THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA CÔNG TRÌNH
BÁO CÁO
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
Giáo viên hướng dẫn: T.S NGÔ NGỌC QUÝ
Sinh viên thực hiện : NGUYỄN XUÂN TUẤN
Nhóm : 5
Lớp : CẦU HẦM
Khóa : 52
Mã sinh viên : 1122110
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 1
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
Hà Nội - 2015
MỤC LỤC
MỤC LỤC
A. LÝ THUYẾT
1. VAI TRÒ VÀ NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TÁC THÍ NGHIỆM, KIỂM ĐỊNH CHẤT
LƯỢNG CÔNG TRÌNH.
1.1 . Vai trò của công tác thí nghiệm và kiểm định chất lượng công trình:
Trong nhiều lĩnh vực khác nhau của khoa học công nghệ nói chung cũng như của ngành
xây dựng GTVT nói riêng, vai trò của thí nghiệm vật lệu (TNVL) và thí nghiệm công trình
(TNCT) đã được khẳng định nhằm mục đích:
- Giải quyết các vấn đề của công nghệ và thực tế sản xuất đòi hỏi như đánh giá chất
lượng của vật liệu của kết cấu công trình làm cơ sở cho công tác thiết kế, thi công,
nghiệm thu, bàn giao và khai thác v.v
- Giải quyết và hoàn thiện những bài toán mà các phương pháp lý thuyết chưa và không
giải quyết được đầu đủ hoặc đang còn nằm trong ý tưởng gần thăm dò.
Công tác TNVL và TNCT là nhiệm vụ bắt buộc để được sản phẩm có chất lượng, đồng thời
trong suốt thời gian thi công cho đến khi hoàn thành chúng ta luôn kiểm soát được từng hạng
mục của công trình, giúp chúng ta phát hiện kịp thời được những khiếm khuyết, những lỗi

Trong khoa học kỹ thuật chuyên ngành, trong cơ học vật rắn biến dạng, cơ học công trình
mà nghiên cứu lý thuyết hoàn toàn chưa được giải quyết hoặc chưa giải quyết đầy đủ tận gốc
đòi hỏi phải có kết quả nghiên cứu thực nghiệm để làm cơ sở cho việc đánh giá sự phù hợp của
các giả thiết đưa ra và xác nhận sự đúng đắn của kết quả nhận được từ nghiên cứu lý thuyết.
2. KHẢO SÁT CÔNG TRÌNH CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG TĨNH
2.1. Nhiệm vụ thí nghiệm:
- Thí nghiệm thử tải nghiệm thu công trình mới xây dựng xong.
- Thí nghiệm thử tải đối với các công trình đã và đang khai thác sử dụng.
- Thí nghiệm kiểm tra các cấu kiện và kết cấu chế tạo hàng loạt.
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 3
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
- Các thí nghiệm nghiên cứu khoa học ứng dụng.
2.2. Đối tượng thí nghiệm:
 Những kết cấu tiến hành thí nghiệm với mục đích kiểm tra chất lượng sản phẩm, thường là
những cấu kiện định hình, được sản xuất tại các nhà máy cấu kiện bê tông đúc sẵn. Ở đây
cấu kiện được chọn làm thí nghiệm là những cấu kiện có chất lượng tốt nhất và xấu nhất
trong nhóm sản phẩm. Căn cứ để lựa chọn các đối tượng đó là các thông tin nhận được từ
quá trình khảo sát hiện trạng bằng phương pháp không phá hoại. Số lượng đối tượng thí
nghiệm của một chủng loại kết cấu được quy định trong các tiêu chuẩn kiểm định quốc gia.
 Những kết cấu cần tiến hành thí nghiệm để làm sáng tỏ các yêu cầu trong quá trình kiểm
định các công trình đã xây dựng xong hoặc các kết cấu công trình đang thi công. Lưu ý khi
chọn đối tượng:
- Số lượng phần tử kết cấu cần đặt tải phải là tối thiểu.
- Thí nghiệm cần phải bao quát tất cả những dạng cơ bản của các phần tử chịu lực trong
công trình.
- Chọn những kết cấu có sơ đồ làm việc rõ ràng nhất và tĩnh định hoặc các kết cấu đứng
riêng lẽ không có liên hệ với các bộ phận khác trong công trình, vì khi tồn tại những
liên hệ đó sẽ làm sai lệch trạng thái làm việc của đối tượng khảo sát.
 Đối tượng được chọn trong công trình bị sự cố kĩ thuật, bị hư hỏng do các tác nhân bên
ngoài phải là những kết cấu bị hư hỏng nhiều nhất trong công trình.

