Вплив хвильових процесів на руйнування вологонасичених пористих середовищ, корозійну деструкцію бетонів дорожніх та аеродромних покриттів

Abstract

Вивчаються дисипативні процеси при гармонічному деформуванні пружних вологонасичених пористих середовищ, заданих комплексними модулями пружності й комплексними модулями, які залежать від пористості та стискуваності рідини. Отримані формули для визначення швидкостей розповсюдження та коефіцієнтів затухання поздовжніх звукових хвиль. Побудована залежність відношення уявної частини модуля пружності до дійсної. Розглянуті різновиди корозійних процесів при впливі на цементні бетони різноманітних агресивних середовищ у межах класифікації за В.М.Москвіним й описані їх відмінні ознаки. У роботі зазначено, що руйнування цементних бетонів визначаються процесами масопереносу й хімічних реакцій. Проблема забезпечення безпеки й довговічності споруд, будівель, дорожніх та аеродромних покриттів обумовлює необхідність розробки ефективних рекомендацій на основі математичного моделювання, які дозволять попередити руйнування конструкції від корозії та хвильових навантажень. Математичне моделювання, виконане на основі теорії пружності та консолідації пористих анізотропних середовищ Біо (Biot M.A.) , післядії динамічних навантажень на матеріал середовища, і, зокрема, на цементобетонне покриття автомобільних доріг та аеродромів, дозволяє прогнозувати й покращувати їх експлуатаційні характеристики. Аналітичне дослідження розповсюдження пружних хвиль у матеріалі аеродромного покриття при силовому впливі повітряних суден буде у значній мірі сприяти розв’язку проблеми діагностики поточного експлуатаційного їх стану і у наступному обчисленню залишкового ресурсу безвідмовної роботи. Отримані в роботі результати можна в подальшому використати для вдосконалення і уточнення інженерних методів розрахунку параметрів діагностичної апаратури, яка застосовується для визначення експлуатаційного стану бетонів дорожніх и аеродромних покриттів, як на стадії конструювання подібних приладів, так і в умовах їх реальної експлуатації. The object of this study are the dissipative processes in the harmonious deformation of the elastic moisture-saturated porous media specified by complex modulus of elasticity and complex modules dependent on the porosity and density of the fluid. Formulas for determining the propagation velocities and attenuation coefficients of longitudinal sound waves have been obtained. The relationship between the imaginary part of elastic modulus and the actual part is constructed. Varieties of corrosive processes under the influence of various aggressive media within the V.M.Moskvin classification boundaries on cement concretes are considered and their distinctive features are described. It is noted in the paper that the destruction of cement concretes is determined by the processes of mass transfer and chemical reactions. The problem of ensuring safety and durability of structures, buildings, road and airfield surfaces necessitates the development of effective recommendations based on mathematical modeling, which will prevent the destruction of structures from corrosion and wave loads. Mathematical modeling based on the theory of elasticity and consolidation of porous anisotropic media (Biot M.A.), the effect of dynamic loads on the medium material, and, in particular, the cement concrete coating of roads and airfields allows forecasting and improving their performance. Analytical study of elastic wave propagation in the airfield coating material under the force of aircraft will be contribute significantly towards solving the problem of diagnostics of the current their operational condition and in the subsequent calculation of the residual reliable exploitation lifespan. The results obtained in this work can be further used to improve and refine engineering methods for calculating the parameters of diagnostic equipment used to determine operational state of concretes of road and airfield coverings, both at the stage of design and construction of such devices and in their actual operation.