نشریه دانشکده فنی دانشگاه تهران
سال چهل و سوم شماره 6 (پیاپی 124، اسفند 1388)

نشت در شبکه های توزیع آب شهری، عامل اتلاف آب و خسار ت های اقتصادی زیادی است. در این مقاله با استفاده از قابلیت های مدل تحلیل هیدرولیکی Epanet2.10، روش جدیدی در محاسبه میزان نشت گره ها و لوله ها در شبکه های توزیع آب شهری ارائه شده است. در این روش با اندازه گیری جریان حداقل شبانه در یک منطقه، نشت کلی شبکه بر اساس استانداردهای انجمن بین المللی آب(IWA) 1 مشخص می شود. سپس با تقسیم مصرف هر گره به دو بخش مصارف غیر وابسته و وابسته به فشار (نشت) و شبیه سازی هیدرولیکی شبکه به وسیله مدل تحلیل هیدرولیکی Epanet 2.10، مقدار نشت کل شبکه با توجه به میزان فشار گرهی، در هر گره توزیع و سپس نشت مربوط به هر لوله محاسبه می شود. آنگاه با استفاده از نرم افزار تهیه شده به بررسی اثرات مدیریت نشت در شبکه پرداخته شده و در نهایت شاخص های نشت تعیین می شود. در ادامه با استفاده از نتایج به دست آمده در یکی از پایلوت های آب به حساب نیامده کشور (واقع در استان ایلام)، قابلیت های مدل ارائه شده ارزیابی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد با ترکیب نرم افزار تهیه شده و مدل های تحلیل هیدرولیکی می توان به درستی نسبت به شبیه سازی سیستم و برآورد دقیق پارامترهای هیدرولیکی شبکه اقدام و میزان نشت در هر گره و لوله را به طور واقعی مدل سازی و کالیبره کرد. همچنین می-توان نتیجه گرفت که استفاده از شاخص های عملکرد نقش بسیار مهمی در زمینه مدیریت نشت و تعیین اولویت های مبارزه با تلفات آب ومؤلفه های آن داشته و می تواند باعث جهت دهی مناسب در صرف هزینه محدود شرکت های آب و فاضلاب در این امر شود. از طرفی این شاخص ها میزان موفقیت اقدامات کنترل نشت را در شبکه مورد بررسی مشخص می کنند که شاخص نشت زیر ساخت (ILI) که بیشترین میزان فاکتور های مؤثر بر نشت را در خود جای داده است به عنوان کامل ترین و دقیق ترین شاخص عملکرد نشت در اولویت قرار دارد.

در این مقاله فضای کامل ایزوتروپ جانبی1 شامل یک نیم فضای بالایی، یک نیم فضای پایین و یک لایه میانی طوری در نظر گرفته می شود که محور ایزوتروپی آنها موازی هم بوده و عمود بر سطوح تماس آنها باشد. این مجموعه با اثر نیروی دلخواه مؤثر بر سطح تماس نیم فضای بالایی و لایه میانی در فضای فرکانسی2 مورد تحلیل قرار می گیرد. برای این تحلیل، معادلات حرکت در فضای فرکانسی به وسیله توابع پتانسیل3 ارائه شده توسط اسکندری قادی در سال 2005 میلادی در هر قسمت (نیم فضای بالایی، نیم فضای پایینی و لایه میانی) به صورت مستقل در آمده و سپس معادلات حاکم بر توابع پتانسیل در دستگاه مختصات استوانه ای با استفاده از سری فوریه4 و تبدیل هنکل5 حل می شود. جواب به دست آمده در نیم فضاهای بالایی و پایینی چنان است که اصل تشعشع6 در آن ها در نظر گرفته می شود. تعریف مسئله چنان است که از آن نتایج برای (الف) فضای کامل دو ماده ای، (ب) فضای کامل شامل یک ماده، (ج) نیم فضا با بار سطحی دلخواه، (د) نیم فضا با بار مدفون دلخواه، (ه) نیم فضای دو ماده ای با بار سطحی دلخواه، (و) نیم فضای دو ماده ای با بار مدفون دلخواه و (ز) لایه با ضخامت محدود با نیروی سطحی دلخواه به دست می آید. نتایج نهایی برای تغییرمکان ها و تنش ها در فضای واقعی به صورت انتگرال هایی ارائه می شوند که در عین سادگی ظاهری، به دلیل داشتن نقاط شاخه ای7 و قطب ها8 از پیچیدگی خاصی برای برآورد عددی برخوردار است. با توجه به نقاط شاخه ای و قطب، نتایج عددی با دقت خاصی برآورده شده و انطباق عالی نتایج عددی در حالت نیم فضای ایزوتروپ جانبی با بار سطحی دلالت بر درستی نتایج عددی به دست آمده در این مقاله دارد. برآورد عددی نتایج به دست آمده در محدوده فرکانسی وسیع انجام و نتایج به صورت منحنی های تغییرات تغییر مکان و تنش بر حسب عمق و فاصله افقی ارائه شده است. نتایج این مقاله، هم در تحلیل عددی به روش های انتگرال های مرزی، همانند روش المان های مرزی و هم در تعیین توابع امپدانس9 شالوده های سطحی یا مدفون استفاده می شود.

