مطالعه تاثیر اندرکنش حفره ها در سازه بتونی تحت تنش زیاد توسط کد PFC2D

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مدیر تحقیق و توسعه و کنترل کیفیت شرکت راهسازی و عمران، تهران، ایران

2 استادیار دانشگاه صنعتی همدان

3 قائم مقام مدیرعامل شرکت راهسازی و عمران، تهران، ایران

4 معاون فنی شرکت راهسازی و عمران، تهران، ایران

5 مدیر فنی شرکت راهسازی و عمران، تهران، ایران

چکیده

وجود حفره ها در سازه های بتونی تاثیر مخربی در ساخت و سرویس دهی آنها دارد. در این مقاله با استفاده از کد جریان ذره دو بعدی، رفتار دو حفره در مجاورت یکدیگر بررسی شده است. به این منظور بعد از کالیبراسیون نرم افزار با بتن، یک حفره کوچک با شعاع 2/0 شعاع حفره اصلی در زاویه داری های مختلف نسبت به افق و فاصله داری های مختلف از مرکز حفره اصلی جایگذاری شده است. این مجموعه در یک محیط بتونی با مقاومت فشاری MPa 7 واقع گردیده که تحت تنش های اصلی MPa 2 و MPa 6 قرار دارد. نتایج نشان می دهد که فاصله داری و زاویه داری حفره کوچک تاثیر بسزایی بر توزیع تنش و الگوی شکست فضای اطراف حفره اصلی دارد. بحرانی ترین آرایش حفره زمانی است که زاویه داری آن با حفره اصلی 0/0 گردد. همچنین هرچه فاصله داری حفره از حفره اصلی کم شود، شدت آسیب پل بین دو حفره افزایش می یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of the effect of holes interaction on the concrete structure under high stress using PFC2D

نویسندگان [English]

  • Hadi Haeri 1
  • Vahab sarfarazi 2
  • seyeed eman mosavi 3
  • hamidreza Azhir 4
  • Mohammadamin Karbala 5
1 Rahsazi & Omran Iran construction Company, Tehran, Iran
2 Academic member, hamedan university of technology, Hamedan, Iran
3 قائم مقام مدیرعامل شرکت راهسازی و عمران، تهران، ایران
4 معاون فنی شرکت راهسازی و عمران، تهران، ایران
5 مدیر فنی شرکت راهسازی و عمران، تهران، ایران
چکیده [English]

 
Abstract:
The presence of openings in concrete structure has destructive effect on the lifetime. In this paper, the interaction between two openings has been investigated using particle flow code. For this purpose, after calibration of model, one small opening has been situated in various distances and various angularities from big pore opening. The radius of smaller opening is 0.2 of radios of big opening.  This complex is situated in a concrete slab with uniaxial strength of 7 MPa. This slab is under principal stress of 2MPa and 6 MPa. The results show that spacing and angularity of small opening has important effect on the stress distribution and failure pattern around the big opening. The critical position for small opening is when it situated at 0.0 degree. Also the spacing between two openings is less, the failure volume is more.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Key word: pore
  • tensile failure
  • Concrete
  • particle flow code
[2] حشمتی، ع.، صالح زاده، ح.، فرهادی، م.، اثر حفرات کارستی بر روی تغییرشکل های پوشش تونل حفر شده در سنگ آهک انحلالی، ششمین کنگره ملی مهندسی عمران، سمنان، 1390.

 [2] قارونی نیک، م.، توکلی، م.، مظفری شمس، ا.، طراحی پوشش تونل در زمینهای کارستی مطالعه موردی: تونل دالا، پنجمین کنفرانس تونل ایران، تهران، 1380.

[3]Casagrande, G., “ Hazard connected to railway tunnel construction in karstic area: applied geomorphological and hydrogeological surveys”, Natural Hazards and Earth System Sciences, 4(5); 243–250, 2005.

[4]]Beck, B. F. and Pearson, F. M., “Karst geohazards – Engineer-ing and environmental problems in karst terrain”, Proceedings of the Fifth Multidisciplinary Conference on Sinkholes and the En-vironmental Impacts of Karst, A. A. Balkema, p. 581, 1995.

[5]Scesi, L., and Papini, M., “Studi geologici nei progetti di gallerie”, Geo-gaph S.n.c. Ed., Segrate., 244, 1998.

[6]Knez, M., Slabe, T., and Sebela, S., “Karstification of the aquifer discovered during the construction of the expressway between Klanec and Crni kal”, Classical Karst, Acta Carsologica, 33(1); 205–217, 2004.

 [8] S. Miao, P.Z. Pan, Z. Wu, S. Li, S. Zhao, Fracture analysis of sandstone with a single filled flaw under uniaxial compression, Eng. Fract. Mech. 204 (2018) 319 –343 .

[9] Q. Wu, L. Weng, Y. Zhao, B. Guo, T. Luo, On the tensile mechanical characteristics of fi ne-grained granite after heating/cooling treatments with diff erent cooling rates, Eng. Geol. 253 (2019) 94 –110 .

[10] Z. Zhou, L. Tan, W. Cao, Z. Zhou, X. Cai, Fracture evolution and failure behaviour of marble specimens containing rectangular cavities under uniaxial loading, Eng. Fract. Mech. 184 (2017) 183 –201 .

[11] Q. Dong, C. Xiong, C. Ma, H. Wei, Experimental study on cracking behaviour of intermittent double S-shaped fi ssures under uniaxial compression, KSCE J. Civ. Eng. 23 (6) (2019) 2483 –2494 .

[12] H. Haeri, A. Khaloo, M.F. Marji, Fracture analyses of different pre-holed concrete specimens under compression, Acta Mech. Sin. 31 (6) (2015) 855 – 870.

[13] S.Q. Yang, Y.H. Huang, W.L. Tian, J.B. Zhu, An experimental investigation on strength, deformation and crack evolution behavior of sandstone containing two oval flaws under uniaxial compression, Eng. Geol. 217 (2017) 35 –48 .

[14] X. Fan, R. Chen, H. Lin, H. Lai, C. Zhang, Q. Zhao, Cracking and failure in rock specimen containing, Adv. Civ. Eng. 2018 (2018) .

[15] N. Hudyma, B.B. Avar, M. Karakouzian, Compressive strength and failure modes of lithophysae-rich Topopah Spring Tuff specimens and analog models containing cavities, Eng. Geol. 73 (1–2) (2004) 179 –190

[16]Itasca Consulting Group. PFC2Duser’s manual, ver. 3.0. Minneapo-lis: Minnesota; 2003.