Αποτυχία δοκιμίων και χρήση ρευστοποιητή-Κριτήρια συμμορφώσεως

[Ροδοπουλος]

Αυτο που καταλαβαινω εγω (και συγνωμη για το 91 αλλα πολλα πραγματα δεν ειναι γνωστα σε ολους) ειναι οτι οσο αυξανεται η επιφάνεια αρα και η πιθανοτητα δημιουργιας ρωγμών (εναρξη θραυσης) τεινουμε σε μικρές αποκλίσεις τιμών.

[AlexisPap]

Μάλλον συμφωνούμε πολύ, το φαινόμενο είναι στοχαστικού χαρακτήρα και η απόκλιση των αποτελεσμάτων εξαρτάται από το προς δοκιμή σύνολο. αλλά η επιφάνεια που κολλάει; η αστοχία μπορεί να συμβεί οπουδήποτε μέσα στην μάζα του υλικού, εξαρτάται από τον όγκο και όχι από την επιφάνεια. Ακόμη και την επιφάνεια διατομής καταχρηστικά την επικαλούμεθα με το σκεπτικό ότι η αστοχία συμβαίνει κατά την έννοια της διατομής…

[Ροδοπουλος]

Το λεω λογω του φαινομενου free surface effect. παντα η θραυση θα ξεκινησει απο την επιφάνεια.

[AlexisPap]

"free surface effect" είναι όρος της ναυπηγικής που αφορά στην ευστάθεια των μη στερεών φορτίων... Τι εννοείς εσύ;;;

Προκειμένου περί σκυροδέματος έχουμε τρία στάδια αστοχίας:

- Πρόδρομες διατμητικές αστοχίες στην διεπιφάνεια αδρανών - κονίας που συμβαίνουν οπουδήποτε στην μάζα του υλικού για φορτία περίπου Fmax/2.

- Ρωγμές παράλληλες στον άξονα φόρτισης που ξεκινάν (θεωρητικά) από την επιφάνεια, επειδή εκεί ικανοποιείται πρώτα το κριτήριο αστοχίας (συνεχούς - ομογενούς υλικού), καθώς πλησιάζουμε το Fmax.

- Αστοχία της διατομής (του δοκιμίου). Όταν το δοκίμιο δεν παίρνει άλλο φορτίο, όταν πιάσουμε το Fmax. Η αστοχία του δοκιμίου δεν μπορεί να θεωρηθεί ότι ξεκινάει από κάπου, ούτε ότι αφορά μία συγκεκριμένη επιφάνεια. Αυτό είναι το μέγεθος για το οποίο εξετάζουμε την τυπική απόκλιση. Τί σχέση έχει με την επιφάνεια;

[Ροδοπουλος]

free surface effect συνανταται και στα υλικά.

 

- Ρωγμές παράλληλες στον άξονα φόρτισης που ξεκινάν (θεωρητικά) από την επιφάνεια, επειδή εκεί ικανοποιείται πρώτα το κριτήριο αστοχίας (συνεχούς - ομογενούς υλικού), καθώς πλησιάζουμε το Fmax.

 

Γενικα εχουμε την κατασταση probabilistic σε μεγαλη επιφανεια και deterministic στην μικροτερη. Τωρα το ερωτημα που προσπαθω να καταλάβω ειναι ειναι οι λογοι L/D στον κυλινδρο και πλευρας στον κυβο?

[AlexisPap]

Τέλος πάντων. Εγώ δεν διδάχτηκα κάτι τέτοιο. Αντιθέτω ξέρω πολλές περιπτώσεις όπου η αστοχία δεν ξεκινάει από την επιφάνεια αλλά από τον πυρήνα του υλικού. Πχ πλάστιμη αστοχία σε εφελκυσμό. Τόσο θεωρητικά (ικανοποίηση κριτηρίου αστοχίας) όσο και πρακτικά, σε εργαστηριακές δοκιμές.

 

Το ερώτημα δεν το κατάλαβα... μια επανάληψη;

[cv98019]

Τώρα για να καταλάβω...

 

Παίρνεις δοκίμια από το μπετό...Μετράς την αντοχή σε μονοαξονική θλίψη στην πρέσσα...Χρησιμοποιείς αυτήν την αντοχή (μονοαξονική) για το σχεδιασμό κατασκευών (τριαξονική εντατική κατάσταση)...Μήπως κάτι δεν πάει καλά;;;

 

Αυτός ο παραλογισμός ήταν και ο λόγος που "ασπάστηκα" τη λογική του Κοτσωβού...Την οποία και έχω ξεχάσει φυσικά πλέον...

 

Σε αντίστοιχη κατάσταση, στην εδαφομηχανική, "σπάμε" δοκίμια και παίρνουμε την αντοχή του εδάφους. Αυτήν όμως, ανεξαρτήτως διασποράς, δεν τη χρησιμοποιούμε τυφλά. Δεν βάζουμε δηλαδή στις 2-D ή 3-D αναλύσεις την αντοχή που προκύπτει από μονοαξονική θλίψη...

 

Όσον αφορά το scale effect στη βραχομηχανική, φαίνεται στη σελ 11 (από Hoek). Υποθέτω παρόμοια λογική και στο σκυρόδεμα. Είναι ίδια και στην εδαφομηχανική.

