تم انجاز رسالة الماجستير للطالب انمار ابراهيم فاضل في قسم الهندسة المدنية عن بحثه الموسوم ” تحليل البلاطات الجاسئة والمرنة تحت تأثير الاحمال المختلفة بأستخدام نظرية العناصر المحددة ” باشراف ا.د.عدنان فالح علي ، من قبل لجنة المناقشة المؤلفة من :
ا.د. نزاركامل علي رئيساً
ا.م.د. امجد حمد خليل عضوا ً
ا.م.د. قيس عبد المجيد عضوا ً
وتلخص البحث بما يلي :
احدى اهم مشاكل الطرق هي التصميم الانشائي لطبقات التبليط. التوجه الحالي لتحليل طبقات التبليط هو استخدام مفاهيم (Mechanistic- Empirical), هذا التحليل الميكانيكي يحتاج الى نمذجة الحالة لايجاد السلوك الدقيق في طبقات التبليط , مثال على ذلك الاجهاد والانفعال , وكذلك الهطول.
في هذه الدراسة محاولة فهم سلوك البلاطات المرنة والجاسىء تحت تأثير ظروف مختلفة من الاحمال بأستخدام نظرية العناصر المحددة. برنامج (ABAQUS) استخدم في تحليل وحل مثل هذه المشاكل.
سلسلة من النماذج العددية والتحليلة بأستخدام برنامج (ABAQUS ) بعد تحقيق امكانية حل لهذه المشكلة مع طرق تحليلة اخرى, استخدمت لكلا البلاطات المرنة والجاسئه لدارسة عدة متغيرات والتي يمكن الاستفاد منها في التصميم الانشائي لطبقات التبليط.
بالنسبة للبلاطات المرنة استخدم, تأثير عدة متغيرات .سمك طبقة الاسفلت,معامل مرونة طبقة الاسفلت, نسبة بواسون لطبقة التبليط, تأثير سمك ومعامل مرونة طبقة ماتحت الاساس , وكذلك تأثير سمك ومعامل مرونة التربة .
بالنسبة للبلاطات الجاسئه، المتغيرات التي درست هي تأثير موقع الحمل المسلط من المركبة (Interior loading, edge loading, and corner loading) , سمك السقف الكونكريتي , معامل مرونة التربة, تأثير اضافة (dowel-bar) & (عرض المفصل) على كفاءاة نقل الحمل الناتج من المركبة بين السقفين المتجاورين.
النتائج المستحصلة للبلاطات المرنة بينت ان التاثير الاساسي على سلوك واستجابة الطريق هي معامل مرونة طبقات الاسفلت حيث ان زيادة معامل مرونة طبقة الاسفلت بنسبة 400% (690-3450 MPa) اعطت نقصان في (انفعال الشد الجانبي) تحت طبقة الاسفلت بنسبة 30% كذلك نقصان في(الانفعال الشاقولي) فوق طبقة التربة بحوالي 20% , سمك طبقة ماتحت الاساس حيث ان زيادة سمك هذه الطبقة بنسبة 230% (15-50cm) بينت النتائج نقصان في ( الانفعال الشاقولي) بحوالي 62.5% و نقصان في ( انفعال الشد الجانبي ) بحوالي49% وكذلك النقصان في الهطول بحوالي 30% . اظهرت نتائج معامل مرونة التربة, ان زيادة معامل مرونة التربة بنسبة 800% (10-100MPa) يؤدي الى نقصان في (انفعال الشد الجانبي) تحت طبقة الاسفلت بحوالي 25% ونقصان في (الانفعال الشاقولي) بحوالي 50% وكذلك نقصان في الهطول تقريبا 80%, وكذلك برهنة النتائج ان تأثير سمك طبقة التربة و نسبة بواسون لطبقة الاسفلت لها تأثير ثانوي و يمكن اهماله.
النتائج المستحصلة للبلاطات الجاسئة بينت ان زيادة سمك السقف الكونكريتي بنسبة 100% (15-30cm) نقصان في (اجهاد الشد الاقصى بالاتجاه الطولي) تحت السقت الكونكريتي بحوالي 53% حالة الحمل الركني و 56% في حالة الحمل الداخلي و60% في حالة حمل الحافة , اما بالنسبة الى ( اجهاد الشد الاقصى بالاتجاه العرضي ) تحت السقف الكونكريتي اظهرت النتائج ان زيادة سمك السقف الكونكريتي بنسبة 100% يحدث نقصان بحوالي 63% في حالة الحمل الداخلي , 54% في حالة الحمل الركني و 60% في حالة حمل الحافة.
ان زيادة سمك السقف الكونكريتي بنسبة 100% يؤدي الى نقصان في الهطول بحوالي 35% في حالة الحمل الداخلي و 25% ,30% في كلا الحالتين حمل الحافة و الحمل الركني.
كذلك اظهرت النتائج ان زيادة معامل مرونة طبقة التربة بنسبة 800% يؤدي الى تقليل في الهطول بحوالي 84% في حالة (حمل الحافة ) و 86% في حالة (الحمل الداخلي) و83% في حالة (الحمل الركني).
تثبيت (dowel bars) يؤثر على سلوك التبليط الجاسىء حيث اظهرت النتائج تقليل الهطول بحوالي 43% مع (dowel bars), كذلك النتائج اظهرت ان قابلية نقل الحمل تزداد الى 99% مع (dowel bars) , كذلك وضحت النتائج ان تقليل عرض المفصل يؤدي الى تحسين نقل الحمل بين السقفين المتجاورين.
