Разрушение железобетона электрическими импульсными разрядами: эксперимент и моделирование
| Parent link: | Физическая мезомеханика=Physical Mesomechanics/ Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук.— .— Томск: ИФПМ СО РАН, 1998-.— 1683-805X |
|---|---|
| Other Authors: | , , , , |
| Summary: | Заглавие с экрана В работе представлены данные, полученные в результате физических экспериментов по разрушению железобетона электрическими разрядами методом электроимпульсного разрушения, основанным на эффекте Воробьевых. Разрушение бетона происходит в результате воздействия волны сжатия, распространяющейся от канала разряда между электродом на поверхности бетона и арматурой. Проведены физические эксперименты по разрушению галечного бетона. Показано, что в результате однократного импульсного воздействия в материале формируются отдельные трещины, не приводящие к разрушению материала. Разрушение бетона и формирование каверны в месте приложения электрода при импульсном электроразрядном воздействии начинаются после второго-третьего импульса. Проведено компьютерное моделирование воздействия на железобетон расширяющимся каналом разряда. Создана структурная модель железобетона, явно учитывающая основные компоненты: цемент, каменные включения и арматуру. Для описания неупругого поведения цемента использовалась модифицированная модель Друкера-Прагера-Николаевского с неассоциированным законом течения квазихрупких сред. Формирование трещин моделировалось с помощью критерия разрушения по растягивающим напряжениям. В результате численного моделирования получено подтверждение выводов физического эксперимента: воздействие однократного импульса приводит к формированию отдельных трещин, параллельных свободной поверхности, после воздействия 2-3 импульсами в цементе возникает сеть горизонтальных, вертикальных и наклонных трещин, в результате в месте приложения электрода формируется каверна. Существенным фактором формирования каверны в железобетоне являются наличие каменных включений, на границах которых происходят перераспределение максимальных растягивающих напряжений и формирование вертикальных и наклонных трещин, а также необратимая деформация и остаточные напряжения в цементе, возникшие после прохождения первого импульса The paper reports on physical experiments on disintegration of reinforced concrete by the pulsed electric method based on the Vorobiev effect. Concrete is fractured under the action of a compression wave propagating from the discharge channel between the electrode on the concrete surface and the reinforcement. Physical experiments are conducted on disintegration of pebble concrete. It is shown that a single pulse results in separate cracks in the material on retention of its integrity. Disintegration of concrete and the formation of a cavity at the point of application of the electrode begin after the second or third pulse. Computer simulation is made for the action of an expanding discharge channel on reinforced concrete. A structural model of reinforced concrete is plotted, explicitly taking into account its main constituents, namely, cement, stone inclusions, and reinforcement. The inelastic behavior of cement is described within the modified Drucker-Prager-Nikolaevsky model with a nonassociated flow rule for quasi-brittle media. Cracking is simulated using the fracture criterion based on tensile stresses. The performed numerical simulation confirms the conclusions of the physical experiment: a single pulse causes the formation of separate cracks parallel to the free surface, and the network of horizontal, vertical and inclined cracks appears in the cement after 2-3 pulses, resulting in a cavity at the point of application of the electrode. The formation of a cavity in reinforced concrete is governed by the presence of stone inclusions, whose boundaries serve as sites of redistribution of maximum tensile stresses and formation of vertical and inclined cracks, as well as of accumulation of irreversible strains and stresses retained in the cement after the first pulse Текстовый файл |
| Published: |
2024
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://doi.org/10.55652/1683-805X_2024_27_5_115-125 Переводная версия |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=678132 |