Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ kỹ thuật với đề tài "Đánh giá tổn thất mỏi của các công trình biển trọng lực bằng bê tông cốt thép", chuyên ngành Xây dựng Công trình thuỷ (mã số: 2-15-07), do nghiên cứu sinh Nguyễn Văn Ngọc thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của GS. Phạm Khắc Hùng, bảo vệ tại Trường Đại học Xây dựng Hà Nội năm 2001.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Từ cuối thập niên 1980 và trong suốt thập niên 1990, chiến lược phát triển kinh tế biển và bảo vệ chủ quyền quốc gia của Việt Nam đặt ra yêu cầu xây dựng hàng loạt công trình biển phục vụ khai thác dầu khí tại thềm lục địa (như các mỏ Bạch Hổ, Rồng, Rạng Đông, Ruby, cụm mỏ khí Nam Côn Sơn: Lan Tây, Lan Đỏ, Rồng Đôi) và các công trình an ninh quốc phòng, kinh tế - kỹ thuật trên các đảo, bãi ngầm san hô (khu vực quần đảo Trường Sa, cụm nhà giàn DK1, bãi cạn Cà Mau ở độ sâu 10–30 m nước).

Trong công tác thiết kế công trình biển nói chung, ngoài việc tính toán theo trạng thái giới hạn chịu tải trọng cực trị của môi trường (chu kỳ lặp 100 năm), tác động lặp liên tục của tải trọng sóng biển gây ra hiện tượng tích luỹ tổn thất mỏi và làm suy giảm tuổi thọ của kết cấu. Trong khi bài toán mỏi của kết cấu giàn thép cố định đã được nghiên cứu tương đối toàn diện tại các cơ sở chuyên môn như Viện Xây dựng Công trình biển (Trường Đại học Xây dựng), Viện Nghiên cứu Thiết kế Dầu khí biển (Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro) và Viện Cơ học, thì bài toán phá huỷ mỏi của kết cấu công trình biển trọng lực bằng bê tông cốt thép (viết tắt trong luận án là CTBTLBT) tại Việt Nam vẫn là một khoảng trống lớn chưa được nghiên cứu đầy đủ và hệ thống. Trên thế giới, các nghiên cứu mỏi cho bê tông biển bắt đầu từ cuối thập niên 1960 nhưng việc đánh giá định lượng tuổi thọ mỏi của cấu kiện bê tông chịu tác động ngẫu nhiên của sóng vẫn còn nhiều tồn tại về độ chính xác.

Mục tiêu nghiên cứu

Luận án xác định các mục tiêu nghiên cứu cụ thể được đánh số như sau:

  1. Tổng quan tình hình nghiên cứu, đặc điểm chịu lực và đặc điểm bài toán phá huỷ mỏi của các cấu kiện công trình biển trọng lực bê tông cốt thép và bê tông ứng suất trước.
  2. Phân tích cơ chế phá huỷ mỏi, phương pháp xác định vùng ứng suất tập trung ("điểm nóng") và lựa chọn các đường cong mỏi thực nghiệm ($S-N$) thích hợp từ các tiêu chuẩn quốc tế cho vật liệu bê tông, cốt thép thường và cốt thép ứng suất trước.
  3. Thiết lập mô hình đánh giá tổn thất mỏi theo hai hướng tiếp cận: mô hình tiền định (deterministic model) áp dụng quy tắc Palmgren-Miner và mô hình ngẫu nhiên phi tuyến (stochastic model) bằng phương pháp giải tích kết hợp phương pháp số.
  4. Xây dựng phương pháp xác định quy luật suy giảm độ tin cậy và dự báo tuổi thọ làm việc an toàn của cấu kiện CTBTLBT trong thời kỳ thiết kế khi có xét đến tổn thất mỏi tích luỹ.
  5. Xây dựng hệ thống chương trình tính toán số và ứng dụng tính toán kiểm chứng cho cấu kiện công trình biển trọng lực bê tông trong điều kiện môi trường biển Việt Nam.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Kết cấu công trình biển trọng lực bằng bê tông cốt thép thường và bê tông ứng suất trước (BT-ƯST), tập trung vào các cấu kiện trụ đỡ chịu lực của công trình biển.
  • Phạm vi không gian: Điều kiện tự nhiên, môi trường khí tượng hải văn và phổ sóng tại thềm lục địa và vùng biển Việt Nam.
  • Phạm vi thời gian và dữ liệu: Dữ liệu thống kê về các giàn trọng lực bê tông xây dựng ở Biển Bắc giai đoạn 1974–1995, các tiêu chuẩn thiết kế quốc tế hiện hành tại thời điểm nghiên cứu (DnV, ACI, CEBTP, API) và chu kỳ khai thác thiết kế tiêu chuẩn của công trình biển.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã tổng thuật chi tiết các hướng nghiên cứu trong nước và quốc tế liên quan đến tính toán kết cấu công trình biển và độ bền mỏi của bê tông cốt thép:

  • Hướng nghiên cứu công trình biển cố định bằng thép: Tập trung vào các phân tích dao động, ứng suất điểm nút và bài toán mỏi mối nối ống theo quy chuẩn của Viện Dầu mỏ Hoa Kỳ (API) và các kết quả nghiên cứu tại Việt Nam của Viện Xây dựng Công trình biển (Trường Đại học Xây dựng), Viện Nghiên cứu Thiết kế Dầu khí biển (Vietsovpetro).
  • Hướng nghiên cứu thực nghiệm mỏi vật liệu bê tông và bê tông cốt thép: Luận án điểm lại các chương trình thí nghiệm và xây dựng đường cong mỏi $S-N$ của:
    • Viện Bê tông Hoa Kỳ (ACI).
    • Đăng kiểm quốc tế Na Uy (DnV - Det Norske Veritas).
    • Trung tâm Thí nghiệm Xây dựng và Công trình Công cộng Pháp (CEBTP) phối hợp cùng Cơ quan Khai thác Đại dương Quốc gia Pháp (CNEXO).
  • Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết: Thiếu hụt một phương pháp luận hoàn chỉnh kết hợp giữa bài toán kết cấu bê tông ứng suất trước, cơ sở dữ liệu đường cong mỏi thực nghiệm phù hợp và mô hình ngẫu nhiên phi tuyến để dự báo độ tin cậy và tuổi thọ mỏi của cấu kiện CTBTLBT dưới tác động ngẫu nhiên của sóng biển Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án sử dụng cách tiếp cận định lượng, kết hợp giữa mô hình giải tích lý thuyết, phương pháp số xác suất và phân tích dữ liệu thực nghiệm tiêu chuẩn.

Thành phần phương pháp Nội dung và công cụ cụ thể trong luận án
Khung lý thuyết - Lý thuyết tính toán kết cấu bê tông cốt thép và bê tông ứng suất trước (BT-ƯST).
- Lý thuyết mỏi vật liệu và quy tắc tích luỹ tổn thất mỏi tuyến tính Palmgren-Miner ($D = \sum \frac{n_i}{N_i}$).
- Lý thuyết xác suất, quá trình ngẫu nhiên phi tuyến và lý thuyết độ tin cậy công trình ($R(t) = 1 - P_f(t)$).
Phương pháp giải tích - Thiết lập công thức giải tích giải bài toán mỏi ngẫu nhiên phi tuyến dưới tác dụng của tải trọng có biên độ không đổi (biên độ hằng).
- Xác định hàm mật độ xác suất của tỷ số tổn thất mỏi $D$ khi chịu nhiều nhóm chất tải sóng.
Phương pháp số - Xây dựng thuật toán và phương pháp số giải bài toán mỏi ngẫu nhiên phi tuyến trong trường hợp tải trọng sóng tổng quát.
- Phân tích ảnh hưởng của khoảng chia rời rạc ($k$) đến hàm mật độ xác suất $p_i(a)$ và độ tin cậy không phá huỷ mỏi theo thời gian.
Công cụ phần mềm Tác giả tự lập trình 03 phần mềm chuyên dụng:
1. "BTCT": Tính toán mặt cắt và phân tích trạng thái ứng suất bê tông cốt thép / ứng suất trước.
2. "MTP": Tính toán tổn thất mỏi theo mô hình tiền định.
3. "MNN": Tính toán mỏi và độ tin cậy theo mô hình ngẫu nhiên.
Nguồn dữ liệu - Số liệu giàn trọng lực bê tông Biển Bắc (1974–1995).
- Tham số đường cong mỏi $S-N$ và hệ số $C_{1j}$ của ACI, CEBTP, DnV.
- Dữ liệu phổ sóng và thông số hải văn thềm lục địa Việt Nam.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về tình hình nghiên cứu tính toán mỏi của kết cấu CTBTLBT và đặt vấn đề nghiên cứu mỏi trong luận án

