experimental
در نشریات گروه عمران-
به طور کلی، رشد ترک و شکست ناشی از شرایط مود بارگذاری در سطح راه ها از عوامل اصلی خرابی روسازیهای آسفالتی، خصوصا در فصول سرد سال، میباشد. چقرمگی شکست (KIc) شاخص مناسبی برای بررسی و پیش بینی رفتار و مقاومت ترک خوردگی مخلوطهای آسفالتی در شرایط دمای کم میباشد که معمولا از طریق آزمایش مناسب شکست برای مخلوطهای آسفالتی بهدست میآید. قطعه نیمه دیسک با ترک لبه ای و تحت بار خمش سه نقطه ای (قطعه SCB) یکی از قطعات متداول برای انجام آزمایش چقرمگی شکست در مخلوطهای آسفالتی میباشد. در این تحقیق، از این قطعه و روش برای محاسبه KIc مخلوط آسفالتی گرم حاوی مقادیر مختلف (3 و 5 درصد) پودر سرباره آهن به عنوان فیلر استفاده شده است. تستهای شکست در دو دمای 12- و 24- درجه سلسیوس و با نرخ بارگذاری ثابت انجام گردید. نتایج تستها نشان داد که با افزایش درصد فیلر، مقدار چقرمگی شکست مود کششی (I) تا حدود 45 درصد نسبت به نمونه شاهد (مخلوط بدون فیلر سرباره آهن) افزایش می یابد. همچنین، با کاهش دما، مقدار KIc افزایش قابل ملاحظه ای را نشان داد که بیانگر بهبود مقاومت در برابر شکست مخلوط آسفالتی به واسطه افزایش سفتی قیر میباشد. هر چند که بار و نیروی شکست در نمونه های SCB با افزایش ضخامت قطعه افزایش قابل ملاحظه ای می یابد اما نهایتا با افزایش ضخامت نمونه SCB تغییر چندانی در مقدار چقرمگی شکست مخلوطهای آسفالتی تست شده مشاهده نگردید.
کلید واژگان: مخلوطهای بتن آسفالتی، فیلر سرباره آهن، مقاومت شکست دمای کم، مود Iخالص، نمونه های SCB، تحلیل عددی و آزمایشگاهیIn general, mode I loading (pure tension) on the road surface occurs when the crack is placed between the front and rear wheels of the pavement. The results of this research indicate that the amount of fracture toughness depends on factors such as the test temperature, the thickness of the piece, the percentage of free space, and also the parameters of the geometry of the piece. Most of the researches conducted on one or two loading modes are based on the environmental characteristics of asphalt mixtures, and the geometrical conditions of asphalt mixture samples, including their cut thickness and the effect of different percentages of filler on the samples, have not been paid attention to. Therefore, in this research, the issue of how the geometrical characteristics of the part can affect the failure toughness of the bending half-disk samples under Mode I loading has been investigated. According to the obtained results, it was observed that as the cutting thickness of the piece increases, more force is required to break the sample.
Keywords: Asphalt Concrete Mixtures, Steel Slag Filler, Low-Temperature Fracture, Pure Mode-I, SCB Sample, Experimental, Numerical Study -
روش های تحلیل ابعادی دارای کاستی هایی در تعیین پیش بینی رفتار نمونه های مقیاس کامل با استفاده از نتایج مقیاس کوچک به دلیل غیرخطی بودن رفتار، بارگذاری و یا تغییرات جنس ماده، عدم توانایی در پیش بینی همزمان دو پارامتر دارای واحد یکسان و تعداد محدود درجه آزادی مستقل می باشند. اخیرا نظریه جدیدی به نام تشابه محدود برای رفع این مسائل مطرح شده است که در این مقاله با استفاده از این نظریه به تحلیل پیش بینی رفتار دینامیکی تیرهای بتنی با استفاده از نتایج تیرهای بتنی در مقیاس کوچک تر و تیرهای دارای رفتار مشابه بتن (گچ-سنگ) تحت بارگذاری دینامیکی ضربه ای پرداخته شده است. نتایج پیش بینی شده همچون نیرو، جابجایی، انرژی و زمان نشان می-دهد که تحلیل ابعادی دقیق نتایج با مصالح متفاوت از دقت کافی برخوردار نمی باشد و در بعضی موارد اختلاف نتایج حاصله بیش از 50 % است. حال آنکه با روش تشابه محدود می توان با استفاده از نمونه های گچ-سنگ در مقیاس کوچک رفتار تیرهای بتنی در مقیاس کامل را با هزینه کمتر، کاهش زمان ساخت و دقت بالا پیش بینی نمود، به طوریکه درصد خطا در تحلیل دینامیکی در تمامی نمونه ها تقریبا کمتر از 10 % حاصل گردید.کلید واژگان: تشابه محدود، تیر بتنی، بار دینامیکی، روش تجربی و نظریDimensional analysis methods have shortcomings in predicting the behavior of full-scale samples using small-scale results due to non-linearity of behavior, loading, or changes in material type, the inability to simultaneously predict two parameters with the same unit, and a limited number of independent degrees of freedom are independent. Recently, a new theory called Finite Similitude has been proposed to solve these problems, and in this article, using this theory to analyze the prediction of the dynamic behavior of concrete beams using the results of concrete beams on a smaller scale and beams with similar behavior to concrete (plaster-stone) under dynamic impact loading has been discussed. The predicted results such as force, displacement, energy, and time show that the dimensional analysis of the results with different materials is not accurate enough and in some cases, the difference in the results is more than 50%. However, with the finite similitude method, the behavior of full-scale concrete beams can be predicted by using small-scale plaster-stone samples with less cost, reduced construction time, and high accuracy, so that the error percentage in dynamic analysis in all samples is almost less than 10% was achieved.Keywords: Finite Similitude, Concrete Beams, Dynamic Loading, Experimental, Theoretical Method
