علیرضا آذریون

تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print


 

دانشکده مهندسی

گروه عمران

 پایان نامه برای دریافت درجه دکتری در رشته مهندسی عمران گرايش سازه


عنوان:

بررسی عملکرد و عمر بتن تحت اثر بار و سیکل‌های یخ زدن-آب شدن

 استاد راهنما:

دکتر محمود نیلی- دانشیار دانشگاه بوعلی سینا

استاد مشاور:

دکتر سیدمهدی‌ حسینیان‌ - استادیار دانشگاه بوعلی سینا

 

اساتید ممتحن خارجی:

دکتر رحمت مدندوست - دانشیار دانشگاه گیلان

دکتر ملک محمد رنجبر- دانشیار دانشگاه گیلان

 

استاد ممتحن داخلی:

دکتر فریدون رضایی- دانشیار دانشگاه بوعلی سینا

 

نگارش:

علیرضا آذریون

 

مکان:

آمفی تئاتر دانشکده مهندسی

زمان:

یکشنبه 1/11/1396- ساعت 12

 
 

Bu-Ali Sina University

 Faculty of Engineering

Department of  Civil Engineering

 

Thesis Submitted for Doctor of Philosophy in Civil Engineering

 

Title:

Investigation of concrete performance and service life under combined load and       freeze thaw cycles

   

Supervisor:

Mahmoud Nili (Ph.D., Associate Professor)

 

Advisor:

S. Mahdi Hosseinian (Ph.D., Assistant Professor)

 


Doctoral Committee:
Dr. Rahmat Madandoust
(Ph.D., Associate Professor)

Dr. Malek Mohammad Ranjbar (Ph.D., Associate Professor)

Dr. Freydoon Rezaie (Ph.D., Associate Professor)

 


By:

Alireza Azarioon

 

January 21, 2018

 

 

 

 

 

    چکیده:

محققین تکنولوژی بتن تلاش های مستمری را در جهت تخمین عمر بهره‌برداری سازه‌‌های بتنی زیر بنائی مانند سد‌‌‌‌ها، عرشه پل‌‌ها و روسازی‌‌های بتنی در مناطق سرد و یخبندان صورت داده‌‌اند. در تحقیقات انجام گرفته عموما آزمونه‌‌ها فقط در مقابل سیکل‌‌های یخ زدن و آب شدن مورد ارزیابی قرار گرفته‌‌اند و در نتیجه تفاوت آشکاری بین نتایج آزمایش‌‌ها و عملکرد واقعی سازه‌‌های بتنی مشاهده گردیده است. این تفاوت‌‌ها عمدتا از این واقعیت ناشی می‌‌گردند که شرایط بارگذاری و تنش‌‌های ایجاد شده نقشی در ملاحظات روش آزمایش‌‌ها ندارند و در نتیجه نتایج قابل اطمینانی از آزمایش‌‌ها به‌‌دست نمی‌‌آیند.

در پژوهش حاضر یک مدل جهت پیش‌‌بینی خرابی در اثر سیکل‌‌های یخ زدن و آب شدن ارائه گردیده است. همچنین مدل دیگری جهت آزمونه‌‌های منشوری همراه بار خارجی مورد بررسی قرار گرفت. مدل بدون بار بر مبنای اندازه‌‌گیری مدول الاستیسیته دینامیکی بتن استوار است. نتایج مدل خرابی پیشنهادی با مقادیر پیش‌‌بینی شده توسط یک مدل آماری-تصادفی در 10 طرح مخلوط بدست آمده از آزمایش‌‌های محققین مورد مقایسه قرار گرفت. مقایسه خطای جذر میانگین مربعات نشان‌‌دهنده خطای متوسط 8/2 درصد و خطای حداکثر 6 درصد مدل پیشنهادی می‌باشد.

علاوه بر این، نتایج مدل خرابی پیشنهادی با مقادیر اندازه‌‌گیری شده در تحقیق حاضر مورد مقایسه قرار گرفت. مقایسه خطای جذر میانگین مربعات نشان‌‌دهنده خطای متوسط 6/3 درصد و خطای حداکثر 3/6 درصد مدل پیشنهادی بوده است.

