انهيار شارع حضري كشف عن فشل كارثي لمجمع طوب من القرن التاسع عشر. حدد التحقيق أن كتلة دهنية ضخمة، وهي تراكم للدهون والنفايات، غيرت نظام التدفق الهيدروليكي. أدى هذا التعديل إلى توليد مناطق ركود حيث هاجمت مركبات كيميائية عدوانية الملاط الأصلي من الجير، مما أدى إلى تسريع تآكله حتى تسبب في كسر هيكلي للقناة.
إعادة بناء الفشل باستخدام LiDAR SLAM وCFD 🛠️
تم استخدام ماسح LiDAR محمول بتقنية SLAM، ومعالجته في GeoSLAM Hub، للحصول على سحابة نقطية دقيقة من داخل المجمع المنهار. في CloudCompare، تم تقسيم الأسطح المتآكلة وقياس فقدان المواد في ملاط الوصلات. باستخدام هذه البيانات الهندسية، تم استيراد النموذج إلى Autodesk CFD لمحاكاة التدفق قبل الانهيار. كشفت المحاكاة أن الكتلة الدهنية عملت كسد، مما قلل من المقطع الفعال وزاد من سرعة المائع، مما ركز الهجوم الكيميائي لحمض الكبريتيد الهيدروجيني الحيوي على الوصلات السفلية، حيث فقد الملاط ما يصل إلى 40% من سمكه الأصلي.
دروس لمحاكاة إجهاد المواد في البنية التحتية 🧱
تثبت هذه الحالة أن إجهاد المواد لا يعتمد فقط على الأحمال الميكانيكية الدورية، بل أيضًا على التدهور الكيميائي الموضعي الناجم عن التغيرات في التدفق. الملاط الأصلي، المصمم لنظام هيدروليكي مستقر، فشل عند تعرضه لبيئة تآكلية مركزة. البدائل الحديثة، مثل الملاط مع ركام البازلت والراتنجات الإيبوكسية، توفر مقاومة أكبر للتآكل، لكن تطبيقها يجب أن يتم التحقق منه باستخدام نماذج CFD التي تتنبأ بالمناطق الحرجة لتراكم العوامل العدوانية.
ما هي منهجية المحاكاة بالعناصر المحدودة التي توصون بها لنمذجة التأثير المشترك للضغط الهيدروليكي للكتلة الدهنية والتدهور الكيميائي للملاط في مجمع طوب تاريخي؟
(ملاحظة: إجهاد المواد يشبه إجهادك بعد 10 ساعات من المحاكاة.)