-
مد شکست برشی عناصر سازه ای مانند تیرها و ستون ها از مدهای شکست ترد محسوب می شود. بر این اساس، آیین نامه های طراحی روابط محافظه کارانه ای را برای تعیین مقاومت برشی ارائه کرده اند تا از عدم وقوع این شکست ناگهانی اطمینان حاصل شود. در این راستا، آیین نامه AISC 360 روابطی را برای تعیین مقاومت برشی اعضای مختلط محاط در بتن با درنظرگرفتن مقاومت برشی فولاد به تنهایی، مقاومت برشی بخش بتن مسلح و مقاومت مقطع فولادی در ترکیب با میلگردهای عرضی ارائه کرده است. آیین نامه AISC 360 به طور محافظه کارانه ای استفاده از مجموع مقاومت برشی مقطع فولادی و بتن مسلح را برای تعیین مقاومت برشی اعضای مختلط محاط در بتن به دلیل تحقیقات ناکافی نادیده گرفته است. این مطالعه رفتار برشی ستون های مختلط محاط در بتن را به صورت مطالعات آزمایشگاهی و عددی بررسی می کند. در این پژوهش، ستون های مختلط محاط در بتن با طول کوتاه که رفتار آن ها توسط برش کنترل می شود، با درنظرگرفتن چندین پارامتر مهم طراحی، ازجمله مقاومت فشاری بتن، نسبت فولاد و شکل هسته فولادی، نسبت میلگردهای طولی، فاصله میلگردهای عرضی و نسبت عملکرد مختلط مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. مدهای شکست، الگوی گسترش ترک، پاسخ نیرو-تغییرشکل، مقاومت برشی اسمی ستون های مختلط محاط در بتن و اثرات متغیرهای کلیدی بر مقاومت برشی ستون های مختلط محاط در بتن ارائه و مورد بحث قرار گرفته اند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که حذف بخش فولادی یا سهم بتن مسلح منجربه نادیده گرفتن بخش قابل توجهی از مقاومت برشی اعضای مختلط محاط در بتن می شود. از بین پارامترهای کلیدی طراحی درنظرگرفته شده، نسبت میلگرد عرضی، مقاومت فشاری بتن و نسبت هسته فولادی تاثیرگذارترین متغیرهایی هستند که بر رفتار برشی ستون های مختلط محاط در بتن تاثیر می گذارند.
کلید واژگان: ستون های مختلط محاط در بتن، رفتار برشی، مقاومت برشی اسمی، مد شکست، مطالعات آزمایشگاهی و عددی، نرم افزار LS-DYNAShear failure of structural elements such as beams and columns is considered as a brittle failure. Accordingly, the design standards provide conservative equations for determining shear strength to ensure to delay of this abrupt failure. In this regard, the AISC 360 Standard provides equations to determine the shear strength of encased composite members considering the steel contribution, the reinforced concrete contribution, and the strength of the steel section in combination with the transverse reinforcement. The AISC 360 conservatively ignores the combination of the shear strength of steel section and reinforced concrete to determine the shear strength of encased composite members due to insufficient research.
This study investigates the shear behavior of encased composite (EC) columns experimentally and numerically. Short EC columns in which their behavior is governed by shear are tested considering several design variables, including the concrete compressive strength, the steel ratio, the shape of the steel core, the ratio of longitudinal reinforcement, the transverse reinforcement spacing, and the level of the composite action. Failure mode, the crack pattern, the load-displacement response, the nominal shear strength of EC columns, the yield condition of steel core, and the effects of key variables on the shear strength of EC columns are presented and discussed. The results of this study show that the exclusion of steel section or reinforced concrete contribution leads to a significant underestimation of the shear strength of encased composite members. Out of the considered design variables, the transverse reinforcement ratio, concrete compressive strength, and steel core ratio are the most influential variables affecting the shear behavior of EC columns.Keywords: Encased Composite Columns, Shear Behavior, Failure Mechanism, Experimental, Numerical Analysis, LS-DYNA Nominal Shear Strength -