Chương 1 trình bày tổng quan về kết cấu công trình biển trọng lực bê tông, bao gồm đặc điểm cấu tạo, phân loại, lược sử phát triển và tình hình nghiên cứu tại Việt Nam cũng như trên thế giới.

Tác giả thống kê các giàn trọng lực bê tông đã được xây dựng tại khu vực Biển Bắc trong giai đoạn 1974–1995 (Bảng 1.1 trong luận án), phân tích ưu thế của kết cấu bê tông trọng lực về độ bền trong môi trường xâm thực biển, khả năng chứa dầu ngầm và độ ổn định trọng lực không cần đóng cọc neo phức tạp.

Chương này phân tích hai bài toán cơ bản khi thiết kế CTBTLBT:

  1. Bài toán bền trong điều kiện cực trị của môi trường: Xem xét tác động của các trận bão lớn nhất với chu kỳ lặp 100 năm.
  2. Bài toán mỏi: Xem xét các tác động thường xuyên, lặp đi lặp lại của sóng biển trong suốt vòng đời thiết kế công trình (thường từ 20 đến 50 năm).

Tác giả đặt bài toán nghiên cứu cho luận án: tập trung vào đánh giá phá huỷ mỏi của các cấu kiện chịu lực chính dưới tác động của phổ tải trọng sóng, xác lập các giả thiết về trạng thái làm việc của vật liệu bê tông cốt thép và bê tông ứng suất trước, và vạch ra các nội dung cốt lõi cần giải quyết trong các chương tiếp theo.

Chương 2: Phân tích, lựa chọn đường cong mỏi thực nghiệm tính toán mỏi cấu kiện công trình biển trọng lực bê tông

Chương 2 tập trung vào việc nhận dạng cơ chế mỏi của vật liệu bê tông cốt thép trong môi trường biển và chuẩn hóa việc lựa chọn đường cong mỏi thực nghiệm.

Tác giả trình bày phương pháp xác định "điểm nóng" (hot spot) – vị trí có trạng thái ứng suất tập trung cao nhất trên cấu kiện trụ đỡ CTBTLBT (Bảng 2.1), phân vùng ứng suất (ƯST) và xác định mặt cắt nguy hiểm. Khác với kết cấu thép cố định (nơi mỏi phát sinh chủ yếu tại các mối nối ống kim loại do nồng độ ứng suất hàn), hiện tượng mỏi trong cấu kiện bê tông biển có đặc thù phức tạp hơn do vật liệu không đồng nhất, chịu tác động đồng thời của ứng suất nén/kéo thay đổi chu kỳ và hiện tượng nứt cục bộ do áp lực thuỷ tĩnh của nước biển.

Luận án tổng kết các hình thức tổ chức thí nghiệm mỏi và các tham số đường cong mỏi $S-N$ từ ba hệ thống tiêu chuẩn quốc tế:

  • CEBTP (Pháp): Các thí nghiệm trên mẫu cấu kiện bê tông và bê tông ứng suất trước chịu uốn và nén trong môi trường nước biển nhân tạo (Bảng 2.4).
  • ACI (Viện Bê tông Hoa Kỳ): Quy định đường cong mỏi đối với bê tông chịu nén và cốt thép chịu kéo.
  • DnV (Đăng kiểm Na Uy): Hệ thống đường cong mỏi chi tiết cho bê tông chịu nén, cốt thép thường và cốt thép ứng suất trước, bao gồm các hệ số hiệu chỉnh $C_{1j}$ đối với thanh thép thẳng (Bảng 2.5) và thanh thép uốn cong (Bảng 2.6).

Chương 2 kết luận việc lựa chọn đường cong mỏi của DnV và CEBTP là phù hợp cho các bài toán tính toán cấu kiện CTBTLBT trong điều kiện làm việc ngập nước biển.

