نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز
سال چهل و چهارم شماره 2 (پیاپی 75، تابستان 1393)

امروزه جاده سازی بدون رعایت ملاحظات زیست محیطی بنابر اعلام سازمان حفاظت محیط زیست، از عوامل کاهش مساحت جنگل های کشور معرفی شده است. معادن به دلایل مختلف به ویژه به دلیل نیاز به احداث جاده های دسترسی متعدد به نقاط مختلف یک معدن، یکی از عوامل جدی آسیب به منابع طبیعی و جنگل ها محسوب می شود. به همین دلیل در طراحی معادن، بهینه سازی جاده های دسترسی در یک محدوده معدنی به طوری که کمترین آسیب در منابع طبیعی و جنگل بروز نماید، بسیار حائز اهمیت است. در این مقاله، هدف تعیین مسیر بهینه برای احداث جاده های دسترسی در معدن تخت با هدف کمینه سازی هزینه و کاهش آسیب به پوشش گیاهی و زمین های کشاورزی منطقه معدن است. برای این منظور، شبکه احتمالی راه ها به صورت یک گراف، مدل سازی شده است. الگوریتم کروسکال برای یافتن کوتاه ترین و کم هزینه ترین مسیرها بین نقاط کلیدی در شبکه معدن (گمانه اکتشافی، تونل استخراجی، محل اسکان پرسنل یا نقطه ای خاص) تا نقاط معلوم دیگر استفاده شده است. با یافتن چنین مسیری و احداث جاده در راستای آن اولا دسترسی به تمام نقاط شبکه میسر شده و ثانیا کمترین آسیب زیست محیطی به منطقه وارد خواهد شد. در این مقاله پس از حل گراف مدل سازی شده شبکه راه ها توسط الگوریتم کراسکال، مسیر کلی بهینه به ارزش 331 به دست آمد. این مسیر کلی شامل 15 مسیر بین نقاط کلیدی است که 6 مسیر آن بر روی جاده احداث شده از قبل در منطقه قرار دارد و بنابراین عواقب زیست محیطی ندارد، 4 مسیر، از منطقه با پوشش گیاهی خیلی متراکم، 3 مسیر، از منطقه با پوشش گیاهی خیلی ضعیف و 2 مسیر، از منطقه با پوشش گیاهی ضعیف عبور می کند.

در این مقاله، مدل سازی قاب های خمشی مختلط ویژه RCS توصیف گردیده و تاثیر مدل سازی رفتار مدل سازی اتصالات بر روی رفتار کلی این قاب ها مورد بررسی قرار گرفته است. قاب های خمشی مختلط ویژه RCS نوع جدیدی از قاب های خمشی ویژه هستند که در آن ها از ترکیب ستون های بتنی و تیرهای فولادی استفاده می شود. در این سیستم سازه ای، مزیت های قاب های معمول بتنی و فولادی با هم ترکیب می شوند. در نوعی از قاب های RCS، تیر فولادی به صورت ممتد از درون ستون بتنی عبور می کند و تمرکز اصلی در طراحی قاب های RCS، روی اتصال بین تیر فولادی و ستون بتنی (اتصال RCS) می باشد که تحقیقات انجام یافته در مورد این سازه ها بیشتر بر روی اتصالات مرکب آن ها بوده که منجر به تدوین آیین نامه هایی برای طراحی این اتصالات شده است. در این تحقیق، نحوه مدل سازی قاب های RCS و همچنین تاثیر مدل سازی رفتار اتصال بین تیر فولادی و ستون بتنی، روی رفتار کلی این قاب ها به وسیله مقایسه با اتصال RCS، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج کلی این بررسی نشان می دهند که مدل سازی اتصال RCS، ظرفیت جانبی قاب را افزایش می دهد.