ستون های سنگی به عنوان یک روش بهسازی خاک، نشست خاک در اثر بارهای وارده را تا میزان قابل توجهی کاهش داده و ظرفیت باربری خاک را افزایش می دهد. افزودن غلاف ژیوتکستایل نیز تاثیر به سزایی در این رابطه دارد. در این مطالعه با مدلسازی عددی ستون های سنگی به کمک نرم افزار Plaxis 3 D Foundation ، میزان نشست خاک ماسه ای سست بررسی شده و با استفاده از مدلسازی آزمایشگاهی، نتایج حاصله صحت سنجی شدند. به این منظور ستون سنگی منفرد در دو حالت بارش ماسه و متراکم مدلسازی شده و در ادامه جانمایی گروهی در داخل خاک مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تاثیر افزودن غلاف ژیوتکستایل در داخل ستون سنگی، به عنوان هسته ی مرکزی نیز بررسی شده است. به این منظور در مدل آزمایشگاهی، یک هسته ی مرکزی به قطر 6 سانتیمتر محصورشده با غلاف ژیوتکستایل، داخل ستون سنگی به قطر 10 سانتیمتر در دو حالت بارش ماسه و متراکم ایجاد شد. نتایج به دست آمده از مدلسازی آزمایشگاهی و عددی هم خوانی مناسبی نشان دادند. همچنین مشخص شد، افزایش تعداد و تراکم ستون ها می تواند ظرفیت باربری را افزایش دهد. افزودن هسته ی مرکزی نیز تاثیر زیادی بر افزایش ظرفیت باربری داشت. این امر به علت افزایش تنش همه جانبه وارده در قسمت های داخلی ستون سنگی است. نتایج نشان داد ستون سنگی به قطر 10 سانتیمتر ظرفیت باربری را نسبت به خاک غیرمسلح 36 درصد افزایش داد، در حالی که در ستون سنگی هسته دار با بارش ماسه و متراکم این مقدار به ترتیب 43 و 54 درصد می باشد. با ارزیابی تغییرشکل های ظاهری در ستون های سنگی پس از بارگذاری مشخص شد، افزایش تراکم و افزودن غلاف ژیوتکستایل به هسته ی مرکزی، بر روی تغییرشکل های ایجاد شده و جلوگیری از گسیختگی های موضعی ستون سنگی تاثیر قابل ملاحظه ای داشته و روند تغییرشکلها مطلوب تر می گردد.کلید واژگان: ستون سنگی، مدلسازی آزمایشگاهی و عددی، غلاف ژئوتکستایل، ستون سنگی هسته دار، تغییرشکلThe stone columns, as a method of soil improvement, significantly reduce soil settlement due to incoming loads and increase soil load-bearing capacity. Adding geotextile as a stone column encasement has a considerable impact on this relationship. In this study, the amount of loose sandy soil settlement was investigated by numerical modelling of stone columns with the Plaxis 3D Foundation software, and the results were validated by using laboratory modelling,. For this purpose, a single stone column was modelled in two modes of rainfall density and compacted states and continuously the group mode in the soil was investigated. Also, the effect of adding geotextile encasement to the inner part of stone column investigated as a central core. So, a 6 centimetre diameter of central core that surrounded with geotextile encasement has considered inside of a 10 centimetre diameter of stone column in both rainfall density and compacted state. The results of experimental and numerical modelling were well-matched with each other. Also, it was clear that the increasing of stone column number and compaction can enhance soil bearing capacity, considerably. The adding of central core has had considerable effect on soil bearing capacity, too. This is due to the increase of all-round stress in the interior of the stone columns. The results showed that the stone column with a diameter of 10 cm increased the bearing capacity compared to unreinforced soil by 36%, while in the stone column with central core in rainfall density and compacted states, this amount is 43% and 54%, respectively. Also by evaluation of appearance deformations in stone columns after loading showed that increasing the density and adding geotextile encasement to the central core has a considerable effect on the created deformations and prevention of local ruptures and the process of deformation becomes more favorable.Keywords: Stone Column, Experimental, Numerical Modeling, Geotextile Encasement, Nuclear Stone Column, deformation
-
یکی از روش های کاهش نیروی زلزله استفاده از سیستمهای قاب مهاربندی زانویی میباشد. در این روش، اعضای قطری مهاربند به عضو زانویی متصل می شود. وظیفه اعضای مهاربندی ایجاد سختی و وظیفه عضو زانویی ایجاد شکل پذیری همانند یک میراگر تسلیم-شونده می باشد. در این روش با ترکیب مهاربند های دروازه ای (Y شکل) با اعضای زانویی به نتایج جدیدی دست یافتیم. در این راستا سه نمونه قاب مهاربندی پیشنهادی در محل آزمایشگاه سازه تحت آزمایش تجربی مطابق پروتکل بارگذاری ATC-24 قرار گرفت که نتایج موید عملکرد مطلوب این سیستم لرزهای به همراه جذب انرژی و رفتار مناسب در پایداری این طرح می باشد و از ظرفیت خوبی در استهلاک انرژی برخوردار است و در جابجایی های کمتر قاب، المان زانویی سریعتر فرایند جذب انرژی را آغاز می نماید. استفاده از سیستم مهاربند زانویی به دلیل راحتی در تعویض می تواند جایگزین مناسبی برای سیستم مهاربندی باشد. رفتار منحنی های هیسترزیس تغییر شکل- نیرو نتایج مطلوبی حاصل می نماید که آزمایشات تجربی نشان داد که این سیستم دارای تعدیل نیروی فراوان خواهد بود. ترکیب قاب پیشنهادی چون سختی اولیه و مقاومت بالایی ندارند، بنابراین در زلزله های با شدت کم نیز عملکرد خوبی خواهند داشت. با بررسی مقادیر مختلف پاسخ های سازه ها، مکانیزم شکست سازه در محدوده قسمت پلاستیک سیستم مهاربند زانویی از شکل پذیری قابل قبولی برخوردار بودند. همچنین در این نوع مهاربند نشان داده شد که با حرکت کردن گره میانی به سمت گوشه قاب و افزایش خروج از مرکزیت این نقطه، سختی قاب کمتر شده و در نتیجه پریود ارتعاش طبیعی مهاربند افزایش و در پی آن جابجایی سیستم تحت بار ثابت افزایش می یابد. در جهت سنجش روش پیشنهادی با سیستم های رایج یک قاب با مهاربند قطری نیز در نرم افزار المان محدود آباکوس مدلسازی گردید که نتایج نشان دهنده رفتار خوب این سیستم است.