طراحي بهينه‌ي پوشش تونل با بتن اليافي پليمري بر مبناي ظرفيت جذب انرژي

Energy-Based Optimized Design of Polymer Fiber-Reinforced Tunnel Lining

پتانسيل بالاي جذب انرژي بتن‌هاي اليافي، اين نوع مصالح را به عنوان گزينه‌اي مناسب براي انواع كاربري‌ها مطرح نموده است. اين كاربرد به ويژه در محيط‌هاي تحت تغيير شكل و جابجايي‌هاي قابل توجه مانند انواع سازه‌هاي زيرزميني اهميت بيش‌تري دارد. با تامين ظرفيت جذب انرژي بالاتر، انعطاف‌پذيري سازه‌ي نگهدارنده افزايش و ضخامت و ميزان مصالح مورد نياز براي پوشش كاهش مي‌يابد و سازه‌ي اقتصادي‌تري بدست مي‌آيد. براي افزايش ظرفيت جذب انرژي در تركيبات مسلح به الياف، در حالت عادي به محتواي الياف بيش‌تري نياز است. اين امر، استفاده از اين مصالح را با محدوديت‌هاي اقتصادي مواجه نموده است. اين مقاله به معرفي يك پوشش بتني مسلح به الياف پليمري بهينه مي‌پردازد كه حداقل محتواي الياف ممكن و حداكثر ظرفيت جذب انرژي را دارد. نتايج اين پژوهش حاصل مجموعه‌اي نسبتاً جامع از آزمايش‌ها با انواع مختلف افزودني‌ها و محتواي الياف است و پيشنهاداتي را براي دستيابي به يك طراحي بهينه بر مبناي نتايج تجربي ارايه داده است. بدين منظور از آزمايش‌هاي استاندارد تير و پانل براي تعيين ظرفيت جذب انرژي و ساير خصوصيات مورد نياز طراحي استفاده شده است. در نهايت با استفاده از نتايج طرح‌هاي اختلاط بهينه، نمودار پيشنهادي طراحي پوشش‌هاي تونل بر مبناي ظرفيت جذب انرژي ارايه شده است.

This research aims to introduce an optimized design with minimum possible fiber content while having the maximum possible energy absorption capacity. A series of laboratory tests were conducted with various additive and fiber contents to reach this goal. General recommendations for achieving the optimized results were proposed based on the experimental results. Beam and panel tests were used to account for energy absorption capacity.