Độ giãn dài tương đối: e=∆Li/L0 Trong đó L0=200mm là chiều dài chuẩn

đo

Và công thức tính ứng suất:

i=1

3

ε i

3 E( daN/cm2)

Kết quả TN được trong các bảng sau:

Theo biểu ghi số liệu có 3 điểm đo ứng suất, cần tính kết quả cho từng điểm đo một, mỗi điểm đo một bảng:

Ví dụ điểm đo ứng suất cơ học cánh trên:

0.2P

0.4P

0.6P

0.8P

1.0P

Với mỗi điểm đo lấy 3 giá trị có tải, tương ứng với 3 giá trị không tải (theo biểu ghi số liệu TN) để tính kết quả, sau đó lấy giá trị trung bình Chú ý đơn vị của các đại lượng đo.

Số liệu đo độ võng xử lý tương tự.

Căn cứ vào kết quả đo trung bình vẽ biểu đồ quan hệ

Tải

0.2P 31.5 0.009- -4E-05 4736 -3E-05 -2E-07 4805 -3.2E-05 -1.6E-07

0.4P 42 0.019- -1E-04 4770 -7E-05 -3E-07 4840 -6.7E-05 -3.4E-07

0.6P 52 0.029- -1E-04 4800 -1E-04 -5E-07 4868 -9.5E-05 -4.8E-07

0.8P 62 0.039- -2E-04 4837 -1E-04 -7E-07 4906 0.00013- -6.7E-07

0.8P 62 0.039- -2E-04 4837 -1E-04 -7E-07 4906 0.00013- -6.7E-07

0.6P 53 -0.03 -2E-04 4807 -1E-04 -5E-07 4877 -0.0001 -5.2E-07

0.4P 43.5 0.021- -1E-04 4777 -8E-05 -4E-07 4845 -7.2E-05 -3.6E-07

0.2P 34 0.011- -6E-05 4744 -4E-05 -2E-07 4814 -4.1E-05 -2.1E-07

0P 25.5 0.003- -1E-05 4712 -1E-05 -5E-08 4780 -7E-06 -3.5E-08

0P 25.5 0.003- -1E-05 4712 -1E-05 -5E-08 4780 -7E-06 -3.5E-08

0.2P 34 0.011- -6E-05 4745 -4E-05 -2E-07 4814 -4.1E-05 -2.1E-07

0.4P 44 0.021- -1E-04 4779 -8E-05 -4E-07 4847 -7.4E-05 -3.7E-07

0.6P 53 -0.03 -2E-04 4811 -1E-04 -5E-07 4881 0.00011- -5.4E-07

0.8P 62 0.039- -2E-04 4804 -1E-04 -5E-07 4913 0.00014- -7E-07

0.8P 62 0.039- -2E-04 4804 -1E-04 -5E-07 4913 0.00014- -7E-07

0.6P 53 -0.03 -2E-04 4810 -1E-04 -5E-07 4880 0.00011- -5.4E-07

0.4P 44 0.021- -1E-04 4781 -8E-05 -4E-07 4849 -7.6E-05 -3.8E-07

0.2P 35 0.012- -6E-05 4749 -5E-05 -2E-07 4818 -4.5E-05 -2.3E-07

0P 26 0.003- -2E-05 4716 -1E-05 -7E-08 4785 -1.2E-05 -6E-08

Sử dụng công thức tính ứng suất:

i=1

3

ε i

3 E( daN/cm2)

Ta sẽ được kết quả trong bảng sau:

TPK ứng suất cánh trêntheo TDS ứng suất cánh dưới theo TDS

4.3 Xử lý độ võng

Ta tính được độ võng trung bình

5 SO SÁNH KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT

Độ sai lệch giữa lý thuyết và thực nghiệm được xác định như sau:

S= N tn N −N lt

%

- Nhận xét: Sai số của thiết bị đo cơ học, thiết bị đo điện tử? Sai số rất lớn so với tính toán lý thuyết, dặc biệt là với kết quả của thiết bị đo biến dạng TDS

302

- Nguyên nhân sai số:

+ Khi tính toán lý thuyết là ta tính cho “kết cấu thanh” nên tại giữa dầm chỉ chịu kéo, trong khi thực tế làm việc thì luôn phân ra 2 vùng (Vùng trên chịu nén

và vùng dưới chịu kéo) Không đúng

+ Sai số do vật liệu

+ Sai số do ảnh hưởng của môi trường

+ sai số do kích thước hình học

+ Sinh viên thao tác máy chưa thành thạo, dẫn đến những sai số

+ Thiết bị đo không hoàn toàn chính xác

+ Sai số do người đọc kết quả

5.3 Mối quan hệ giữa lực với ứng suất- biến dạng và độ võng

Trong giới hạn đàn hồi của vật liệu dầm thì lực tỷ lệ thuận với ứng suất, biến

dạng Lực càng lớn thì ứng suất và biến dạng càng lớn Quan hệ này tuyến tính hay phi tuyến?