کلید واژگان: قاب مهاربند زانویی، قاب مهاربند دروازه ای (Yشکل)، منحنی هیسترزیس، مطالعات تجربی، سختی و شکل پذیریOne way to reduce seismic force is to use knee bracing systems. In this method, the diagonal limbs of the brace are connected to the knee joint. The duty of the brace is to create stiffness and the duty of knee member is to create ductility like a yielding damper. In this method, some novel results are achieved by combining Y type bracing with the knee members. In this regard, three samples of the proposed frame were tested in the laboratory of structure based on the ATC24 loading protocol. The results show that this seismic system has a good performance in energy absorption and stability. At lower frame displacements, the knee element begins the absorb energy process faster. The use of a knee bracing system can be a good alternative to the brace system due to its ease of replacement. The behavior of the hysteresis (force-displacement) curves obtained from the experimental tests show good results in force balancing. Moreover, due to relatively lower initial stiffness and strength, the proposed frame will perform well in low-intensity earthquakes. It was observed that the failure mechanism of the structure has an acceptable ductility in the plastic part of the system. In addition, it was shown that by moving the middle node towards the corner of the frame and increasing the eccentricity of this point, the stiffness of the frame decreases and as a result, the natural vibration period and system displacement increases under constant load.Keywords: knee, Bracing, frame, Hysteresis, curve, experimental
-
خطوط لوله هنگام عبور از نقاط مختلف جغرافیایی، معمولا در معرض بارهای ترکیبی مختلفی (شامل: بارهای عرضی، طولی، عمودی و فشار هیدرواستاتیک علاوه بر فشار داخلی)قرار می گیرند. در نوشتار حاضر، دو نوع از بارهایی که می توانند تاثیرگذار باشند (فشارهای خارجی و محوری)، با استفاده از نرم افزار آباکوس ارزیابی شده اند. برای ارزیابی دقیق رفتار خطوط لوله ی فولادی و مشاهده ی نوع گسیختگی ایجاد شده در اثر بارهای معرفی شده، اتخاذ ناکاملی ها در تحلیل به روش عددی لازم و ضروری است. جهت صحت سنجی پاسخ های نرم افزار، نتایج تحلیل یک نمونه ی آزمایشگاهی با عددی مقایسه و مشاهده شد که همخوانی قابل قبولی بین آن ها برقرار است. آثار فشار محوری و نسبت قطر به ضخامت (D/t) در ظرفیت کمانشی فشار خارجی تحلیل و بررسی و سپس مشاهده شد که با افزایش فشار محوری و نسبت قطر به ضخامت، ظرفیت کمانشی فشار خارجی کاهش می یابد.کلید واژگان: خطوط لوله ی فولادی، نرم افزار آباکوس، فشار خارجی، فشار محوری، ناکاملی، نمونه ی آزمایشگاهیThe pipeline in service may be subjected to complicated loads (including lateral, axial, vertical loads and hydrostatic pressure in addition to internal pressure) when crossing complex geohazard regions. In this study, two kind of loads that cloud be more fundamental are numerically investigated using finite element method. The loads imposed on pipelines depend on the pipe content and the environment that the pipeline is passing through. Axial compression can arise within pipelines from thermal loads arising from hot hydrocarbon passage from offshore oil wells to an onshore station or can arise from anchor forces acting on pipelines and External pressure can arise within pipelines from hydrostatic pressure, sudden valve closures, and pump failures. It is very important to select suitable geometric imperfection form to exact investigation behavior of pipelines and mechanism of failures. In order to verification response of numerical analyses, one of the experimental results is compared with numerical result and concluded that there is a good agreement between results. Meanwhile, the effect of the eccentric axial compression, pipe diameter to wall thickness ratio (D/t) on the buckling external pressure are studied. The interaction between the axial load and external pressure was graphically demonstrated and compared for different geometrical ratios through numerical analysis. During analysis, the eccentric axial compression load in the pipe was primarily induced and maintained constant less than its capacity. Subsequently, the uniform peripheral pressure was gradually increased until failure, and, besides, the response of some specimens was separately investigated under pure external pressure and axial compression load. It was found that the D/t ratio is the decisive parameter to specify the buckling behavior of steel pipelines and type of created failure mode subjected to axial compression. Some significant conclusions were drawn based on extensive parametric studies. The buckling external pressure reduces with the increase of pre-axial compression and diameter to thickness ratio.Keywords: steel pipeline, Abaqus, External pressure, Axial compression, Imperfection, Experimental
