دراسة عددية لاستخدام طرق تحليل تجارب الصدم غير المخربة في اختبار سلامة الأوتاد البيتونية

يتضمن هذا البحث دراسة عددية بطريقة العناصر المنتهية تهدف إلى تقييم قابلية و دقة استخدام طريقةِ الإستجابة للصدمة غير المخربة في تَخمين الطولِ و المقطع العرضي لوتد بيتوني سليم (غير مشوه) في المجالين الزمني و الترددي. من أجل ذلك، قمنا بوضع موديل عددي مناسب للمسألة يعتمد على نمذجة كل من قوة الصدم (حمولة نبضية) و وسط الإنتشار (التربة + الوتد) و إدخاله في برنامج الحساب العددي ABAQUS. قمنا بتحقيق الموديل العددي على نتائج قياسات حقلية حصلنا عليها بنتيجة البحث المرجعي و وجدنا تقارباً جيداً بين القياسات و النتائج العددية. بعد ذلك قمنا بتطبيق الموديل على مثال نموذجي بهدف دراسة إنتشار الإهتزاز في الوتد و الناتج عن الحمولة النبضية المطبقة على رأس الوتد و توصلنا الى رسم منحني الإستجابة الميكانيكية للوتد و تحديد كل من طوله و مساحة مقطعه. أخيراً، أجرينا دراسة بارامترية لأهم العوامل المؤثرة على إنتشار الإهتزاز الناتج عن الحمولة النبضية المطبقة على رأس الوتد (صلابة التربة المحيطة بالوتد، طول الوتد المغروز في التربة) و تأثيرها على دقة التنبؤ بطول الوتد و سطح مقطعه. أجريت الدراسة البارامترية في مجالين: الزمني اعتماداً على التحليل المباشر للسجلات الزمنية للانتقال و السرعة الجزيئيين، و الترددي اعتماداً على تحليل منحني الإستجابة الميكانيكية للوتد. تمكننا نتائج هذا البحث من استخدام الموديل العددي المقترح للحصول عددياً على السجلات الزمنية للانتقال و السرعة الجزيئيين و كذلك منحني الإستجابة الميكانيكية المحسوبة عند رأس الوتد و التي تشكل مخططات مرجعية تستخدم لاحقاً للمقارنة مع المخططات المماثلة الناتجة عن الاختبار الحقلي للأوتاد المنفذة و التوصل بالنتيجة إلى اختبار سلامة الأوتاد و كشف التشوهات في جسمها إن وجدت. كذلك يمكننا من تحديد حدود استخدام كل من طريقتي التحليل المعتمدتين في البحث و اختيار الأفضل بينهما حسب الحالة المدروسة.

أثر معالجة سطح الوتد الليفي ببيروكسيد الهيدروجين في شدة ارتباطه مع الكومبوزيت (دراسة مخبرية)

خلفية البحث و هدفه : يعتبر الارتباط بين الكومبوزيت و الأوتاد الليفية ضعيفاً عند مقارنته بارتباط الكومبوزيت مع النسج السنية. يهدف البحث الى تقويم اثر بيروكسيد الهيدروجين كمحل للسطوح في زيادة قوة الارتباط بين الوتد الليفي و قلب الكومبوزيت . المواد و الطرائق : تم تحضير 45 قطعة وتد ليفي كوارتز و 45 قطعة وتد ليفي زجاجي . تمّ تقسيم النماذج في كل مجموعة ل3 مجموعات فرعية و هي : معالجة بالسايلن فقط كمجموعة شاهدة ، و المعالجة ببيروكسيد الهيدروجين 20% لمدة 10 دقائق ، و 10% لمدة 20 دقيقة . تمّبناء قلوب الكومبوزيت و قياس قوى القص للأوتاد بوساطة جهاز الاختبارات الميكانيكي و تم تحليل النتائج إحصائياً . النتائج : تفوق بيروكسيد الهيدروجين على المعالجة بالسايلن فقط في مجموعة أوتاد الكوارتز فقط، و لم تظهر المعالجة ببيروكسيد الهيدروجين فروق دالة بين الأوتاد الزجاجية و الكوارتز. الاستنتاجات :بيروكسيد الهيدروجين حسن من الارتباط بين الوتد الكوارتز و الكومبوزيت ، بينما فشل في تحسين ارتباط الأوتاد الزجاجية مع الكومبوزيت.

استخدام النمذجة الحاسوبية في إجراء الدراسة البارامترية على تجربة تحميل الأوتاد

تتطلب الدراسة البارامترية على تجربة تحميل الأوتاد النمذجة العددية لهذه التجربة و دراسة تأثيرات بارامترات قانون المادة على شكل منحنيات الحمولة _ الهبوط و على قيم قدرة التحمل الحدية المستقرأة منها و قد جرت نمذجة بعض تجارب التحميل الحقيقية و تبين بنتيجة معايرة النماذج على تجارب حقيقية أن موديل تصلب التربة HS يعبر عن السلوك الحقيقي للتربة بشكل أفضل من موديل مور كولومب MC, حيث تتقارب منحنيات التحميل الحاسوبية الناتجة بشكل افضل مع المنحني الحقيقي, و بناء عليه تم اعتماد قانون التصلب في توليد النماذج الحاسوبية المدروسة, و قد بينت النتائج أن العلاقة بين قوة التحمل الحدية المستقرأة من المنحني التحميل و بين بارامترات موديل المادة المستخدم هي علاقة خطية, و أنه توجد قيمة واحدة فقط لكل بارامتر تتطابق عندها قيمة التحمل الحدية الحاسوبية مع القيمة الكودية. تتلخص الفائدة الاقتصادية في البحث من إمكانية توليد منحنيات تحميل الأوتاد حاسوبياً و إجراء دراسات بارامترية عليها من دون الحاجة إلى إجراء تجارب التحميل الحقلية, أما الهدف العملي العلمي فهو مراكمة و تجميع معلومات تصلح كقاعدة للمعطيات عن تجارب التحميل الستاتيكية.

دراسة تحليلية مقارناتية لتجارب التحميل على الأوتاد المدقوقة في الترب الرملية

يمثل هذا البحث محاولة إنشاء قاعدة معطيات أولية عن تجارب تحميل الاوتاد البيتونية المدقوقة في التربة الرملية, و قد اعتمد البحث على تحليل عدد كبير من منحنيات تجارب التحميل المتوفرة و تقييمها, و درس تغير قيمة التحمل الحدية للوتد المأخوذة من تجارب التحميل بدلالة عدة بارامترات (الكثافة النسبية للرمل, طول الوتد المغروز في الطبقة, قطر الوتد المدقوق), و بناء على النتائج اقترحت علاقة تقريبية أولية لحساب قوة التحمل الحدية للاوتاد المدقوقة في الرمل, و من ثم أجريت مقارنات بين الطريقة المقترحة و بين الطرائق الحسابية التحليلية كذلك بينها و بين نتائج الحساب وفق بعض الكودات العالمية المتوفرة (الامريكي, الروسي, الالماني). تقدم العلاقة التقريبية طريقة سهلة و بسيطة لحساب قوة تحمل الوتد البيتوني المدقوق في التربة الرملية بحسب درجة ارتصاصها, و طول الوتد المغروز فيها و قطره, و يمكن اعتبار الطريقة المقترحة مقدمة للمتابعة في تطوير البحث ليشمل أنواعاً أخرى من الترب.