BÁO CÁO CUỐI KÌ MÔN THÍ NGHIỆM CƠ HỌC- KIỂM ĐỊNH CÔNG TRÌNH

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG


BÁO CÁO CUỐI KÌ
MƠN THÍ NGHIỆM CƠ HỌC- KIỂM
ĐỊNH CƠNG TRÌNH
NHĨM 5
GVHD: TS. LÊ TÂN

TP.HCM, tháng 10 năm 2019


THÀNH VIÊN NHĨM 5

STT
1
2
3
4
5
6

HỌ VÀ TÊN

MSSV

CHỨC VỤ

GHI CHÚ

Nhóm trưởng

Hồn thành tốt cơng
việc được giao

Thành viên

Hồn thành tốt cơng
việc được giao

Thành viên

Hồn thành tốt cơng
việc được giao

Thành viên

Hồn thành tốt cơng
việc được giao

Thành viên

Hồn thành tốt cơng
việc được giao

Thành viên

Khơng tham gia các
hoạt động của nhóm

MỤC LỤC
BÀI 1: THÍ NGHIỆM KÉO THÉP (TCVN 197:1985)................................................................... 6
1. Mục đích.................................................................................................................................. 6
2. Cơ sở lý thuyết......................................................................................................................... 6
3. Mẫu thí nghiệm........................................................................................................................ 7
4. Dụng cụ thí nghiệm................................................................................................................. 7
5. Trình tự thí nghiệm.................................................................................................................. 8
6. Kết quả thí nghiệm................................................................................................................... 9
7. Tính tốn kết quả..................................................................................................................... 9
8. Nhận xét................................................................................................................................. 10
BÀI 2: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH MƠ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA THÉP........................................ 11
1.

Mục đích thí nghiệm........................................................................................................... 11

2.

Cơ sở lí thuyết..................................................................................................................... 11

3.

Mẫu thí nghiệm................................................................................................................... 11

4.

Dụng cụ thí nghiệm............................................................................................................ 11

5.

Trình tự thí nghiệm............................................................................................................. 12

6.

Tính tốn kết quả................................................................................................................ 12

7.

Nhận xét.............................................................................................................................. 13

BÀI 3: XÁC ĐỊNH ĐỘ HAO MÒN LOSANGELES (LA) CỦA ĐÁ DĂM TIÊU CHUẨN.....14
1.

Khái niệm............................................................................................................................ 14

2.

Nội dung chủ yếu của phương pháp thí nghiệm................................................................. 14

3.

Dụng cụ thí nghiệm............................................................................................................ 15

4.

Trình tự thí nghiệm............................................................................................................. 16

5.

Kết quả thí nghiệm.............................................................................................................. 21

Bài 4 : XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO KHI UỐN VÀ CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO DỌC
TRỤC (TCVN 3119-1993)............................................................................................................ 22


1. Mục đích thí nghiệm.............................................................................................................. 22
2. Dụng cụ thí nghiệm................................................................................................................ 22
3. Trình tự thí nghiệm................................................................................................................ 22
4.Tính tốn kết quả.................................................................................................................... 23
5.

Nhận xét.............................................................................................................................. 24

BÀI 5: ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG TRÊN KẾT CẤU CƠNG TRÌNH BẰNG PHƯƠNG
PHÁP KHOAN LẤY MẪU.......................................................................................................... 25
1.

Mục đích............................................................................................................................. 25

2.

Phạm vi thí nghiệm............................................................................................................. 25

3.

Quy trình thí nghiệm xác định cường độ bê tơng trên cấu kiện cơng trình........................ 25

4.

Tính tốn kết quả................................................................................................................ 28

BÀI 6: XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN MARSHALL CỦA BÊ TƠNG NHỰA........................................ 31
1.

Khái niệm............................................................................................................................ 31

2.

Dụng cụ thí nghiệm............................................................................................................ 31

3.

Trình tự thí nghiệm............................................................................................................. 32

4.

Tính tốn kết quả................................................................................................................ 34

BÀI 7: XÁC ĐỊNH ĐỘ CHỐNG THẤM NƯỚC CỦA BÊ TÔNG............................................. 36
1.

