انهيار جسر مشاة مصنوع من الخشب الرقائقي المتقاطع (CLT) أثناء حدث أمطار غزيرة كشف عن أعطال حرجة في الواجهة اللاصقة بين الطبقات. لتحديد كمية التفكك المجهري، تم تطبيق سير عمل هندسي عكسي يجمع بين المسح بالليزر والمحاكاة الهيكلية. تشرح هذه المقالة العملية التقنية لقياس تدهور المواد المركبة والتحقق من نماذج الإجهاد في ظروف التشبع بالمياه.
سير العمل التقني: من المسح بالليزر إلى تحليل العناصر المحدودة 🔬
بدأت العملية بالتقاط هندسة الجسر المنهار باستخدام ماسح ضوئي من نوع Leica، تمت إدارته في برنامج Leica Cyclone لتوليد سحابة نقاط عالية الكثافة. تم تصدير سحابة النقاط هذه إلى CloudCompare، حيث تم تطبيق خوارزمية تجزئة لعزل المناطق ذات الانفصال بين الطبقات. سمحت مقارنة سحب النقاط (M3C2) باكتشاف إزاحات في نطاق الميكرومتر بين طبقات الخشب. تم إدخال بيانات التشوه هذه في Dlubal RFEM، حيث تم نمذجة السلوك متباين الخواص للخشب الرقائقي المتقاطع تحت أحمال رطوبة دورية. أظهرت محاكاة الإجهاد أن إجهاد القص في الواجهة تجاوز حد المرونة للمادة اللاصقة بعد 48 ساعة من الأمطار المستمرة، مما أدى إلى توليد شقوق دقيقة تدريجية أدت إلى الفشل الكارثي.
دروس لتصميم المواد اللاصقة في خشب CLT المعرض للعوامل الجوية 🛠️
أظهر الارتباط بين بيانات المسح ونموذج RFEM أن المواد اللاصقة من البولي يوريثان التقليدية لا تحافظ على قوتها التماسكية تحت دورات التمدد والانكماش. يُوصى باستخدام مواد لاصقة من راتنج الإيبوكسي المعدل ذات مقاومة أعلى للتحلل المائي وإجراء اختبارات شيخوخة متسارعة في غرفة مناخية. يبرز CloudCompare كأداة أساسية للفحص غير التدميري، مما يسمح للمهندسين باكتشاف التفكك المبكر قبل أن يهدد السلامة الهيكلية.
نظرًا لأن الظروف الجوية القاسية أصبحت عاملاً متزايدًا، ما هي منهجية المحاكاة بالعناصر المحدودة التي توصون بها لنمذجة انتشار التفكك في خشب CLT تحت أحمال دورية ناتجة عن الأمطار؟
(ملاحظة: إجهاد المواد يشبه إجهادك بعد 10 ساعات من المحاكاة.)