Nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng số ứng xử cơ học của xốp siêu nhẹ EPS

Từ khóa:

EPS
nghiên cứu thực nghiệm
mô phỏng số
ứng xử cơ học.

https://doi.org/10.59382/j-ibst.2023.vi.vol3-7

Tóm tắt:

EPS (Expanded Poly-Styrene) geofoam là tên gọi chung cho vật liệu xốp đã được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực địa kỹ thuật ở nhiều quốc gia trên thế giới, nhằm giảm độ lún nền đường hơn 40 năm qua. Xốp siêu nhẹ EPS là vật liệu nhựa tổng hợp từ polystyrene, có khối lượng riêng thường sử dụng 12 – 35kg/m³, chỉ bằng 1% ~ 2% so với đất, đá hoặc bê tông, đồng thời có thể chịu được ứng suất nén lớn. Trong nghiên cứu này, tác giả tiến hành các thí nghiệm nén đơn trục và thí nghiệm cắt phẳng để tìm hiểu ứng xử cơ học của EPS geofoam. Sau đó, tác giả tiến hành mô phỏng số các thí nghiệm đơn trục để lựa chọn ra mô hình vật liệu và các tham số phù hợp để mô phỏng ứng xử cơ học của xốp EPS. Từ các kết quả mô phỏng số, nhận thấy rằng mô hình vật liệu Harderning Soil (HS) và mô hình Mohr – Coulomb (MC) có thể sử dụng để mô phỏng ứng xử cơ học của EPS geofoam.

Nội dung:

Tài liệu tham khảo:

[1] Lê Bá Vinh (2015), “Phân tích ảnh hưởng của bấc thấm lý tưởng và bấc thấm không lý tưởng trong mô phỏng xử lý nền bằng phương pháp hút chân không kết hợp với bấc thấm”, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường, số 49, tháng 6, Tr.14-21. 

[2] Nguyễn Minh Khoa, Hoàng Đình Đạm (2013), “Nghiên cứu bệ phản áp tăng cường tải trọng giới hạn nền đất yếu chịu tải trọng của nền đường đắp”, Tạp chí Cầu đường Việt Nam, tháng 3, Tr.15-18. 

[3] Nguyễn Đức Thuận (2017), “Nghiên cứu ổn định nền đường đắp trên nền đất yếu gia cố bằng cọc xỉ than từ nhà máy nhiệt điện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh”, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng. 

[4] Almedia M. S. S.,  Hosseinpour I., Riccio M. and Alexiew D. (2014), “Behavior of geotextile-encased granula columns supporting test embankment on soft deposit”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 141(3), p.04014116.

[5] Zheng J. J.,  Chen B. G., Lu Y. E., Abusharar S. W. and Yin J. H. (2009), “The performance of an embankment on soft ground reinforced with geosynthetics and pile walls”, Geosynthetics International, 16(1), pp.1-10.

[6] Hosseinpour I., Almedia M. S. S., and Riccio M. (2015), “Full-scale load test and finite-element analysis of soft ground improved by geotextile-encased granular columns”, Geosynthetics International, 22(6), pp. 428-438.

[7]  Baykal G.,  Edincliler A. and Saygili A. (2009), “Highway  embankment construction using fly ash in cold regions”, Resources Conservation and Recycling, 42, pp.209-222.6.

[8] Yoon S.,  Prezzi M., Siddiki N. Z. and Kim B. (2006), “Construction of a test embankment using a sand-tire shred mixture as fill material”, Waste Management, 26, pp.1033-1044.

[9] Herle V. (2011). Design and monitoring of EPS embankment on D1 near Ivanovice in the Czech Republic. 4th International Conference on Geofoam Blocks in Construction Applications, Lillestrøm, Norway.

[10] Milan D., Martin D.U. and Michael F. (2018). Dutch A75 highway widening using EPS embankment with a vertical side. 5th International Conference on Geofoam Blocks in Construction Applications, pp. 81-87.

[11] O’Brian AS (2001). Design and construction of the UK’s first polystyrene embankment for railway use. 3rd International Conference on Geofoam Blocks in Construction Applications, Salt Lake City, USA.

[12] Tsukamoto H. (1996). Slope stabilization by the EPS method and its applications. International symposium on EPS construction method (EPS Tokyo ‘96’), EPS construction method development organization, Tokyo, Japan, pp. 362–380.

[13] Kim, H., Joo, T., Yoo, K., Han, T., Kim, T., and Jung, J. (2003). Case studies of EPS failure and quality control by site monitoring. Proceeding of the Korean Geotechnical Society 2003 National Conference, Daejon, Korea, March 21, Korean Geotechnical Society, pp. 401–408, in Korean.

[14] EPS Development Organization (2019), EDO-EPS Construction method – Standard plan of Design and Construction.

[15] D1622/D1622M – 14, Standard Test Method for Apparent Density of Rigid Cellular Plastics.

[16] Schanz, T., Vermeer, P.A., Bonnier, P.G. (1999). The hardening-soil model: Formulation and verification. In R.B.J. Brinkgreve, Beyond 2000 in Computational Geotechnics, Balkema, Rotterdam. 281–290. 

[17] Sherif S. Abdelsalam, Salem A. Azzam, Abdel- Rahman S. Abdel-Awad.(2015). Laboratory Characterization and Numerical Modeling of EPS Geofoam. International Conference on Advances in Structural and Geotechnical Engineering "ICASGE’15".

[18] Henry Wong, Chin Jian Leo.(2006). A simple elastoplastic hardening constitutive model for EPS geofoam. Geotextiles and Geomembranes 24 (2006) 299–310.