 

http://www.rocscience.com/hoek/pdf/11_Rock_mass_properties.pdf

[AlexisPap]

cv98019, αλίμονο αν έπρεπε να εφαρμόσουμε για το σκυρόδεμα κριτήριο αστοχίας (Coulomb). Θα έπρεπε για κάθε στοιχείο να βρίσκουμε το πεδίο των τάσεων (κύριες τάσεις) για στατική φόρτιση, να υπολογίζουμε την ρηγμάτωση, να κατασκευάζουμε μοντέλο δικτυώματος Mosch για τον φορέα σε στάδιο ΙΙ, να ξαναβρίσκουμε κύριες τάσεις και να ξαναεφαρμόζουμε το κριτήριο αστοχίας!!! Δεν θέλω ούτε να το σκέφτομαι!!!

Άσε τι έχει να γίνει στην δυναμική ανάλυση... Και τελικά η όλη διαδικασία θα πήγαινε τζάμπα, αφού σχεδιάζουμε ικανοτικά: η αστοχία να οφείλεται στον χάλυβα και όχι στο σκυρόδεμα...

Τώρα για εσάς με τα εδαφοτεχνικά, είναι λίγο διαφορετικά δεν νομίζεις; Όλα σας τα προβλήματα αφορούν ημιάπειρο (ελαστικό συνήθως) μέσο...

Εν τέλει σε πάμπολλες περιπτώσεις σχεδιασμού χρησιμοποιούνται κριτήρια αστοχίας (γρανάζια, ρουλεμάν, διωστήρες κλπ μηχανολογικά, παράξενες κατασκευές από προεντεταμένο σκυρόδεμα, φλάντζες και άλλες παράξενες δομικές κατασκευές από χάλυβα που προσομοιώνονται με επιφανειακά FEM, και φυσικά τα εδαφοτεχνικά).

 

Υ.Γ: Γράψε μερικές κουβέντες για το "scale effect" στην βραχομηχανική...

[cv98019]

1. Για "αναλύσεις ρουτίνας", προφανώς δεν έχει νόημα να χρησιμοποιήσει κανείς εξελιγμένα μοντέλα συμπεριφοράς υλικού. Ακόμα και στα εδαφοτεχνικά, για αντίστοιχες αναλύσεις χρησιμοποιούμε σαν στάνταρ στην αρχή ελαστικότητα και στη συνέχεια Mohr-Coulomb (ή κάτι αντίστοιχα απλό). Αν κρίνουμε ότι απαιτείται και μπορούμε, πάμε σε πιο εξελιγμένα μοντέλα.

 

2. Το έδαφος, όπως και το μπετό, μπορεί να μοντελοποιηθεί συνήθως ως συνεχές μέσο. Πάντα όμως έχουμε στο μυαλό μας ότι δεν είναι...Πρόκειται για ασυνεχές-ανομοιογενές μέσο (particulate medium), ανισότροπο, ανελαστικό.

 

3. Από τα λίγα που ξέρω όσον αφορά το μπετό, διακρίνω αναλογίες με το έδαφος, όσον αφορά το επίπεδο της συμπεριφοράς του υλικού. Οι ομοιότητες είναι μεγαλύτερες με τη βραχομηχανική, όπου και εκεί μιλάμε για fracture mechanics.

 

4. Πολύ καλή δουλειά είναι το "Structural Concrete. Finite Element Analysis for Limit State Design", των Kotsovos & Pavlovic.

 

5. Όσον αφορά το scale effect στη βραχομηχανική, κοιτώντας την παραπομπή που έδωσα, σελ 11, βλέπουμε μια σήραγγα και ένα πρανές, δεδομένων διαστάσεων, σε μια τυπική βραχομάζα:

 

Α. Όταν η περιοχή που ενδιαφέρει είναι πάρα πολύ μικρή, ενδιαφέρει η αντοχή του άρρηκτου βράχου (intact rock). Μπορούμε δηλαδή να θεωρήσουμε ομογενές μέσο (ελαστικό ή όχι).

 

Β. Όταν στην περιοχή ενδιαφέροντος περιλαμβάνεται μία οικογένεια ασυνεχειών, αυτή η μοντελοποίηση είναι απαράδεκτη. Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε μοντέλα που θεωρούν "particulate medium", γιατί αυτή η ασυνέχεια θα καθορίσει την αντοχή και εν γένει τη συμπεριφορά της βραχομάζας.

 

Γ. Το Β ισχύει και για μεγαλύτερες περιοχές οι οποίες περιλαμβάνουν δύο ή και περισσότερες οικογένειες ασυνεχειών. Φτάνουμε όμως σε ένα σημείο, όπου η περιοχή ενδιαφέροντος είναι υπερβολικά μεγάλη. Τότε μπορούμε να θεωρήσουμε ότι πάλι πρόκειται για ομογενές μέσο, το οποίο ονομάζουμε "Heavily Jointed Rock Mass". Ξέρουμε δηλαδή ότι μιλάμε για βραχοτεμάχη που χωρίζονται από ασυνέχειες, αλλά λόγω της αλληλεμπλοκής των τεμαχών και της μη ύπαρξης ενός συγκεκριμένου επιπέδου μικρότερης αντοχής, "δουλεύει" σαν συνεχές μέσο.

[AlexisPap]

"scale effect": Απολύτως επεξηγηματικός!!!

Αλλά κατι ακόμα: Ο όρος "scale effect" είναι επίσημος / δόκιμος;

Ποιά η απόδοσή του στα Ελληνικά;