در مدل دوم، شبیه‌‌سازی عددی برای پیش‌‌بینی کرنش‌‌های طولی و خیز وسط دهانه مورد استفاده قرار گرفته است. با انتخاب ترکیب بار خمشی چهار نقطه‌‌ای و سیکل‌‌های یخ زدن و آب شدن  و بررسی پارامترهای مکانیکی و دوامی، تاثیر بار خارجی در سطح تنش 36/0 در دو حالت طرح بتن هوادار و بدون هوا بر آزمونه‌های 75×100×600 میلی‌‌متر مورد ارزیابی قرار گرفت و آثار اعمال بار بر روی کرنش‌های طولی(در آزمونه‌های بدون بار) و خیز (در آزمونه‌های تحت بار) بررسی گردید. سپس به کمک یک نرم افزار اجزای محدود به شبیه‌‌سازی تاثیر بار و سیکل‌‌های یخ زدن و آب شدن اقدام گردید. در طرح بدون هوا، در آزمونه‌های تحت اثرات همزمان بار و سیکل های یخ زدن و آب شدن، شکست آزمونه‌ها بسیار سریع و بطور میانگین در سیکل ششم مشاهده گردید، درصورتی که آزمونه های بدون بار در سیکل بیستم به 60 درصد مدول دینامیکی اولیه خود رسیدند و تعداد سیکل‌‌های خرابی کاهش 70 درصدی را نشان می‌‌دهد. در طرح هوادار، آزمونه‌‌های تحت اثرات همزمـــان بار و سیکل‌‌های یخ زدن و آب شدن پس از 123 سیکل دچار گسیختگی گردیدند. این در حالی است که آزمونه‌‌های بدون بار تا 300 سیکل یخ زدن و آب شدن را تحمل نمودند، که نشان دهنده کاهش حدود 60 درصدی سیکل‌‌های متناظر با خرابی در آزمونه‌‌های هوادار است. در حالت هوادار، آزمونه‌‌ها عملکرد بهتری در مقابل اثرات همزمانی از خود به نمایش گذاردند.

نتایج بدست آمده در این رساله حاکی از تاثیر قابل ملاحظه اعمال بار خمشی در مجاورت سیکل‌‌های یخ زدن و آب شدن در یک سطح تنش نسبتا کم بر عملکرد آزمونه‌‌های بتنی می‌‌باشد. ضمناً در این رابطه فاکتور دوام جدیدی پیشنهاد گردیده است که بتوان تاثیر همزمانی بار و سیکل‌‌های یخ زدن و آب شدن را در یک حاشیه ایمنی قابل اطمینانی منظور نمود.

 

واژه‌‌های کلیدی: سیکل‌‌های یخ زدن و آب شدن، دوام، مدل‌‌سازی، عوامل ترکیبی، بار.

 

Abstract:       

Many efforts have been dedicated to assess the service life of the concrete infrastructure such as dams, bridge decks and concrete pavements in cold regions. The researches only focus on evaluation of specimens against freeze thaw cycles, which yields to poor correlations between the real structures performance and the laboratory results. These differences originate mainly from the fact that the loading conditions and existing stresses were not considered in the test methods and subsequently, reliable results were not obtained from the experiments.

In the present study, two models have presented for prediction of damage due to freeze thaw cycles, one for unloaded and the other for loaded specimens. The former, based on the measurements of dynamic modulus of elasticity, validated by 10 mix design data from literature. The results showed a RSME of 2.8% and maximum error of 6%. Validation by data from present research show 3.6% and 6.3% for average and maximum error, respectively.

In the latter, numerical simulation is used by a FEM software for prediction of longitudinal strain and midspan deflection. By selection of combined 4 point bending with 0.36 stress ratio and  freeze thaw cycles, the load effects evaluated in 600×100×75 mm specimens in terms of strain (in unloaded specimens) and deflection (in loaded specimens).

In normal specimens, the rupture occurred under synergetic effects after 6 freeze thaw cycles, when unloaded ones tolerate 20 freeze thaw cycles to reach a RDME of 60%. In AE specimens, however, the rupture occurred under synergetic effects after 123 freeze thaw cycles, when unloaded ones tolerate 300 freeze thaw cycles. The AE specimens clearly showed better performance against freeze thaw cycles and load combination.

