فصل اول : کلیات.. 11-1-مقدمه.. 11-2-ضرورت بررسی رفتار پل‌ها تحت اثر بار انفجاری.. 21-3-ساختار و اهداف تحقیق.. 4فصلدوم : مروری بر ادبیات موضوع.. 52-1-مقدمه.. 52-2-معرفی انفجار.. 52-3- بارگذاری انفجاری.. 62-4- رفتار مصالح در نرخ کرنش بالا :.. 152-5- متد تحلیلی آنالیز سازه ها در برابر انفجار.. 212-6-پاسخ سیستم تک درجه آزادی به بار انفجاری.. 252-7- پاسخ پل به بار انفجاری:.. 282-8- پیشینه تحقیقات عددی.. 302-9-تحقیقات آزمایشگاهی.. 44فصل سوم: روش تحقیق و تکنیک مدلسازی.. 593-1-مقدمه.. 593-2- معرفی و تحلیل و طراحی پل مورد تحقیق.. 593-3-مدل سازی در نرم افزار ANSYS. 66فصل چهارم ارائه نتایج ، بحث و نتیجه‌گیری.. 894-1- انفجار در وسط دهانه میانی.. 894-2-انفجار بر روی عرشه در محل پایه.. 1294-3–نتیجه گیری.. 168منابع.. 170 فهرست اشکال شکل 1‑1: فروریزش پل I-40. 3شکل 1‑2 : پل خرمشهر در دوران دفاع مقدس.. 3شکل 2‑1: منحنی اضافه فشار و فشار دینامیکی.. 7شکل 2‑2: انفجار در هوای غیر محصور و نحوی تشکیل موج ماخ 8شکل 2‑3: پارامترهای انفجار در هوای آزاد در سطح دریا.. 9شکل 2‑4: بازتاب موج انفجار وارد شده به سازه.. 10شکل 2‑5: محدوده‌ی نرخ کرنش در بارگذاری‌های مختلف.. 16شکل 2‑6: نمودار تنش-کرنش یک نمونه بتن در دو حالت بارگذاری 16شکل 2‑7 : نمودار تنش-کرنش یک نمونه فولاد در دو حالت بارگذاری 17شکل 2‑8 : تغییرات ضریب افزایش مقاومت نسبت به نرخ کرنش برای بتن 18شکل 2‑9: تغییرات ضریب افزایش مقاومت نسبت به نرخ کرنش بتن با مقاومت فشاری .. 18شکل 2‑10: تغییرات ضریب افزایش مقاومت نسبت به نرخ کرنش فولاد با رده‌های مختلف.. 19شکل 2‑11: فلوچارت متدهای تحلیل ممکن برای انفجار.. 22شکل 2‑12: نمونه‌هایی از برنامه های کاپیوتری در زمینه شبیه سازی انفجار.. 24شکل 2‑13: سیستم تک درجه آزادی تحت اثر بار انفجاری.. 25شکل 2‑14: فنر غیرخطی ایده‌آل برای تحلیل سیستم تک درجه آزادی الاستو-پلاستیک.. 27شکل 2‑15: پاسخ ماکزیمم الاستیک به پلاستیک سیستم تک درجه آزادی الاستو- پلاستیک.. 27شکل 2‑16: انتشار امواج انفجار در زیر پل.. 28شکل 2‑17: نمای پل.. 31شکل 2‑18: مقاطع اعضای اصلی پل.. 31شکل 2‑19: بارگذاری ترافیکی پل.. 32شکل 2‑20: آسیب مقطع ستون پل تحت بار انفجاری.. 34شکل 2‑21 : آسیب مقطع برج پل تحت بار انفجاری.. 35شکل 2‑22: آسیب عرشه دهانه کناری پل تحت بار انفجاری.. 36شکل 2‑23: آسیب عرشه دهانه وسطی پل تحت بار انفجاری.. 37شکل 2‑24: فقدان مهار کابل به دلیل آسیب عرشه تحت بار انفجاری 38شکل 2‑25: عملکرد پایلون فولادی خالی.. 40شکل 2‑26: عملکرد پایلون کامپوزیتی بتن پر.. 40شکل 2‑27: تغییرات اضافه فشار با فاصله از محل انفجار.. 41شکل 2‑28: پلان قرارگیری 4 گیج نصب شده بر روی عرشه.. 41شکل 2‑29: تغییرات سرعت موج انفجار در زمان برای 4 گیج 42شکل 2‑30: مشخصات مقاطع مورد استفاده.. 45شکل 2‑31: سایت و نحوه‌ی انجام آزمایش.. 45شکل 2‑32: نمونه ای از نمودار تاریخچه زمانی فشار و ضربه وارده به وسط ستون.. 46شکل 2‑33: تفاوت بار انفجاری که فاصله مقیاس یکسان ولی فاصله از محل انفجار متفاوت دارند.. 47شکل 2‑34: مقایسه نتایج فشار وارده این آزمایش با نتایج ارتش آمریکا.. 47شکل 2‑35: مقایسه نتایج ضربه وارده این آزمایش با نتایج ارتش آمریکا.. 48شکل 2‑36: مقایسه ضربه خالص.. 49شکل 2‑37: تفاوت بارگذاری در فاصله نزدیک و دور.. 50شکل 2‑38: آزمایشات در فاصله کم.. 51شکل 2‑39: superficial51شکل 2‑40: minor52شکل 2‑41: extensive. 