Modellazione CM del Percorso di Frattura nella Prova di Pullout

Il metodo di estrazione (pull-out) misura la forza massima necessaria per estrarre un inserto metallico in un provino o in una struttura. All'atto della crisi del calcestruzzo l'osservazione macroscopica rileva l'estrazione di un volume tronco-conico di calcestruzzo. La forma e le dimensioni del dispositivo di prova e la procedura sperimentale sono standardizzate da varie norme internazionali che imputano la crisi al raggiungimento della resistenza a compressione del calcestruzzo. Recenti analisi in campo lineare del materiale ma con non linearità geometrica [1-5] evidenziano tuttavia la formazione di quadri fessurativi non imputabili a crisi per compressione. Il gruppo di ricerca è impegnato da alcuni anni in analisi di solidi costituiti da materiale non lineare danneggiativi, attraverso l'impiego di metodi numerici innovativi. Recentemente, il gruppo si è occupato della modellazione della prova di pull-out tramite il metodo delle celle (CM) [6-9]. I risultati finora ottenuti evidenziano come il CM si presti bene allo sviluppo di un codice di calcolo [10-11] per la simulazione passo-passo della prova di pullout, con particolare attenzione all'evoluzione del meccanismo di crisi correlata alla propagazione del quadro fessurativo. Il codice sviluppato si avvale di una tecnica di remeshing per aggiornare la geometria del dominio studiato all'avanzare del quadro fessurativo. I risultai numerici conseguiti fino ad ora sono stati ottenuti modellando l'avanzare del solo quadro fessurativo responsabile della crisi. Quadri fessurativi secondari sono stati, per ora, ignorati. Lo scopo della presente ricerca è quello di descrivere numericamente l'evoluzione passo-passo dei due percorsi di propagazione dominanati, osservati sperimentalmente, che si originano contemporaneamente nello stesso punto di enucleazione. Il due percorsi seguono traiettorie diverse, con diverso grado di sicurezza nei confronti della crisi. Per questo motivo, una delle due fessure si propaga fino a portare alla crisi il provino mentre, l'altra, si arresta dopo pochi passi di propagazione. La ragione dell'arresto della seconda fessura va cercata nell'interazione tra i campi tensionali che si originano all'apice dei due quadri fessurativi. Lo studio delle condizioni di arresto è quindi subordinata alla capacità di poter descrivere tale interazione. Al fine di modellare l'intero percorso di propagazione dei due quadri fessurativi dominanti, a partire dal comune punto di enucleazione, si intende sviluppare una opportuna routine in ambiente Matlab, che consenta la valutazione passo-passo del grado si sicurezza nei confronti della crisi per due fessure che si propagano contemporaneamente. Particolare attenzione verrà dedicata alla descrizione dell'interazione dei due stati tensionali all'apice delle fessure, nell'intento di fornire una giustificazione numerica all'arresto di uno dei due quadri fessurativi.