-
در این مطالعه به بررسی عددی و آزمایشگاهی میراگر لوله ای جدید تشکیل شده از سه حلقه پرداخته شده است. میراگر مورد بررسی از ترکیب سه حلقه ی فولادی تو در تو تشکیل شده است که قادر به اتلاف انرژی در دوسطح مختلف تحریک متفاوت می باشد. فیوز اول (حلقه ی بیرونی) در تحریکهای با دامنه ی کم و فیوز دوم (حلقه های داخلی) در تحریکهای با دامنه ی زیاد انرژی ورودی را جذب می نماید. به این منظور مدلهای عددی با ساختار پیشنهادی برای میراگر لوله ای دوسطحی با تغییرات قطر و ضخامت در فیوز اول تحت بارگذاری چرخه ای قرار گرفت و منحنی نیرو تغییرمکان برای مدل ها به دست آمد. نتایج نشان داد پیکربندی پیشنهادی به خوبی عملکرد دو سطحی میراگر را تامین می کند. افزایش سختی و نیروی قابل تحمل بعد از تاخیر تغییرمکانی باعث افزایش میزان جذب انرژی در سیکل های بالاتر شد. بررسی میرایی معادل محاسبه شده در مدلها نشان داد استفاده از فیوز دوم در تغییرمکان های زیاد موجب شده است که میرایی در بازه ی تغییرمکانی لازم بهبود یابد.دو نمونه ی آزمایشگاهی منطبق بر مدل های عددی، ساخته شد و تحت بارگذاری چرخه ای با دامنه ی ثابت قرار گرفت. نتایج ثبت شده از آزمایش نشان داد هر دو نمونه بدون افت مقاومت توانستند تا تغییرمکان 10 برابر تغییرمکان تسلیم در 20 چرخه ی متوالی را تحمل کنند. همچنین تطابق مناسبی بین نتایج مدل های عددی آزمایشگاهی به دست آمد
کلید واژگان: میراگر لوله ای ترکیبی، دو سطح عملکرد، اتلاف انرژی، میرایی، ازمایشگاهیIn this paper, a new kind of ring damper composed of three rings is introduced and investigated numerically and experimentally. The proposed damper combined three steel ring damper in order to dissipate energy of two different level of predefined excitation such as moderate and severe one. first fuse (outer pipe) and second fuse (inner pipes) can absorb energy in moderate and severe earthquakes respectively. To evaluate the introduced damper, numerical finite element models are developed to clarify the effect of thickness and diameter variation of main fuse. Results of force- displacement curves obtained from cyclic loading confirmed the two level performance of models. Stiffness and fore increase have been observed after gap displacement and improved the energy dissipation capacity after the predefined displacement gap. Also, damping ratio are calculated for all samples and results showed that equivalent damping ratio have been improved when main fuse was engaged. Two experimental samples have been constructed based on numerical models details and examined under cyclic loading with constant displacement amplitudes. Defined force-displacement results of experiments showed that samples could tolerate more than 20 cycles of 10 times of yield displacement amplitude. Good agreement between numerical model and experimental samples results have been achieved.
Keywords: Hybrid Pipe damper, two level performance, Energy dissipation, damping, experimental -
یکی از مهمترین چالش های پیشروی طراحی سرریزها، تامین پایداری آنهاست که عمدتا در طراحی فونداسیون این سازه ها از میزان عمق آبشستگی تعادلی تحت جریان دایمی استفاده می شود در حالیکه سرریزهای کنگره ای در معرض جریانهای سیلابی قرار می گیرند و با توجه به محدود بودن زمان استمرار دبی پیک سیلاب آبشستگی پایین دست آنها به تعادل نمی رسد لذا استفاده از عمق آبشستگی تعادلی می تواند عمق فونداسیون مورد نیاز را دست بالا تخمین زند. بر همین اساس مقادیر عمق آبشستگی لحظه ای می تواند اطلاعات مفیدی جهت تخمین دقیق آبشستگی در اختیار طراحان قرار دهد. در این تحقیق به بررسی تغییرات عمق آبشستگی لحظه ای و محل وقوع آن پایین دست سرریز کنگره ای مثلثی پرداخته شده است. آزمایشات برای سرریزهای کنگره ای با 6 زوایه مختلف کنگره 15 تا 90 درجه (خطی) در 7 حالت نسبت هدآب به ارتفاع سرریز 0.1 تا 0.7 انجام گرفته است که در تمامی حالات اقدام به برداشت داده های حداکثر عمق تعادلی آبشستگی و در 5 حالت نسبت هدآب به ارتفاع سرریز 0.1 تا 0.5 اقدام به برداشت تغییرات زمانی عمق آبشستگی لحظه ای و محل وقوع آن شده است. نتایج نشان می دهد به ازای مقادیر مختلف هد آب روی سرریز و زوایای کنگره مکانیزم و میزان آبشستگی متفاوت می باشد در حالیکه تغییرات زمانی عمق آبشستگی لحظه ای دارای روندی تقریبا مشابه می باشد. بطوریکه در کلیه آزمایشات نرخ آبشستگی در لحظات ابتدایی شدیدتر بوده و حدود 80 درصد توسعه عمق آبشستگی در 10 درصد ابتدایی آزمایش اتفاق می افتد. همچنین زمان تعادل عمق آبشستگی با افزایش5 برابری هد آب روی سرریز بطور متوسط زمان تعادل 6برابر و افزایش 6 برابری زاویه کنگره نیز منجر به کاهش حدود 45 درصدی زمان تعادل می شود. نتایج بررسی محل وقوع حداکثر عمق آبشستگی تعادلی نیز حاکی از آن است که در تمامی سرریزها با افزایش هد آب روی سرریز، محل وقوع حداکثر عمق آبشستگی، در راستای طولی کانال از مرکز سیکل ها فاصله بیشتری می گیرد و با افزایش5 برابری هد آب روی سرریز فاصله محل وقوع تا 8 برابر افزایش می یابد.
