Nghiên cứu ứng dụng sóng siêu âm dự đoán cường độ chịu nén và vết nứt của bê tông sử dụng tro bay và bột đá TT

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

VƯƠNG LÊ THẮNG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SĨNG SIÊU ÂM DỰ ĐỐN
CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN VÀ VẾT NỨT CỦA BÊ TÔNG
SỬ DỤNG TRO BAY VÀ BỘT ĐÁ

Chuyên ngành: CƠ KỸ THUẬT
Mã số ngành: 9520101
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2021


Cơng trình này được hồn thành tại:
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS. TS. Lê Cung
2. TS. Nguyễn Đình Sơn

Phản biện 1:
Phản biện 2:

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận án tiến sĩ cấp
Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng vào hồi
……giờ, ngày ……. tháng …… năm 2021

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
- Trung tâm Thông tin Học liệu và thư viện Đại học Bách khoa,
Đại học Đà Nẵng.


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Bê tông là vật liệu được sử dụng phổ biến tại các cơng trình xây
dựng ở Việt Nam, vì vậy chất lượng của bê tơng cần thiết phải được
quan tâm để cơng trình đảm bảo khả năng chịu lực. Theo tiêu chuẩn
Việt Nam TCVN 4453:1995, chất lượng bê tông được thể hiện qua
nhiều thông số như: cường độ chịu nén, cường độ kéo uốn, độ chống
thấm và chống mài mịn, độ sụt,... Trong đó, cường độ chịu nén là thông
số quan trọng nhất và thường xuyên được kiểm tra trong các cơng trình.
Vật liệu truyền thống để chế tạo bê tông là cát, đá dăm, xi măng
Portland và nước. Hiện nay do tình trạng khai thác quá mức các vật liệu
này, đặc biệt là khai thác cát tại các sơng ngịi, gây ảnh hưởng xấu đến
tự nhiên. Vì vậy, vấn đề cấp bách là cần thiết phải tìm các nguồn vật
liệu thay thế cho các vật liệu truyền thống này. Tại miền Trung, theo
báo cáo của Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng - Hà Tĩnh, mỗi năm nhà máy
phát sinh khoảng 1 triệu tấn phế phẩm tro và xỉ, và tại các mỏ đá có một
lượng lớn là phế phẩm bột đá từ việc khai thác đá (Hình 1). Hai phế
phẩm này có khả năng thay thế một phần cho vật liệu chế tạo bê tông và
sự thay thế này sẽ ảnh hưởng đến cường độ chịu nén, một thơng số
chính của chất lượng bê tơng.

Hình 1. Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng – Hà Tĩnh và Mỏ đá
Phước Tường – Đà Nẵng
Hiện nay, có hai phương pháp xác định cường độ chịu nén bê tông

là phương pháp kiểm tra phá hủy và phương pháp kiểm tra không phá
hủy. Phương pháp kiểm tra phá hủy cho kết quả trực tiếp, tuy nhiên sẽ
phá hủy mẫu thử. Phương pháp kiểm tra khơng phá hủy vẫn dự đốn
được cường độ chịu nén mà không gây ảnh hưởng đến mẫu thử. Tuy
1


nhiên, cả hai phương pháp này đều chỉ xác định được cường độ chịu nén
bê tông thành phẩm, không thể dự đốn cấp phối bê tơng cũng như tỉ lệ
vật liệu thay thế để đảm bảo cường độ chịu nén yêu cầu của bê tông.
Nhiều nghiên cứu với các vật liệu mới sử dụng các mơ hình hồi quy
(tuyến tính, phi tuyến, đơn biến, đa biến) và mơ hình mạng nơ-ron nhân
tạo (ANN) để dự đoán cường độ chịu nén bê tơng theo các tham số đầu
vào của mơ hình. Trong nước, một số nghiên cứu gần đây đã sử dụng
mạng ANN để dự đoán cường độ chịu nén của bê tơng, nhưng chưa có
cơng bố nào dự đốn cường độ chịu nén khi sử dụng các vật liệu phế
phẩm tro bay và bột đá. Chính vì vậy, việc xây dựng mơ hình dự đốn
cường độ chịu nén cho bê tông sử dụng hai phế phẩm này là một vấn đề
cần thiết.
Trong quá trình sử dụng các vật liệu thay thế, bên cạnh cường độ
chịu nén, các vết nứt trong bê tông cũng là vấn đề cần được nghiên cứu.
Một vấn đề đặt ra, làm thế nào để xác định được kích thước các vết nứt,
mà quan trọng nhất là chiều sâu vết nứt trong bê tông, đặc biệt với bê
tông sử dụng hai phế phẩm nêu trên. Hiện nay, có một số nghiên cứu sử
dụng phương pháp siêu âm để xác định chiều sâu các vết nứt như:
phương pháp tác động tiếng vang (Impact-Echo Method), phương pháp
xác định thời gian của sự lan truyền nhiễu xạ (Time of Flight Diffraction
Method-TOFD), phương pháp lan truyền sóng bề mặt (Surface Wave
Transmission Method) và phương pháp siêu âm khuếch tán (Diffusion
Method). Vì vậy, để nghiên cứu đánh giá vết nứt, cần nghiên cứu và mơ

phỏng sự lan truyền sóng trong bê tơng, từ đó nghiên cứu đặc tính lan
truyền của sóng siêu âm trong bê tơng có vết nứt, hình thành nên các
phương pháp thực nghiệm xác định chiều sâu vết nứt.
Từ những phân tích trên, việc nghiên cứu ứng dụng sóng siêu âm dự
đoán cường độ chịu nén và vết nứt bê tông sử dụng hai phế phẩm tro
bay và bột đá tại miền Trung là vấn đề rất cấp thiết và có tính ứng dụng
cao.
2. Mục tiêu nghiên cứu
• Xây dựng chương trình mơ phỏng sự lan truyền sóng siêu âm trong
2


bê tơng sử dụng tro bay và bột đá, có xét đến sự suy giảm biên độ sóng
siêu âm ứng với các cấp phối khác nhau, từ đó nghiên cứu đặc tính lan
truyền của sóng siêu âm trong bê tơng khi có và khơng có khuyết tật
(vết nứt, lỗ trống…).
• Xây dựng mơ hình hồi quy và mơ hình mạng ANN để dự đốn
cường độ chịu nén của bê tơng sử dụng tro bay và bột đá, đạt cấp độ bền
chịu nén từ B10 đến B45, dựa trên vận tốc xung siêu âm, tỉ lệ suy giảm
biên độ sóng siêu âm và cấp phối bê tơng.
• Lựa chọn phương pháp dự đốn chiều sâu vết nứt mở trong bê tơng
sử dụng vật liệu phế phẩm là tro bay và bột đá, mơ phỏng số và thực
nghiệm dự đốn chiều sâu vết nứt mở trong bê tông.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• Đối tượng nghiên cứu: Cường độ chịu nén của bê tông, hệ số cản
Rayleigh của bê tông và chiều sâu vết nứt trong bê tơng.
• Phạm vi nghiên cứu của đề tài:
o Vật liệu chế tạo bê tông là các vật liệu tại miền Trung Việt
Nam: cát, đá dăm, xi măng Portland, bột đá (thay thế 20% cát), tro
bay (thay thế 20% xi măng) và nước.