Chương 3: Nghiên cứu đánh giá tổn thất mỏi của các cấu kiện CTBTLBT

Chương 3 là phần nghiên cứu lý thuyết cốt lõi, xây dựng các công thức toán học và quy trình đánh giá tổn thất mỏi theo hai mô hình:

1. Mô hình tiền định (Deterministic Model)

  • Xác định các tác động tải trọng sóng phân theo các nhóm độ cao và chu kỳ sóng đặc trưng.
  • Xác định ứng suất cực đại ($\sigma_{\max}$) và cực tiểu ($\sigma_{\min}$) tại các điểm nóng tương ứng với từng nhóm sóng.
  • Áp dụng quy tắc cộng dồn tổn thất Palmgren-Miner để tính tỷ số tổn thất mỏi tích luỹ: $$D = \sum_{i=1}^{k} \frac{n_i}{N_i}$$ trong đó $n_i$ là số chu kỳ tác động thực tế của nhóm sóng thứ $i$, $N_i$ là số chu kỳ chịu mỏi cho đến khi phá huỷ tại mức ứng suất tương ứng tra từ đường cong $S-N$.
  • So sánh $D$ với tỷ số tổn thất mỏi tích luỹ cho phép $[D]$ (Bảng 3.1 trong luận án) để đánh giá khả năng chịu mỏi.

2. Mô hình ngẫu nhiên phi tuyến (Stochastic Model)

  • Phương pháp giải tích: Thiết lập nghiệm giải tích xác định hàm phân phối xác suất của tỷ số tổn thất mỏi tích luỹ $D$ trong trường hợp tải trọng sóng có biên độ không đổi và trường hợp chịu nhiều nhóm chất tải.
  • Phương pháp số: Giải bài toán ngẫu nhiên phi tuyến đối với trường hợp tải trọng tổng quát, xây dựng quy trình xác định luật phân phối xác suất của $D$ theo thời gian khai thác.
  • Độ tin cậy và tuổi thọ dự báo: Thiết lập hàm độ tin cậy không phá huỷ mỏi $R(t)$ và xác suất phá huỷ mỏi $P_f(t) = 1 - R(t)$.
  • Suy giảm độ tin cậy kết cấu: Đánh giá mức độ suy giảm khả năng chịu lực cực hạn của cấu kiện CTBTLBT theo thời gian khi xét đến sự tích luỹ tổn thất mỏi, từ đó thiết lập điều kiện khai thác an toàn và dự báo tuổi thọ thiết kế của công trình.

Chương 4: Ứng dụng tính toán mỏi công trình biển trọng lực bê tông trong điều kiện môi trường biển Việt Nam

Chương 4 thực hiện tính toán ứng dụng số cho một công trình biển trọng lực bê tông cụ thể chịu điều kiện khí tượng hải văn biển Việt Nam thông qua các bộ chương trình do tác giả phát triển:

Các kết quả tính toán số và phân tích trong chương gồm:

  1. Ảnh hưởng của cường độ bê tông: Khảo sát ảnh hưởng của cường độ chịu nén của bê tông ($\sigma_b$) đến diện tích yêu cầu của cốt thép thường và cốt thép ứng suất trước (Bảng 4.1, khảo sát trường hợp $\sigma_b = 270\text{ MPa}$, $\sigma_{acp} = 300\text{ MPa}$).
  2. Độ nhạy của tham số chia: Phân tích ảnh hưởng của khoảng chia rời rạc $k$ đến dạng của hàm mật độ xác suất $p_i(a)$, xác định bước chia tối ưu nhằm đảm bảo độ hội tụ và độ chính xác của nghiệm số.
  3. Đánh giá độ tin cậy: Tính toán xác định đường cong suy giảm xác suất an toàn của điểm nóng bê tông theo thời gian làm việc (từ 0 đến 30 năm khai thác).
  4. So sánh đối chứng: Kết quả cho thấy mô hình ngẫu nhiên phản ánh sát thực tế hơn trạng thái làm việc của kết cấu trong môi trường biển ngẫu nhiên so với mô hình tiền định truyền thống.