در قاب های مهاربندی شده زانویی یک انتهای مهاربند قطری به عضو مورب زانویی متصل شده و بخش عمده سختی جانبی توسط مهاربندی قطری تامین می شود، درحالی که تسلیم برشی (یا خمشی) عضو زانویی، فراهم کننده شکل پذیری مورد نیاز برای قاب می باشد درواقع عضو مورب زانویی شکل به عنوان یک میراگر هیسترزیس عمل کرده و با پذیرش تغییر شکل های غیر الاستیک کنترل شده، ضمن استهلاک انرژی لرزه ای، مانع از ورود سایر اعضا و اتصالات به محدوده غیر ارتجاعی می شود. در این مقاله اثر پارامترهای مختلف سازه ای بر رفتار لرزه ای قاب های مهاربندی زانویی با استفاده از روش تحلیل اجزای محدود غیرخطی بررسی می شود. به علاوه یک مدل ریاضی برای تخمین سختی غیر الاستیک قاب ارائه خواهد شد. نتایج تحلیل ها نشان می دهد، در حالی که میرایی سازه های بتنی و فلزی به طور معمول کمتر از پنج درصد است، حد اکثر نسبت میرایی ویسکوز معادل قاب مهاربندی دارای المان زانویی به حدود 30 درصد می رسد، همچنین این قاب ها رفتار چرخه ای مطلوبی بدون ایجاد لاغر شدگی در چرخه های هیسترزیس از خود نشان می دهند و قادر هستند بدون کاهش قابل ملاحظه سختی و مقاومت، بخش قابل توجهی از انرژی زلزله را مستهلک کنند.

یکی از آزمایش های اساسی در فرایند طراحی روسازی های انعطاف پذیر به روش مکانیستیک- تجربی در آشتو 2002، آزمایش کریپ کمپلینس است. در این تحقیق مدلی جدید برای تخمین کریپ کمپلینس مخلوط های آسفالتی با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه، با تکنیک آموزش لونبرگ- مارکوات، با توان تعمیم پذیریR=0.949، با موفقیت ارائه شده است. این مدل 14 ورودی شامل درصدهای عبوری انتخابی از منحنی دانه بندی و نیز درصد قیر، درجه نفوذ قیر در 77 و 115 درجه فارنهایت، اندیس نفوذ قیر و دمای آزمایش دارد. خروجی های مدل 8 عدد شامل کریپ کمپلینس مخلوط آسفالتی در زمان های 100، 50، 20، 10، 5، 2و 1 ثانیه و نیز ضریب پواسون است. داده های مورد نیاز، به کمک تهیه برنامه های متعدد به زبان SQL، در محیط ACCESS 2000، از LTPP Database 2007 استخراج شده اند که شامل داده های 975 آزمایش کریپ کمپلینس و نیز 975 سری داده های آزمایش های مصالح سنگی مربوطه و نیز 975 سری داده های آزمایش های قیر نظیر آنها می باشد.

