Tóm tắt Luận án Nghiên cứu tính toán kết cấu công sự bằng tôn sóng chịu tác dụng tải trọng nổ

 dụng của trụ cầu (Houman Ghalibaflan, 
Carlos E. Ventura, và Ricardo O. Foschi); nghiên cứu phân tích tương tác 
phi tuyến kết cấu – môi trường sử dụng khớp nối lặp (H.Zolghadr Jahromi, 
B.A. Izzudin và L.Zdravkovic ); nghiên cứu về tương tác động lực học phi 
tuyến của kết cấu với nền biến dạng (Nguyễn Tương Lai); nghiên cứu về 
tương tác kết cấu công sự - môi trường phi tuyến chịu tác dụng tải trọng nổ 
(Nguyễn Trí Tá); nghiên cứu tương tác động lực học của kết cấu công sự 
dạng tấm với nền phi tuyến chịu tải trọng sóng nổ (Vũ Công Hoằng); 
nghiên cứu trình lan truyền của sóng nổ trong môi trường san hô và tác 
động của sóng nổ đối với công trình quân sự (Nguyễn Hữu Thế). 
 Có hai quan điểm tính kết cấu công sự chịu tác dụng của tải trọng nổ: 
Quan điểm tính học (tải trọng động được thay bằng tải trọng tĩnh tương 
đương q) Quan điểm động lực học (xác định được tần số dao động, các 
tham số động học và nội lực tương ứng với trạng thái động tại vị trí các 
khối lượng trong hệ cơ bản từ đó xác định nội lực trong kết cấu). 
5 
 Các phương pháp số tính kết cấu công trình chịu tải trọng động: 
 - Phương pháp sai phân hữu hạn: Nội dung của phương pháp này là 
thay các toán tử vi phân bằng các toán tử đại số cục bộ đơn giản hơn tác 
dụng trong các nút của miền nghiên cứu. Phương pháp này ít được sử dụng 
để giải các bài toán tổng quát; 
 - Phương pháp phần tử hữu hạn: Kết cấu có thể được chia ra thành các 
phần tử nhỏ hơn, có kích thước hữu hạn và được gọi là các “phần tử hữu 
hạn”. Hệ kết cấu ban đầu được coi là tập hợp các phần tử nối với nhau tại 
một số hữu hạn các điểm gọi là “điểm nút”. Phương trình cân bằng của 
toàn kết cấu được thành lập từ tổ hợp các phương trình cân bằng của phần 
tử sao cho bảo toàn tính liên tục của chuyển vị tại các nút, nơi các phần tử 
được nối với nhau. Phương pháp này cho phép giải bài toán hệ kết cấu – 
môi trường trong một thuật toán, khả năng xây dựng các chương trình có 
tính tổng quát; 
 - Phương pháp phần tử biên: Tư tưởng cơ bản của phương pháp này là 
không dựa vào việc nghiên cứu các đại lượng cần tìm trực tiếp trên toàn 
miền đã cho, mà chỉ nghiên cứu các phần tử trên biên của miền; 
 - Phương pháp hạt không lưới SPH: Cơ sở của phương pháp là giải bài 
toán tích phân của hàm lõi W(r), với vị trí r trong miền tính toán W, rất 
phù hợp cho mô phỏng sự lan truyền sóng xung kích lan truyền trong 
không khí. 
1.4. Kết luận chương 1 
Trong chương này, tác giả trình bày một cách tổng quát về các loại tải 
trọng nổ tác dụng lên kết cấu công sự, về các mô hình phi tuyến của môi 
trường và vật liệu kết cấu, tổng quan về tôn sóng và ứng dụng tôn sóng 
trong thiết kế công trình, các phương pháp tính toán kết cấu tôn sóng. Trên 
cơ sở phân tích một số công trình nghiên cứu trên thế giới và trong nước 
về bài toán tương tác kết cấu công sự với môi trường chịu tác dụng tải 
trọng nổ có kể đến tính phi tuyến, nghiên cứu các phương pháp tính kết 
cấu công sự chịu tác dụng tải trọng nổ. 