Khái niệm............................................................................................................................ 36

2.

Dụng cụ thí nghiệm............................................................................................................ 37

3.

Trình tự thí nghiệm............................................................................................................. 37

4.

Kết quả thí nghiệm.............................................................................................................. 38

BÀI 8: XÁC ĐỊNH MƠ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA BÊ TƠNG KHI NÉN TĨNH............................. 39
1.

Mục đính thí nghiệm........................................................................................................... 39

2.

Dụng cụ thí nghiệm:........................................................................................................... 39

3.

Chuẩn bị mẫu thử................................................................................................................. 39

4.

Trình tự thí nghiệm.............................................................................................................. 39


5.

Kết quả thí nghiệm............................................................................................................... 40

6.

Tính tốn kết quả................................................................................................................ 40

7.

Nhận xét.............................................................................................................................. 41

BÀI 9: XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG HIỆN TRƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU
ÂM KẾT HỢP SÚNG BẬT NẨY................................................................................................. 42
1.

Mục đích thí nghiệm........................................................................................................... 42

2.

Dụng cụ thí nghiệm............................................................................................................ 42

3.

Trình tự thí nghiệm............................................................................................................. 43

4.

Phương pháp đo.................................................................................................................. 49

5.

Xử lý kết quả đo ................................................................................................................. 51

6.

Tính tốn kết quả................................................................................................................ 54

7.

Nhận xét.............................................................................................................................. 56


Thí nghiệm cơ học- kiểm định cơng trình

GVHD: TS. Lê Tân

BÀI 1: THÍ NGHIỆM KÉO THÉP (TCVN 197:1985)
1. Mục đích
-

Tìm hiểu sự liên hệ giữa lực và biến dạng khi tiến hành kéo mẫu thép. Xác định các đặc
trưng cơ học của thép như giới hạn chảy, giới hạn bền, độ dãn dài tương đối khi kéo đứt, độ
thắt tương đối khi kéo đứt.

2. Cơ sở lý thuyết
-

Khi kéo đúng tâm, đồ thị liên hệ giữa lực kéo P và biến dạng dài ∆L của mẫu thép như hì

Hình 1. 1 Biểu đồ quan hệ giữa lực kéo P và ∆�

Trong đó:
+ Ptl là giới hạn đàn hồi
+ Pch là giới hạn chảy
+ PB là giới hạn bền

Nhóm 5

6


3. Mẫu thí nghiệm
-

Mẫu thử có tiết diện trịn:

4. Dụng cụ thí nghiệm
-

Thước kẹp chuyên dụng:


5. Trình tự thí nghiệm
-

Dùng thước kẹp đo đường kính lõi của mẫu thép đem thí nghiệm;

-

Dùng thước kẹp đo đường kính của cả lõi và gân của mẫu thép đem thí nghiệm.

-

Khắc vạch lên mẫu dùng để tính L1sau khi kéo đứt;

-

Dự đoán lực kéo đứt của mẫu để từ đó định cấp tải trọng thích hợp;

-

Chọn ngàm kéo và cấp tải của máy thích hợp với đường kính của mẫu thử;

-

Đặt mẫu vào ngàm kéo, kiểm soát kim chỉ lực, bút trên rulô vẽ biểu đồ;

-

Cho máy tăng lực từ từ, theo dõi trên đồng hồ lực và biểu đồ, đọc lực chảy Pch(nội lực
không tăng mà biến dạng tăng) và lực bền PB (lực lớn nhất khi mẫu bị đứt);

-

Khi mẫu đứt, tiến hành tắt máy, xả áp lực trong máy và lấy mẫu thử ra.


6. Kết quả thí nghiệm

-

Lõi(mm)

Gân(mm)

Mẫu 1

8.5

10

Mẫu 2

8.6

9.7

Mẫu 3

8.5

9.6

Trung bình

8.5

9.8

Do phịng thí nghiệm khơng đủ dụng cụ nên khơng tiến hành kéo đứt mẫu được.

