1404/02/01
فریدون رضایی

فریدون رضایی

مرتبه علمی: دانشیار
ارکید:
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس:
دانشکده: دانشکده فنی و مهندسی
نشانی: دانشکده مهندسی، گروه عمران
تلفن: 02122464921

مشخصات پژوهش

عنوان
تحلیل غیرخطی مکانیک شکست تراورس بتنی پیش تنیده به روش های عددی و آزمایشگاهی
نوع پژوهش
پایان نامه
کلیدواژه‌ها
تراورس بتنی پیش تنیده B70، مکانیک شکست، مدل عددی، رپلیکاگیری، تحلیل عکس، طول ترک، بازشدگی دهانه ی ترک، ضریب شدت تنش بحرانی.
سال 1396
پژوهشگران سیدمحمد فرنام(دانشجو)، فریدون رضایی(استاد راهنما)

چکیده

در شبکه ی راه آهن ایران، تراورس بتنی پیش تنیده ی تک بلوک B70 به علت مقاومت بالا، وزن سبک، دسترسی به تکنولوژی تولید و سایر مزایا بیشتر از نمونه های مشابه مورد توجه است. ترک های اولیه ای که در بتن با مقاومت بالای تراورس، به علت های مختلفی مانند نقص در فرآیند تولید تا اجرا، جمع شدگی و عمل آوری نامناسب ایجاد می شود از یک سو و عمر بالای 50 سال تراورس ها از سوی دیگر سبب شده که خرابی این سازه ها به صورت خرابی کامل و شکست باشد. در نتیجه لزوم تحلیل مکانیک شکست در این تراورس ها بیش از پیش به چشم می خورد. در تحلیل مکانیک شکست باید بتوان سرعت رشد ترک و همچنین سرعت کاهش مقاومت باقی مانده سازه را پیش بینی کرد. در این پژوهش با تکیه بر اصول مکانیک شکست در بتن، رفتار شکست در تراورس بتنی پیش تنیده B70 تحلیل شده است. به منظور بررسی پارامترهای مکانیک شکست، از مدل سازی عددی و روش آزمایشگاهی استفاده شده است. در بخش عددی این پژوهش، مدل غیرخطی خرابی پلاستیک با استفاده از نرم افزار Abaqus و در بخش آزمایشگاهی، روش های رپلیکاگیری و تحلیل عکس به منظور تحلیل مکانیک شکست تراورس بتنی پیش تنیده B70 استفاده شده است. تراورس بتنی پیش تنیده B70 با طول پیش ترک از صفر تا 45 میلی متر و عرض پیش ترک از صفر تا 8 میلی متر تحت بار سه نقطه ای لنگر خمشی منفی وسط دهانه قرار گرفته است. در این پژوهش بعد از اعتبارسنجی مدل عددی با استفاده از نمودار بار-تغییرمکان، پارامترهای تحلیل و طراحی مکانیک شکست از جمله: شکل خرابی، طول ترک، بازشدگی دهانه ی ترک و ضریب شدت تنش بحرانی (K𝐼c) در تراورس محاسبه یا ترسیم شده است. مطالعات اعتبارسنجی نشان می دهد، نتایج عددی و آزمایشگاهی همخوانی بالایی دارد که نشان از صحت تحلیل عددی است. نتایج تحلیل شکست نشان می دهد که خرابی در تراورس به صورت خمشی از محل پیش ترک آغاز و با دو شاخه شدن ترک و تاثیر خرابی برشی در رشد ترک تراورس، خرابی به شکست نهایی می رسد. شیب تند اولیه نمودارهای بار-طول ترک و بار-CMOD نشان می دهد که در ابتدای بارگذاری مقاومت در برابر رشد ترک بالا است. در ادامه ی بارگذاری شیب کندتر نمودارها نشان می دهد که مقاومت در برابر رشد ترک به مقدار قابل توجهی کاهش یافته و ترک ناپایدار شده است. این بدان معنی است که در زمان ناپایداری ترک، بدون اعمال بار بیشتر، ترک به رشد خود ادامه می دهد.