شبیه‌سازی رفتار ترک‌خوردگی مخلوط آسفالتی با بکارگیری مدلسازی غیرهمگن مبتنی بر الگوریتم تولید و توزیع تصادفی سنگدانه‌ها

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی ومهندسی‌، دانشگاه جیرفت‌، جیرفت، ایران

2 استاد، گروه راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

doi
10.22034/tri.2023.368379.3100
چکیده

مخلوط آسفالتی یک ماده کامپوزیت ومتشکل از فضای خالی، قیر و سنگدانه می‌باشد. خواص مکانیکی هر یک از این اجزا بر رفتار ترک‌خوردگی مخلوط آسفالتی تاثیر می‌گذارند. در این تحقیق سعی شده تا با استفاده از مدلسازی غیرهمگن رفتار ترک‌خوردگی مخلوط آسفالتی بررسی گردد. بدین منظور ابتدا با استفاده از الگوریتم تولید و توزیع تصادفی سنگدانه‌ها، نمونه‌های عددی ایجاد می‌گردند. سپس، با بکارگیری روش المان محدود، تاثیر عوامل مختلف از جمله مدول الاستیسیته سنگدانه‌ها و ماستیک، نسبت پواسون سنگدانه‌ها و ماستیک، توزیع سنگدانه‌ها؛ شکل سنگدانه‌ها، فضای خالی و موقعیت نوک ترک بر ضرایب شدت تنش بررسی می‌گردند. نتایج نشان می‌دهند ضرایب شدت تنش بدست آمده از مدلسازی غیرهمگن به مقدار قابل توجهی با ضرایب شدت تنش بدست آمده از مدلسازی همگن متفاوت می‌باشند. هنگامیکه نوک ترک درون سنگدانه‌ها می‌باشد، ضرایب شدت تنش بدست آمده از مدلسازی غیرهمگن بیشتر از ضرایب شدت تنش بدست آمده از مدلسازی همگن می‌باشند. درحالیکه اگر نوک ترک درون ماستیک باشد، مقادیر ضرایب شدت تنش بدست آمده از مدلسازی همگن بیشتر می‌باشند. همچنین نتایج نشان می‌دهد که موقعیت نوک ترک، مدول الاستیسیته ماستیک و سنگدانه‌ها تاثیر بسزایی بر ضرایب شدت تنش دارند. علاوه بر این مسیر رشد ترک با استفاده از معیار حداکثر تنش کششی پیش‌بینی گردید. براساس نتایج مسیر کلی رشد ترک برای نمونه‌های همگن و غیرهمگن یکسان می‌باشد. در صورتیکه به صورت محلی، مسیر رشد ترک متفاوت می‌باشد.