+ Đo bằng điện.
 Nguyên tắc bố trí điểm đo: Đo tại mặt cắt có độ võng lớn nhất.
2.4.2. Phương pháp đo biến dạng :
 Một số phương pháp đo:
+ Đo bằng tenzomet cơ học.
+ Đo bằng tenzomet cảm biến điện trở.
 Nguyên tắc bố trí điểm đo:
 Đo biến dạng trong trường hợp kết cấu chịu trạng thái ứng suất 1 trục: Dụng cụ đo
bố trí tại những điểm có có biến dạng lớn trên tiết diện quan sát.
- Khi lực dọc tác dụng đúng tâm chỉ cần bố trí 1 tenzomet.
- Khi có tác dụng đồng thời của cả lực dọc và mô men uốn hay lực dọc đặt lệch tâm:
• Nếu biết mômen hoặc lực đặt lệch tâm nằm trong mặt phẳng đối xứng nào đó của tiết
diện khảo sát thì phải bố trí không ít hơn hai tenzomet.
• Nếu mômen uốn hoặc lực lệch tâm tác dụng bất kì, bắt buộc trên tiết diện khảo sát
phải có 3 tenzomet thì mới có thể xác định được 3 ẩn số của nội lực là N, M
x
, và M
y
.
 Đo biến dạng trên những kết cấu chịu trạng thái ứng suất phẳng.
Tại mỗi điểm khảo sát cần bố trí một số tenzomet theo các phương khác nhau để tạo
thuận tiện cho việc lắp đặt. Số lượng các phần tử cảm biến tại một điểm đo tùy theo mục đích
nghiên cứu:
- Trường hợp I: Phương của ứng suất chính tại điểm khảo sát đã biết
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 5
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
Cần có ít nhất 2 phần tử cảm biến nằm trên hai phương ứng suất chính đã biết, thẳng góc
với nhau.
- Trường hợp II: Phương của các ứng suất chính hoàn toàn chưa biết.
Trong trường hợp này tại mỗi điểm đo phải có ít nhất 3 phần tử cảm biến đặt theo kiểu bộ

THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
Trước khi bắt đầu thí nghiệm, phải đánh dấu tất cả những khuyết tật, nứt nẻ, hư hỏng trên
mặt ngoài của kết cấu. Sau mỗi cấp tải trọng tác dụng cần khảo sát lại tất cả những khuyết tật
đã được đánh dấu để có nhận xét về khả năng phát triển của chúng và phát hiện thêm những hư
hỏng mới.
Trong quá trình chất tải trọng và kết thúc thí nghiệm cần phải ghi lại bằng hình ảnh, đặc
biệt là những vị trí kết cấu bị hư hỏng phá hoại. Các hình ảnh đó là những tài liệu rất quan
trọng để chứng minh và giải thích sự đúng đắn cũng như độ tin cậy đối với kết quả thí nghiệm.
2.5.5. Kĩ thuật an toàn khi thí nghiệm tải trọng tĩnh
Dưới đối tượng thí nghiệm thường đặt thêm các dàn hay trụ để đỡ khi có sự cố với điều
kiện là các phương tiện này không được tiếp xúc và không làm ảnh hưởng đến các chuyển vị
tự do của kết cấu thí nghiệm khi chịu tải.
2.6. Theo dõi quá trình thử nghiệm:
2.7. Đánh giá kết quả thí nghiệm:
Đánh giá kết quả thí nghiệm tĩnh tiến hành trên cơ sở phân tích toàn diện và so sánh với
kết quả tính toán lý thuyết theo các tham số đã được khảo sát, đo đạc thực tế về đặc trưng hình
học, vật liệu và trạng thái của đối tượng kiểm tra.
Sự đánh giá đầy đủ nhất chỉ có thể nhận được khi có kết quả về khả năng chịu lực cuối
cùng của đối tượng thí nghiệm. Lúc này mới có thẻ làm sáng tỏ những vẫn đề cơ bản sau:
- Nguyên nhân làm mất khả năng chịu lực của kết cấu;
- Độ sai lệch giữa tải trọng tính toán và tải trọng phá hoại thực tế;
- Sự tương ứng của các tham số chuyển vị và biến dạng đo được trong thời gian thí
nghiệm với kết quả lý thuyết.
B. THỰC HÀNH
BÀI 1 : THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ GIỮA LỰC - BIẾN DẠNG – ĐỘ
VÕNG TRÊN MÔ HÌNH DẦM GIẢN ĐƠN
1. Mục đích thí nghiệm:
- Nghiên cứu quy luật phân bố nội lực trong giới hạn đàn hồi của mô hình dầm giàn 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


+ b là khoảng cách giữa 2 điểm đặt lực tập trung.
+ Jx là mômen quán tính trục chịu uốn của mặt cắt.
+ σ là Ứng suất tại bề mặt mặt cắt gắn đầu đo.
+ y là khoảng cách từ trục trung hòa đến bề mặt mặt gắn đầu đo lấy
y =
Ta tính được: (kg/cm
2
)
• Tính toán độ võng: Ta sử dụng phương pháp nhân biểu đồ Vê rê sa ghin.