کلید واژگان: آبشستگی، تغییرات زمانی، محل وقوع، سرریز، کنگره ای مثلثی، بدون کف بندWeirs are widely used in many different shapes to control a water level, facilitate flow diversion, and to regulate the flow of water. Given that the overflow zone is often laterally restricted, the overflow depths can become excessive. As a result, non-linear weirs e.g., Labyrinth with different forms have been developed to increase weir length and discharge capacity within a fixed overflow width. Accurate estimation of the maximum possible depth of scour at weirs is important in decision-making for the safe depth of burial of footings. The design of labyrinth weirs foundations based on equilibrium clear water scour depths may yield considerably greater values than if the flow is of short duration. For a known time-to-peak value of the design flood hydrograph, smaller scour depths may be obtained, which reduces the total cost of construction. Therefore, investigation of temporal variation of clear water scour at labyrinth weirs is important to estimate the possible extension of the scour hole. This would provide useful information for the safe design of footing and the selection of scouring counter-measure to be implemented. In the present study, temporal variation of scour and at labyrinth weirs was studied. In experiments, labyrinth weirs were used and seven head to weir height ratios ( H/p =0.1-0.7) for cycles with 6 different sidewall angles (150, 300,450, 67.50, Linear). In this study, the effect of Alfa and sidewall angles on temporal variation of scour depth and scour depth location were investigated. The results indicated that the mechanism and the value of scouring at weir varied for the different value head and sidewall angles. When head to height weir increased, the value of instantaneous scour depth significantly increased. The results also showed that in all experiments, the scour rate is more severe in the early stages and 80% of the development of scour depth occurs in the early 10% of equilibrium time. Furthermore, When H/P increased 5 times, the equilibrium time of scour depth increased to 6, while whit increasing the sidewall angles to 6 times, equilibrium time decreased 45%.
Keywords: Experimental, temporal variation, Scour, weir, Labyrinth, triangular, without apron -
در یک قاب فولادی دارای مهاربند زانویی، مهاربند قطری اصلی به اعضای کوتاه زانویی متصل می شود. عضو زانویی بصورت قربانی عمل نموده و باعث کاهش تقاضای سازه اصلی در طی وقوع زلزله شده و پس از هر زلزله می توان آن را تعویض و جایگزین نمود. طراحی دقیق عضوهای زانویی جهت اطمینان از اینکه آنها بدون ایجاد تخریب و ناپایداری بتوانند انرژی ناشی از تغییر شکل های پلاستیک بزرگ را جذب کنند، ضروری است. برنامه ریزی انجام آزمایش های آزمایشگاهی به منظور بهینه سازی طراحی انجام شد، که نتایج آنها در این تحقیق ارایه گردیده است. برای انجام آزمایش ها نمونه ها به صورت افقی در داخل یک قاب عکس العمل کارگذاری گردید و بارگذاری توسط جک هیدرولیکی انجام شد. در تحقیق حاضر نوع جدیدی از عضو زانویی که از سوراخ نمودن یکنواخت و متقارن جان عضو زانویی ساخته شد، مورد بررسی و کنکاش قرار گرفت. برای طرح بهینه عضو زانویی یک برنامه آزمایشگاهی، شامل بررسی اثر بار متناوب (سیکلیک) بر عضو زانویی که جان آن از طریق سوراخکاری تضعیف شده بود در دستور کار قرار گرفت. نتایج آن با نتایج عضو زانویی معمولی و مشابه همان مقطع مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفت. مدلسازی آزمایشگاهی انجام شده با یک مدل عددی شبیه سازی شده توسط نرم افزار ANSYS مقایسه و مورد راستی آزمایی قرار گرفت. با استفاده از مدلسازی های انجام شده، منحنی های لرزه ای (هیسترزیس) هماهنگ و پایداری برای هر دو عضو زانویی ترسیم گردید. این منحنی ها عملکرد مناسب عضو زانویی سوراخ شده در استهلاک انرژی را نشان دادند.کلید واژگان: آزمایشگاهی، عضو زانویی، بارگذاری، سیکلیک، مهاربند، قابIn a knee steel braced frame the main diagonal braces are connected to short knee elements. The knee elements act sacrificially and reducing the demands on the main structure during an earthquake, and can be replaced after the earthquake. However, careful design of the knee elements is required to ensure that they are able to absorb energy through repeated large plastic deformation without suffering collapse or instability. A program of laboratory testing has been undertaken in order to optimize the design and useful results from experimental tests are presented in this paper. For testing, the knee elements were mounted horizontally in a reaction frame and loaded vertically by a hydraulic actuator. In this research one kind of new weakening symmetrical perforated knee element are studied. Extensive experimental program of experimental testing by applied cyclic loading behavior on perforated knee element fuse and compare that’s result with a solid element fuse has been undertaken. ANSYS software was used for simulation and the numerical analyses in order to verified experimental tests for specimens. Results show that applied cyclic loading on both knee specimens produce sustain stable hysteresis loops and it is shown that excellent performance to absorb energy can be achieved using perforated knee elements.Keywords: experimental, knee element, loading, cyclic, brace, frame
-
در تحقیق حاضر، در مدل آزمایشگاهی پی دایره ای واقع برشیروانی ماسه ای مسلح با ژیوگرید، به بررسی تاثیر ژیوگرید و تراکم خاک پرداخته شده است. در این تحقیق در حالت عادی شیب موردنظر پایداری نداشت و جهت عملیات خاکریزی غیر قابل استفاده بود. ولی با بهسازی خاک از طریق تسلیح کردن و متراکم کردن به ظرفیت باربری مناسب جهت استفاده در عملیات خاکریزی رسید. در این تحقیق هدف اصلی مقایسه میزان ظرفیت باربری و تورم در خاک درحالت های تسلیح شده باحالت بدون مسلح کننده و هم چنین بررسی تاثیر دو حالت تراکم خواهد بود. تعداد 19 حالت مختلف بررسی شده است. پارامترهای اصلی مورد بررسی تراکم خاک، تعداد لایه های ژیوگرید و فاصله پی از لبه شیب می باشد. نتایج نشان دادند که شیب خاکی که در حالت غیر مسلح غیر متراکم هیچ پایداری نداشت با استفاده از ژیوگریدها و متراکم نمودن ظرفیت باربری بالایی را بدست آورد. به طوری که حداکثر ظرفیت باربری در حالت تسلیح شده متراکم شده و در 30 سانتیمتری از لبه شیب نسبت به حالت فقط مسلح433درصد ونسبت به حالت فقط متراکم 325درصدافزایش ظرفیت باربری داشت. در حالیکه از تورم در لایه اول خاک تشکیل دهنده شیب به مقدار قابل توجهی نسبت به میزان تحمل ظرفیت باربری کاسته شده و یکنواختی بیشتر تورم در تمام نقاط شیب مشاهده می شود. همچنین نتایج نشان داد که در حالت متراکم شده- مسلح نشده ، افزایش تعداد لایه های تراکم در شرایطی که پی در مجاورت شیب باشد؛ تاثیر چندانی بر ظرفیت باربری نداشت. اما با فاصله گرفتن پی از لبه شیب تا 30 سانتیمتر، افزایش تعداد لایه های تراکم از 5 به 7 لایه، باعث افزایش 34 درصدی ظرفیت باربری شد.
