ارزیابی عددی نقش لایه های تسلیح کننده خاک بر رفتار لوله های مدفون تحت اثر بارهای دینامیکی

کاهش خطرپذیری خطوط لوله در برابر انفجار به عنوان یکی از مهم ترین شریان های حیاتی، در شرایط حاضر کشور از اهمیت ویژه ای برخوردار است. پایان نامه حاضر به بررسی نقش لایه های ژئوفوم بر رفتار لوله در برابر بارگذاری ناشی از انفجار سطحی می پردازد. در این راستا ابتدا با استفاده از نرم افزار ال اس داینا، تحلیل حوزه آزاد انفجار سطحی بر روی خاک ماسه ای انجام می گیرد. پس از آن با مقایسه ابعاد دهانه چاله انفجارهای تشکیل یافته از نتایج آزمایشگاهی به صحت سنجی مدل انفجار سطحی پرداخته می شود. سپس با جایگذاری لوله در اعماق مختلف ماسه و اعمال بار انفجار، کرنش های ربع دهانه لوله با نتایج آزمون های انجام شده در آزمایشگاه مقایسه می گردد. این شبیه سازی ها که با روش های اویلری-لاگرانژی دلخواه و لاگرانژی انجام شده است به منظور صحت سنجی و اعتباریابی به مدل سازی های صورت گرفته برای انفجار و لوله مدفون می باشد. در ادامه با تعمیم مدل های اجزا محدود اعتبارسنجی شده در مرحله قبل و با قرار دادن ژئوفوم در ترازهای مختلف بالای لوله و در مسیر امواج ناشی از انفجار، اثر عمق دفن، چگالی و تغییرات هندسی در ژئوفوم نظیر طول، عرض، ضخامت بر رفتار لوله بررسی شد. نتایج به دست آمده از تحلیل ها نشان داد که عمق دفن ژئوفوم اثر بسزایی در کاهش تنش های وارد به لوله خواهد داشت. انتخاب ژئوفوم با طولی برابر با طول لوله و عرضی معادل 5/1 برابر قطر لوله بهترین عملکرد را ارائه داد. ضخامت ژئوفوم تاثیر چندانی در کاهش تنش های وارد به لوله نداشت. با افزایش چگالی ژئوفوم توان جذب انرژی امواج بیشتر شد و با افزایش مدول برشی آن زاویه انحراف امواج افزایش یافت. هم چنین با افزایش یافتن عمق دفن، طول، عرض، ضخامت، و چگالی ژئوفوم علاوه بر کاهش تنش ها، زمان رسیدن به بیشینه تنش کاهش می یافت. در نهایت به ترتیب اثرگذاری در تنش های لوله، متغیر های عمق دفن، چگالی، طول، عرض و ضخامت ژئوفوم طبقه بندی شد.