بررسی تاثیر هواپیماهای سنگین بر روی ترکهای انعکاسی روسازی مرکب فرودگاه‌ها با استفاده ازروش المانهای محدود تعمیم یافته

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 زنجان مهندسی

2 گروه مهندسی عمران، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

چکیده

در این تحقیق، تاثیر مشخصات بارهای دو نوع از هواپیماهای سنگین مسافری بر روی پتانسیل رشد ترک انعکاسی در روسازی مرکب فرودگاهها مورد مطالعه قرار گرفته است. دو نوع هواپیما شامل بوئینگ 747 و ایرباس A380، که از سنگین ترین هواپیماهای مسافربری موجود می باشند مورد استفاده قرار گرفته‌اند. محورهای این هواپیماها در موقعیت‌های مختلفی از محل درز طولی و ترک موچود در لایه آسفالتی قرار گرفته‌اند و ضرایب شدت تنش‌ها و کرنش کششی در نوک ترک موجود در لایه آسفالتی محاسبه شده و مورد تحلیل و مقایسه قرار گرفته‌اند. تحلیل‌ها با مدلسازی المان محدود سه‌بعدی تعمیم‌یافته در نرم افزار آباکوس انجام گرفته‌اند. لایه آسفالتی به صورت ویسکوالاستیک خطی در نظر گرفته شده و سایر لایه ها و بستر الاستیک خطی در نظر گرفته شده‌اند. نتایج نشان می‌دهند که مقدار ضریب شدت تنش بحرانی مود 1 هواپیمای بوئینگ از هواپیمای ایرباس بزرگتر می‌باشد و مقادیر ضریب شدت تنش بحرانی مود 2 و 3 هواپیمای ایرباس از هواپیمای بوئینگ بزرگتر می‌باشند. همچنین نتایج بیانگر این است که با حرکت محورها در راستای طولی ترک مقدار کرنش کششی بحرانی روند کاهشی داشته و مقدار آن نسبت به بارگذاری در مرکز به ترتیب در هواپیمای ایرباس تا 87/42% و در هواپیمای بوئینگ تا 89/23% کاهش می‌یابد. با حرکت محور‌ها در راستای عرضی ترک مقدار کرنش کششی بحرانی روند افزایشی داشته که به ترتیب در هواپیما ایرباس تا 73/26 و در هواپیمای بوئینگ تا 93/17% افزایش می-یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of heavy airplanes on the reflective cracking of airport composite pavements using extended finite elements method

نویسنده [English]

  • hamed saffari 2
2 civil engineering department, university of zanjan, zanjan, iran
چکیده [English]

In this study, the effects of two typical commercial heavy airplanes, namely airbus AA380-800 and Boeing B747-400ER, on the potential of reflective crack propagation in composite pavement have been investigated. The axles of the airplanes were positioned at different longitudinal and transverse distances from the center of crack and the stress intensity factors, and tensile strain at the tip of crack in asphaltic layer were determined and compared. Modeling and analysis were performed using extended 3D finite elements method. The asphaltic layer was assumed to behave as a viscoelastic material and the underlying layers were assumed to be linear elastic. Results show that higher maximum stress intensity factor in mode 1 is generated under Boeing airplane loading than airbus, and those in mode 2 and 3, are higher for airbus than Boeing. Results also reveal that by moving the center of axles along the longitudinal joint, the maximum tensile strain at the tip of crack decreases, such that 42.87% reduction for airbus and 23.89% reduction for Boeing airplane is obtained, in comparison to the loading at the center. By moving the center of axles in transverse direction, the maximum tensile strain at the tip of crack increases by 26.73 and 17.93%, in comparison with the load at the center for airbus and Boeing airplane, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Composite pavement
  • Airport
  • Finite Elements Method
  • reflective cracking
  • Stress intensity factor