ا.د. نزاركامل علي رئيساً
ا.م.د. امجد حمد خليل عضوا ً
ا.م.د. قيس عبد المجيد عضوا ً
وتلخص البحث بما يلي :
احدى اهم مشاكل الطرق هي التصميم الانشائي لطبقات التبليط. التوجه الحالي لتحليل طبقات التبليط هو استخدام مفاهيم (Mechanistic- Empirical), هذا التحليل الميكانيكي يحتاج الى نمذجة الحالة لايجاد السلوك الدقيق في طبقات التبليط , مثال على ذلك الاجهاد والانفعال , وكذلك الهطول.
في هذه الدراسة محاولة فهم سلوك البلاطات المرنة والجاسىء تحت تأثير ظروف مختلفة من الاحمال بأستخدام نظرية العناصر المحددة. برنامج (ABAQUS) استخدم في تحليل وحل مثل هذه المشاكل.
سلسلة من النماذج العددية والتحليلة بأستخدام برنامج (ABAQUS ) بعد تحقيق امكانية حل لهذه المشكلة مع طرق تحليلة اخرى, استخدمت لكلا البلاطات المرنة والجاسئه لدارسة عدة متغيرات والتي يمكن الاستفاد منها في التصميم الانشائي لطبقات التبليط.
بالنسبة للبلاطات المرنة استخدم, تأثير عدة متغيرات .سمك طبقة الاسفلت,معامل مرونة طبقة الاسفلت, نسبة بواسون لطبقة التبليط, تأثير سمك ومعامل مرونة طبقة ماتحت الاساس , وكذلك تأثير سمك ومعامل مرونة التربة .
بالنسبة للبلاطات الجاسئه، المتغيرات التي درست هي تأثير موقع الحمل المسلط من المركبة (Interior loading, edge loading, and corner loading) , سمك السقف الكونكريتي , معامل مرونة التربة, تأثير اضافة (dowel-bar) & (عرض المفصل) على كفاءاة نقل الحمل الناتج من المركبة بين السقفين المتجاورين.
النتائج المستحصلة للبلاطات المرنة بينت ان التاثير الاساسي على سلوك واستجابة الطريق هي معامل مرونة طبقات الاسفلت حيث ان زيادة معامل مرونة طبقة الاسفلت بنسبة 400% (690-3450 MPa) اعطت نقصان في (انفعال الشد الجانبي) تحت طبقة الاسفلت بنسبة 30% كذلك نقصان في(الانفعال الشاقولي) فوق طبقة التربة بحوالي 20% , سمك طبقة ماتحت الاساس حيث ان زيادة سمك هذه الطبقة بنسبة 230% (15-50cm) بينت النتائج نقصان في ( الانفعال الشاقولي) بحوالي 62.5% و نقصان في ( انفعال الشد الجانبي ) بحوالي49% وكذلك النقصان في الهطول بحوالي 30% . اظهرت نتائج معامل مرونة التربة, ان زيادة معامل مرونة التربة بنسبة 800% (10-100MPa) يؤدي الى نقصان في (انفعال الشد الجانبي) تحت طبقة الاسفلت بحوالي 25% ونقصان في (الانفعال الشاقولي) بحوالي 50% وكذلك نقصان في الهطول تقريبا 80%, وكذلك برهنة النتائج ان تأثير سمك طبقة التربة و نسبة بواسون لطبقة الاسفلت لها تأثير ثانوي و يمكن اهماله.
النتائج المستحصلة للبلاطات الجاسئة بينت ان زيادة سمك السقف الكونكريتي بنسبة 100% (15-30cm) نقصان في (اجهاد الشد الاقصى بالاتجاه الطولي) تحت السقت الكونكريتي بحوالي 53% حالة الحمل الركني و 56% في حالة الحمل الداخلي و60% في حالة حمل الحافة , اما بالنسبة الى ( اجهاد الشد الاقصى بالاتجاه العرضي ) تحت السقف الكونكريتي اظهرت النتائج ان زيادة سمك السقف الكونكريتي بنسبة 100% يحدث نقصان بحوالي 63% في حالة الحمل الداخلي , 54% في حالة الحمل الركني و 60% في حالة حمل الحافة.
ان زيادة سمك السقف الكونكريتي بنسبة 100% يؤدي الى نقصان في الهطول بحوالي 35% في حالة الحمل الداخلي و 25% ,30% في كلا الحالتين حمل الحافة و الحمل الركني.
كذلك اظهرت النتائج ان زيادة معامل مرونة طبقة التربة بنسبة 800% يؤدي الى تقليل في الهطول بحوالي 84% في حالة (حمل الحافة ) و 86% في حالة (الحمل الداخلي) و83% في حالة (الحمل الركني).
تثبيت (dowel bars) يؤثر على سلوك التبليط الجاسىء حيث اظهرت النتائج تقليل الهطول بحوالي 43% مع (dowel bars), كذلك النتائج اظهرت ان قابلية نقل الحمل تزداد الى 99% مع (dowel bars) , كذلك وضحت النتائج ان تقليل عرض المفصل يؤدي الى تحسين نقل الحمل بين السقفين المتجاورين.