Từ nghiên cứu tổng quan cho thấy việc tính toán kết cấu công sự chịu 
tác dụng của tải trọng nổ do bom đạn gây ra còn một số vấn đề chưa được 
6 
giải quyết đầy đủ là: bài toán tương tác giữa kết cấu và môi trường theo 
mô hình không gian 3D, làm việc ngoài giai đoạn đàn hồi, chịu tác dụng 
của tải trọng nổ do bom đạn có xét đến sự tách trượt trên bề mặt kết cấu và 
môi trường. Đặc biệt, nghiên cứu ứng dụng vật liệu tôn sóng cho kết cấu 
công sự trong nước cũng còn ít công bố. 
Luận án sẽ tập trung nghiên cứu giải quyết nội dung sau: Nghiên cứu 
tính toán kết cấu công sự bằng tôn sóng theo mô hình không gian, kể đến 
tính phi tuyến của vật liệu kết cấu và môi trường, tải trọng nổ trong môi 
trường, có xét đến sự tách trượt trên bề mặt kết cấu. Luận án sử dụng 
phương pháp PTHH, ứng dụng phần mềm ANSYS làm công cụ tính, thí 
nghiệm hiện trường làm cơ sở đánh giá độ tin cậy phương pháp nghiên 
cứu và phần mềm ứng dụng làm công cụ tính. 
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ GIẢI BÀI TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÔNG SỰ 
TÔN SÓNG - MÔI TRƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 
2.1. Đặt bài toán, mô hình tính 
Tính toán công sự dã chiến điển 
hình, là công sự ẩn nấp của tổ đội bộ 
binh từ 3  4 người, kích thước 
thông thủy phần thân: rộng x dài x 
cao = B x L x H = 1,4 x 2,25 x 1,7 
(m). Công sự đặt trong môi trường 
đất á cát, chịu tác dụng của tải trọng 
nổ ngang thân tường, cách tường 
công sự một khoảng nhất định. 
Hình 2.1: Mô hình công sự 
Tôn sóng làm công sự được chế tạo từ thép CCT38, chiều dày  = 
3mm, biên độ sóng hs = 5cm, chiều dài bước sóng Ts = 15cm. Mô hình vật 
liệu kết cấu là mô hình đàn – dẻo tam tuyến tính. Mô hình vật liệu của môi 
trường là mô hình đàn – dẻo của Druker – Prager. Mô hình phần tử tiếp 
xúc là mô hình của R.Goodman, đã được chính R.Goodman và Mahtab 
mở rộng cho bài toán không gian ba chiều có kể đến vết nứt và sự tách 
trượt. Mô hình tải trọng là mô hình sóng nén hình thành do đạn nổ trong 
đất (công thức 1.1). 
7 
Hình 2.2: Mô hình đàn - dẻo tam 
tuyến tính 
Hình 2.3: Mặt giới hạn dẻo theo 
điều kiện Druker – Prager 
2.2. Cơ sở lý thuyết động lực học tính kết cấu công sự chịu tác dụng tải 
trọng nổ trong đất 
Đối với bài toán động, khi dao động trong hệ kết cấu - môi trường sẽ 
xuất hiện lực quán tính và lực cản nhớt, các lực này có thể coi là lực khối, 
có phương trình chuyển động của hệ: 
          M U C U K U R   (2.1) 
trong đó: 
[M] - Ma trận khối lượng tổng thể của hệ; 
[C] - Ma trận cản của hệ; 
[K] - Ma trận độ cứng tổng thể của hệ; 
{R} - Véc tơ ngoại lực của hệ (do lực bề mặt và lực khối); 
   U , U , U  - Tương ứng véc tơ gia tốc, vận tốc, chuyển vị của hệ. 
Đối với vật liệu ứng xử phi tuyến, ma trận vật liệu [D] không là hằng 
số, mà phụ thuộc biến dạng ngoài giai đoạn đàn hồi theo thời gian, do đó 
phụ thuộc vào chuyển vị của hệ. 
