رفتار شناسی خرابی و تعیین وزن ناشی از بارگذاری ترافیک با استفاده از خاصیت خودتشخیصی در حسگرهای بتنی

Abstract

استفاده از حسگرهای باقابلیت خود تشخیصی که علاوه بر تعیین میزان نیروی وارده، عملکرد دیگری مانند تشخیص روند رشد خرابی را در جسم روسازی بتنی بر عهده بگیرند، در حال حاضر توسعه زیادی یافته است و بخش مهمی از سیستم پایش جسم روسازی راه است. در این تحقیق امکان استفاده از حسگرهای سنجش خرابی به‌عنوان حسگرهای تعیین بار خودرو در روسازی به‌طور هم‌زمان بررسی خواهد شد. با استفاده از این حسگرها علاوه بر اینکه سطح سلامت سازه و گسترش ترک در آن‌ها به‌مرورزمان تحت بررسی قرار می­گیرد، می­توان از آن‌ها به‌عنوان حسگرهای تعیین بار و شمارشگر خودرو نیز استفاده نمود. بنابراین اهمیت این تحقیق در توسعه زیرساخت هوشمندی است که قادر است سلامت خود را بطور پیوسته نشان دهد که این خاصیت در مدیریت و تعمیر و نگهداری روسازی نقش بسیار مهمی را بر عهده دارد و همچنین با تعیین وزن و تعداد ترافیک عبوری بر روی روسازی، این حسگر می­تواند جانشین مناسبی برای حسگرهای موجود باشد. به‌منظور شبیه‌سازی شرایط وجود حسگر در جسم روسازی، یک حسگر بتنی کوچک ساخته شد و در میان یک تیر بتنی به‌عنوان یک المان از محیط روسازی جای‌داده شد. به‌منظور فرمول‌بندی رفتار تشخیص بار ترافیک در جسم روسازی، تیر بتنی تحت بارگذاری دینامیکی با شدت مختلف قرار گرفت. نتایج نشان داد که حداکثر بار خارجی وارده به حسگر (Fmax) با حداکثر پاسخ حسگر(Smax) به نسبت شیب منحنی نیرو- زمان(tgα)به شیب منحنی پاسخ حسگر- زمان (tgβ) وابسته است. همچنین در ادامه به‌منظور ارزیابی رفتار تشخیص خرابی توسط حسگر بتنی، بارگذاری به‌صورت استاتیک به تیر بتنی وارد شد تا درنهایت تیر بتنی حاوی حسگر بتنی بشکند. نتایج نشان داد نقطه شکست، روند گسترش خرابی و درنهایت مرحله جداشدگی کامل نمونه به‌وضوح توسط حسگر تفکیک‌شده است. بنابراین می­توان نتیجه گرفت که استفاده هم‌زمان از حسگر سنجش خرابی برای ارزیابی رشد خرابی و همچنین تشخیص بار وارده به روسازی به‌عنوان یک حسگر فشارسنج، امکان‌پذیر بوده و قابلیت فرمول‌بندی آن با دقت بالا (99/0R²_adj.>) وجود دارد.