o Trong bài tốn mơ phỏng sự lan truyền sóng, giả thiết bê tông là
vật liệu đàn đồi, đồng nhất và đẳng hướng, và mơ hình lan truyền
hai chiều 2D.
o Vết nứt mở vng góc với bề mặt bê tơng.
4. Nội dung nghiên cứu
• Nghiên cứu lý thuyết:
o Nghiên cứu mơ hình tốn học q trình lan truyền sóng trong
vật liệu bê tơng và phương pháp giải phương trình truyền sóng.
o Nghiên cứu mơ hình giảm chấn Rayleigh để xác định sự suy
giảm sóng siêu âm khi qua bê tơng.
o Xây dựng chương trình mơ phỏng sự lan truyền sóng siêu âm
trong bê tơng sử dụng tro bay và bột đá, có xét đến suy giảm biên
độ sóng khi lan truyền qua bê tông ứng với các cấp phối khác nhau.
o Nghiên cứu các mơ hình dự đốn cường độ chịu nén bê tông
3


dựa trên vận tốc xung siêu âm, tỉ lệ suy giảm biên độ sóng siêu âm
và cấp phối bê tơng.
o Nghiên cứu phương pháp dự đoán chiều sâu vết nứt mở vng
góc bề mặt bê tơng thơng qua việc xác định thời gian nhiễu xạ lan
truyền sóng siêu âm.
o Mơ phỏng số sự lan truyền sóng siêu âm, nhằm xác định các đặc
tính lan truyền của sóng siêu âm trong bê tơng có và khơng có
khuyết tật (vết nứt, lỗ trống…), đồng thời để kiểm chứng phương
pháp dự đoán chiều sâu vết nứt mở vng góc bề mặt của bê tơng
sử dụng tro bay và bột đá.
•
Nghiên cứu thực nghiệm:
o Xây dựng bộ dữ liệu thực nghiệm trên mẫu bê tơng hình khối

vng cạnh 15cm: Đặc tính cơ lý của vật liệu chế tạo bê tông, cấp
phối bê tông (72 cấp phối), khối lượng riêng bê tông, mô-đun đàn
hồi bê tông, vận tốc xung siêu âm, tỉ lệ suy giảm biên độ sóng siêu
âm và cường độ chịu nén của bê tơng ở tuổi 28 ngày.
o Xây dựng mơ hình đa biến để dự đốn cường độ chịu nén bê
tơng theo hai phương pháp hồi quy tuyến tính và mạng ANN.
o Xây dựng mơ hình thực nghiệm để xác định các hệ số cản
Rayleigh của bê tông (ứng với 72 cấp phối) khi sóng siêu âm tần số
54kHz lan truyền qua mẫu bê tơng hình khối vng cạnh 15cm.
o Xây dựng mơ hình thực nghiệm xác định chiều sâu vết nứt mở
vng góc bề mặt của bê tơng sử dụng tro bay và bột đá, bằng
phương pháp TOFD, từ đó kiểm chứng kết quả mô phỏng số và
phương pháp xác định chiều sâu vết nứt.
5. Những đóng góp mới của Luận án
•
Xây dựng chương trình mơ phỏng sự lan truyền của sóng siêu
âm trong vật liệu bê tơng cho bài tốn hai chiều, trong đó có xét đến
ma trận cản sử dụng mơ hình giảm chấn Rayleigh thơng qua các hệ
số cản Rayleigh  và β của bê tông được xác định từ thực nghiệm.
•
Xây dựng được bộ dữ liệu thực nghiệm dựa trên 72 cấp phối bê
tơng, trong đó có sử dụng vật liệu phế phẩm là tro bay và bột đá để
4


thay thế một phần cho xi măng và cát. Cường độ chịu nén của các
mẫu ở 28 ngày tuổi đạt cấp độ bền chịu nén từ B10 đến B45. Bộ dữ
liệu này bao gồm các thông tin về cấp phối bê tông, vận tốc xung
siêu âm, khối lượng riêng, mô-đun đàn hồi của bê tông, tỉ lệ suy
giảm biên độ sóng siêu âm và cường độ chịu nén bê tơng tại 28

ngày tuổi.
•
Thiết lập mơ hình dự đốn cường độ chịu nén của bê tông bằng
phương pháp hồi quy tuyến tính và mạng nơ-ron nhân tạo dựa trên
bộ dữ liệu thực nghiệm. Mơ hình này có thể giúp cho nhà sản xuất
bê tông xác định được khoảng cấp phối phù hợp để đảm bảo cường
độ chịu nén theo thiết kế.
•
Xác định được các hệ số cản Rayleigh cho 72 cấp phối sử dụng
vật liệu phế phẩm là tro bay và bột đá. Xây dựng mơ hình dự đốn
hệ số cản Rayleigh α và β của bê tông với cấp phối bất kỳ thông qua
mạng nơ-ron nhân tạo dựa trên bộ dữ liệu thực nghiệm.

Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
Qua phân tích và tổng hợp các nghiên cứu trên thế giới cũng như
trong nước, có hai phương pháp chính để mơ phỏng sự lan truyền của
sóng trong vật liệu bê tơng đó là phương pháp sai phân hữu hạn (SPHH)
và phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH). Từ việc phân tích những ưu
và nhược điểm của hai phương pháp, phương pháp PTHH phù hợp với
một trong những yêu cầu đặt ra của đề tài nghiên cứu, đó là mơ phỏng
sự lan truyền sóng siêu âm trong bê tơng.
Tuy nhiên, khó khăn lớn mà các nghiên cứu hiện nay đang gặp phải
khi sử dụng phương pháp PTHH nhằm mô phỏng sự lan truyền sóng, đó
là việc xác định ma trận cản. Trong số nhiều lý thuyết về giảm chấn, mơ
hình Rayleigh là phù hợp để xác định ma trận cản. Các hệ số Rayleigh
được xác định thông qua thực nghiệm ứng với các trường hợp cụ thể
của đối tượng bê tông được nghiên cứu.
Đối với việc dự đoán cường độ chịu nén của bê tông, các nghiên cứu
trong nước thường xây dựng biểu đồ mối quan hệ cường độ chịu nén
(R) theo hai tham số vận tốc xung siêu âm (UPV) và trị số súng bật nảy

5


bê tơng (n). Trong khi đó, cường độ chịu nén còn phụ thuộc vào nhiều
yếu tố khác, do vậy các mơ hình dự đốn này khơng chính xác so với
mơ hình đa biến với nhiều tham số đầu vào.
Hiện nay, hai mơ hình hồi quy và mơ hình mạng ANN được sử dụng
rộng rãi để dự đoán cường độ chịu nén của bê tơng. Nhiều nghiên cứu
trong và ngồi nước thực hiện theo hướng này. Phân tích tổng quan cho
thấy mơ hình ANN có độ chính xác rất cao. Tuy nhiên khi sử dụng các
mơ hình này, việc chọn các tham số đầu vào cho mơ hình là rất quan
trọng và quyết định đến độ chính xác của kết quả dự đốn.
Có nhiều phương pháp khác nhau để dự đốn chiều sâu vết nứt sử
dụng sóng siêu âm, mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược
điểm. Đối với phương pháp tác động tiếng vang, giá trị tần số đỉnh fT
cho mỗi vết nứt là khác nhau và không có quy luật cụ thể nào. Phương
pháp lan truyền sóng bề mặt yêu cầu phải thỏa mãn điều kiện tỉ lệ chiều
sâu vết nứt h so với bước sóng λ lớn hơn hoặc bằng 1,5 ( h/  1,5) và
phải thỏa mãn u cầu diện tích khơng gian đủ lớn trên bề mặt để thiết
lập được phép đo. Ngoài ra, do sóng bề mặt khơng thâm nhập q sâu
vào bên trong bê tông, nên phương pháp này thường chỉ phù hợp với
các vết nứt nằm gần bề mặt bê tông.
Hiện nay, phương pháp siêu âm khuếch tán và phương pháp TOFD
được đánh giá là hai phương pháp có độ chính xác cao. Hai phương
pháp này được các nghiên cứu sử dụng để xây dựng phương pháp dự
đoán chiều sâu vết nứt trong các đối tượng bê tông khác nhau. Việc mô
phỏng số được thực hiện để kiểm chứng lại phương pháp đã xây dựng
và tiến hành thực nghiệm để kiểm chứng phương pháp và kết quả mơ
phỏng số. Trong đó, phương pháp TOFD là phù hợp với nội dung
nghiên cứu của đề tài. Thời gian lan truyền sóng sẽ được xác định từ

thực nghiệm và đồng thời từ chương trình mô phỏng bằng phương pháp
PTHH và các hệ số cản Rayleigh được xác định từ thực nghiệm trong
Chương 3 của Luận án.
Từ phân tích tổng quan nghiên cứu các vấn đề về mơ hình hóa và mơ
phỏng sự lan truyền sóng siêu âm, dự đốn cường độ chịu nén và dự
6


đoán chiều sâu vết nứt, nghiên cứu đưa ra một số kết luận như sau:
1. Đối với việc mô phỏng lan truyền sóng siêu trong bê tơng, phương
pháp PTHH là phù hợp, kể cả khi mẫu bê tơng có khuyết tật (vết nứt, lỗ
trống…). Khó khăn của phương pháp PTHH là xác định ma trận cản khi
sóng siêu âm lan truyền trong bê tơng và mơ hình giảm chấn Rayleigh là
phù hợp để xác định ma trận cản này. Các hệ số cản Rayleigh của vật
liệu bê tông nghiên cứu sẽ được xác định bằng phương pháp thực
nghiệm trong Chương 3.
2. Đối với việc dự đoán cường độ chịu nén cho bê tông sử dụng vật
liệu phế phẩm tro bay và bột đá, cần sử dụng mơ hình đa biến. Trong
mơ hình đa biến, hai mơ hình hồi quy tuyến tính đa biến và mơ hình
mạng ANN sử dụng, để có sự so sánh giữa hai mơ hình, từ đó lựa chọn
mơ hình phù hợp nhất nhằm giải quyết nhiệm vụ đặt ra.
3. Đối với việc dự đoán chiều sâu vết nứt của bê tông mới sử dụng
vật liệu phế phẩm tro bay và bột đá, phương pháp TOFD là phù hợp.
Đây là phương pháp có độ chính xác cao. Thời gian lan truyền sóng có
thể được xác định từ mơ phỏng số bằng phương pháp PTHH (có xét đến
ma trận cản theo mơ hình giảm chấn Rayleigh) và được kiểm chứng
bằng thực nghiệm.

Chương 2: MƠ PHỎNG Q TRÌNH LAN TRUYỀN
SĨNG SIÊU ÂM VÀ DỰ ĐỐN CHIỀU SÂU VẾT NỨT

TRONG BÊ TƠNG
2.1. Mơ phỏng số sự lan truyền sóng siêu âm bằng phương pháp
phần tử hữu hạn
2.1.1. Xác định các ma trận đặc trưng của phương pháp PTHH
Tại thời điểm t đang xét, xét thể tích V giới hạn bởi mặt S của mơi
trường đang chuyển động. Trong tồn thể tích, trường vận tốc là v, chịu
tác dụng của lực khối là K, còn trên biên S tại mỗi phần tử chịu tác dụng
của vec tơ ứng suất Tn. Phương trình chuyển động của một phần tử
trong mơi trường được viết như sau:
σij
2 u j
(2.1)
+ ρK j = ρ 2
x i
t
7