70 60 70
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 8
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN

35.P 35.P
M

50
Mk
1
30
700 600 700
Ta có:
[ ]
MkMp
EJ
l
1


Từ các tính toán ta tính ra được đô võng
- Bố trí thiết bị đo:
• Mô hinh 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 02 điểm đo ứng suất: 1 điểm Tenzomet cơ học và 1
điểm điện từ 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 các đồng hồ đo võng bằng Bách phân kế 0.0 lmm hành trình 30 mm. Tổng số 2
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 9
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
điểm đo độ võng: 1 điểm do điện tử TDS 302 + LVDT và 1 điểm cơ học BPK hành
trình 30 mm.
3. Các bước tiến hành:
- Lắp đặt các thiết bị thí nghiệm
- Gia tải với cấp tải 0,2P(60Kg), quan sát các thiết bị đo và của toàn bộ mô hình thí
nghiệm. Nếu phát hiện sự cố cần điều 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 tác dụng tải trọng theo từng cấp. Sau khi chất đủ tải, mỗi cấp áp 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 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.
4. Xử lý kết quả thí nghiệm:
- Kết quả thí nghiệm:

• Dụng cụ thí nghiệm không chính xác (do để quá lâu ngày hoặc đã sử dụng nhiều lần,
hoặc ngay cả khi là đồ dùng loại tốt nhất cũng không thể chính xác 100% được).
• Do trong quá trình đọc kết quả ta đọc không ngang tầm mắt, đọc không đúng cách
dẫn đến lệch số và sai sót.
• Thao thác máy chưa thành thạo, ghi chép số liệu chưa chính xác (do mắt đọc).
• Do làm tròn số trong quá trình tính toán. ( kết quả thường ra những số vô tỉ nên ta k
thể viết hết mà phải làm tròn).
• Do sai sót trong tiến trình thí nghiệm như đặt dụng cụ không đúng vị trí.
• Do địa điểm thí nghiệm (đo trọng lực thì sẽ có bị ảnh hưởng của địa hình và địa
điểm).
• Do mẫu thí nghiệm ( Dầm thép I100) với các chỉ số hình học không sát với thực tế.
• Do môđun đàn hồi của vật liệu (E=2,1x10
6
kg/cm
2
) Có thể E của vật liệu chưa đạt
đến giá trị đó.
Kết luận: Các sai sót về chủ quan ta có thể khắc phục nhưng riêng sai số do hệ thống (thuộc về
máy móc kĩ thuật) thì cần sửa chữa máy móc thiết bị. Vậy nên sai sót là không thể tránh khỏi.
BÀI 2: XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BTXM BẰNG PHƯƠNG PHÁP
KHÔNG PHÁ HỦY - SIÊU ÂM KẾT HỢP SÚNG BẬT NẨY
(TCVN 9335-2012: Bê Tông Nặng – Phương pháp không phá hủy - Xác định cường độ chịu
nén của bê tông bằng phương pháp siêu âm kết hợp súng bật nẩy)
1. Phạm vi áp dụng:
 Cho các loại cấu kiện, kết cấu bê tông của công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp
trong các trường hợp:
- Không xây dựng được biểu đồ chuẩn dùng để xác định cường độ nén của bê tông bằng
phương pháp không phá hoại.
- Không có mẫu khoan lấy từ các loại cấu kiện, kết cấu xây dựng để xác định cường độ bê
tông.

- Hàm lượng xi măng là 350 kg/m
3
- Cốt liệu lớn: đá dăm với đường kính lớn nhất D
max
= 40 mm
- Cốt liệu nhỏ: cát vàng có Mn từ 2,0 đến 3,0
 Nếu bê tông cần thử có thành phần khác với bê tông tiêu chuẩn thì cường độ chịu nén của
bê tông được hiệu chỉnh bằng các hệ số ảnh hưởng.
 Để xác định được cường độ chịu nén của bê tông cần thử phải có các số liệu kĩ thuật liên
quan đến thành phần bê tông thử: loại xi măng, hàm lượng xi măng sử dụng cho 1m
3
bê
tông, loại cốt liệu lớn và D
max
.
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 13
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
 Trong trường hợp có mẫu lưu, cần sử dụng kết hợp mẫu lưu để xác định cường độ nén của
bê tông. Tổng số mẫu lưu không ít hơn 6 mẫu.
 Khi không có đầy đủ những số liệu kĩ thuật lien quan đến thành phần bê tông cần thử thì
kết quả thu được chỉ mang tính chất định tính.
Nguyên lý: Một xung điện chuyển thành dao động từ đầu phát tiếp xúc với bề mặt bê tông
của mẫu thử truyền qua đoạn đường từ đầu phát đến đầu thu đã biết trong bê tông được nghịch
đảo thành tín hiệu ở đầu thu. Chuyển mạch điện và bộ đếm thời gian xác định thời gian truyền
T của dao động từ đầu phát đến đầu thu.
Tốc độ truyền xung V (km/s hoặc m/s) được tính bằng:
V = L/T
Trong đó: L là chiều dài đường truyền, T là thời gian truyền.
Khi xung được truyền từ đầu phát vào trong bê tông một phần được phản xạ (dội lại) từ
biên của các loại vật liệu khác nhau trong bê tông, phần khác nhiễm xạ thành các sóng dọc

