Browsing by Author "Mezhyrych, Anton"
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- A multidisciplinary engineering-based approach for tunnelling strengthening with a new fibre reinforced shotcrete technologyPublication . Barros, Joaquim; Costelha, Hugo; Bento, David; Brites, Nelson; Luís, Rui; Patrício, Hugo; Cunha, Vítor M.C.F.; Bento, Luís; Miranda, Tiago; Coelho, Paulo; Azenha, Miguel; Neves, Carlos; Salehian, Hamidreza; Moniz, Gonçalo; Nematollahi, Mojtaba; Teixeira, Abel; Taheri, Mahsa; Mezhyrych, Anton; Hosseinpour, Emad; Correia, Tales; Kazemi, Hamid; Hassanshahi, Omid; Rashiddel, Alireza; Esmail, BriarThis paper describes the relevant research activities that are being carried out on the development of a novel shotcrete technology capable of applying, autonomously and in real time, fibre reinforced shotcrete (FRS) with tailored properties regarding the optimum structural strengthening of railway tunnels (RT). This technique allows to apply fibre reinforced concrete (FRC) of strain softening (SSFRC) and strain hardening (SHFRC) according to a multi-level advanced numerical simulation that considers the relevant nonlinear features of these FRC, as well as their interaction with the surrounding soil, for an intended strengthening performance of the RT. Building information modelling (BIM) is used for assisting on the development of data files of the involved design software, integrating geometric assessment of a RT, damages from inspection and diagnosis, and the characteristics of the FRS strengthening solution. A dedicated computational tool was developed to design FRC with target properties. The preliminary experimental results on the evaluation of the relevant mechanical properties of the FRS are presented and discussed, as well as the experimental tests on the bond between FRS and current substrates found in RT. Representative numerical simulations were performed to demonstrate the structural performance of the proposed FRS-based strengthening technique. Computational tools capable of assuring, in real time, the aimed thickness of the layers forming the FRS strengthening shell were also developed. The first generation of a mechanical device for controlling the amount of fibres to be added, in real time, to the FRS mixture was conceived, built and tested. A mechanism is also being developed to improve the fibre distribution during its introduction through the mechanical device to avoid fibre balling. This work describes the relevant achievements already attained, as introduces the planned future initiatives in the scope of this project.
- Sistema de Inserção automática de fibras para Projeção de Betão ReforçadoPublication . Mezhyrych, Anton; Neves, Carlos Fernando Couceiro de SousaNa indústria da construção civil, onde a busca por estruturas mais resilientes e duráveis é uma constante, os avanços tecnológicos desempenham um papel crucial na melhoria da qualidade e eficiência. Um domínio de extrema importância é a aplicação de fibras no betão, uma abordagem que tem transformado a maneira como se projetam e edificam estruturas. A incorporação de fibras, sejam elas de aço, polímero ou outros materiais, oferece uma abordagem inovadora para reforçar o betão, conferindo-lhe maior resistência a fissuração, impactos e cargas dinâmicas. Entretanto, para atender às crescentes exigências da indústria, a mera inclusão de fibras não é suficiente, é imperativo garantir a sua distribuição precisa e homogénea.. Neste contexto, a necessidade de um mecanismo automatizado e controlado para otimizar a dispersão de fibras no betão torna-se evidente. O desenvolvimento dos protótipos de mistura e inserção de fibras é encarado como uma jornada que abarca uma série de desafios complexos, requerendo abordagens inovadoras e soluções criativas. Desde o design estrutural dos protótipos até a integração e adaptação destes sistemas, múltiplas etapas críticas são necessárias para assegurar a concretização dos objetivos de eficiência e precisão na adição de fibras. A complexidade é ampliada quando reconhecemos que a incorporação eficaz de fibras não se limita à tarefa única de mistura. De facto, para garantir uma distribuição homogénea, é necessário pré-processar as fibras, separando-as antes da adição ao betão. Nesse sentido, um notável esforço foi dedicado ao desenvolvimento de um protótipo capaz de separar e dosear as fibras antes de serem introduzidas no mecanismo de mistura. Este projeto investiga as fases de desenvolvimento desses protótipos, englobando o design, testes e refinamentos necessários. O cerne do trabalho concentra-se na conceção e desenvolvimento de uma nova geração de produtos, evidenciando o compromisso integral com a evolução técnica e prática do processo de mistura e inserção de fibras no betão.