تحلیل عددی اثر انفجارهای مدفون بر مخازن بتنی مسلح مدفون نفتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار؛ مجتمع دانشگاهی پدافند غیرعامل، دانشگاه صنعتی مالک اشتر،

2 کارشناس ارشد؛ مجتمع دانشگاهی پدافند غیرعامل، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

با توجه به موقعیت کشور و تهدیدات موجود علیه آن، مراکز حساس و استراتژیک کشور از قبیل مخازن ذخیره‌سازی آب، نفت، گاز و فرآورده‌های نفتی، همواره در معرض خطرات حملات تروریستی است. مخازن مدفون، از جمله مراکز حساس می‌باشد که در صورت آسیب دیدن، منجر به بروز بحران‌های اجتماعی و زیست محیطی می‌شود. لذا بررسی عملکرد رفتار این سازه‌ها در برابر انفجار، امری ضروری و در راستای سیاست‌های پدافند غیر عامل می‌باشد. در این تحقیق رفتار یک مخزن بتن مسلح استوانه‌ای مدفون تحت انفجار مدفون با استفاده از نرم افزار آباکوس بررسی شده است. برای شبیه سازی خاک از مدل رفتاری دراکر-پراگر، مایع معادله خطی هگونویت، انفجار JWL و بتن، مدل بتن آسیب دیده خمیری استفاده شده است. ابتدا نسبت به صحت‌سنجی اندرکنش سازه- خاک تحت انفجار و سپس اندرکنش سازه- آب اقدام شد. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که برای این مخزن مدفون تحت انفجار، محل تلاقی دیواره با سقف مخزن، در معرض بیشترین آسیب می‌باشد. با افزایش مقدار میلگرد، تغییر شکل‌ها کاهش محسوسی پیدا می‌کنند؛ به طوریکه با دو برابر کردن مقدار میلگرد، تغییر شکل 28 درصد کاهش و با نصف کردن میلگرد، تغییر شکل، 46 درصد افزایش پیدا می‌کند.

کلیدواژه‌ها


Abaqus 6.14., (2014). Analysis User's Manual.
Chen, H., Zhou, J., Fan, H., Jin, F., Xu, Y., Qiu, Y., Wang, P.,  & Xie, W., (2014). Dynamic responses of bureid arch structure subjected to subsurface localized impulsive loading: Experimental study. Impact Engineering, 65, 89-101. https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2013.11.004.
Ghaeli, N., & Halabian, A.M., (2008). The Behavior of Three-Dimensional Coordinated Liquid Damper Systems under the Effect of Two-Dimensional Excitations using the Finite Element Method. 4th National Congress of Civil Engineering, Iran, (In Persian).
Ghaemmaghami, A. R., & Kianoush, M. R., (2010). Effect of Wall Flexibility on Dynamic Response of Concrete Rectangular Liquid Storage Tanks under Horizontal and Vertical Ground Motions. Journal of Structural Engineering, 136(4), 441-451. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000123.
Goel, M., Matsagar, V., Gupta, A., & Marburg, S., (2012). An Adridged Review of Blast Wave Parameters. Defence Science, 62, 300-305. https://doi.org/10.14429/dsj.62.1149 .          
Hamdan, F. H., (2022). An Assessment of Eurocode 8–Part 4: Design of liquid storage tanks. In European Seismic Design Practice-Research and Application (pp. 521-529). Routledge.‏
Holqmuist, T. J., Johnson, G. R., & Cook, W., (1993). A Computational Constitutive Model for Concrete subjected to Large Strains, High Strain Rate, and High Pressures. In 14th International Symposium on Ballistics (Vol. 9, pp. 591-600).‏
Housner, G. W., (1957). Dynamic Pressures on Accelerated Fluid Containers. Bulletin of the Seismological Society of America, 47(1), 15-35.    https://doi.org/10.1785/BSSA0470010015 .
Jankowiak, T., & Lodygowski, T., (2005). Identification of Parameters of Concrete Damage Plasticity Constitutive Model. Foundations of Civil and Environmental Engineering, 6(1), 53-69.‏
Khan, A. S., & Huang, S., (1995). Continuum theory of plasticity. John Wiley & Sons.‏
Koh, C. G., Teng, M. Q., & Wee, T. H., (2008). A Plastic-Damage Model for Light Weight Concrete and Normal Weight Concrete. Concrete Structures and Materials, 2, 123-136. https://doi.org/10.4334/IJCSM.2008.2.2.123.        
Larcher, M., & Casadei, F., (2010). Explosion in Complex Geometries: A Comparison of Several Approaches. Protect Struct, 2, 169-196. https://doi.org/10.1260/2041-4196.1.2.169.
Livaoglu, R., (2008). Investigation of Seismic Behavior of Fluid–Rectangular Tank–Soil/Foundation Systems in Frequency Domain. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 28(2), 132-146. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2007.05.005.
Lu, Y., Wang, Z. & Chong, K., (2005). A Comparative Study of Buried Structure in Soil Subjected to Blast Load Using 2D and 3D Numerical Simulations. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 25, 275-288. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2005.02.007.
Lysmer, J. & Kuhlemeyer, R., (1969). Finite Dynamic Model for Infinite Media. Journal of Eng. Mech. Div. ASCE, EM24, 859-877. https://doi.org/10.1061/JMCEA3.0001144.
Lysmer, J., & Waas, G., (1972). Shear Waves in Plane Infinite Structures. Journal of the Engineering Mechanics Division, 98(1), 85-105.‏        https://doi.org/10.1061/JMCEA3.0001583.
Mittal, V., Chakraborty, T., & Matsagar, V., (2014). Dynamic Analysis of Liquid Storage Tank under Blast using Coupled Euler–Lagrange Formulation. Thin-Walled Structures, 84, 91-111. https://doi.org/10.1016/j.tws.2014.06.004.
Moslemi, M. & Kianoush, M. (2012). Parametric Study on Dynamic Behavior of Cylindrical Ground-Supported Tanks. Engineering Structures, 42, 214-230.    https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.04.026.
Smith, P. D., & Hetherngton, J. G., (1994). Blast and Ballistic Loading of Structures.
Veyera, G., & Ross, C., (1995). High Strain Rate Testing of Unsaturated Sands using a Split Hopkinson Pressure. Third International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics, (p. 31). Missouri.
Wang, Z., Lu, Y., Hao, H., & Chong, K., (2005). A Full Coupled Numerical Analysis Approach for Buried Structures Subjected to Subsurface Blast. Computer Structure, 83, 339-356.   https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2004.08.014.
Yang, Z., (1997). Finite Element Simulation of Response of Buried Shelters to Blast Loadings. Finite Elements in Analysis and Design, 24, 113-132. https://doi.org/10.1016/S0168-874X(96)00033-9.