پیش بینی عمق آبشستگی پایه پل برای طراحی ایمن و اقتصادی پل ضروری است. در واقع، آبشستگی نوعی فرسایش در اطراف پایه می باشد، که در اثر جریان های پیچیده گردابی رخ داده و به صورت کلی باعث ایجاد یک گودال در اطراف پایه های پل می شود. تاکنون، تحقیقات آزمایشگاهی و صحرایی در زمینه آبشستگی اطراف پایه های پل، منجر به ارائه روابط متعدد برای برآورد حداکثر عمق آبشستگی شده است. ولی به دلیل عدم قطعیت در عملکرد، نتایج حاصل از روابط موجود جامع و قابل قبول نمی باشد. روش برنامه ریزی بیان ژن (GEP) روش تکاملی نوینی است که به دلیل بالا بودن سرعت همگرایی محاسبات و دقت شبیه سازی، در اکثر پدیده های طبیعی می تواند مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق، روش GEPبرای تخمین میزان آبشستگی پایه های پل در بستر های با خاک چسبنده و غیر چسبنده مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان دادند که برنامه ریزی بیان ژن (GEP) در تخمین عمق آبشستگی پایه های پل در بستر های با خاک چسبنده و غیر چسبنده، در مقایسه با معادلات غیر خطی موجود عملکرد موثر و کارائی بهتری دارد. همچنین بین معادلات موجود، معادلهCSU برای بسترهای با خاک چسبنده و غیر چسبنده و معادله Hancu برای داده های بستر با خاک چسبنده منجر به نتایج بهتری شده است. بر اساس نتایج تحلیل حساسیت، عدد فرود پایه بیشترین تاثیر را بر میزان عمق آبشستگی برای بستر با غیر چسبنده در حالت بی بعد دارد، اما برای داده های میدانی عمق جریان موثرتر است.

گیرش از خواص مهم بتن تازه در سنین اولیه محسوب می شود که بر رفتار آن در دراز مدت اثر می گذارد. آزمایش های استاندارد تعیین زمان گیرش، تنها بر روی خمیر سیمان و ملات قابل انجام هستند و مستقیما روی بتن انجام نمی شوند. در این مطالعه از روش اولتراسونیک در ارزیابی مراحل گیرش بتن های معمولی و همچنین بتن های حاوی خاکستر پوسته شلتوک برنج (5-20 درصد) در نسبت های مختلف آب به مواد سیمانی (0/4، 0/5 و 0/6) استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان داده اند که روش اولتراسونیک برخلاف روش های موجود تصویر کاملی از مراحل گیرش بتن ارائه می دهد. در طی مراحل گیرش بتن، منحنی های سرعت امواج اولتراسونیک-زمان برای همه ترکیبات مشابه بوده و شامل سه مرحله کلی می باشند. در مرحله اول که دوره غیر فعال نامیده می شود، سرعت بسیار ناچیز و تقریبا ثابت است. در مرحله دوم با افزایش محصولات هیدراتاسیون و افزایش حجم مواد جامد، سرعت به طور ناگهانی افزایش می یابد و پس از چند ساعت با آغاز مرحله سوم و با پیدایش شبکه جامد به هم پیوسته، روند افزایش سرعت کاهش می یابد. افزایش نسبت آب به سیمان و خاکستر پوسته شلتوک برنج روند فرایند هیدراتاسیون و تشکیل ریزساختار بتن را با تاخیر همراهمی سازد. همچنین با بررسی نتایج آزمایش مقاومت نفوذ انجام شده بر روی نمونه ها به نظر می رسد که می توان ارتباط مناسبی بین نتایج آزمایش اولتراسونیک و مقاومت نفوذ در تعیین زمان گیرش بتن پیدا نمود.

در سیستم قاب های مهاربندی شده برون محور (واگرا یا EBF (Eccentric Braced Frame))، شکل پذیری مورد نیاز قاب، و نیز بخش عمده ای از جذب و استهلاک انرژی تحمیل شده به سیستم، توسط تیر پیوند (Link) تامین می گردد، که مقدار آن بستگی به مشخصات و جزئیات هندسی این تیر دارد. بهترین حالت جهت تامین سختی و شکل پذیری مطلوب، هنگامی ایجاد می شود که تیر پیوند در برش عمل نماید. در این حالت، نقش ضخامت بال، جان و سخت کننده های (Stiffener) تیر اهمیت زیادی پیدا می کند. در این مقاله، به بررسی رفتار اتصال تیر پیوند به ستون به روش اجزای محدود در نرم افزار Abaqus پرداخته شده است. پارامتر متغیر در این مطالعه، ضخامت صفحات تشکیل دهنده تیر پیوند می باشد. در نهایت، با مقایسه نتایج تاثیر ضخامت هر یک از اجزای تیر پیوند بر روی رفتار نهایی آن، بررسی های مقتضی انجام گردید که نشان می دهد با وجودی که افزایش ضخامت جان نقش تعیین کننده ای در قدرت باربری تیر پیوند دارد، اما مقدار آن باید به حداکثر نصف ضخامت بال محدود گردد تا شکل پذیری مورد انتظار از تیر پیوند تامین گردد. همچنین برای رسیدن به یک عملکرد بهینه در مکانیسم گسیختگی در تیر پیوند، باید از سخت کننده هایی با ضخامت بیشتر از ضخامت جان استفاده کرد.