کلید واژگان: آزمایشگاهی، شیب، ژئوگرید، ظرفیت باربریIn the present study, the effect of geogrid layers and soil density were investigated in the sand slope model reinforced with geogrid layers. The soil slope did not have stability in normal condition and was unusable for embankment operations. But it reached to the appropriate bearing capacity for embankment operation with improvement made by reinforcing and compacting the desired soil. The main purpose was to compare the footing bearing capacity and soil swelling of the reinforced with the non-reinforced states and also to evaluate the impact of the two soil compacted states with various thicknesses. 19 different states were investigated. The main parameters studied were soil density, the number of geogrid layers, and the distance from the slope edge. The results indicated that the soil slope, which had no stability in the non-compacted -unreinforced state, achieved high bearing capacity using geogrid layers and soil compaction. So that the maximum bearing capacity in compacted reinforced state and when footing was located 30 cm from the slope edge was 433 percent higher than the only reinforced state and 325 percent higher than only compacted state. Also, swelling of first layer of slope was significantly lower relative to the tolerance amount of bearing capacity and more uniformity was observed in all slope locations.The results also indicated that, in the compacted-unreinforced state, an increase in the number of compaction layers did not affect the bearing capacity of footing in the vicinity of the slope. But by moving the footing from the slope edge to 30 cm, the increasing the number of compaction layers from 5 to 7 layers caused increasing the bearing capacity by 34%.s.
Keywords: experimental, slope, geogrid, Bearing capacity -
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، سال پنجاهم شماره 2 (پیاپی 99، تابستان 1399)، صص 41 -49
در دهه های گذشته، تحقیقات مختلفی جهت افزایش شکل پذیری مهاربندهای هم محور صورت گرفته است. یکی از روش های افزایش شکل پذیری و کنترل کمانش عضو فشاری مهاربندها، استفاده از المان شکل پذیر حلقه فولادی است. حلقه تعبیه شده تحت اثر نیروی محوری مهاربندها، تحت خمش قرار می گیرد و در نتیجه با استفاده از جمع شدن و بازگشت به حالت اولیه و ورود به مرحله غیر خطی و تشکیل مفاصل خمیری، در استهلاک انرژی زلزله تاثیر بسزایی خواهد داشت. از آنجایی که تنوع حلقه های فولادی محدود و تهیه آنها متناسب با ظرفیت مورد نیاز مقدور نیست، لذا اتخاذ روشی جهت افزایش ظرفیت باربری حلقه های موجود از جمله کمبودهای پژوهشی در این زمینه می باشد. هدف از این مقاله، افزایش ظرفیت باربری المان حلقه با استفاده از دو حلقه متداخل فولادی است که فضای بین آنها توسط ماده پلاستیک صنعتی (یا تفلون) پر شده است. در این پژوهش، علاوه بر مطالعات آزمایشگاهی، مدل سازی عددی با استفاده از تحلیل غیر خطی و به روش المان محدود و تحت اثر بار چرخه ای، مطالعه شده است. نتایج حاصله نشان داده است که تحلیل نظری المان مورد مطالعه از دقت لازم برخوردار بوده و با نتایج آزمایشگاهی انطباق خوبی دارد. همچنین المان دارای منحنی هیسترزیس پهن بوده و شکل پذیری و جذب انرژی مناسبی دارد که ضریب شکل پذیری کششی آن 77/2 می باشد. بر این اساس، بیشترین نیروی کششی قابل تحمل المان و جابه جایی قایم نظیر آن به ترتیب 48/99 کیلونیوتن و 01/16 میلی متر می باشد. این مقادیر در اثر اعمال نیروی فشاری به ترتیب 55/101 کیلونیوتن و 50/11 میلی متر نتیجه شده است.