Trong đó: σij là ten xơ ứng suất,  là khối lượng riêng và u là chuyển
vị.
Với mơi trường có kể đến ảnh hưởng của giảm chấn, định luật Hooke
được thể hiện như sau:
σij = cijmn ε mn + ηijmn ε mn
(2.2)
Trong đó: ɛmn là ten xơ biến dạng bé, cijmn là các hệ số đàn hồi và ηijmn
là các hệ số cản của môi trường.
Thay biểu thức (2.2) vào (2.1) và bỏ qua ảnh hưởng của lực khối:
cijmn u m,nj + ηijmn u m,nj = ρu i
(2.3)
Sử dụng phương pháp PTHH, phương trình (2.3) được viết lại như sau:

MQ(t) + CQ(t) + KQ(t) = F(t)
(2.4)
Trong đó: M, C, K, F là các ma trận khối lượng, ma trận giảm chấn,
ma trận độ cứng và vectơ tải trọng tổng thể.
Ma trận độ cứng K và ma trận khối lượng M của toàn bộ kết cấu được
ghép nối từ các ma trận độ cứng và ma trận khối lượng của các phần tử:
(2.5)
K =  TeT K e Te với K e =  B T DBdV
e

Ve

M =  T M e Te với M e =  N T ρNdV
T
e

e

(2.6)

Ve

Mô hình giảm chấn Rayleigh được sử dụng để xác định ma trận cản C
theo Biểu thức sau:
(2.7)
C = αM + βK
Trong đó: , β là các hệ số cản khối lượng và cản độ cứng Rayleigh.
2.1.2. Giải phương trình chuyển động bằng phương pháp tích phân
số Newmark
Dựa trên mơ hình tốn học của sự lan truyền sóng siêu âm trong bê

tơng, sử dụng phương pháp PTHH và thuật tốn Newmark, chúng tơi
tiến hành xây dựng thuật tốn và chương trình mô phỏng số hai chiều
(2D) cho sự lan truyền của sóng siêu âm trong bê tơng bằng cơng cụ
tốn học Matlab. Bê tông được giả thiết là môi trường vật rắn đàn hồi,
đồng nhất trong bê tông và cốt liệu, trong lỗ trống, cốt thép. Sự suy
8


giảm biên độ sóng siêu âm khi lan truyền được xét đến thông qua ma
trận giảm chấn Rayleigh, với các hệ số α và β được xác định cho từng
cấp phối khác nhau dựa trên bộ dữ liệu thực nghiệm (Chương 3).
Sóng siêu âm do cảm biến phát tạo ra được mơ phỏng bằng kích thích
dạng chuyển vị như sau:
q = q 0 sin ( t ) ;
dq / dt = q = v = .q 0 cos ( t ) ;

(2.8)

dv / dt = q =  .q 0 sin ( t )
2

Trong đó, q: chuyển vị tại điểm phát sóng.
2.2. Kết quả mơ phỏng số lan truyền sóng siêu âm trong các mẫu
2.2.1. Mẫu khảo sát
Các mẫu khảo sát hình lập phương cạnh 15cm như trên Hình 2.1. Hình
ảnh lan truyền sóng qua các mẫu như trên Hình 2.2 và chuyển vị tại các
điểm nhận sóng (điểm 1, điểm 2, điểm 3) thuộc mẫu 1 được thể hiện trên
Hình 2.3. Kết quả mơ phỏng cho ta hình ảnh trực quan về sự lan truyền
sóng siêu âm trong các mẫu bê tơng và sự phù hợp với đặc tính lan truyền
sóng. Các kết quả mơ phỏng cho thấy: lỗ trống (mẫu 2) và vết nứt (mẫu 4)

ngăn cản đáng kể sự lan truyền của sóng siêu âm đến điểm nhận sóng.

Hình 2.1. Hình dạng các mẫu khảo sát
9


Hình 2.2. Lan truyền sóng siêu âm trong mẫu 2 và 4.

Thời gian (μs)

Hình 2.3. Giá trị chuyển vị tại điểm 1, 2 và 3 của mẫu 1.
2.2.2. Đánh giá kết quả mơ phỏng thơng qua thực nghiệm
Chương trình mơ phỏng Matlab được kiểm chứng thực nghiệm bằng
cách so sánh tỉ lệ suy giảm biên độ sóng siêu âm khi qua mẫu 1 tại điểm 3
từ kết quả mô phỏng và đo đạc thực nghiệm. Kết quả chuyển vị uy tại
điểm phát sóng như trên Hình 2.4a và chuyển vị tại điểm 3 thuộc mẫu 1
từ chương trình mơ phỏng Matlab như trên Hình 2.4b. Kết quả tín hiệu
sóng thu nhận được từ đo đạc thực nghiệm tại điểm 1 (phát sóng) và điểm
3 (nhận sóng) được như trên Hình 2.5.

a) Sóng phát
b) Sóng nhận
Hình 2.4. Giá trị chuyển vị tại điểm 3 của mẫu 1 (Matlab)
10


a) Sóng phát
b) Sóng nhận
Hình 2.5. Giá trị chuyển vị tại điểm 3 của mẫu 1 (thực nghiệm)
Tỉ lệ suy giảm biên độ dựa trên mô phỏng số: A2/A1=0,1225, dựa trên

đo đạc thực nghiệm: A2/A1=2,557/20=0,1279. Kết quả cho thấy sự phù
hợp cao giữa kết quả mô phỏng số và thực nghiệm, sai số về tỉ lệ suy
giảm biên độ sóng siêu âm khi đi qua mẫu bằng 4,2%.
2.3. Mô phỏng xác định chiều sâu vết nứt bê tơng
Mơ hình khảo sát xác định chiều sâu vết nứt mở bê tông như trên Hình
2.6a. Kết quả mơ phỏng cho thấy sóng được phát ra tại nguồn phát sẽ lan
truyền và đến đỉnh của vết nứt, vị trí này giống như một nguồn phát thứ
cấp tiếp tục phát sóng và lan truyền đến vị trí nhận sóng (Hình 2.6b).
a)

b)

Hình 2.6. a) Mơ hình khảo sát, b) Hình ảnh lan truyền sóng qua
vết nứt
Công thức xác định chiều sâu vết nứt mở vuông góc bề mặt bê tơng:
D = (C p .t / 2) 2 − H 2

(2.9)

Trong đó Cp là vận tốc lan truyền của sóng dọc (được xác định từ thực
nghiệm), H là khoảng cách từ vị trí đặt đầu dị đến vết nứt, t là thời gian
lan truyền sóng từ vị trí đầu phát đến đầu thu. Kết quả xác định được
chiều sâu vết nứt từ mô phỏng là 7,5cm.
11