در این مقاله پایداری خاکریز میان گذر دریاچه ارومیه در دو مقطع عرضی واقع در کیلومتر 500+10 و کیلومتر 000+4 در وضع موجود، شکل های اصلاحی و شکل نهایی مورد بررسی قرار گرفته است. محاسبات با ترازهای مختلف ارتفاع آب دریاچه، در حالت های استاتیکی و دینامیکی و همچنین با در نظر گرفتن اثرات بارهای بهره برداری با استفاده از نرم افزار SLOPE/W و به دو روش اجزای محدود (FEM) و تعادل حدی (LEM) انجام شده است. نتایج مطالعات پایداری انجام گرفته نشان می دهند که در صورت اعمال بارهای زلزله، خاکریز عموما ناپایدار بوده و این ناپایداری اکثرا از نوع محلی و در ناحیه پاشنه شیروانی خاکریز رخ داده و گسیختگی های کلی در خاکریز صورت نخواهد گرفت. نتایج دو روش اجزای محدود و تعادل حدی تطابق خوبی با همدیگر داشته و گسیختگی هایی از نوع موضعی را بیشتر تایید می کنند. همچنین نشست خاکریز در دو مقطع فوق الذکر و در یک دوره زمانی صد ساله پس از احداث، با نرم افزار SIGMA/W بررسی شده و نتایج نشان دادند که فشار آب حفره ای افزوده شده ناشی از اجرای خاکریز در دو مقطع مورد بحث به ترتیب حدود kPa 206 و kPa 385 می باشد. بر اساس این ارزیابی، مقدار نشست خاکریز در پایان صد سال در کیلومترهای 000+4 و 500+10 به ترتیب 2/15 متر و 3/2 متر به دست آمده و فشار آب حفره ای اضافی در پایان صد سال به طور کامل زائل نشده و تحکیم به طور کامل صورت نخواهد گرفت.

در ایران به عنوان یکی از کشورهای در حال توسعه، رشد سریع شهرها، افزایش روز افزون تعداد وسائط نقلیه و نیاز به تردد برای رفع نیازهای روزمره، باعث آلودگی شهرهای بزرگ و متوسط شده و در نتیجه یکی از دلایل اصلی به مخاطره افتادن سلامت شهروندان می باشد. اکسیدهای نیتروژن، منواکسید کربن، دی اکسید کربن، ترکیبات آلی فرار، ذرات معلق و ازون از جمله آلاینده های اصلی با منشا ترافیکی هستند که اثرات زیانبار آن ها در زندگی شهروندان هزینه های زیادی را بر جامعه تحمیل می کند. در این مقاله با هدف ارزیابی آلودگی ترافیکی و کاهش اثرات سوء آن در جامعه، سعی بر آن است که نقش شکل هندسی شبکه معابر مناطق چهارده گانه شهر مشهد در دو بعد طولی و عرضی در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی مدل سازی شده و بر این اساس سهم هر منطقه شهری در میزان انتشار آلودگی ترافیکی تخمین زده شود. بدین منظور، ابتدا با بررسی های آماری و میدانی عواملی مانند نوع وسیله نقلیه، سفرهای درون شهری و برون شهری، زیرساخت های موجود و حجم آلاینده ها، ظرفیت معابر محاسبه و مطابق آن طرحی جامع و مکانمند به منظور سهم بندی تراکم هندسی مشخص می گردد. نتایج نهایی نشان دهنده آن هستند که نواحی 1، 11 و 10 دارای بیش ترین سهم بوده و نواحی 13 و 3 کم ترین سهم را از نظر توزیع هندسی شبکه به خود اختصاص داده اند که بدین ترتیب در هر منطقه شهری محل ها و مشخصات قابل ساماندهی تراکم طولی و عرضی، به منظور بهبود وضعیت آلاینده ها توسط برنامه ریزان قابل شناسایی خواهد بود.

