بررسی عددی رفتار دال بتنی متکی بر بستر ارتجاعی تحت اثر برخورد، نفوذ و انفجار گلوله

آگاهی و شناخت موضوع پیچیده برخورد و انفجار گلوله با بتن، از مسائل مورد علاقه مهندسان عمران می باشد، چرا که نتایج حاصل به مهندسان عمران امکان ارائه قابلیت ایمنی عناصر سازه ای را می دهد. بررسی اثرات بار های انفجاری بر خصوصیات مکانیکی بتن، در گذشته با انجام آزمایش های گوناگون صورت گرفته است. لیکن این آزمایش ها به دلیل محدودیت امکانات تنها توانسته اند به صورت نسبی و تقریبی رفتار بتن در این شرایط را مشخص نمایند. در این پایان نامه به بررسی رفتار یک دال بتن آرمه مستقر بر بستری از خاک تحت اثر برخورد، نفوذ و انفجار بعد از نفوذ گلوله و همچنین بررسی تأثیر تغییر متغیرهای انفجار، دال بتن آرمه و نوع خاک زیر دال پرداخته شده است. برای این منظور از بین نرم افزارهای موجود با قابلیت انجام تحلیل غیر خطی از نرم افزار 13-6 abaqus استفاده شده است. با استفاده از نمونه های آزمایشگاهی موجود و یک روند مهندسی معکوس برای انتخاب یک الگوی رفتاری مناسب برای بتن، میلگرد و مواد منفجره، نسبت به صحت سنجی مدل فیزیکی و رفتاری اقدام شد. بعد از صحه سنجی مدلسازی صورت گرفته، به بررسی تأثیر افزایش ضخامت دال، مقاومت مشخصه بتن، ابعاد دال بتن آرمه و همچنین نوع خاک زیر دال، زاویه برخورد و نوع سرجنگی پرداخته شده است. میزان آسیب دیدگی سطح روئی و زیرین دال بتن آرمه و قطر سوراخ ایجاد شده در دال که در وسط ضخامت دال اندازه گیری می شود، بررسی شد. تمام نتایجی که در ادامه ارائه خواهد شد مربوط به پرتابه gp100 می باشد، مگر اینکه مشخصاً پرتابه دیگری ذکر شده باشد. با افزایش ضخامت دال از 200 به 400 میلی متر قطر سطح خرابی ایجاد شده در سطح روئی دال تغییری نمی کند ولی قطر سطح خرابی زیرین دال 60% کاهش می یابد. دال های با ضخامت 200 و 300 میلی متر در انتهای تحلیل سوراخ می شوند و قطر سوراخ ایجاد شده یکسان می باشد ولی دال با ضخامت 400 میلی متر سوراخ نمی شود. با افزایش ابعاد دال از 1 به 2 متر در اثر برخورد، نفوذ و انفجار سرجنگی gp100، خرابی به وجود آمده در سطح روئی دال و قطر سوراخ ایجاد شده در دال تغییر زیادی نمی کند ولی قطر خرابی سطح زیرین دال 15% کاهش می یابد. با افزایش مقاومت مشخصه بتن از 25 تا 48 مگاپاسکال در دال با ابعاد 300×1000×1000 میلی متر، تغییری در قطر خرابی ایجاد شده در سطح روئی دال مشاهده نمی شود ولی قطر سوراخ ایجاد شده در دال و خرابی سطح زیرین دال هر کدام 10% کاهش می یابند. با افزایش مقاومت مشخصه بتن از 25 تا 48 مگاپاسکال در دال با ابعاد 300×2000×2000 میلی متر، قطر خرابی ایجاد شده در سطح روئی دال، سوراخ ایجاد شده در دال و خرابی سطح زیرین دال به ترتیب 36%، 10% و 22% کاهش می یابند. با افزایش سختی خاک زیر دال تغییری در قطر سطح خرابی روئی دال و سوراخ ایجاد شده در دال به وجود نمی-آید ولی خرابی سطح زیرین دال 15% افزایش می یابد. با افزایش زاویه برخورد سرجنگی از 0 به 60 درجه نسبت به قائم تغییری در خرابی سطح روئی دال ایجاد نمی شود ولی قطر خرابی سطح زیرین دال 46% افزایش می یابد. در برخورد با زاویه 60 درجه سرجنگی مقداری در دال نفوذ کرده و سپس کمانه می کند. در برخورد قائم سر جنگی با افزایش ابعاد دال از 1 به 2 متر در اثر برخورد، نفوذ و انفجار سرجنگی gp500، تمام سطح روئی دال با ابعاد مختلف آسیب می بیند و قطر سوراخ ایجاد شده در دال تغییر محسوسی نمی کند ولی قطر خرابی سطح زیرین دال 18% کاهش می یابد.