52شکل 2‑42: failure. 53شکل 2‑43: خلاصه آزمایشات در فاصله خیلی نزدیک.. 53شکل 2‑44:Complete. 54شکل 2‑45: partial54شکل 2‑46: cover spall55شکل 2‑47: مقایسه نتایج آزمایشگاهی و عددی.. 56شکل 3‑1: نمای پل مورد مطالعه در پایان‌نامه.. 60شکل 3‑2: نمای مدل پل در نرم‌افزار SAP2000. 63شکل 3‑3: انفجار در زیر پل در محل کوله‌ها.. 65شکل 3‑4: حداکثر توان انفجار انواع خودروها.. 65شکل 3‑5: تغییرات تنش تسلیم با تغییر فشار مدل دراکر-پراگر خطی 73شکل 3‑6: تغییرات تنش تسلیم با تغییر فشار مدل دراکر-پراگر استاسی 73شکل 3‑7: تغییرات تنش تسلیم با تغییر فشار مدل دراکر-پراگر استاسی 74شکل 3‑8: تغییرات تنش تسلیم بتن نسبت به تغییرات فشار.. 76شکل 3‑9: پارامتر R3 در فضای سه بعدی تنش.. 76شکل 3‑10: سخت‌شوندگی کرنشی ( نمودار تنش-کرنش بتن).. 77شکل 3‑11: مدل پل برای انفجار بر روی عرشه در محل پایه‌ها 81شکل 3‑12: مش بندی عرشه.. 82شکل 3‑13: مدل پل برای انفجار در وسط دهانه میانی.. 83شکل 3‑14: مدل پل برای انفجار در محل پایه.. 84شکل 4‑1: مقایسه پروفیل تولید شده توسط نرم افزار Autodyn و آئین‌نامه UFC.. 89شکل 4‑2: پروفیل فشار-زمان در گیج‌های 4 الی 8.. 94شکل 4‑3: پروفیل فشار-زمان گیج 4.. 95شکل 4‑4: افزایش 2.67 برابری فشار موج انفجار در کنج باکس نسبت به فشار ورودی به باکس.. 96شکل 4‑5: ناحیه خرابی در انفجار وسط پل.. 97شکل 4‑6: نحوه‌ی توزیع تنش طولی در دال بالایی عرشه.. 110شکل 4‑7: ضربه وارده به بتن پل.. 111شکل 4‑8: تغییرات سرعت قائم گیج 10 (روی دال پایینی عرشه در وسط دهانه).. 111شکل 4‑9: تغییرات فشار در گیج 10 (روی دال پایینی در وسط دهانه) 112شکل 4‑10: جابجایی قائم گیج 14 (روی جان عرشه در محل کوله‌ها) 113شکل 4‑11: تغییرات سرعت قائم گیج 14 (روی جان عرشه در محل کوله‌ها) 113شکل 4‑12: نمایش محل‌های بررسی تنش کابل.. 116شکل 4‑13: محل‌های پارگی و تسلیم کابل.. 117شکل 4‑14: محل گیج‌های نصب شده بر روی کابل‌ها و آرماتور 118شکل 4‑15: کرنش موثر در کابل شماره 31 (گیج 18) در زیر محل انفجار 119شکل 4‑16: تغییرات سرعت در گیج 18.. 120شکل 4‑17: جابجایی قائم گیج 18.. 121شکل 4‑18: تغییرات کرنش در گیج 19 (کابل 27 هیپراستاتیک) 121شکل 4‑19: جابجایی قائم در گیج 19 (کابل 27 هیپراستاتیک) 122شکل 4‑20: تغیییرات سرعت در گیج 19 (کابل 27 هیپراستاتیک) 123شکل 4‑21: تنش محوری آرماتورهای زیر محل انفجار.. 124شکل 4‑22: کرنش میلگردها.. 125شکل 4‑23: تغییرات کرنش در گیج20 (آرماتور طولی در وسط دهانه) 126شکل 4‑24: تغییرات سرعت در گیج 20 (آرماتور طولی در وسط دهانه) 127شکل 4‑25: جابجایی قائم گیج 20 ( آرماتور طولی در وسط دهانه) 127شکل 4‑26: پروفیل فشار-زمان در گیج‌های 3 الی 9.. 128شکل 4‑27: پروفیل فشار-زمان گیج 7.. 129شکل 4‑28: پروفیل فشار-زمان گیج 8.. 129شکل 4‑29: تنش طولی دال بالایی عرشه.. 130شکل 4‑30: ناحیه خرابی در انفجار وسط پل.. 136شکل 4‑31: نحوه‌ی توزیع تنش طولی در دال بالایی عرشه.. 149شکل 4‑32: ضربه وارده به بتن پل.. 150شکل 4‑33: تغییرات سرعت قائم گیج 10 (در محل کوله‌ها).. 150شکل 4‑34: جابجایی قائم در گیج 11 ( بر روی دال در وسط دهانه اصلی) 151شکل 4‑35: جابجایی در جهت طول پل در گیج 12 تمام مدل‌ها ( پایین پایه در محل انفجار).. 