2.4. Kết luận Chương 2
Chương trình mơ phỏng sự lan truyền sóng siêu âm trong bê tơng sử
dụng vật liệu phế phẩm là tro bay và bột đá được xây dựng cho trường
hợp hai chiều với giả thiết bê tông là vật liệu đồng nhất, đàn hồi và đẳng

hướng. Việc mô phỏng số được thực hiện cho 4 mẫu khảo sát: mẫu
chuẩn, mẫu có khuyết tật (lỗ trống và vết nứt) và mẫu có cốt thép bên
trong. Các đặc tính vật liệu bê tông đưa vào mô phỏng được đo đạc từ
thực nghiệm. Kết quả mô phỏng số khá phù hợp với thực nghiệm.
Chương trình mơ phỏng được sử dụng để xác định chiều sâu vết nứt
mở vng góc bề mặt bê tông và kết quả sai lệch là 7,1% so với thực tế.
Sai lệch này là chấp nhận được. Sai lệch giữa mơ phỏng và thực tế có thể
do giả thiết vật liệu bê tông (vữa và xi măng) được xem như mơi trường
đồng nhất.
Khó khăn trong bài tốn mô phỏng là phải biết được các hệ số cản
Rayleigh của vật liệu bê tông sử dụng tro bay và bột đá. Các hệ số này sẽ
được xác định bằng phương pháp thực nghiệm đề xuất và được trình bày
chi tiết trong Chương 3 của Luận án.

Chương 3: THỰC NGHIỆM DỰ ĐOÁN CƯỜNG ĐỘ
CHỊU NÉN, HỆ SỐ CẢN RAYLEIGH VÀ CHIỀU SÂU
VẾT NỨT CỦA BÊ TƠNG
3.1. Vật liệu thí nghiệm
Dựa trên tham khảo các nghiên cứu và từ việc tham khảo số liệu thực
tế tại các trạm trộn bê tông tại miền Trung, vật liệu thí nghiệm chế tạo
bê tơng được thể hiện như Bảng 3.1. Các chỉ tiêu cơ lý của các vật liệu
thỏa mãn đầy đủ các yêu cầu trong sản xuất bê tông.
Bảng 3.1. Lựa chọn vật liệu thí nghiệm
Vật liệu
Cốt liệu bé
Cốt liệu lớn
Chất kết dính

Cát
Bột đá

Đá dăm
Xi măng
Tro bay
12

Giá trị (%)
80%
20%
100%
80%
20%


3.2. Thực nghiệm dự đoán cường độ chịu nén của bê tơng
3.2.1. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ chịu nén

Hình 3.1. Các yếu tố chính ảnh hưởng cường độ chịu nén bê tông
Cường độ chịu nén bê tơng chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố chính
như Hình 3.1. Tất cả các yếu tố trong Hình 3.1 đều ảnh hưởng đáng kể
đến cường độ chịu nén của bê tông, tuy nhiên nếu đưa tất cả các yếu tố
này vào cùng một mơ hình thì bài tốn sẽ rất phức tạp. Vì vậy, Luận án
chỉ xét đến yếu tố cấp phối bê tông, các điều kiện khác được giả thiết
thực hiện theo các điều kiện thường gặp.
3.2.2. Xây dựng quy trình và bộ dữ liệu thực nghiệm
3.2.2.1. Xây dựng quy trình thực nghiệm
Tham khảo chỉ dẫn của Bộ xây dựng về lựa chọn cấp phối, thành
phần vật liệu được chọn để bê tông đạt cấp độ bền chịu nén từ B10 đến
B45. Dựa trên sự thay đổi của các vật liệu, các mức thay đổi vật liệu
được thể hiện như Bảng 3.2.
Số lượng cấp phối cần thiết thí nghiệm được xác định theo phương

pháp thiết kế thực nghiệm đa yếu tố: 21×32×41=72
Từ q trình phân tích như trên, một quy trình thực nghiệm để xác
định cường độ chịu nén bê tơng được xây dựng (Hình 3.2).
Bảng 3.2. Vật liệu và các mức thay đổi hàm lượng của vật liệu
Ký hiệu
A
B
C
D

Vật liệu
Cốt liệu bé (kg)
Cốt liệu lớn (kg)
Chất kết dính (kg)
Nước (lít)

1
640
1100
216
190
13

Mức thay đổi
2
3
4
792 944
1200
319 422 525

210 230

Số mức
3
2
4
3


Hình 3.2. Quy trình xây dựng bộ dữ liệu thực nghiệm
3.2.2.2. Xây dựng bộ dữ liệu thực nghiệm
1. Đo đạc vận tốc xung siêu âm UPV: Sử dụng máy siêu âm Tico của
hãng Proceq, Thụy Sỹ, tần số phát xung 54 kHz, hai đầu dò đặt trên 2
mặt đối diện nhau của mẫu (truyền trực tiếp). Vận tốc xung siêu âm
được đo đạc ở tuổi 28 ngày. Kết quả đo đạc cuối cùng là giá trị trung
bình của hai lần đo theo hai phương vng góc với nhau. Việc đo đạt
UPV được thực hiện cho tất cả 72 cấp phối.
2. Xác định tỉ lệ suy giảm biên độ sóng siêu âm: Tiến hành ghi lại
tín hiệu dạng sóng của đầu phát từ máy phát siêu âm Tico (tần số phát
xung 54kHz), và thu nhận dạng sóng của tín hiệu bằng thiết bị thu nhận
tín hiệu số SYSAM-SP5 và phần mềm Latis-Pro của hãng Eurosmart,
Cộng hòa Pháp. Tỉ lệ suy giảm biên độ sóng siêu âm qua khi mẫu thử:
A2/A1, với A2, A1 lần lượt là biên độ của tín hiệu thu sau khi qua mẫu
và và tín hiệu phát. Tỉ lệ A2/A1 được xác định cho tất cả 72 cấp phối.
3. Xác định khối lượng riêng của các mẫu bê tông: Ở tuổi 28 ngày,
tiến hành cân mẫu và xác định được khối lượng riêng của 72 mẫu.
4. Xác định mô-đun đàn hồi của các mẫu bê tông: Dựa trên chỉ dẫn
của Tiêu chuẩn TCVN 9357:2012, mô-đun đàn hồi bê tông được nội suy
dựa trên vận tốc xung siêu âm.
5. Xác định cường độ chịu nén bê tông: Sử dụng máy nén thủy lực