7. Tính tốn kết quả
-

Đặc trưng tính bền của thép:

+ Giới hạn chảy:
σch

=

+ Giới hạn bền:
σB

= F0

-

Pch
F0

PB

Đặc trung tính dẻo của thép:

+ Độ dãn dài tương đối: δ(%) =
+ Độ thắt tương đối:  (%) =

L1−L2
L0

F0−F1
F0

× 100%

× 100%

Trong đó:
+ F0 là diện tích mặt cắt ngang ban đầu của mẫu;
+ F1là diện tích mặt cắt ngang với mẫu bị cắt đứt;
+ L0, L1là chiều dài tính tốn của mẫu trước và sau khi bị kéo đứt.


8. Nhận xét
-

Mẫu thép được cắt bằng hàn nên kích thước khơng chính xác dẫn đến sai số và khó
khăn khi đo chiều dài mẫu.

-

Dễ bị sai số khi đo đường kính của thép bằng thước.


BÀI 2: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH MƠ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA
THÉP
(TCVN 197:1985)

1. Mục đích thí nghiệm
-

Xác định mơ đun đàn hồi (cường độ biến dạng) của thép khi kéo.

-

Xác định được thơng số để áp dụng vào tính tốn để sử dụng thép đúng với yêu
cầu sử dụng.

2. Cơ sở lí thuyết
Trường hợp chịu kéo đúng tâm, trong giai đoạn đàn hồi đều tác dụng lực thử đa số các
vật liệu tuân theo định luật Hooke, ta có:
� = �. � hay � = �.
��

Δ�
��

→ � =

�.��

��.�

Trong đó:
+ P: là lực kéo.
+ ��: là chiều dài khảo sát ban
đầu.
+ Δ�: là độ dãn dàu tương ứng với khoảng �� của mẫu khi chịu lực P.
+ �� : là diện tích mặt cắt ngang của mẫu.

3. Mẫu thí nghiệm
Tương tự mẫu thí nghiệm như kéo đúng tâm, mặt cắt ngang mẫu có thể hình trịn hay
hình chữ nhật, chiều dài mẫu sao cho có thể dễ dàng gắn được tenxo mét, đầu mẫu tùy
thuộc vào ngàm kéo để đảm bảo được càng đúng tâm càng tốt.

4. Dụng cụ thí nghiệm
-

Thước kẹp chuyên dụng.

-

Thước dây thép.


-

Bộ xen tơ mét công nghiệp.

-

Máy kéo vạn năng 1000kN.

-

Các dụng cụ liên quan khác.

5. Trình tự thí nghiệm
Số liệuu cầu: dựng lại biểu đồ quan hệ (P- Δ�) của thép có số hiệu 10. Từ đó biện luận
q trình làm việc của thép và modun �đℎ.
Nhóm

�(��
)

��(��
)

��
(��)

�đℎ(��)

��ℎ(��)

65

60

600

30%�� =
180

40%�� =
240

5

P(cm)

600

240

180

ΔL(cm)
6.5
1.95 2.6

Hình 1. 2 Biểu đồ quan hệ giữa P và �

6. Tính tốn kết quả

-

Bằng phương pháp nội suy biểu đồ, ta xác định được:
��
��

��
=

ℎ

��
ℎ

Δ��ℎ

��ℎ

Δ�
�

=

→ Δ��ℎ = ��ℎ .
�
�
�
Δ�đℎ

=

65.240
= 26
�� 600


�đℎ

→ Δ�đℎ = �đℎ .
180.26
Δ�
�
�ℎ
=
= 19.5
�
�� 240


-

Mô đun đàn hồi của thép:
�đℎ =

180.60
�. �� =
= 7051.788��/��
0.52. . 1.95
� . Δ. �
�

��

7. Nhận xét
-

Cường độ biến dạng của đất lớn hơn cường độ phá hoại của bê tông.

-

Modun đàn hồi của thép được đo trong giai đoạn đàn hồi OA.

-

Với kết quả tính tốn như trên ta có thể thấy mơ đun đàn hồi của bài tốn áp dụng
cho cốt thép phi 10 là rất nhỏ so với bảng tra trong tiêu chuẩn là 21x104(Mpa).


