Modelowanie efektów reakcji ASR – przypadek zapory typu grawitacyjnego

• Autorzy: Winnicki A. , Seręga S. , Norys F.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2016.60

Warianty tytułu

EN

Modelling of ASR reaction effects - case study of gravity dam

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zagadnienie pełzania betonu sprzężone z reakcją alkalia-krzemionka (ASR). W pierwszej części zaprezentowano opis kinetyki reakcji, następnie omówiono model pełzania bazujący na podejściu normy Model Code 2010. Formuła analityczna jądra pełzania zapisana w Model Code 2010 została przedstawiona w postaci szeregowego połączenia prostych modeli reologicznych Kelvina. Wykonane testy numeryczne pokazały bardzo dobrą zgodność wyników na poziomie punktu materialnego. W kolejnej części przypomniano opracowany wcześniej przez autorów algorytm numeryczny do rozwiązywania problemów chemomechanicznych. Przeprowadzone przykładowe obliczenia dla zapory grawitacyjnej jasno pokazują, że wpływ pełzania na zachowanie się konstrukcji zapory jest stosunkowo niewielki w porównaniu do efektów spowodowanych przez reakcję alkalia-krzemionka.

EN

Paper deals with creep effects being combined with alkali-silica reaction (ASR) in concrete. At first description of reaction kinetics is discussed, then the creep model is presented based on Model Code 2010 approach. An approximation of analytical formulation in the form of Kelvin chain is proposed. Presented numerical examples show that it renders analytical formulation really well. Next a numerical algorithm developed previously by authors in order to solve chemomechanical problems is recalled. Performed exemplary numerical computations for a gravity dam show clearly that the influence of creep on the overall behavior of the structure is relatively small in comparison with effects caused by ASR itself.

Słowa kluczowe

PL

ASR; reakcja alkalia-kruszywo; pełzanie betonu; konstrukcja betonowa; konstrukcja hydrotechniczna

EN

ASR; alkali-silica reaction; concrete creep; concrete structure; hydraulic structure

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 63, nr 1/II
• Strony: 49--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., il.

Twórcy

autor

Winnicki A.

• Politechnika Krakowska

autor

Seręga S.

• Politechnika Krakowska

autor

Norys F.

Bibliografia

• [1] Comi, C., Fedele, R. and Perego, U.: A chemo-thermo-damage model for the analysis of concrete dams affected by alkali-silica reaction. Mech. Mat., 2009., 41:210-230.
• [2] de Borst, R.: Smeared cracking, plasticity, creep and thermal loading - a unified approach. Com. Meth. Appl. Mech. Eng., 1987, 62:89-110.
• [3] de Borst, R., and van den Boogaard, A. H.: Finite-element modeling of deformation and cracking in early-age concrete. J. Eng. Mech. Div.,1994, ASCE 120:2519-2534.
• [4] Hobbs, D.W.: Alkali-silica reaction in concrete. Thomas Telford, London1988.
• [5] Larive, C.: Apportscombinés de l’expérimentation et de la modélisation a la comprehension de l’alcali reaction et de seseffetsmécaniques. Technical Report LPC, OA 28, Laboratoires des Ponts et Chaussées, Paris 1998.
• [6] Pietruszczak, S.: On the mechanical behaviour of concrete subjected to alkaliaggregate reaction. Computers & Structures, 1996, 58:1093-1097.
• [7] Poyet, S.: Etude de la dégradation des ouvragesenbétonatteintspar la réactionalcalisilice: Approcheexpérimentale et modélisationnumérique multi-échelles des dégradationsdans un environnement hydro-chemo-mécanique variable. PhD thesis, Universite de Marne-La-Valleé, 2003.
• [8] Ulm, F.-J., Coussy O., Li, K., and Larive, C.: Thermo-chemomechanics of ASR expansion in concrete structures. J. of Eng. Mech.,2000, 126:233-242.
• [9] Winnicki, A. andPietruszczak, S.: On mechanical degradation of reinforced concrete affected by alkali-aggregate reaction. J. Eng. Mech., 2008, 134:611-628.
• [10] Winnicki, A., Seręga, S. and Norys, F.: Chemoplastic modelling of Alkali-Silica Reaction (ASR). Computational Modelling of Concrete Structures Euro-C 2014 Int. Conf., 765-774, St. Anton am Arlberg 2014, Austria.
• [11] Winnicki, A., Seręga, S. and Norys, F. Alkali-silica reaction in concrete – chemomechanical description. Cracow University of Technology Jubilee Monograph 478, Kraków 2015.
• [12] Xi, Y., Bažant, Z. P., and Hamlin, M. J.: Moisture diffusion in cementitious materials. Adsorption isotherms. Adv. Cem. Bas. Mater., 1994, 1:248-257.
• [13] Xi, Y., Bažant, Z. P., and Hamlin, M. J.: Moisture diffusion in cementitious materials. Moisture capacity and diffusivity. Adv. Cem. Bas. Mater., 1994, 1:258-266.
• [14] DIANA Finite Element Analysis. User’s Manual.
• [15] International Federation for Structural Concrete, fib Model Code 2010. Final Draft – Volume 1, Lausanne2012, Switzerland.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.