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án nêu các đóng góp mới về mặt khoa học và thực tiễn kỹ thuật như sau:

Đóng góp về lý luận và phương pháp

  1. Xây dựng phương pháp giải bài toán ngẫu nhiên phi tuyến để xác định quy luật phân phối xác suất của tỷ số tổn thất mỏi tích luỹ $D$ trong cấu kiện CTBTLBT bằng cả phương pháp giải tích (cho các trường hợp chất tải cơ bản) và phương pháp số (cho trường hợp tải trọng sóng ngẫu nhiên tổng quát).
  2. Thiết lập quy trình toán học đánh giá sự suy giảm độ tin cậy và tăng dần của xác suất phá huỷ bền của cấu kiện CTBTLBT theo thời gian khai thác khi có xét đến hiệu ứng tích luỹ mỏi.
  3. Đề xuất quy trình phân vùng ứng suất và định vị chính xác "điểm nóng" nguy hiểm trên cấu kiện trụ đỡ bê tông cốt thép và bê tông ứng suất trước.

Đóng góp về thực tiễn và ứng dụng

  1. Xây dựng và hoàn thiện bộ 03 chương trình phần mềm tính toán ("BTCT", "MTP", "MNN"), có khả năng áp dụng trực tiếp vào công tác thiết kế, kiểm toán mỏi cho các công trình biển trọng lực bằng bê tông cốt thép tại Việt Nam.
  2. Cung cấp bộ tham số thực nghiệm, bảng tra hệ số đường cong mỏi ($S-N$) chuẩn hóa cho bê tông và cốt thép trong môi trường biển dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế (DnV, CEBTP, ACI).
  3. Đưa ra các chỉ dẫn kỹ thuật về lựa chọn cấp cường độ bê tông và tỷ lệ bố trí cốt thép ứng suất trước nhằm hạn chế mức độ tổn thất mỏi trong môi trường biển Việt Nam.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên nội dung văn bản luận án, các hạn chế và hướng phát triển tiếp theo được ghi nhận:

  • Hạn chế: Các đường cong mỏi thực nghiệm $S-N$ sử dụng trong luận án chủ yếu được trích xuất từ cơ sở dữ liệu thí nghiệm của các tổ chức quốc tế (DnV, CEBTP, ACI) tại các vùng biển ôn đới (như Biển Bắc), chưa có điều kiện thực hiện các chuỗi thí nghiệm mỏi quy mô lớn trên mẫu bê tông ngâm trong nước biển nhiệt đới tại Việt Nam do hạn chế về trang thiết bị thí nghiệm tại thời điểm năm 2001.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    1. Tổ chức các thí nghiệm mỏi chuyên sâu đối với vật liệu bê tông cốt thép trong môi trường nước biển tự nhiên tại các vùng biển Việt Nam để hiệu chỉnh chính xác các tham số của đường cong $S-N$.
    2. Mở rộng mô hình tính toán mỏi cho các kết cấu móng hộp phức tạp, các vách ngăn ngầm và các vùng chuyển tiếp của giàn trọng lực bê tông.
    3. Ứng dụng mô hình suy giảm độ tin cậy vào bài toán tối ưu hoá công tác kiểm tra, bảo dưỡng định kỳ và đánh giá tuổi thọ còn lại của các công trình biển đang vận hành.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu chuyên khảo kỹ thuật có giá trị tham khảo cụ thể cho các nhóm đối tượng:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Chuyên ngành Xây dựng Công trình thuỷ, Xây dựng Công trình biển, Cơ học Kết cấu; đặc biệt hữu ích khi nghiên cứu Chương 3 về phương pháp giải bài toán ngẫu nhiên phi tuyến và lý thuyết độ tin cậy công trình.
  • Kỹ sư thiết kế công trình biển: Tại các viện nghiên cứu, doanh nghiệp dầu khí và hàng hải (như Viện Xây dựng Công trình biển, Viện Nghiên cứu Thiết kế Dầu khí biển - Vietsovpetro); có thể tham khảo trực tiếp Chương 2 để tra cứu tham số đường cong mỏi ($S-N$) và Chương 4 để ứng dụng thuật toán phần mềm tính mỏi.
  • Cơ quan quản lý và quy hoạch công trình biển, đảo: Tham khảo cơ sở khoa học về tuổi thọ an toàn và mức suy giảm độ tin cậy để lập kế hoạch đầu tư, kiểm định an toàn cho các công trình giàn bê tông, nhà giàn DK1 và công trình bảo vệ đảo.