The results indicated that synergetic effects had great influence on behavior of specimens in a relatively low stress ratio. It should be noted that numerical simulation results by FEM software offers a new durability factor relationship to involve synergetic effects of flexural load and freeze thaw cycles with an acceptable safety margin.

 

Key Words: Freeze- thaw cycles, Durability, Modeling, Combined actions, Load.

 

 

رزومه

 

الف- اطلاعات فردی

 

نام و نام خانوادگی : علیرضا آذریون       

تاريخ تولد : 1353     محل سكونت: همدان  پست الكترونيكي:azarioon@gmail.com

عضو هیات علمی دانشگاه ملایر

ب- سوابق تحصیلی

 

 

 

مقطع تحصیلی

محل اخذ مدرک

تاریخ اخذ مدرک

کارشناسی ارشد

دانشگاه پلی تکنیک-تهران

1377/10/21

کارشناسی

دانشگاه بوعلی سینا- همدان

1375/06/31

 

 

ج- مقالات ISI و علمی- پژوهشی

                                           

 

1. Experimental study and modeling of fiber volume effects on frost resistance of fiber reinforced concrete

 

Mahmoud Nili • Alireza Azarioon • Amir Danesh • Ali Deihimi

International Journal of Civil Engineering · November 2016

 

2. Novel Internal-Deterioration Model of Concrete Exposed to Freeze–Thaw Cycles

Mahmoud Nili, Alireza Azarioon, S Mahdi Hosseinian

ASCE Journal of Materials in Civil Engineering, May 2017

 

3- مروری بر نگرش جدید در ارزیابی دوام یخبندان سازه های بتنی

محمود نیلی - علیرضا آذریون- سید مهدی حسینیان، مجله علمی پژوهشی تحقیقات بتن، دوره 10، شماره 2، تابستان 1396، صفحه 45-33

 

4- بررسی شاخص کاهش پخش كلرايد در بتن از روشهای تجربی و تحلیلی

 عليرضا آذريون ،محسن تدين، غلامرضا قهرماني، مجله علمی پژوهشی مهندسی دریا ، 1390 .

د- مقالات کنفرانسی

1- بررسی چگونگی توزیع الیاف فولادی در بتن الیافی خودتراکم بوسیله آزمایش مقاومت الکتریکی

محمود نیلی، علیرضا آذریون، هشتمین کنگره ملی مهندسی عمران، 1393

 

2-  كاربرد روش سرعت پالس التراسونيك در ارزيابي سازه هاي بتن مسلح

 عليرضا آذريون، مصطفي خانزادي، غلامرضا قهرماني، اولين كنفرانس بين المللي بتن هاي ناتراوا- مخازن ذخيره آب شرب، گيلان،1390.

3-  تاثير وجوه مختلف نمونه­هاي مكعبي بتني عمل آوري شده با آب بر مقاومت ويژه الكتريكي

 عليرضا آذريون ، غلامرضا قهرماني، نهمين کنفرانس ملي بتن، تهران،1390.

4- تاثیر سیمان بر مقاومت ویژه الکتریکی بتن

 غلامرضا قهرماني، مصطفي خانزادي، عليرضا آذريون، اولين كنفرانس بين المللي بتن هاي ناتراوا- مخازن ذخيره آب شرب،گيلان،1390.

5- تکنیکهای مختلف اندازه گیری کارگاهی مقاومت ویژه الکتریکی بتن

 غلامرضا قهرماني، محسن تدين، عليرضا آذريون، اولين كنفرانس بين المللي بتن هاي ناتراوا- مخازن ذخيره آب شرب،گيلان،1390.

6- مقایسه پریود و ضریب رفتار گنبدهای شودلر و دندانه ای کوتاه مرتبه

 ،محمود يحيايي، مرتضي چهاردولي، عليرضا آذريون،  اولین کنفرانس ملی سازه و فولاد، 1389

 

7-  تعیین ضریب رفتار و پریود طبیعی در برجهای خنک کننده ساخته شده از سازه فضاکار

 مرتضي چهاردولي ، مصطفي چهاردولي ، عليرضا آذريون ، ششمین کنگره ملی مهندسی عمران (دانشگاه سمنان) ، 1390.