151شکل 4‑36: جابجایی در جهت عرض پل در گیج 12 تمام مدل‌ها 152شکل 4‑37: جابجایی قائم در گیج 12 تمام مدل‌ها ( پایین پایه در محل انفجار).. 152شکل 4‑38: کرنش موثر در گیج 12 تمام مدل‌ها ( پایین پایه در محل انفجار).. 153شکل 4‑39: تغییرات سرعت در گیج 12 تمام مدل‌ها ( پایین پایه در محل انفجار).. 153شکل 4‑40: جابجایی قائم گیج 10 (روی جان عرشه در محل کوله‌ها) 154شکل 4‑41: تغییرات سرعت قائم گیج 10 (روی جان عرشه در محل کوله‌ها) 155شکل 4‑42: نمایش محل‌های بررسی تنش کابل.. 156شکل 4‑43: محل‌های پارگی و تسلیم کابل.. 157شکل 4‑44: کرنش موثر در کابل شماره 23 (گیج 15).. 158شکل 4‑45: تغییرات کرنش موثر در کابل 16 ( گیج 16).. 159شکل 4‑46: جابجایی قائم گیج 11 (وسط دهانه اصلی).. 159شکل 4‑47: جابجایی قائم در گیج 16 (کابل 16 ایزواستاتیک) 160شکل 4‑48: تغیییرات سرعت در گیج 15 (کابل 23 ایزواستاتیک) 160شکل 4‑49: تنش محوری آرماتورهای زیر محل انفجار.. 161شکل 4‑50: کرنش میلگردها.. 162شکل 4‑51: تغییرات کرنش در گیج17 (آرماتور طولی عرشه).. 165شکل 4‑52: تغییرات سرعت در گیج 17 (آرماتور طولی در عرشه) 165شکل 4‑53: تغییرات کرنش در آرماتور عرضی جان (گیج 18).. 166شکل 4‑54: جابجایی قائم آرماتور عرضی جان (گیج 18).. 167 فصل اول : کلیاتبدون شک رویداد 11 سپتامبر سال 2001 یکی از بزرگترین حملات تروریستی بشر بوده است. این واقعه نشانگر این است که سازه‌ها همواره در معرض خطرات ناشی از انفجار قرار دارند. طی چند دهه گذشته حملات تروریستی فراوانی در سراسر دنیا به وقوع پیوسته است که صدمات مالی و جانی بسیاری را بر جا گذاشته است. نتیجه این رویداد، احساس نیاز بیشتر مهندسان برای طراحی سازه‌های مقاوم در برابر انفجار بوده است. برای مثال درس‌های آموخته شده از بمب گذاری در اوکلاهاما[1] در سال 1995 و حمله به سفارت آمریکا در تانزانیا[2]و نیروبی[3] در سال 1998 آغازگر توسعه آئین‌نامه‌های طراحی سازه‌ها در برابر انفجار است. با گسترش عملیات‌های تروریستی، وقوع جنگ‌های مختلف، وقوع حوادثی که منجر به انفجار می شوند (انفجار خودروی حامل سوخت) باعث شده است که نیاز به مطالعه و تعیین راه حل‌های مناسب برای جلوگیری از رسیدن آسیب‌های جدی به سازه های راهبردی و حیاتی بیش از پیش احساس شود. پس از تولد تکنولوژی انفجار، آزمایشات و تحقیقات بسیاری توسط مهندسان و دانشمندان بر روی مصالح و بارهای انفجاری انجام شده است. فولاد و بتن نیز به عنوان متداول‌ترین مصالح عمرانی به دلیل اهمیت و گستردگی استفاده در پروژه های عمرانی قسمت اعظم این تحقیقات و پژوهش‌های انفجاری را به خود اختصاص داده‌اند. تحقیقات قابل توجه کمی در زمینه اثر انفجار بر پل‌ها صورت گرفته است، بنابراین برای طراحی پل‌ها تحت اثر انفجار تحقیقات آزمایشگاهی و عددی و تحلیلی نیاز است تا بتوان دانش کافی برای توسعه‌ی آئین‌نامه‌های طراحی پل‌ها در برابر انفجار را فراهم آورد.بعد از رویداد 11 سپتامبر تلاش‌های بسیاری برای تمرکز بر روی امنیت سیستم حمل ونقل صورت گرفت. به طوری که چندید گروه تخصصی برای ارائه پیشنهادات و راه‌کارها برای جلوگیری از حملات تروریستی علیه پل‌ها گرد هم آمدند. یکی از اولین پروژه‌های تحقیقاتی در این زمینه در دپارتمان حمل ونقل تگزاس آمریکا کلید خورد. تمرکز این تحقیقات توسعه‌ی راه‌کارها برای بهبود عملکرد انواع پل‌ها در برابر حملات تروریستی بود. این تحقیقات به کمک روش‌های مبتنی بر مطالعات پارامتری با مدل‌های تحلیلی ساده انجام شد