Quan hệ ứng suất – biến dạng của bài toán phi tuyến được viết: 
   D t . t    (2.2) 
 Ma trận độ cứng phụ thuộc vào biến dạng, chuyển vị: 
     K K t K U t  (2.3) 
Phương trình chuyển động của hệ kết cấu – môi trường có kể đến biến 
dạng phi tuyến của vật liệu có dạng: 
8 
       M U t C U t U t K U t U t R t   (2.4) 
Để giải phương trình chuyển động dạng phi tuyến (2.4) sẽ sử dụng 
phương pháp tích phân trực tiếp Newmark kết hợp phương pháp Newton – 
Raphson, khoảng thời gian cho mỗi bước lặp t. 
Điều kiện bền về tách và trượt trong tính toán được kiểm tra theo điều 
kiện Morh – Coulumb. Nếu ứng suất có tác dụng gây kéo, thì không có sự 
truyền lực qua lại giữa kết cấu và môi trường. Nếu ứng suất là nén, không 
có sự tách cục bộ giữa kết cấu và môi trường. 
- Nếu ứng suất tiếp  gh, (gh = c + n.tg ) thì không xuất hiện sự 
trượt cục bộ giữa tấm và nền; 
- Nếu ứng suất tiếp  > gh thì xuất hiện sự trượt cục bộ. 
 Tiêu chuẩn dừng của phép lặp là sự hội tụ của chuyển vị nút hay nội 
lực quy nút: 
- Đối với hội tụ của chuyển vị nút: 
 
  
(i)
Di
t t t
U
U U 
 
 (2.5a) 
- Đối với hội tụ của lực quy nút: 
      
     
ii
t t t t t t
F
t t t t
R P M U
R P M U
 


 (2.5b) 
trong đó: 
 D – Độ chính xác yêu cầu theo chuyển vị; 
 F – Độ chính xác yêu cầu theo lực; 
 - Ký hiệu biểu diễn phép tính chuẩn của một véc tơ. 
2.3. Ứng dụng phần mềm giải bài toán động lực học kết cấu công sự 
bằng tôn sóng - môi trường chịu tác dụng tải trọng nổ trong đất 
2.3.1. Xây dựng mô hình 
Mô hình tính được mô phỏng bằng phền mềm ANSYS theo phương 
pháp phần tử hữu hạn, mô hình không gian. 
9 
Hình 2.4: Mô phỏng mô hình tính 
 Mô hình vật liệu kết cấu: phần tử shell 93, phần tử tứ giác 8 nút hoặc 
tam giác 6 nút, là mô hình tấm mỏng (hoặc vỏ) có độ cong, phù hợp với 
cấu tạo hình dạng của tôn sóng. 
Bảng 2.1: Giới hạn ứng suất, biến dạng của vật liệu thép làm tôn sóng 
khi chịu tác dụng của tải trọng động ngắn hạn 
Chỉ số Giới hạn đàn hồi Giới hạn đàn dẻo Giới hạn phá hoại 
 (Mpa) 312 364 494 
 (%) 0,15 1,8 23 
  (%) 0,05 1,3 
 Mô hình vật liệu môi trường: phần tử Solid 95, có 20 nút (có thể tùy 
biến thành phần tử khối trụ tam giác 15 nút, phần tử khối chóp tứ giác 13 
nút, phần tử tứ diện 10 nút). Phần tử có thể có có bất kỳ định hướng không 
gian nào, phù hợp với mô hình vật liệu đàn hồi hoặc đàn dẻo, biến dạng 
lớn, có khả năng bám dính, tiếp xúc với mặt cong. Các thông số của môi 
trường đất á cát khai báo trong mô hình tính: 
- Trọng lượng riêng  = 1500 kG/m3; 
- Modul đàn hồi E = 23 MPa (230 kG/cm2); 
- Cường độ giới hạn [R] = 0,12 Mpa (1,2 kG/cm2); 
- Góc ma sát trong = 350. 
Mô hình phần tử tieps xúc: Luận án sử dụng phần tử CONTA174 và 
phần tử TARGE170 làm cặp “đối tiếp xúc” trong phân tích bài toán. Cặp 
phần tử này kết hợp có khả năng tùy biến linh hoạt từ dạng tứ giác sang 
dạng tam giác, tương thích với phần tử shell93 của mô hình kết cấu và 
10 
phần tử solid95 của mô hình môi trường, đặc tính tách – trượt phù hợp với 
ứng xử và mô hình môi trường đã lựa chọn. 
