9984

9984

شبيه‌سازي عددي جريان بتن خودمتراكم به روش بدون شبكه

كارشناسي ارشد

عمران گرايش آب

ارديبهشت ماه 1391

ارديبهشت ماه 1391

دكتر ابراهيم جباري- دكتر محمدرضا چمني

چكيده امروزه استفاده از بتن خودمتراكم به علت ويژگي‌هاي خاص آن همچون قابليت گذردهي و پركنندگي تحت اثر وزن خود، رو به افزايش است. چون براي جادهي بتن خودمتراكم احتياجي به لرزاندن آن نيست، شناسايي ويژگي‌هاي جريان اين نوع بتن در حالت تازه از اهميت حياتي براي پيوستگي ساختار آن، پس از سخت شدن برخوردار است. استفاده‌ بهينه از بتن خودمتراكم بستگي به درك مناسبي از رئولوژي و مقاومت مكانيكي آن، قبل و بعد از سخت شدن دارد. آزمايش قيف V-شكل، يكي از آزمايش‌هايي است كه به‌طور كلي براي كنترل قابليت پركنندگي بتن خودمتراكم استفاده مي‌شود. شبيه‌سازي عددي اين آزمايش وسيله‌اي كارآ براي درك و پيش بيني جريان بتن خودمتراكم است. در اين پايان‌نامه، شبيه‌سازي عددي و دوبعدي،جريان ملات سيمان در آزمايش شكست سد و جريان آب و بتن خودمتراكم در قيف V-شكل انجام شده ‌است.براي صحت سنجي كد عددي، آزمايش شكست سد با ملات سيمان و آزمايش قيف V-شكل با سيال آب در آزمايشگاه انجام شده‌است. در آزمايش شكست سد، پروفيل جريان در زمان‌هاي مختلف با روش پردازش تصوير استخراج شده‌است. در آزمايش قيف V-شكل نيز مدت زمان تخليه‌ي آب از قيف اندازه‌گيري شده‌ است. رفتار رئولوژيك ملات سيمان و بتن خودمتراكم، با مدل رياضي هرشل-باكلي بيان شده و هر دو سيال به‌صورت همگن مدل‌سازي شده‌اند. براي استخراج پارامترهاي مدل هرشل-باكلي ملات سيمان از دستگاه رئومتر HAKKE RV12 استفاده شده‌است. باتوجه به فرض همگن بودن سيال، معادلات پيوستگي جرم و اندازه‌ي حركت در روش عددي و بدون شبكه‌ي SPH حل و شكل پروفيل جريان در آزمايش شكست سد و زمان تخليه‌ي قيف V-شكل به‌صورت عددي استخراج و با نتايج آزمايشگاهي مقايسه شده است. پروفيل‌هاي سطح جريان در شبيه‌سازي شكست سد تطابق مناسبي با داده‌هاي آزمايشگاهي دارد، ولي نتايج عددي شبيه‌سازي قيف V-شكل با آب و بتن خودمتراكم داراي خطا است. در شبيه‌سازي با سيال آب، زمان تخليه‌ي عددي بيش از مقادير آزمايشگاهي و در شبيه‌سازي با بتن خودمتراكم، اين زمان كمتر از مقادير آزمايشگاهي به‌دست مي‌آيد كه اين خطا بيشتر مربوط به درنظر گرفتن فرض‌هاي دو‌بعدي و همگن بودن بتن در شبيه‌‌سازي است. واژه‌هاي كليدي: بتن خودمتراكم، روش ديناميك ذرات هموار، قيف V-شكل، مدل هرشل باكلي