چکیده
نرخ کرنش و اندازه نمونه دو عامل مهم تاثیرگذار در اندازه گیری مقاومت فشاری مواد بتنی است. شناخت اثر اندازه دینامیکی بتن برای تجزیه و تحلیل بهتر و طراحی سازه های بتنی ضروری است. با این حال، تعداد کمی از آزمایشات سیستماتیک، اثر اندازه دینامیک را در بتن فشرده غلتکی لایه ای (RCC) در سطوح مختلف بارگذاری با نرخ کرنش بالا را بررسی کرده اند. در این تحقیق سه اندازه از نمونه های RCC استوانه ای با قطر 50 میلی متر، 75 میلی متر و 100 میلی متر تهیه و تحت بارگذاری بالا آزمایش می شود تا به طور مستقیم اثر اندازه را بررسی کند. حساسیت اندازه وابستگی و میزان کرنش در شرایط الگوی شکست، استحکام فشاری دینامیکی، کرنش نهایی، حداکثر فکرنش و سختی مشخص می شود. استحکام فشاری دینامیک با افزایش اندازه نمونه تحت بارگذاری ضربه افزایش می یابد که مخالف اثر اندازه تحت بارگذاری استاتیک است. اهمیت آماری بیشتر با توجه به تغییرات خواص مکانیکی پویش مواد RCC بر اساس تحلیل واریانس (ANOVA) مورد بررسی قرار گرفته است. قانون اصلاح ویبول اصلاح شده، که شامل اندازه نمونه و میزان کرنش است، پیشنهاد و تایید شده است تا مکانیزم پایه اثر اندازه دینامیک را برای مواد RCC تحت بارگذاری ضربه نشان دهد.
واژگان کلیدی: بتن فشرده شده رولر یا غلتکی، نرخ کرنش بالا، اثر اندازه دینامیک، تحلیل آماری، نوار فشار هوپکینسون تقسیم شده.
1. مقدمه
بر طبق تحقیقات تجربی و نظری، پذیرفته شده است که واکنش مکانیکی مواد بتونی تحت فشرده سازی، برش، کشش و پیچشی تحت بارگذاری شبه استاتیک به وضوح تحت تاثیر اندازه نمونه قرار دارد. به طور کلی، یک نمونه کوچکتر نیاز به استرس یا تنش بیشتری برای شکستن تحت بارگذاری شبه استاتیک دارد. مکانیسم قانون اثر اندازه بتن برای استحکام شبه استاتیک می تواند به سه دسته تقسیم شود: (1) فرضیه ضعیف ترین لینک (1،2): ساختارهای بزرگتر احتمال بیشتری دارند که حاوی یک نقص بحرانی باشند که می تواند موجب فروپاشی کامل شود و ساختار به محض اینکه اولین نقص مهم شکست بخورد، می شکند؛ (2) مکانیسم انرژی (قطعی) (3-6): دو دلیل اساسی اثر اندازه در سازه های بتنی عبارتند از ناهمگنی مواد و عدم قطع تنش در نوک های شکاف که باعث توزیع مجدد استرس و ذخیره انرژی ذخیره شده می شوند (یعنی پراکنش انرژی کرنش) در طول توسعه شکاف های بزرگ؛ (3) مکانیسم فراکتال (7): زبری سطح شکاف در بتن ویژگی های فراکتال ذاتی را نشان می دهد. هنگامی که اختلال میکروساختار و ویژگی های مشابه خود (به عنوان مثال، فراکتالیتی) بر روند آسیب و شکستگی غلبه می کنند، مکانیزم فراکتال اجازه می دهد تا اطلاعات تجربی بهتر از مکانیسم پر انرژی را فراهم کند.