 Mô hình thuốc nổ: Thuốc nổ sử dụng trong mô hình tính là thuốc nổ 
TNT, đây là chất nổ hiệu suất cao, theo lý thuyết của E. Lee , M. Finger, 
W. Collins. Thông số chính của thuốc nổ TNT như sau: 
- Trọng lượng riêng  = 1630 kG/m3; 
- Tốc độ nổ v = 6930 m/s; 
- Công suất nổ P = 3,68.106 J/kg; 
- Áp suất nổ p = 2,1.104 MPa. 
2.3.2. Trình tự các bước tính toán 
Trình tự sử dụng phần mềm ANSYS phân tích bài toán tương tác kết 
cấu – môi trường chịu tác dụng tải trọng nổ trong đất gồm các bước sau: 
- Xây dựng mô hình hình học: mô hình hóa kết cấu, môi trường đất 
trong miền nghiên cứu; mô hình vật liệu nổ; chọn kiểu phần tử, xác định 
các tham số của bài toán; 
- Xây dựng mô hình vật liệu cho kết cấu, môi trường, thuốc nổ TNT: 
thiết lập các thông số về vật liệu; 
- Thiết lập kiểu phản ứng nổ: lựa chọn lý thuyết và tiêu chuẩn phản 
ứng nổ của thuốc nổ; 
- Chạy bài toán; 
- Xuất kết quả. 
2.3.3. Khảo sát lựa chọn chiều dày mô hình 
Mô hình khảo sát là một phần thân công sự ẩn nấp, được cấu tạo từ 
việc ghép nối các đốt có mô đun dài 0,45m. Lượng thuốc nổ TNT lần lượt 
là C = 1,5kG và C = 2,0 kG ở khoảng cách tường công sự là 2,0m. Khảo 
sát với chiều dày mô hình tính là số nguyên lần chiều rộng mô đun đốt 
công sự: 
- Chiều dày mô hình 0,45m: tương ứng 01 đốt công sự; 
- Chiều dày mô hình 0,90m: tương ứng 02 đốt công sự; 
- Chiều dày mô hình 1,35m: tương ứng 03 đốt công sự; 
- Chiều dày mô hình 2,25m: tương ứng 05 đốt (toàn bộ thân) công sự; 
11 
a) Chiều dày mô hình 0,45m b) Chiều dày mô hình 0,90m 
c) Chiều dày mô hình 1,35m d) Chiều dày mô hình 2,25m 
Hình 2.5: Tác dụng nổ với các mô hình có chiều dày khác nhau 
Bảng 2.2: Giá trị ứng suất lớn nhất khảo sát các mô hình với C = 1,5kG 
Thông số 
Chiều dày mô hình 
0,45m 0,90m 1,35m 2,25m 
Ứng suất 
max (MPa) 
176,72 175,90 174,08 173,16 
So sánh với mô 
hình dày 0,45m 99,53% 98,51% 97,98% 
Bảng 2. 1: Giá trị ứng suất lớn nhất khảo sát các mô hình với C = 2,0kG 
Thông số 
Chiều dày mô hình 
0,45m 0,90m 1,35m 2,25m 
Ứng suất 
max (MPa) 
430,03 427,85 425,58 423,26 
So sánh với mô 
hình dày 0,45m 99,49% 98,96% 98,42% 
Nhận xét: Ảnh hưởng không nhiều của chiều dày mô hình đối với kết cấu 
công sự dạng tôn sóng. Việc lựa chọn chiều dày mô hình tính không nhất 
thiết phải chọn cả chiều dài thân công sự, có thể lựa chọn kích thước theo 
số nguyên lần chu kỳ sóng tôn, và đảm bảo năng lực phân tích của máy 
tính một cách hợp lý. 
12 
2.4. Kết luận chương 2 
Tác giả đã xây dựng mô hình tính, nêu ra các phương trình và thuật 
toán để tính kết cấu công sự theo mô hình bài toán tương tác kết cấu – môi 
trường chịu tác dụng của tải trọng nổ trong đất. Mô hình tính của hệ theo 
sơ đồ không gian, trình tự các bước tính toán theo phương pháp PTHH. 
