Mô phỏng số ứng xử của bê tông cốt sợi thép bằng phương pháp trường pha kết hợp lý thuyết miền kết dính

Abstract

Bê tông cốt sợi thép là một loại bê tông đặc biệt trong đó các sợi thép được phân bố ngẫu nhiên trong bê tông. Nhờ sự có mặt của các sợi thép, thông qua cơ chế bong tách và vết nứt bắc cầu, lực vẫn truyền được trong bê tông sau khi vết nứt xuất hiện, từ đó làm tăng tính dẻo, tăng khả năng hấp thụ năng lượng cho bê tông. Bài báo nhằm mục đích trình bày mô hình mô phỏng mới kết hợp lý thuyết trường pha với lý thuyết miền kết dính nhằm mô phỏng hiện tượng bong tách và vết nứt bắc cầu qua sợi thép. Trong phương pháp này, vết nứt và miền tiếp xúc được miêu tả bằng một trường vô hướng nhận giá trị từ 0 đến 1. Bước nhảy chuyển vị do bong tách ở miền tiếp xúc được miêu tả thông qua một trường chuyển vị phụ thêm. Nhờ đó, các quy luật ứng xử ở miền tiếp xúc được dễ dàng tích hợp vào mô hình. Kết quả của mô hình mô phỏng cho thấy ảnh hưởng của các tham số của miền tiếp xúc tới sự lan truyền của vết nứt. Đồng thời, mô hình mô phỏng cho phép miêu tả một cách trực quan hiện tượng bong tách và bắc cầu của sợi thép, từ đó cho thấy được vai trò của sợi thép trong việc tăng tính dẻo cho bê tông. Mô hình mô phỏng cũng cho thấy ảnh hưởng phương của sợi thép tới khả năng chịu lực của mẫu