BÀI 3: XÁC ĐỊNH ĐỘ HAO MÒN LOSANGELES (LA) CỦA
ĐÁ DĂM TIÊU CHUẨN

1. Khái niệm
-

Độ hao mòn Losangeles của đá dăm là mức độ vỡ hạt của đá dăm do tác dụng va đập của
các hòn đá với nhau. Cộng thêm tác dụng va đập của các hòn bi thép lên các hòn đá dăm.
Độ hao mòn LA của đá dăm được xác định bằng thí nghiệm thùng quay Losangeles.

-

Ngồi ra, cịn có thể định nghĩa độ hao mịn LA như sau: Độ hao mòn Losangeles là tỷ số
giữa lượng cốt liệu (đá dăm) mịn do bị mài mòn khi chịu tác dụng va đập của các hòn bi
thép trong thùng quay Losangeles và lượng cốt liệu (đá dăm) đem đi thí nghiệm.

-

Mục đích: thi cơng xây dựng cho nền móng cơng trình.

2. Nội dung chủ yếu của phương pháp thí nghiệm
-

Cân lấy 1 khối lượng đá đã được sấy khô là 5000g, cho vào thùng quay. Cho thùng quay
với tốc độ quy định (khoảng 30÷33 vịng/phút) và với tổng số vịng quay là 500 vịng.
Sau đó, lấy mẫu ra, loại bỏ phần hạt bị vỡ qua sàng 1,7mm; xác định khối lượng hạt trên
sàng và tính ra phần trăm. Khi đó ta sẽ được độ hao mịn LA, LA càng lớn thì chất lượng
cốt liệu (đá dăm) càng kém.


Hình 1. 3 Thùng quay Losangeles

3. Dụng cụ thí nghiệm

-

Thùng quay Losangeles, có đường kính trong là 28 inches (711mm), quay với tốc độ 30÷33
vịng/phút.

Khay sàng 1.7mm

Cân kỹ thuật


Các dụng cụ thí nghiệm liên quan

4. Trình tự thí nghiệm
-

Chuẩn bị mẫu: Đá dăm đem thí nghiệm tùy thuộc vào kích cỡ được phân thành các nhóm
cỡ hạt. Đem sấy khô và cân bằng 1 khối lượng như bảng 1.1



Bảng 1. 1 Bảng xác định khối lượng các nhóm hạt theo loại đá dăm

Cỡ sàng (mm)
Lọt sàng

Trên sàng

A

B

C

D

37.5

25.4

1250±25

-

-

-

25.4

19.0

1250±25

-

-

-

19.0

12.5

1250±25

2500±10

-

-

12.5

9.5

1250±25

2500±10

-

-

9.5

6.3

-

-

2500±10

-

6.3

4.75

-

-

2500±10

-

4.75

2.38

-

-

-

5000±10

5000±10

5000±10

5000±10

5000±10

Tổng cộng

-

Khối lượng các nhóm hạt theo loại đá dăm (g)

Cho mẫu vào trong thùng quay cùng với các viên bi thép đường kính khoảng 47mm.
Khối lượng mỗi viên khoảng 390÷445g. Số lượng các viên bi quy định như ở bảng 1.2
( thí nghiệm khơng dùng bi sắt)
Bảng 1. 2 Bảng xác định số lượng bi

Loại đá

Số viên bi

Tổng khối lượng bi (g)

A

12

5000 (±25)

B

11

4584 (±10)

C

8

3330 (±20)

D

6

2500 (±15)

dăm

-

Cho thùng quay với tốc độ 30÷33 vịng/phút, quay đủ 500 vịng.



-

Lấy mẫu ra cho qua sàng 1.7mm.

-

Quét sạch bụi trên đá và tiến hành cân lấy kết quả.