Phân tích lựa chọn phần mềm ANSYS là công cụ tính, phân tích lựa 
chọn mô hình vật liệu, thiết lập các thông số cho mô hình tính. Khảo sát để 
lựa chọn chiều dày mô hình tính để xây dựng mô hình cho thử nghiệm số. 
Tính chất làm việc trực hướng của tôn sóng thể hiện rõ nét qua kết quả 
khảo sát lựa chọn mô hình, phù hợp với các nghiên cứu về mặt lý thuyết, 
các nghiên cứu theo phương pháp PTHH, ứng dụng phần mềm ANSYS; 
Liên kết giữa các đốt dọc theo chiều dài công sự không ảnh hưởng 
nhiều đến việc truyền nội lực, mà mang tính giữ ổn định theo phương dọc 
công sự. Vì vậy, có thể lựa chọn các phương án liên kết khác nhau giữa 
các đốt công sự sao cho đảm bảo tính ổn định, đơn giản, dễ lắp dựng, ngay 
cả việc xếp chồng múi tôn khi điều kiện cho phép; 
Luận án lựa chọn chiều dày mô hình tính tương ứng với sáu chu kỳ 
sóng tôn (hai mô đun đốt công sự) có chiều dày 0,90m làm mô hình thử 
nghiệm số, thực hiện ở chương 3 của luận án. 
CHƯƠNG 3. THỬ NGHIỆM SỐ NGHIÊN CỨU TƯƠNG TÁC KẾT CẤU 
CÔNG SỰ BẰNG TÔN SÓNG VỚI MÔI TRƯỜNG CHỊU TÁC DỤNG 
TẢI TRỌNG NỔ TRONG ĐẤT VÀ ẢNH HƯỞNG MỘT SỐ THÔNG SỐ 
ĐẾN TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT – BIẾN DẠNG CỦA CÔNG SỰ 
3.1. Nghiên cứu tính kết cấu công sự bằng tôn sóng chịu tác dụng của 
tải trọng nổ khi môi trường tiếp xúc chặt chẽ với bề mặt kết cấu 
3.1.1. Bài toán 
Tính ứng suất kết cấu công sự 
bằng tôn sóng tròn trơn chịu tác 
dụng tải trọng nổ trong đất với 
lượng thuốc nổ C thay đổi (lần lượt 
C = 1,0 kG, C = 1,5 kG, C = 2,0 
kG), đặt ở khoảng cách R = 2,0 m 
ngang tường công sự. Điều kiện môi 
trường tiếp xúc chặt chẽ với bề mặt 
kết cấu, gọi là “bài toán tiếp xúc” 
c
Hình 3.1: Mặt cắt sơ đồ bài toán 
13 
C(TNT) Chỉ số 
3.1.2. Tính theo phương pháp truyền thống 
Bài toán được giải theo quan điểm động lực học, tách kết cấu khỏi 
môi trường, tải trọng tác dụng được quy tĩnh tác dụng lên bề mặt kết cấu. 
Ứng dụng phần mềm SAP2000 phân tích nội lực. Từ kết quả nội lực thu 
được, tính ra ứng suất trong kết cấu công sự. 
Kết quả thu được giá trị nội lực, ứng suất lớn nhất tại điểm giữa tường 
công sự (ngang tâm nổ) (Bảng 3.1) 
Bảng 3.1: Kết quả tính ứng suất theo phương pháp truyền thống 
Nội lực Tổ hợp 1 (C = 1,0kG) 
Tổ hợp 2 
(C = 1,5kG) 
Tổ hợp 3 
(C = 2,0kG) 
M (T.m) 0,40 0,59 0,79 
N (T) 0,42 0,29 0,15 
max (MPa) 218,918 320,921 428,27 
3.1.3. Mô phỏng tính toán bằng phần mềm ANSYS 
Kết quả phân tích bài toán ứng với mỗi trường hợp lượng nổ được 
tổng hợp theo (Bảng 3.2). 