SYE-2000A, lực nén lớn nhất là 200 tấn.
3.2.3. Xây dựng mơ hình dự đốn cường độ chịu nén của bê tơng
Ba mơ hình dự đốn (sử dụng hồi quy tuyến tính và mạng ANN) với
thơng số đầu vào khác nhau được xây dựng, mục đích là để so sánh độ
chính xác của các mơ hình và lựa chọn được mơ hình tối ưu nhất.
• Mơ hình 1: 05 tham số đầu vào gồm cốt liệu bé A[kg], cốt liệu
14


lớn B[kg], chất kết dính C[kg], lượng nước D[lít] và UPV tuổi 28
ngày[m/s]; Đầu ra là cường độ chịu nén tuổi 28 ngày R[daN/cm2].
• Mơ hình 2: 05 tham số đầu vào gồm cốt liệu bé A[kg], cốt liệu
lớn B[kg], chất kết dính C[kg], lượng nước D[lít] và tỉ lệ A2/A1;
Đầu ra là cường độ chịu nén tuổi 28 ngày R[daN/cm2].
• Mơ hình 3: 06 tham số đầu vào gồm cốt liệu bé A[kg], cốt liệu
lớn B[kg], chất kết dính C[kg], nước D[lít], UPV 28 ngày[m/s] và tỉ
lệ A2/A1; Đầu ra là cường độ chịu nén tuổi 28 ngày R[daN/cm2].
3.2.3.1 Mơ hình hồi quy tuyến tính đa biến
a. Kết quả mơ hình dự đốn
Các phương trình hồi quy của ba mơ hình (mơ hình 1, 2 và 3) để dự
đốn cường độ chịu nén của bê tông sử dụng các vật liệu thay thế được
thể hiện qua các Biểu thức (3.1), (3.2) và (3.3).
R1 = −150 + 0,094.A − 0,047.B + 1,096.C − 1,328.D + 0,0718.UPV

(3.1)

R 2 = 132 + 0,0912.A + 0,012.B + 1,1768.C − 1,675.D + 91,9(A 2 / A1 )
R 3 = −506 + 0,1723.A + 0,041.B + 0,967.C − 1,07.D + 0,1099.UPV

(3.2)

+ 132,8(A 2 / A1 )

(3.3)

Các biểu đồ phần dư có thể được phân tích để đánh giá sự phù hợp
của phương trình hồi quy (Hình 3.3). Các phân tích cho thấy sự phù hợp
cao của cả ba mơ hình và hồn tồn có thể sử dụng các phương trình hồi
quy nói trên nhằm dự đốn cường độ chịu nén của bê tơng.

Hình 3.3. Biểu đồ phần dư của cường độ chịu nén (Mơ hình 1)
15


b. Đánh giá mơ hình dự đốn
Bảng 3.3. Các tham số đánh giá mơ hình hồi quy tuyến tính đa biến
Tham số đánh giá
Độ lệch S, daN/cm2

Mơ hình 1
49,08

Mơ hình 2
48,90

Mơ hình 3
47,80

Hệ số bội R2, %

90,32

90,40

90,96

Hệ số Radj2, %

89,59

89,67

90,13

Kết quả cho thấy mơ hình 3 tốt nhất. Do đó, mơ hình 3 được chọn
để dự đốn cường độ chịu nén của bê tông. Tuy nhiên, trường hợp
không đo được cả UPV và A2/A1, mơ hình 1 hoặc 2 được sử dụng.
c. Dự đốn cấp phối chế tạo bê tơng
Các biểu đồ hình bao được sử dụng để dự đốn khoảng cấp phối cần
thiết để đảm bảo cường độ chịu nén thiết kế (Hình 3.4). Để xác định cấp
phối cần thiết đáp ứng theo yêu cầu cường độ chịu nén bê tơng theo
thiết kế, phân tích lựa chọn cấp phối tối ưu được sử dụng để tìm ra cấp
phối phù hợp nhất trong số 72 cấp phối đã thiết kế (Hình 3.5).

Hình 3.4. Biểu đồ (contour plot) dự đốn cấp phối bê tơng

Hình 3.5. Cấp phối tối ưu để cường độ chịu nén đạt 300daN/cm2
16

3.2.3.2 Mơ hình mạng ANN
Để so sánh độ chính xác của việc dự đoán cường độ chịu nén bằng
phương pháp hồi quy, phương pháp mạng ANN được áp dụng cho các
mơ hình 1, 2 và 3.
a. Cấu trúc mạng ANN
Số lượng nơ-ron trong lớp đầu vào tương ứng với số thơng số đầu
vào của 3 mơ hình (Mục 3.2.3) và lớp đầu ra có 1 nơ-ron đó là cường độ
chịu nén bê tông. Số lớp ẩn và số nơ-ron của các lớp ẩn phù hợp được
xác định theo phương pháp dị tìm. Cấu trúc mạng ANN phù hợp cho
các mơ hình dự đốn: Mơ hình 1: 5x10x1, Mơ hình 2: 5x10x1 và Mơ
hình 3: 6x10x1 (Hình 3.6).
Tổng số 72 mẫu được sử dụng cho việc huấn luyện (training), xác
thực (validation) và kiểm tra (test). Dữ liệu phục vụ việc huấn luyện:
70% (50 mẫu), dữ liệu phục vụ việc xác thực: 15% (11 mẫu), dữ liệu
phục vụ việc kiểm tra: 15% (11 mẫu). Sự phân bổ 72 bộ dữ liệu cho 3
tập dữ liệu nói trên được thực hiện một cách ngẫu nhiên bởi cơng cụ
nntool trong phần mềm Matlab.

Hình 3.6. Cấu trúc mạng ANN
b. Phân tích kết quả các mơ hình
Các kết quả phân tích trên cho thấy mơ hình 3 dự đốn chính xác
nhất và là mơ hình phù hợp nhất để dự đoán cường độ chịu nén của bê
tông sử dụng tro bay và bột đá bằng mạng ANN (Hình 3.7).

