بررسي مكانيك شكست پانل بتني لايه‌اي تابعي مقاوم در برابر بارگذاري ضربه

در اين تحقيق مطالعات عددي مكانيك شكست مربوط به رشد ترك يك ماده بتني لايه‌اي تابعي مقاوم در برابر بارگذاري ضربه گلوله شامل بتن معمولي،مسلح اليافي و سنگدانه‌هاي سفت به وسيله مدل‌سازي آزمايش خمش سه نقطه‌اي در حضور ترك اوليه ارائه شده است. از مدل ناحيه چسبنده دو خطي براي بتن معمولي و بتن با سنگدانه‌هاي سفت و سه خطي براي بتن مسلح اليافي به منظور رفتار شكست در ناحيه فرآيند استفاده شده و روش محاسباتي المان محدودتوسعه يافته ( XFEM )  براي آناليز عددي به كار گرفته شده است. نتايج حاصل از مدل‌سازي عددي آزمايش خمش سه نقطه‌اي به وسيله منحني باربازشدگي نوك ترك( PCMOD ) مورد بررسي و مقايسه قرار گرفته است. نمونه لايه‌اي تابعي در مقايسه با نمونه‌هاي همگن بتن معمولي، مسلح اليافي و سنگدانه‌هاي سفت موردبررسي قرار گرفته و نتايج نشان دادكه نمونه مسلح اليافي همگن رفتار شكست به مراتب بهتريازنمونه‌هاي ديگر داردونمونه لايه‌اي تابعي نيزبه دليل دارا بودن اليه مسلح اليافي در لايه انتهايي در مقايسه با نمونه‌هاي بتن معمولي و بتن با سنگدانه‌هاي سفت دچار شكست ناگهاني نمي‌شود.همچنين اثرات هر يك از لايه‌ها و تغيير ضخامت آن‌ها موردارزيابي قرار گرفته و مشاهده گرديد كه لايه مسلح اليافي با توجه به انرژي شكست زياد ناشي از پل‌بندي الياف‌ها نسبت به ساير لايه‌ها، تاثير مفيدي بر رفتار شكست نمونه داردوبا اتخاذموقعيتو ضخامت مناسب براي اين لايه مي‌توان ضمن تامين كارايي مناسب دررفتار شكست،هزينه مصالح را نيزبه ميزان قابل توجهي كاهش داد.