ارزیابی آزمایشگاهی و عددی مشخصات شکست اساس تثبیت شده سیمانی حاوی خرده مصالح آسفالتی
نویسندگان
1 استادیار، پژوهشکده حمل و نقل، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، تهران، ایران
2 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران
3 استادیار، پژوهشکده حمل و نقل، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، تهران، ایران
doi
10.22075/jtie.2024.35055.1684چکیده
تثبیت لایه اساس با سیمان منجر به ایجاد یک لایه مقاوم جهت کمک به لایه رویه روسازی میگردد. با این وجود، جهت دستیابی به مشخصات دقیق این مخلوط در شرایط مختلف بارگذاری، نیاز به یک روش مطمئن و در دسترس جهت ارزیابی مشخصات شکست است. از اینرو، تحقیق صورت پذیرفته با پیشنهاد یک هندسه بارگذاری تحت عنوان دیسک خمشی شیاردار (ENDB) اقدام به تحلیل و بکارگیری آن در زمینه مکانیک شکست لایههای اساس سیمانی تثبیت شده نموده است. در این تحقیق، از تئوری مکانیک شکست الاستیک خطی بصورت تحلیل سه بعدی و با استفاده از نرم افزار ABAQUS در شرایط مختلف بارگذاری و ابعاد مختلف هندسی، ضرایب شدت تنش استخراج گردید. همچنین به منظور دستیابی به ضرایب شدت تنش بدون نیاز به استفاده از تحلیل عددی، نتایج حاصله در مرحله قبلی با استفاده از روش یادگیری ماشین (بکارگیری شبکه عصبی مصنوعی) بصورت یک مدل جامع ساخته شد. مخلوط اساس سیمانی مد نظر جهت آزمایش از نوع سیمان پرتلند بوده که از افزودنی ماده پلیمری معدنی جهت بهبود عملکرد استفاده شد. به جهت ارزیابی چقرمگی شکست سه حالت مختلف شکست شامل مود خالص I، مود خالص II و مود خالص III با چهار بار تکرار آزمایش شد. مطابق با نتایج بدست آمده هندسهENDB پیشنهادی در این تحقیق میتواند به عنوان یک روش اطمینان بخش در جهت ارزیابی مشخصات شکست مخلوطهای اساس تثبیت شده سیمانی استفاده گردد. استفاده از پلیمر معدنی باعث افزایش مقاومت شکست در مودهای مختلف به میزان 8% میگردد. تحلیل آماری عمر باقی مانده نشان میدهد که تغییر مود بارگذاری از حالت بازشدگی کششی (مود I) به برش درون صفحه (مود II) منجر به کاهش قابل توجه احتمال خرابی میشود. این در حالی است که احتمال شکست در مود برش برون صفحه (مود III) به مراتب نسبت به بازشدگی کششی (مود I ) بیشتر است.