Bảng 3.2: Kết quả tính theo phương pháp PTHH (bài toán tiếp xúc) 
 1,0 kG 1,5 kG 2,0 kG 
max (Mpa) 122,42 175,9 427,85 
umax (mm) 1,66 2,75 53,61 
max (%) 0,0017 0,0026 0,1663 
So sánh kết quả kết quả thu được giữa tính theo phương pháp truyền 
thống và phương pháp PTHH, sử dụng phần mềm ANSYS mô phỏng quá 
trình tương tác két cấu – môi trường (Hình 3.2) 
Hình 3.2: Ứng suất theo phương pháp truyền thống và phương pháp PTHH 
14 
C(TNT) 
Chỉ số 
Nhận xét: 
Trong giai đoạn đàn hồi, phương pháp truyền thống tính đơn giản hơn, 
thiên về an toàn, nhưng chưa kể đến tính tương tác và làm việc đồng thời 
của môi trường. Trong khi phương pháp PTHH, mô phỏng mô hình làm 
việc đồng thời, phát huy tối đa khả năng làm việc của hệ kết cấu – môi 
trường. Môi trường có vai trò quan trọng, làm giảm tác dụng của tải trọng 
động lên kết cấu công sự, việc sử dụng mô hình tương tác kết cấu – môi 
trường là rất cần thiết. 
3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng một số thông số đến trạng thái ứng suất – 
biến dạng trong kết cấu công sự bằng tôn sóng 
3.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của việc kể đến sự tách trượt của môi trường 
trên bề mặt kết cấu 
Khảo sát bài toán (mục 3.1.1), sử dụng phần mềm mô phỏng ANSYS theo 
phương pháp PTHH. Tại bề mặt tiếp xúc giữa kết cấu công sự và môi 
trường đất, có xét đến yếu tố tách trượt (gọi là bài toán tách trượt). 
Bảng 3.3: Kết quả tính theo phương pháp PTHH (bài toán tách trượt) 
 1,0 kG 1,5 kG 2,0 kG 
max (Mpa) 319,98 343,5 421,09 
umax (mm) 4,46 7,45 24,45 
max (%) 0,0065 0,0092 0,1741 
So sánh kết quả tính giữa mô hình bài toán tiếp xúc và mô hình bài 
toán tách trượt: 
Hình 3.3: Biểu đồ so sánh ứng suất trên kết cấu công sự 
15 
Hình 3.41: Biểu đồ so sánh Hình 3.5: Biểu đồ so sánh 
chuyển vị trên kết cấu công sự biến dạng trên kết cấu công sự 
Nhận xét: Quy luật phát triển khác nhau của biểu đồ ứng suất và biểu đồ 
chuyển vị, trong khi quy luật tương tự nhau của biến dạng. Cho thấy, mô 
hình tiếp xúc ảnh hưởng nhiều đến ứng xử làm việc của công sự trong bài 
toán tương tác kết cấu – môi trường. 
3.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của sự tương tác theo thời gian giữa sóng 
nén và kết cấu công sự 
Mục đích nhằm xem xét quá 
trình lan truyền sóng nén trong đất 
từ khi bắt đầu phản ứng nổ đến tác 
dụng của sóng nén lên kết cấu công 
sự bằng tôn sóng. 
Khảo sát bài toán (mục 3.1.1), 
tại bề mặt tiếp xúc giữa kết cấu công 
sự và môi trường có xét đến yếu tố 
tách trượt. 
Hình 3.6: Vị trí đạt ứng suất, biến 
dạng lớn nhất 
Lượng thuốc nổ C = 3,6 kG, thay đổi khoảng cách đặt lượng nổ đến 
tường công sự lần lượt là R = 2,0m, R = 3,2m, R = 3,8m, và R = 4,4m. 
