بررسی مکانیک شکست پانل بتنی لایه ای تابعی مقاوم در برابر بارگذاری ضربه

در این تحقیق مطالعات عددی مکانیک شکست مربوط به رشد ترک یک ماده بتنی لایه ای تابعی مقاوم در برابر بارگذاری ضربه گلوله شامل بتن معمولی، مسلح الیافی و سنگدانه های سفت به وسیله مدلسازی آزمایش خمش سه نقطه ای در حضور ترک اولیه ارایه شده است. از مدل ناحیه چسبنده دو خطی برای بتن معمولی و بتن با سنگدانه های سفت و سه خطی برای بتن مسلح الیافی به منظور رفتار شکست در ناحیه فرآیند استفاده شده و روش محاسباتی المان محدود توسعه یافته (XFEM) برای آنالیز عددی به کار گرفته شده است. نتایج حاصل از مدلسازی عددی آزمایش خمش سه نقطه ای به وسیله منحنی بار-بازشدگی نوک ترک (P-CMOD) مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نمونه لایه ای تابعی در مقایسه با نمونه های همگن بتن معمولی، مسلح الیافی و سنگدانه های سفت مورد بررسی قرار گرفته و نتایج نشان داد که نمونه مسلح الیافی همگن رفتار شکست به مراتب بهتری از نمونه های دیگر دارد و نمونه لایه ای تابعی نیز به دلیل دارا بودن لایه مسلح الیافی در لایه انتهایی در مقایسه با نمونه های بتن معمولی و بتن با سنگدانه های سفت دچار شکست ناگهانی نمی شود. همچنین اثرات هر یک از لایه ها و تغییر ضخامت آن ها مورد ارزیابی قرار گرفته و مشاهده گردید که لایه مسلح الیافی با توجه به انرژی شکست زیاد ناشی از پل بندی الیاف ها نسبت به سایر لایه ها، تاثیر مفیدی بر رفتار شکست نمونه دارد و با اتخاذ موقعیت و ضخامت مناسب برای این لایه می توان ضمن تامین کارایی مناسب در رفتار شکست، هزینه مصالح را نیز به میزان قابل توجهی کاهش داد.