تحلیل آسیب پذیری سازه دریایی شمع و عرشه تحت تاثیر انفجار زیرآبی با استفاده از نرم افزار AUTODYN

اسکله های شمع و عرشه از متداول ترین سازه های دریایی مورد استفاده در بنادر جنوب ایران هستند و با توجه به اهمیت راهبردی بنادر و تاسیسات دریایی ارزیابی رفتار این سازه ها در برابر بارهای انفجاری از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پژوهش آسیب پذیری یک سازه شمع و عرشه تحت اثر انفجار زیرآبی با استفاده از روش عددی و نرم افزار AUTODYN مورد بررسی قرار گرفت. برای شبیه سازی رفتار مصالح مدل آسیب دینامیکی RHT برای بتن، مدل فون مایزز برای فولاد، معادله حالت JWL برای ماده منفجره TNT و مدل های مناسب برای آب، هوا و خاک اشباع به کار گرفته شد. به منظور بررسی حساسیت مدل نسبت به ابعاد شبکه بندی دو اندازه شبکه ۱۰۰ و ۲۰۰ میلی متر مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین اثر عمق انفجار در سه موقعیت سطح، آب وسط آب و روی بستر بر پاسخ سازه بررسی شد. نتایج نشان داد شبکه بندی ۲۰۰ میلی متری با وجود کاهش زمان محاسبات الگوی کلی آسیب را با دقت مناسبی پیش بینی می کند. بیشترین تغییر شکل شمع ها در انفجار واقع در وسط آب و بیشترین آسیب موضعی در انفجار سطحی مشاهده شد. نواحی بحرانی سازه شامل محل اتصال شمع به عرشه، انتهای بخش بتنی شمع و ناحیه تماس بتن و جکت فولادی بودند. همچنین نتایج نشان داد پدیده های کاویتاسیون و جداشدگی سطحی نقش مهمی در تشدید آسیب ناشی از انفجار زیرآبی دارند. مقایسه نتایج عددی با روابط تجربی نشان داد روابط تجربی حداکثر فشار موج شوک را بیش برآورد و ضربه موج شوک را کمتر از مقادیر عددی پیش بینی می کنند.

کلیدواژه ها:

انفجار ، زیرآبی ، اسکله شمع و عرشه ، AUTODYN ، کاویتاسیون ، موج شوک