امروزه سازه های زیرزمینی با توجه به شرایط گسترش و توسعه شهرها، به طور فزاینده ای ساخته شده و مورد بهره برداری قرار می گیرند. در این شرایط قرار گرفتن دو تونل در کنار یکدیگر نه تنها دور از ذهن نیست، بلکه به وفور مشاهده می شود. در این مقاله ابتدا درباره روش المان مرزی در دامنه زمانی توضیح داده شده است و سپس به بررسی پارامتری پاسخ دینامیکی تونل های بدون پوشش دایره ای تحت تاثیر انفجار داخلی در دو حالت، تغییر پارامتر عمق یک تونل تحت تاثیر انفجار و تغییر پارامتر فاصله افقی دو تونل کم عمق تحت تاثیر انفجار پرداخته شده است. پاسخ های مورد بررسی، نتایج مربوط به تغییر مکان شعاعی گره ها و تنش های محیطی هستند. پاسخ های بدون بعد به دست آمده، اهمیت تاثیر پارامترهای هندسی بر تونل بدون پوشش تحت تاثیر انفجار داخلی را به تصویر می کشد و راهنمایی مناسب برای طراحی مکانی تونل های کم عمق تحت تاثیر انفجار داخلی به دست می دهد.

انفجار یک ماده منفجره قوی در زیر آب، دو پالس فشاری تولید می کند: یک موج شوک که مدت آن بسیار کوتاه است (در حد چند ده تا چند صد میکرو ثانیه) و یک پالس حباب که مربوط به انبساط محصولات انفجار است و با موج شوک همراه می شود. تعیین نقش موج شوک، جریان و حباب ایجاد شده در فرآیند تخریب هنوز در مجامع علمی در دست مطالعه است. تحلیل اثر انفجار زیر آب بر لوله های مغروق می تواند کمک خوبی برای ارزیابی تاثیر حملات تروریستی و خرابکارانه بر سازه های مشابه، مانند پایه های سکوهای دریایی و اسکله ها، باشد. در این مقاله سعی می شود اثر پالس اولیه یعنی موج شوک بر لوله های توخالی مغروق در آب بررسی و مدل سازی عددی شود. بسته به شرایط، اعم از نوع و مقدار ماده منفجره و فاصله آن نسبت به سازه و سطح آب، پالس اولیه (موج شوک) می تواند قسمت عمده و یا بخشی از پاسخ سازه را باعث گردد. برای لوله و سیال مجاور آن همراه با مرزهای غیر انعکاسی در معرض انفجار مقدار مشخصی از یک ماده منفجره قرار می گیرند و تحلیل به طور کاملا درگیر و با احتساب اثرات اندرکنش سازه و سیال انجام می گیرد.

در این مقاله، معادلات رژیم رودخانه به کمک توسعه معادله توان واحد جریان و کاربرد آن در مورد دو رودخانه سیستان و کرج به دست آمده اند. برای این منظور با مروری بر تحقیقات گذشته، ابتدا مبانی و مفهوم رژیم و هندسه- هیدرولیکی در رودخانه ذکر می شود و سپس روش ها و نتایج به دست آمده توسط محققین قبلی به صورت دسته بندی شده ارائه می شود. در گام بعدی معادله توان واحد جریان با در نظر گرفتن پارامترهای غلظت وزنی رسوبات و سنگینی نسبی ذرات معلق توسعه داده می شود. سپس با استفاده از آنالیز ابعادی، معادله توان واحد جریان بی بعد به دست می آید. در انتها، معادلات رژیم برای دو رودخانه سیستان و کرج به کمک معادله توان واحد جریان بی بعد استنتاج و ارائه می شود. در نهایت نتایج حاصل از این معادلات با مقادیر مشاهداتی و سایر معادلات رژیم مقایسه می شوند. نتایج به دست آمده از معادلات رژیم توسعه یافته در این تحقیق با مشاهدات صحرائی همخوانی خوبی را نشان می دهند.

در این مقاله بر مبنای روش تحلیل حدی مرز بالا به بررسی سه بعدی پایداری شیروانی ها بر اساس مکانیسم گسیختگی چرخشی پرداخته شده است. برای سطح زیرین مکانیسم گسیختگی از یک رویه اسپیرال لگاریتمی استفاده شده است. سطوح جانبی مکانیسم گسیختگی با حل یک معادله دیفرانسیل غیر خطی به دست می آید که یک جواب ممکن این معادله در این بررسی استفاده شده است. در این تحقیق الگوریتمی تهیه شده است که با استفاده از آن می توان کمترین ضریب اطمینان پایداری شیروانی ها را محاسبه کرد. همچنین در این الگوریتم امکان محاسبه کوچک ترین مقدار بارحدی پی ها با بار خارج از مرکز که روی شیروانی ها واقع شده اند گنجانده شده است. نتایج حاصل از این تحقیق به صورت نمودارهای بدون بعد ارائه شده که با استفاده از آنها می توان ظرفیت باربری پی های سطحی واقع روی شیروانی های خاکی را در شرایط مختلف هندسه مسئله و خصوصیات خاک تعیین نمود.