17


Hình 3.7. Quá trình huấn luyện và kết quả dự đốn bằng mạng ANN

3.2.3.3 So sánh các mơ hình dự đoán cường độ chịu nén

Kết quả các tham số đánh giá ba mơ hình 1, 2, và 3 bằng phương
pháp hồi quy tuyến tính và mạng ANN được thể hiện như Bảng 3.4.
Phương pháp dự đoán bằng mạng ANN cho kết quả chính xác hơn so
với phương pháp hồi quy. Trong ba mơ hình dự đốn bằng mạng ANN
đề xuất, mơ hình 3 có độ chính xác cao nhất, do đó là mơ hình phù hợp
nhất để dự đốn cường độ chịu nén của bê tông sử dụng vật liệu phế
phẩm tro bay và bột đá. Tuy nhiên, khi không thể xác định tham số đầu
vào là UPV hoặc tỉ lệ A2/A1, mơ hình 1 hoặc mơ hình 2 có thể được sử
dụng mà vẫn đảm bảo được độ chính xác cao.
Bảng 3.4. Các tham số đánh giá mơ hình 1, 2 và 3
Tham số đánh
giá
Độ lệch (S)
Hệ số bội (R2)
Hệ số (Radj2)

Phương pháp hồi quy
Mơ
Mơ
Mơ
hình 1
hình 2
hình 3
49,08
48,90
47,80
90,32
90,40
90,96
89,59

89,67
90,13

Phương pháp ANN
Mơ
Mơ
Mơ
hình 1
hình 2
hình 3
38,05
38,89
35,26
93,66
93,38
94,55
93,54
93,29
94,48

3.3. Hệ số cản Rayleigh của bê tơng
3.3.1. Quy trình thực nghiệm xác định hệ số cản Rayleigh
Quan hệ giữa hệ số suy giảm sóng kw và các hệ số cản Rayleigh 
và β được thể hiện theo Biểu thức (3.4).
α
β
kw =
+ ω2
(3.4)
2c 2c

18


Dựa trên biểu thức này, một phương pháp được đề xuất để xác định
hai hệ số cản  và β như sau:
• Phát sóng với tần số là 54kHz qua mẫu bê tơng hình khối vng
cạnh 15cm, xác định được biên độ sóng phát và sóng nhận, từ đó xác
định được hệ số suy giảm sóng kw. Vận tốc xung siêu âm được đo đạc từ
thực nghiệm.
• Trong Biểu thức (3.4), lấy =0, xác định được β và ký hiệu là β0 :
β 0 = 2ck w / ω2 (3.5). Tiếp tục lấy β=0, tính được  và ký hiệu là 0:
α0 = 2ck w (3.6).
• Dựa trên các giá trị tính được của 0 và β0, tìm hai hệ số k và kβ
sao cho: α = α 0 / k α ,β = β 0 / k β (3.7), với điều kiện hệ số suy giảm sóng
từ mơ phỏng k MP
bằng hệ số suy giảm sóng k TN
từ kết quả thực
w
w
nghiệm. Trong phương trình (3.5), do giá trị tần số góc ω rất lớn, nên
giá trị β0 gần bằng khơng, vì vậy hệ số kβ trong Biểu thức (3.7) không
ảnh hưởng nhiều đến hệ số β. Để đơn giản tính tốn thay vì phải tìm 2
hệ số k và kβ, chỉ cần tìm một hệ số chung là kR cho cả hai giá trị  và
β. Khi đó Biểu thức (3.7) trở thành α = α0 / k R ,β = β 0 / k R (3.8).
• Sau khi đã xác định được hệ số kR, các hệ số cản Rayleigh  và β
được xác định theo Biểu thức (3.8).
Quy trình để xác định các hệ số cản Rayleigh  và β như Hình 3.8.
Dựa vào quy trình trên, hệ số cản Rayleigh của 72 cấp phối bê tông
được xác định.

Hình 3.8. Quy trình xác định hệ số cản Rayleigh
3.3.2. Xây dựng mơ hình dự đốn hệ số cản Rayleigh của bê tông
Trong các trường hợp thực tế khi cấp phối chế tạo bê tông không
phải là 1 trong 72 cấp phối đã thiết kế, cần thiết phải xác định được các
19


hệ số cản Rayleigh cho cấp phối bê tông này. Vì vậy, mơ hình mạng
ANN được đề xuất để dự đoán hai hệ số cản Rayleigh  và β cho cấp
phối bê tơng bất kỳ (Hình 3.9).

Hình 3.9. Cấu trúc mạng ANN để dự đốn hệ số cản Rayleigh

Hình 3.10. Kết quả dự đoán hệ số cản Rayleigh bằng mạng ANN
Sử dụng mạng ANN đã xây dựng, chúng ta có thể xác định các hệ
số cản Rayleigh  và β cho cấp phối bê tông bất kỳ (Bảng 3.5).
Kết quả này là hết sức có ý nghĩa, vì các hệ số cản này được sử
dụng để xác định ma trận cản C trong bài tốn mơ phỏng ở Chương 2.
Từ đó, việc mơ phỏng lan truyền sóng siêu âm trong bê tơng sử dụng tro
bay và bột đá có thể được thực hiện cho cấp phối bê tông tùy ý.
Bảng 3.5. Xác định hệ số cản Rayleigh bê tông bằng ANN
Thành phần vật liệu
Chất kết dính
Đá
Xi
Tro
Cát
Bột đá
dăm
măng

bay
(80%) (20%)
(80%) (20%)
kg
kg
kg
515
129
1200
224
56
489
122
1150
304
76
482
120
1100
360
90

Hệ số cản Rayleigh

Cốt liệu bé

Mác
bê tông

Mác 200

Mác 300
Mác 400

20

Nước

Hệ số
cản 

Hệ số
cản β

lít
195
195
195

rad/s
52747.05
9579.14
4644.47

s/rad
4.59E-07
8.34E-08
4.04E-08


3.4. Thực nghiệm dự đoán chiều sâu vết nứt mở vng góc bề mặt

Để kiểm chứng kết quả mơ phỏng xác định chiều sâu vết nứt ở Mục
2.3, một quy trình thực nghiệm được xây dựng để xác định chiều sâu vết
nứt (Hình 3.11). Hình ảnh chế tạo mẫu và xác định thời gian lan truyền
từ đầu phát đến đầu thu như Hình 3.12.