5. Kết quả thí nghiệm
-

Khối lượng đá chuẩn bị thí nghiệm: G1= 5000 g

-

Khối lượng đá sau khi thí nghiệm quay Losangeles: G2 = 4929 g

-

Độ hao mịn LA tính theo công thức:

LA 

G1  G2

x100% =

5000−4929

G1

�100%= 1.42% < 15%

5000

Trong đó:
+ G1 là khối lượng đá dăm ban đầu (g)
+ G2 là khối lượng đá dăm còn lại trên sàng 1.7mm (g)
* Lưu ý: Đối với đá dăm có kích cỡ hạt lớn hơn 37.5mm đến 76mm thì khối lượng mẫu
thử là 10000±50(g) và cũng được phân thành nhiều cỡ hạt (2÷3 cỡ). Số viên bi thép cho vào
thùng quay là 12 viên, số vòng quay là 1000 vòng. Các bước thí nghiệm ta cũng làm tương
tự.
* Nhận xét: thực tế sau khi sàng xong phải mang đá rửa và sấy khô. Đá dăm phải được quay
chung với bi theo tiêu chuẩn trên. Vì khơng có bi nên độ hao mòn quá nhỏ so với thực tế.


BÀI 4 : XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO KHI UỐN VÀ
CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO DỌC TRỤC (TCVN 3119-1993)
1. Mục đích thí nghiệm
- Mẫu bê tơng có kết cấu kiểu đầu khi chịu tác dụng của mơ men uốn thì trong bê
tông phát sinh lực kéo. Cường độ kéo uốn của bê tông là khả năng chống lại lực kéo khi
thí nghiệm uốn mẫu tác dụng kiểu dầm.
- Mẫu thí nghiệm cường độ kéo uốn có dạng dầm với kích thước 15x15x60cm được
chọn làm mẩu chuẩn. Nếu mẫu có kích thước khác mẫu chuẩn thì kết quả cuối cùng phải
được hiệu chỉnh lại.

Bảng 1. 3

Kích thước mẫu
(cm)
Hệ số

10x10.40

15.15.60

20.20.80

1,05

1,00

0,95

2. Dụng cụ thí nghiệm
-

Bộ khn đế đúc mẫu

-

Các dụng cụ để trộn tạo mẫu ( khay trộn, bay, thanh đầm… )

-

Thước thép đo kích thước mẫu

-

Máy thử uốn

3. Trình tự thí nghiệm
-

Việc tạo mẫu uốn cũng thực hiện tương tự như tạo mẫu nén.

-

Sau khi mẫu thử đủ tuổi bảo dưỡng đem ra thí nghiệm trên máy uốn.

-

Cho máy hoạt động tác dụng lực uốn lên mẫu. Lực uốn mẫu tác dụng qua dầm phụ.


-

Uốn mẫu bằng cách tăng tải liên tục lên mẫu với tốc độ không đổi và bằng 0,6±0,4daN /cm
trong 1s cho tới khi gãy mẫu.

4.Tính tốn kết quả
-

Cường độ chịu kéo khi uốn của từng viên mẫu đầm bê tông được tính theo cơng thức:
Rku

P.l

= γa.b2
Trong đó:
+ P: tải trọng uốn gãy mẫu ( daN )
+ l: khoảng cách giữa 2 gối tựa ( cm )
+ a: chiều rộng tiết diện ngang của mẫu ( cm )

+ b: chiều cao tiết diện ngang mẫu ( cm )
+ γ: hệ số qui đổi về mẫu chuẩn ( được xác định trong Bảng 4)
-

Cường độ kéo khi uốn của bê tông được xác định bằng giá trị trung bình của 3 viên trong
nhóm mẫu nêu giá trị lớn nhất và nhỏ nhất không lệch nhau quá 15 % so với giá trị của
viên trung bình. Nếu 1 trong 2 giá trị trên lệch quá 15% so với viên trung bình thì loại bỏ
cả 2 giá trị lớn nhất và nhỏ nhất. Khi đó, cường độ kéo khi uốn của bê tơng được tính
theo giá trị của viên trung bình cịn lại.


-

Cường độ chịu kéo dọc trục của bê tông ( R ): được tính theo cường độ kéo khi uống với
công thức: R = 0,58Rku

5. Nhận xét
Các tiêu chuẩn áp dụng đều kể đến biến dạng của bê tông vùng kéo khi tính tốn mơ men
hình thành khe nứt, tuy nhiên dựa trên các giả thiết khác nhau về sơ đồ ứng suất – biến dạng
của tiết diện dầm.