حوض های ته نشینی ثانویه، که از اجزای فرآیند لجن فعال در تصفیه فاضلاب به شمار می روند، فضای زیادی را اشغال می کنند و نمی توانند ذرات ریز را به خوبی حذف کنند. در این مطالعه امکان استفاده از ته نشین کننده های لوله ای به عنوان حوض ته نشینی ثانویه در تصفیه فاضلاب بررسی شد. نتایج مطالعات پایلوتی صورت گرفته نشان دادند راندمان حذف ذرات معلق و کدورت از زمان ماند 20 دقیقه به بعد در لوله ها کاهش قابل توجهی ندارد. ته نشین کننده لوله ای در زمان ماند بسیار کوتاه نسبت به حوض ته نشینی تصفیه خانه مورد مطالعه، می تواند خروجی در محدوده استاندارد محیط زیست ایران برای تخلیه به آب های سطحی را ایجاد کند. میانگین درصد حذف ذرات معلق برای واحد ته نشین کننده لوله ای در مقدار MLSS (mg/l) 1402/5 برابر با 97/6 درصد و برای حوض ته نشینی تصفیه خانه 98/2 درصد گزارش شده است. در طول آزمایش ها، تجمع جامدات و گرفتگی ناشی از آن در لوله ها مشاهده نگردید.

با توجه به محدودیت های اجرایی و آیین نامه ای جهت آب بندی پی سدهای خاکی، استفاده از ترکیب سیستم های آب بندی، راهکاری مناسب برای کنترل نشت محسوب می شود. با این حال در آیین نامه ها و مراجع معتبر برای طراحی ترکیب سیستم های آب بندی، منحنی های طراحی و یا تجربی ارائه نشده است. بر این اساس طراح باید الزاما از نرم افزار های تحلیل نشت استفاده کرده و یا بر اساس قضاوت مهندسی تراوش از پی را تخمین بزند. در این مقاله یک رابطه ساده برای محاسبه کاهش نشت از پی سدهای خاکی که در آن آب بندی بر اساس ترکیب بلانکت و دیوار آب بند است، ارائه شده است. به منظور یافتن این رابطه از نتایج تعداد 540 تحلیل عددی حاصل از برنامه Seep/w استفاده شده است. در همین راستا تاثیر مشخصات فیزیکی و هندسی بلانکت و دیوار آب بند مانند نفوذپذیری، ضخامت دیوار آب بند، طول و ضخامت بلانکت مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با توجه به تاثیر پارامتر های ذکر شده نتایج تحلیل های عددی با نرم افزار SPSS 18 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج حاصل از رابطه پیشنهادی با داده های نرم افزاری مقایسه شده اند. مقایسه مذکور نشان می دهد که اختلاف نتایج رابطه پیشنهادی با تحلیل های عددی ناچیز است.

احداث شهرک های صنعتی جزء ملزومات توسعه اقتصادی در هر شهری بوده با این حال اثرات زیست محیطی و آلودگی های ناشی از این شهرک ها می تواند به محیط زیست آسیب برساند. در این میان ارزیابی اثرات زیست محیطی برای شناسایی اثرات احتمالی بر روی محیط زیست و ارائه برنامه مدیریت زیست محیطی در کاهش مشکلات مربوطه نقش مهمی دارد. ارزیابی زیست محیطی شهرک صنعتی هادی شهر در شمال غرب ایران در این راستا در سه گزینه عدم اجر و اجرای طرح با و بدون رعایت ملاحظات زیست محیطی به تفکیک فاز ساخت و ساز و فاز بهره برداری انجام گردید. اطلاعات مورد نیاز جمع آوری و برای تجزیه و تحلیل ماتریس لئوپولد همراه با چک لیست لوهانی و تان استفاده شد. بر اساس نتایج ارزیابی، امتیاز گزینه اجرای طرح با رعایت ملاحظات زیست محیطی، بدون رعایت ملاحظات زیست محیطی و عدم اجرا به ترتیب 283+، 173 - و 200 - بود. مشخص گردید که هر دو فاز طرح حتی با رعایت ملاحظات زیست محیطی دارای اثرات ناسازگار و اجتناب ناپذیر می باشند که البته از طریق اعمال سامانه مدیریت زیست محیطی قابل کنترل و به حداقل رساندن می باشند.