Hình 3.11. Quy trình xác định chiều sâu vết nứt bằng thực nghiệm

Hình 3.12. Chế tạo mẫu và xác định thời gian lan truyền xung
Kết quả xác định chiều sâu vết nứt từ mô phỏng (Mục 2.3) và từ
thực nghiệm được thể hiện ở Bảng 3.6. Kết quả cho thấy giá trị chiều
sâu vết nứt dự đoán dựa trên đo đạc thực nghiệm bằng xung siêu âm lớn
hơn giá trị dự đốn bằng mơ phỏng số. Điều này là phù hợp. Bởi vì
trong mơ phỏng số vật liệu bê tông được giả thiết là môi trường đồng
nhất. Cịn khi đo đạc thực nghiệm trên mẫu bê tơng, cấu trúc vật liệu là
không đồng nhất, bên trong mẫu có thể tồn tại các lỗ trống do q trình
chế tạo, từ đó sóng lan truyền sẽ bị tán xạ với cốt liệu lớn và các lỗ
trống này, và sự lan truyền sóng khi đo đạc thực nghiệm sẽ có sai khác
so với khi mô phỏng số.
Bảng 3.6. Kết quả dự đốn chiều sâu vết nứt
Phương pháp
Mơ phỏng số
Thực nghiệm

Chiều sâu vết
nứt dự đoán
7,5cm
7,92cm
21

Chiều sâu vết

nứt thực tế
7cm
7cm

Sai lệch
(%)
7,1%
13,1%


3.5. Kết luận chương 3
Mục tiêu của chương 3 là nghiên cứu thực nghiệm đối với bê tông
sử dụng vật liệu phế phẩm tro bay và bột đá để thực hiện các cơng việc:
Dự đốn cường độ chịu nén bê tông bằng phương pháp hồi quy và mạng
ANN, xác định các hệ số cản Rayleigh của bê tông để xác định ma trận
cản trong bài tốn mơ phỏng ở Chương 2 và dự đoán chiều sâu vết nứt
bằng thực nghiệm để kiểm chứng kết quả mô phỏng ở Chương 2.
Đối với việc dự đốn cường độ chịu nén bê tơng, Luận án đề xuất 3
mơ hình đa biến với tham số đầu vào khác nhau, sử dụng phương pháp
hồi quy tuyến tính đa biến và mạng ANN. Kết quả cho thấy mơ hình
mạng ANN (Mơ hình 3) cho kết quả chính xác nhất. Trong Mơ hình 3,
đầu vào gồm 6 tham số: 4 tham số vật liệu (cốt liệu bé, cốt liệu lớn, chất
kết dính và nước) và 2 tham số đặc tính sóng siêu âm (UPV và tỉ lệ biên
độ A2/A1), đầu ra là cường độ chịu nén bê tơng. Mơ hình cho phép dự
đốn cường độ chịu nén của bê tông sử dụng vật liệu phế phẩm (tro bay
và bột đá) với độ chính xác cao.
Để xác định các hệ số cản Rayleigh  và β, một phương pháp thực
nghiệm được đề xuất, từ đó xác định được các hệ số cản Rayleigh cho
72 cấp phối bê tông sử dụng các vật liệu phế phẩm tro bay và bột đá.
Ngồi ra, một mơ hình mạng ANN được xây dựng để dự đoán các hệ số

cản Rayleigh cho cấp phối bê tơng bất kỳ với độ chính xác phù hợp.
Trong mơ hình, đầu vào là 4 tham số vật liệu (cốt liệu bé, cốt liệu lớn,
chất kết dính và nước), đầu ra là các hệ số cản Rayleigh  và β.
Kết quả chiều sâu vết nứt bê tông xác định bằng đo đạc thực nghiệm
có sai lệch so với phương pháp mô phỏng số ở Chương 2, tuy nhiên với
sai số chấp nhận được. Sai số này có thể khắc phục bằng cách bổ sung
giả thiết vật liệu bê tông được tạo thành từ nhiều vật liệu không đồng
nhất khi mơ phỏng số q trình lan truyền sóng.

22


KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU CẦN PHÁT TRIỂN
Các kết quả Luận án đạt được:
1. Xây dựng được thuật toán và chương trình mơ phỏng bằng
phương pháp phần tử hữu hạn, để mơ phỏng hai chiều sự lan truyền
sóng siêu âm trong bê tông sử dụng các vật liệu phế phẩm là tro bay và
bột đá. Điểm mới của chương trình là có xét đến ma trận cản C được
xác định bằng mơ hình giảm chấn Rayleigh thơng qua các hệ số  và β
tính tốn từ thực nghiệm.
2. Xây dựng được bộ dữ liệu thực nghiệm gồm có 72 cấp phối bê
tông, đạt cấp độ bền chịu nén từ B10 đến B45. Cấp phối bê tông sử
dụng các vật liệu tại miền Trung: cát, đá dăm, xi măng Portland và đặc
biệt sử dụng hai vật liệu phế phẩm là tro bay và bột đá. Bộ dữ liệu này
bao gồm các thông tin về cấp phối bê tông, vận tốc xung siêu âm ở tuổi
28 ngày, khối lượng riêng, mô-đun đàn hồi của bê tông, tỉ lệ suy giảm
biên độ sóng siêu âm tại 28 ngày tuổi và cường độ chịu nén bê tông tại
28 ngày tuổi.
3. Đề xuất phương pháp và xây dựng được các mơ hình dự đốn
cường độ chịu nén của bê tông sử dụng tro bay và bột đá bằng phương

pháp hồi quy tuyến tính và mạng nơ-ron nhân tạo. Mơ hình này cho
phép dự đốn chính xác cường độ chịu nén của bê tơng tương ứng với
các cấp phối đã xác định. Từ đó, có thể giúp nhà sản xuất bê tơng dự
đốn được khoảng cấp phối bê tông và xác định được cấp phối bê tông
tối ưu để đảm bảo yêu cầu về cường độ chịu nén thiết kế.
4. Đề xuất phương pháp thực nghiệm để xác định các hệ số cản
Rayleigh cho 72 cấp phối bê tông sử dụng các vật liệu phế phẩm là tro
bay và bột đá. Xây dựng được mô hình mạng nơ-ron nhân tạo cho phép
dự đốn hệ số cản Rayleigh của bê tông sử dụng vật liệu thay thế với
cấp phối bất kỳ.
5. Xác định phương pháp phù hợp để dự đốn chiều sâu vết nứt mở
vng góc với bề mặt của mẫu bê tông sử dụng vật liệu phế phẩm như
tro bay và bột đá. Phương pháp này dựa trên thời gian lan truyền nhiễu
23