3
+ Cốt liệu lớn: Đá dăm D
max
= 20 mm
- Xác định vận tốc siêu âm xuyên: Trên chiều dài mỗi mẫu xác định 5 vùng thí nghiệm
xác định vận tốc siêu âm truyền qua theo chiều kích thước 15cm (xác định 5 giá trị vận
tốc siêu âm).
- Xác định chỉ số bật nẩy: Đối với mỗi vùng thí nghiệm trên mặt mẫu phải tiến hành thí
nghiệm không ít hơn 16 điểm, có thể loại bỏ 3 giá trị dị thường lớn nhất và 3 giá trị dị
thường nhỏ nhất còn lại 10 giá trị lấy giá trị trung bình. Giá trị bật nảy xác định chính
xác đến 1 vạch chia trên thang chỉ thị của súng bật nẩy.
- Xác định các hệ số ảnh hưởng: C1, C2, C3 và C4. Tra bảng theo tiêu chuẩn
- Tra bảng hoặc biểu đồ xác định cường độ nén của bê tông.
+ Xác định hệ số ảnh hưởng dùng để xét đến sự khác nhau giữa thành phần của bê tông
vùng thử và bê tông tiêu chuẩn C
o
:
C
o
= C
1
xC
2
xC
3
xC
4
+ C
1
là hệ số ảnh hưởng của mác xi măng sử dụng để chế tạo cấu kiện lấy theo bảng 3:

- Khi thí nghiệm,trục sung phải nằm theo phương ngang góc α =0
0
và vuông góc với bề
mặt cấu kiện. Nếu phương của súng tạo với phương ngang 1 góc α thì trị số bật nẩy đo
được trên súng phải được hiệu chỉnh theo công thức:
n = n
1
+ ∆
n
Trong đó : n là trị số bật nẩy của điểm kiểm tra.
n
1
là trị số đo được trên súng.
∆
n
là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc α.
5. Kết quả thí nghiệm, nhận xét kết quả thí nghiệm
- Kết quả thí nghiệm bằng máy siêu âm
Bảng kết quả xác định vận tốc (v) bằng máy siêu âm
Mẫu
Vùng kiểm tra Khoảng cách thời gian vận tốc
Vận tốc
trung
bình
(m) (μs) m/s
m/s
1 0.15 34.6 4360
4288
2 0.15 36.1 4180
Mẫu M1

C
.
3
C
.
4
C
Mẫu 1 41 -90 44.5 44.7
1
C
=1.04
43 -90 46.5
42 -90 45.5
43 -90 46.5
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 16
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
2
C
=1.03
3
C
=1
4
C
=1.03
C=1.103
39 -90 42.5
43 -90 46.5
39 -90 42.5
44 -90 47.5

Mẫu Vận tốc (m/s) n
tổng hợp
R
tc
(MPa)
M1
4288
44.7 >35
M2
4526
44.4 >35
Nhận xét, kết luận:
- Từ các kết quả về vận tốc siêu âm ( v >4500 m/s và trị số súng bật nẩy (n>35 vạch) nên
ta có thể kết luận là cường độ bê tông lớn hơn 350 kg/cm
2
(35 Mpa).
- Nếu vẫn muốn xác định cường độ chịu nén của mẫu theo phương pháp không phá hoại
này thì ta tiến hành xây dựng thêm biểu đồ ,khi đó đã biết cấp phối ta trộn hỗn hợp bê
tông theo cấp phối này đúc các mẫu ,sau 28 ngày tuổi đi siêu âm bắn súng .sau đó mang
chính mẫu ấy đi nén được giá trị cường độ nén.từ các số liệu ta được các quan hệ và vẽ
thêm biểu dồ.
- Phương pháp xác định cường độ nén của bê tông bằng sóng siêu âm và súng bật nảy
mang tính tương đối.
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 17
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
- Phương pháp này có ưu điểm là không phá hoại mẫu, đánh giá được cường độ của toàn
bộ cấu kiện bê tông.
- Nhưng nhược điểm là có các sai số đo: thiết bị đo, bề mặt của cấu kiện, trình độ của
người thí nghiệm…do vậy kết quả chỉ mang tính chất tương đối.
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 18