Kết quả khảo sát với khoảng cách đặt lượng nổ R = 3,2m: 
Hình 3.7: Ứng suất theo thời gian tại tường trước công sự, R = 3,2m 
16 
Hình 3.8: Biến dạng theo thời gian tại tường trước công sự, R = 3,2m 
Bảng 3.4: Tổng hợp kết quả tính với C = 3,6kG ở khoảng cách khác nhau 
Khoảng cách R 2,0 m 3,2 m 3,8 m 4,4m 
Biến dạng (%) 0,1921 0,0643 0,0376 0,0276 
Ứng suất (MPa) 438,7 315,3 230,7 156,5 
Thời gian truyền áp lực x10-2 (s) 0,72 1,45 1,80 2,12 
Thời gian đạt ứng suất cực đại x10-2 (s) 1,26 1,80 2,15 3,60 
Tốc độ truyền sóng đàn hồi a0 (m/s) 277 221 211 207 
trong đó: 
- Thời gian truyền áp lực: tính từ khi phản ứng nổ đến thời điểm áp 
lực tăng đột ngột gây ra ứng suất (biến dạng) tăng đột biến; 
- Thời gian đạt ứng suất cực đại: tính từ khi phản ứng nổ đến thời 
điểm ứng suất (biến dạng) đạt cực đại; 
- Tốc độ truyền sóng đàn hồi bằng khoảng cách từ tâm nổ đến công sự 
(R) chia cho thời gian truyền áp lực. 
Nhận xét: Có sự lan truyền áp lực trong đất mà không phải là sóng nổ, đó 
là sự nép ép đàn hồi của môi trường, gọi là lan truyền đàn hồi của môi 
trường, kết cấu chưa chịu tác dụng của sóng nén. Khi khảo sát bằng các 
phần mềm như SAP2000, ETAB, Plaxis  thường cho kết quả ngay của 
sóng nén tác dụng lên kết cấu, không có khoảng thời gian trễ. 
3.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của tấm chắn 
Mô hình và số liệu của bài 
toán tách trượt (mục 3.2.1), tấm 
chắn bằng gỗ dày 15cm, cách 
tường công sự 50cm. Giả thiết gỗ 
là vật liệu đẳng hướng, có mô 
đun đàn hồi E = 8500 MPa, ứng 
suất giới hạn [] = 10 MPa. 
c
Hình 3.8: Mô hình bài toán có tấm chắn 
17 
So sánh với trường hợp không có tấm chắn, ta được: 
Hình 3.9: Biểu đồ so sánh biến dạng 
trên kết cấu công sự 
Hình 3.10: Biểu đồ so sánh ứng suất 
trên kết cấu công sự 
Nhận xét: Tấm chắn làm giảm đáng kể áp lực sóng nén tác dụng lên kết 
cấu công sự. Khi có tấm chắn, kết cấu công sự làm việc hoàn toàn trong 
giai đoạn đàn hồi, biến dạng trên kết cấu là rất nhỏ. Vì vậy trong xây dựng 
công sự nên bố trí tấm chắn khi có thể, kể cả việc tận dụng vật liệu tại chỗ 
như gỗ, tre,  
3.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của hình dạng sóng tôn 
Phân tích với kết cấu tôn sóng gấp nếp có cùng chiều dày, cùng chu 
kỳ, cùng biên độ so với tôn sóng tròn trơn, số liệu bài toán tách trượt (mục 
3.2.1). Kết quả như sau: 
Bảng 3.5: So sánh kết quả tính giữa tôn tròn trơn và tôn gấp nếp 
Lượng nổ C (kG) 1,0 1,5 2,0 
Ứng suất trong tôn tròn trơn (MPa) 319,98 343,50 421,09 
Ứng suất trong tôn gấp nếp (MPa) 289,29 326,78 402.14 
Chênh lệch (%) -9,59 -4,89 -4.50 
Nhận xét: Hình dạng múi tôn có ảnh hưởng đến kết quả tính, tuy nhiên kết 
quả tính sai khác không nhiều. Nguyên nhân chủ yếu xác định là do có sự 
thay đổi về thông số đặc trưng hình học như: diện tích tiết diện, mô men 
quán tính tiết diện, mô men kháng uốn 
3.3. Kết luận chương 3 
Kết quả cho thấy việc lựa chọn mô hình nghiên cứu phù hợp với phương 
pháp nghiên cứu, sát với mô hình làm việc thực tế của công sự, đánh giá khả 
18 
năng làm việc của công sự tr