مطالعه رفتار بتن پارچه ای در کانال‌های روباز

بتن پارچه‌ای محصولی منحصربه‌فرد با سرعت اجرای بالا بوده که قابلیت جایگزینی با رویه‌های سنتی بتنی را دارد. با توجه به پارامترهای مقاومت مکانیکی این محصول و دوام مناسب در برابر عوامل خورنده، یکی از کاربردهای نوین بتن پارچه‌ای استفاده از آن در پوشش کانال‌های آب است. در این تحقیق ابتدا جریان کانال‌های روباز تحت 9 سناریو شبیه‌سازی‌شده و در هر یک از حالات 3 رژیم مختلف جریان به همراه مدل‌سازی آشفتگی جریان با استفاده از نرم‌افزار flow-3d مورد بررسی قرارگرفته است. قسمت‌هایی از بتن پارچه‌ای نظیر اتصالات می‌تواند منجر به تولید آشفتگی و اعمال تنش‌های بحرانی نماید. ازاین‌رو با استفاده از نرم‌افزار abaqus اجزاء بتن پارچه‌ای و نواحی اتصال آن‌ها شبیه سازی و با اعمال نیروهای معادل‌سازی شده به سطح بتن و نواحی آسیب‌پذیر اتصال، میزان تنش‌های ایجادشده بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد تنش‌های ایجادشده در مقایسه با ظرفیت تنش بتن پارچه‌ای بسیار کم است. ماکزیمم تنش‌های برشی ایجادشده و همچنین ماکزیمم فشارهای هیدرو استاتیک به‌دست‌آمده نسبت به میزان مجاز بسیار پایین‌تر از تنش‌های تسلیم بتن پارچه‌ای است. به‌منظور صحت سنجی مطالعات هیدرولیک جریان و بتن از نتایج آزمایشگاهی متناظر استفاده‌شده است. با توجه بررسی اتصالات چسبی تحت بارهای وارده از سمت جریان کانال‌های روباز به سطح بتن پارچه‌ای، می‌توان نتیجه گرفت که تنش‌های ایجادشده چسب را به مرز آسیب نمی‌رساند. با توجه به مقاومت فشاری 40 مگا پاسکال، می‌توان نتیجه گرفت که در برابر فشارهای هیدرو استاتیک مقاومت لازم را داشته و لاینینگ تا 20 برابر نسبت به تنش‌های ایجادشده در کف و دیواره مقاوم‌تر است.

study of concrete canvas behavior in open channels flow

severe hydraulic gradients in open channels cause severe bed erosion and problems caused by sedimentation. fabric concrete is a unique product with high execution speed that can replace traditional concrete surfaces. according to the mechanical resistance parameters of this product, in addition to its good durability against corrosive factors, one of the applications of fabric concrete is its use on the surface of canals and water course culverts. in this research, first, the flow of open channels in trapezoidal section is simulated under 9 scenarios, which include 3 common channel geometries in the state of a straight path, a path with bends and deviations, and finally, a channel path with a change in height at the bottom of the channel. in each of the states, 3 different flow regimes have been investigated along with flow turbulence modeling using flow-3d software.different flow regimes have been investigated along with flow turbulence modeling using flow-3d software. using abaqus software, fabric concrete components and their connection areas have been modeled, and by applying forces equated to the concrete surface and vulnerable connection areas, the amount of created stresses has been checked. the results show that the created stresses are very low compared to the tensile and compressive stress capacity of fabric concrete. in order to validate the hydraulic studies of flow and concrete, the relevant laboratory results have been used.