Câu hỏi thường gặp

1. Thuật ngữ CTBTLBT trong luận án là viết tắt của gì và có ưu điểm gì so với giàn thép?

CTBTLBT là viết tắt của "Công trình biển trọng lực bằng bê tông" (hoặc bê tông cốt thép). Khác với giàn thép cố định chịu lực chủ yếu qua hệ cọc cắm sâu vào đáy biển, công trình trọng lực bê tông giữ ổn định vị trí trên đáy biển hoàn toàn bằng trọng lượng bản thân, có khả năng kết hợp các khoang rỗng làm bể chứa dầu ngầm và có khả năng chống ăn mòn tự nhiên tốt trong môi trường nước biển.

2. Luận án sử dụng các đường cong mỏi thực nghiệm từ những nguồn quy chuẩn nào?

Luận án phân tích, tổng hợp và lựa chọn các đường cong mỏi từ ba hệ thống quy chuẩn và tổ chức nghiên cứu quốc tế:

  • Viện Bê tông Hoa Kỳ (ACI).
  • Đăng kiểm quốc tế Na Uy (DnV - Det Norske Veritas).
  • Trung tâm Thí nghiệm Xây dựng và Công trình Công cộng Pháp (CEBTP) phối hợp cùng Cơ quan Khai thác Đại dương Quốc gia Pháp (CNEXO).

3. Quy tắc Palmgren-Miner (P-M) được tác giả sử dụng như thế nào trong bài toán mỏi?

Quy tắc Palmgren-Miner được sử dụng trong mô hình tiền định để tính toán tỷ số tổn thất mỏi tích luỹ: $$D = \sum \frac{n_i}{N_i}$$ Nếu $D \le [D]$ (trong đó $[D]$ là giá trị tỷ số tổn thất mỏi tích luỹ cho phép quy định theo tiêu chuẩn, trình bày ở Bảng 3.1), kết cấu được đánh giá là đảm bảo an toàn về mỏi trong thời gian khai thác thiết kế.

4. Ba chương trình phần mềm do tác giả tự xây dựng trong luận án có nhiệm vụ gì?

Tác giả đã lập trình 03 phần mềm chuyên biệt:

  • "BTCT": Tính toán nội lực, ứng suất và kiểm tra khả năng chịu lực của mặt cắt bê tông cốt thép và bê tông ứng suất trước.
  • "MTP": Tính toán tổn thất mỏi của cấu kiện theo mô hình tiền định dựa trên quy tắc Palmgren-Miner.
  • "MNN": Giải bài toán mỏi theo mô hình ngẫu nhiên phi tuyến bằng phương pháp số và tính toán đường cong suy giảm độ tin cậy theo thời gian.

5. Khái niệm "điểm nóng" trong cấu kiện CTBTLBT được hiểu như thế nào?

"Điểm nóng" (hot spot) là vị trí cục bộ trên cấu kiện (đặc biệt là tại các mặt cắt nguy hiểm của trụ đỡ) có mức độ tập trung ứng suất biến thiên lớn nhất dưới tác động của các nhóm sóng lặp. Đây là vị trí có xác suất xuất hiện vết nứt mỏi đầu tiên và là đối tượng khảo sát trọng tâm để đánh giá tuổi thọ mỏi của toàn bộ kết cấu.

Kết luận

Luận án của tác giả Nguyễn Văn Ngọc (2001) đã giải quyết trọn vẹn bài toán đánh giá tổn thất mỏi và suy giảm độ tin cậy của công trình biển trọng lực bằng bê tông cốt thép dưới tác động ngẫu nhiên của sóng biển. Bằng việc kết hợp giữa lý thuyết mỏi, mô hình ngẫu nhiên phi tuyến và hệ thống đường cong thực nghiệm quốc tế, công trình đã thiết lập một phương pháp luận tính toán có cơ sở khoa học chặt chẽ. Hệ thống 03 chương trình phần mềm ("BTCT", "MTP", "MNN") được xây dựng trong luận án là công cụ tính toán số hữu ích, đóng góp trực tiếp vào công tác thiết kế và kiểm toán an toàn kết cấu công trình biển tại Việt Nam.