مدل‌سازی مکانیک شکست گسترش ترک تراورس بتنی پیش‌تنیده در خطوط سنگین پرسرعت

تراورس‌های بتنی پیش‌تنیدۀ منو بلوک از جمله پرکاربردترین نوع تراورس‌های بتنی در خطوط سنگین پرسرعت هستند. این تراورس‌ها هم‌زمان ظرفیت تحمل بارهای محوری سنگین چرخ و سرعت‌های بالا را دارند. تراورس‌های خطوط سنگین پرسرعت ظرفیت تحمل بار محوری چرخ تا 30 تن دارند و برای سرعت قطار تا 200 km/hr قابل استفاده هستند. تراورس‌ خطوط سنگین پرسرعت از جنس بتن پیش‌تنیده است. در این مقاله گسترش ترک مد I در تراورس بتنی پیش‌تنیدۀ خطوط سنگین پرسرعت به‌وسیلۀ مکانیک شکست شبیه‌سازی شده‌است. در این پژوهش، از مدل خرابی پلاستیک به‌منظور تحلیل پارامترهای مکانیک شکست در نرم‌افزار اجزای محدود ABAQUS استفاده شده است. این مدل به بررسی رشد خرابی به‌صورت غیرخطی در بتن (NLFM) می‌پردازد. مدل عددی تراورس بتنی پیش‌تنیدۀ شکاف‌دار با 6 طول شکاف اولیه صفر و 5 میلی‌متر تا 45 میلی‌متر با گام افزایشی 10 میلی‌متر و عرض شکاف 8 میلی‌متر تحت لنگر خمشی سه نقطه‌ای مثبت نشیمن‌گاه ریل قرار گرفته است. رشد خرابی، طول ترک و بازشدگی دهانۀ ترک (CMOD) در این پژوهش محاسبه شده‌است. نتایج شکل خرابی نشان می‌دهند، خرابی از محل شکاف شروع و به‌صورت خرابی خمشی در راستای شکاف اولیه ادامه و سپس دوشاخگی ترک و در نهایت خرابی نهایی رخ می‌دهد. این تحلیل نشان می‌دهد که رفتار سازه‌ای تراورس بتنی پیش‌تنیده به‌وسیلۀ مدل مکانیک شکست، به‌سادگی با استفاده از رشد خرابی، طول ترک و CMOD قابل پیش‌بینی است.