تخمین مدول ارتجاعی بتن بوسیله مدلسازی اجزاء محدود براساس پردازش تصاویر دیجیتال

مصالح چندجنسی مانند خاک، سنگ، بتن آسفالتی و بتن سیمانی، یا بصورت طبیعی وجود دارند و یا ساخته ی دست بشر هستند. اجزاء تشکیل دهنده ی این مواد غیریکنواخت بوده و شامل کانی ها ، خاکه ها ، ماسه، شن، سنگ، فضاهای خالی و ترک ها می باشند. هر یک از این اجزاء، خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مشخصی تحت بارگذاری خارجی دارند. بررسی ادبیات فنی موجود آشکار می کند که (1) بطور کلی ناهمگنی مصالح چندجنسی نقش مهمی در تعیین رفتار گسیختگی مصالح چندجنسی تحت بارگذاری دارد. (2) در اکثر تحقیقات مربوط به مصالح چندجنسی از دو روش پدیدارشناختی برای میان ساختار مصالح چندجنسی همگن و روش آماری برای در نظر گرفتن میان ساختار مصالح چندجنسی استفاده شده است. در این پژوهش روش پردازش تصاویر دیجیتال و روش اجزاء محدود (dip-fem ) برای در نظر گرفتن غیریکنواختی مصالح واقعی بتن در تحلیل های مکانیکی، مورد توجه قرار گرفته است. در این روش داده های حاصل از پردازش تصاویر دیجیتال به داده های برداری تبدیل شده و سپس از داده های برداری و روش های عددی معمول برای تحلیل بهره گرفته می شود. روش ناحیه بندی و روش آشکارسازی لبه برای شناسایی یا جدا کردن فازهای مصالح در عکس-های دیجیتال تهیه شده از مصالح بتن بکار می روند. برای تبدیل میان ساختار دیجیتالی مصالح بتن به فضای برداری و تحلیل اجزاء محدود، از نرم افزارهای r2v و آباکوس استفاده شده است. تحلیل تنش خطی نشان می دهد که غیریکنواختی مصالح و توزیع تنش، در ساختار چندجنسی تأثیر می-گذارد. یافته های دیگر عبارتند از: (1) dip-fem می تواند میان ساختارهای 2d را به تحلیل مکانیکی مربوط سازد. (2) dip-fem ابزار مناسبی برای مطالعه خصوصیات فیزیکی مصالح چندجنسی تحت انواع بارگذاری ها است. (3) می توان مدول الاستیسیته ی بتن را با استفاده از تحلیل تنش مصالح میان ساختار به خوبی تخمین زد.