حالت های مختلف کریستالی مواد حافظه دار شکلی در یک میراگر پیشنهادی به منظور به دست آوردن یک رفتار بهینه استفاده شده اند. میراگر پیشنهادی قابلیت استهلاک انرژی نسبی بالا، در عین حال رفتار بازگردانندگی دارد. ایده های مختلف طراحی برای بدست آوردن اثر ایده آل میراگرهای پیشنهادی در سازه ها، استفاده و مقایسه شده است. با مقایسه رفتار سازه های تقویت شده با میراگر حافظه دار شکلی پیشنهادی و سیستم مهاربندهای فولادی مقید در برابر کمانش، نشان داده شده است که سیستم های پیشنهادی دارای قابلیت کاهش خرابی های سازه و کاهش چشمگیر تغییر شکل های باقیمانده روی زلزله حتی پس از زلزله های بسیار شدید را دارد.

راه مستقیم دستیابی به خواص پتروفیزیکی در بررسی مخازن هیدروکربنی، حفر چاه است و از آن جا که این عمل هزینه زیادی را در بر دارد، همواره تلاش بر استخراج این خواص از ردهای لرزه ای می باشد. بدین منظور، روش های متعددی ابداع شده اندکه هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند. از میان این روش ها، برگردان لرزه ای، یکی از ابزارهای بسیار مناسب جهت توصیف لرزه ای مخزن قلمداد می شود. برگردان لرزه ای رد لرزه ای را به مدل بلوکی امپدانس تبدیل کرده و به صورت یک واهمامیخت عمل می کند. امپدانس صوتی یک ارتباط قوی با تخلخل داشته و به عنوان یک مشخصه مفید برای توصیف مخزن است. در این مقاله از دو روش خارهای پراکنده به شیوه برنامه ریزی خطی و بر مبنای مدل برای برگردان داده های لرزه ای دو بعدی میدان گازی سراجه و ساخت مدل امپدانس استفاده شده است. با به کارگیری این مدل و ایجاد یک رگرسیون خطی، مدل تخمینی تخلخل به دست می آید.

یکی از انواع آزمایش های دینامیکی که روی سازه ها انجام می شود، آزمایش ارتعاش محیطی است که از ترافیک و باد به عنوان تحریک محیطی و یا طبیعی استفاده می شود. با توجه به ماهیت تحریک های محیطی که قابل اندازه گیری نیستند، نیروهای وارد به سازه ناشناخته خواهد بود و در نتیجه تحلیل تجربی مودال برای به دست آوردن پارامترهای دینامیکی باید فقط بر اساس پاسخ های سازه یا به عبارت دیگر بر اساس داده های خروجی-تنها انجام شود. یکی از دشواری های تحلیل های مودال بر اساس داده های خروجی-تنها، نیاز آن به روش هایی است که شناسایی سیستم را بر اساس داده های ارتعاش محیطی که از لحاظ دامنه به نسبت کوچک و همراه اغتشاش هستند، انجام دهند. بدین منظور از دو روش تحلیل مودال مکمل یکدیگر که عبارتند از روش به نسبت ساده جستار قله در حوزه فرکانس و روش پیشرفته تر شناسایی زیر فضای تصادفی در حوزه زمان استفاده می شود. با استفاده از این دو روش یک نرم افزار گرافیکی به نام SIP در محیط MATLAB تهیه شده است که در شناسایی پارامترهای مودال سازه های بزرگ مهندسی عمران از قبیل پل ها و ساختمان های بزرگ قابل استفاده است. در این مقاله سعی شده است که کاربرد روش های شناسایی پارامترهای مودال در سازه های بزرگ مهندسی عمران بیان و قابلیت ها و ویژگی های نرم افزار گرافیکی نوشته شده به طور اختصار ارائه شود. پل قوسی فلزی بابلسر با استفاده از نرم افزار SIP و داده های به دست آمده از آزمایش ارتعاش محیطی انجام شده بر روی این پل تحلیل شده و پارامترهای مودال این پل استخراج و ارائه می شود.