بررسی کاربرد پلی استایرنهای منبسط شده بر سازه های زیرزمینی مقاوم در برابر انفجار

پناهگاه های دفاعی غیرنظامی زیرزمینی به صورت گسترده ای برای جلوگیری یا کاهش آسیب به ساختمان های زیرزمین در برابر موج گویشی انفجار، مورد استفاده قرار می گیرند. در طراحی این پناهگاه ها که اغلب از یک سازه چندلایه تشکیل می گردند، مهمترین هدف کاهش حداکثری تنش های ناشی از انفجار، ضمن حفظ پایداری سیستم سازه ای می باشد. شیوه رایج در این زمینه افزایش ضخامت لایه ها می باشد. اما در عمل، افزایش ضخامت همواره با محدودیت هایی همراه است به عنوان شیوه ای جایگزین، نهادینه ساختن حفره ها یا واحدهای پلی استایرن منبسط شده در لایه محافظ این سازه ها می تواند به صورت موثری تنش ها را تا سطوح موردنظر کاهش دهد. پلی استایرن منبسط شده که از فرآیندهای پلیمریزاسیون به دست می آیند، مصالحی بسیار سبک با سختی پایین بوده که در مقایسه با وزن خود دارای باربری خوبی می باشند در این مطالعه، اثر واحدهای پلی استایرن منبسط شده بر کاهیدگی تنشهای ناشی از موج گویشی مورد بررسی قرار می گیرد. سنجش میزان کاهیدگی تنش ها با استفاده از فاکتور کاهیدگی صورت گرفته است. برای این منظور، مدل سازی با استفاده نرم افزار abaqus6.7-1 انجام شده و آنالیز به شیوه explicit انجام می گردد درستی مدل سازی دوبعدی عددی با مقایسه نتایج بدست آمده از مطالعه ای مشابه مورد سنجش قرار می گیرد. نتایج حاصل از بررسی اثر پارامترهای هندسی و مکانیکی بلوک های eps مدفون در بتن، بیشترین تأثیر را در کاهیدگی تنش ها دارا می باشد. بر این اساس، مدلی دوبعدی از لایه محافظ یک پناهگاه دفاعی، با هدف افزایش میزان کاهیدگی تنش های حاصل از بارگذاری انفجاری پیشنهاد می گردد. پس از آنالیز و بهینه سازی مدل پیشنهادی، طرحی ارایه می گردد که در آن با به کارگیری همزمان واحدهای eps و جاذب های انرژی، ضمن افزایش فاکتور کاهیدگی، ظرفیت نهایی (مقاومت سازه ای) نیز افزایش می یابد. جاذب های انرژی مورد استفاده در این مطالعه، از نوع استوانه های جدار نازک با مقطع دایره ای می باشند که با عملکرد کمانش موضعی در جداره موجب پراکنش انرژی ضربه انفجار می گردند.