کلید واژگان: آزمایشگاهی، المان محدود، حلقه فولادی، شکل پذیری، مهاربند هم محورJournal of Civil and Environmental Engineering University of Tabriz, Volume:50 Issue: 2, 2020, PP 41 -49One of the weakness of concentric braces is lower ductility and early buckling under compressive loading. One method to improve the ductility is to use energy-dissipater members situated at the intersection of the braces. Regarding this, the usage of steel rings made of steel pipes as an energy dissipater has been considered for solving weakness of ductility. Following this, the main objective of this study is to assess evaluate experimentally the dynamic behavior of steel ring filled with compressive plastic (S.R.P.) situated at the intersection of the braces. In addition, this connection was modeled by means of finite element (FE) method employing ABAQUS software. The accuracy of the FE models is confirmed using outputs of experimental studies where the nonlinear behavior of this connection was investigated both experimentally and numerically. Results indicate that the S.R.P. constructed from steel plates and plastic has a suitable performance relative to the pipe ring and exhibits good ductility and energy dissipation. In addition, this connection can enhance ductility of concentric braces in seismic loads. Concerning this matter, the brace with the S.R.P. ring shows a steady and wide hysteresis curve where tensile ductility factor of 2.77 was achieved. Another matter is that the maximum stress of this connection was obtained numerically in failure zone as indicated in experimental results. Furthermore, the maximum tensile load and corresponding vertical displacement were 99.48 kN, 16.01 mm, respectively, and also the maximum compressive load and corresponding vertical displacement were 101.55 kN and 11.5 mm, respectively.
Keywords: Experimental, Finite element, Steel Ring, Ductility, Braced Frame -
This study examines the relations of structures and shapes of streambed evolution after dam break floods. A flume was used to simulate dam-break floods with variations of initial upstream water levels and variance, from uniform to graded, of the bed sediments. Detailed measurements of the evolution and composition were made during these experiments. The data indicate that intense scour occurred immediately downstream of the “dam break” in both uniform and graded sediments. The resulting bed surfaces of graded sediments showed coarse-fine-coarse structures in the areas with the lowest scour and highest deposition and various type of cluster (i.e. line and heap). This pattern was not observed in beds of uniform sediment. The scour hole changes from circular to oval-shaped in both uniform and graded sediments with increasing bed slopes. Keywords: Dam break, Experimental, Bed-surface composition, Graded and uniform sediment, Scour.Keywords: Dam break, Experimental, Bed-surface composition, Graded, uniform sediment, Scour
-
ارزیابی مقاومت نهایی برشی تیرهای بتن مسلح به دلیل فرضیات بسیار زیاد در براورد فرمول های ارائه شده در آیین نامه ها، یک موضوع بسیار مهم تلقی می شود. از طرفی محاسبه دقیق مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح هم در زمان طراحی و هم در موارد مقاوم سازی از مهم ترین پارامترها می باشد. مقایسه مقاومت برشی آزمایش های موجود و فرمول بندی ارائه شده توسط آیین نامه ها اختلاف زیادی را نشان می دهد. در مقاله حاضر مدل شبکه عصبی مصنوعی به صورت یک روش قابل اطمینان برای شبیه سازی و تعیین مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح لاغر توسعه داده شده است. بدین منظور تاثیر پارامترهای مختلف بر مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح لاغر از جمله عمق موثر، عرض تیر، دهانه ی برش، مقاومت تسلیم آرماتور برشی و کششی، مقاومت فشاری بتن و مقدار آرماتور برشی ارزیابی شده است. هم چنین مطالعه ای عددی با هدف تحلیل و بررسی پارامترهای مورد استفاده در شبکه انجام داده شده است. سرانجام یک رابطه تجربی با دقت مناسب برای تعیین مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح لاغر با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی بدست آمده است و در نهایت نتایج بدست آمده با آیین نامه های معتبر دنیا مقایسه شده است. هم چنین مقایسه ی مقاومت برشی آزمایشگاهی با آیین نامه های مختلف و مدل پیشنهادی توسط شبکه های عصبی مصنوعی، نشان می دهد که مدل پیشنهاد شده از عملکرد مناسبی برخوردار است.کلید واژگان: تیرهای بتن مسلح لاغر، شبکه های عصبی مصنوعی، مقاومت (نهایی) برشی، آیین نامه هاPredicting the shear capacity of reinforced concrete beams with a suitable accuracy is an essential issue for engineering applications, especially for the rehabilitation and design of such structures. It was found that there is a significant difference between experimental and existing code recommendations for shear capacity predictions. Shear capacity assessment of slender reinforced concrete beams in reason of several assumptions to equation developing is one of the most important issues. An artificial neural network has been developed as a reliable method to simulate and determine the shear capacity of slender concrete beams. For this purpose, the effects of several parameters on the shear strength of concrete beams were evaluated. Finally, an empirical formula with suitable accuracy was obtained to determine the shear strength of slender concrete beams. Experimental, code recommendations and model suggested by artificial neural networks for shear strength of concrete beams show that the model suggested by artificial neural networks gives more exact predictions.Keywords: Reinforced concrete beams, Artificial Neural Networks Shear strength Capacity, experimental, code recommendation
-
در این مطالعه، مدل جدیدی با استفاده از تلفیق روش سیستم عصبی فازی تطبیقی به عنوان یک روش جعبه سیاه برای پیش بینی زمانی و روش عددی بدون شبکه به عنوان یک مدل پایه فیزیکی برای پیش بینی مکانی غلظت آلاینده در محیط های متخلخل توسعه داده شد. برای این منظور یک مدل آزمایشگاهی دو بعدی ساخته شد و اسید نارنجی 7 (AO7) به عنوان آلاینده انتخاب گردید. آلاینده به مخزن بصورت غیریکنواخت وارد و در 10 نقطه مقدار آلاینده در زمانهای مختلف و با فواصل 3 دقیقه اندازه گیری شد. به منظور کاهش نویز در داده های اندازه گیری از روش آستانه موجک برای رفع نویز داده های مشاهداتی استفاده گردید. نتایج نشان داد که روش آستانه موجک توانایی مدل عصبی فازی تطبیقی را می تواند تا 5 درصد افزایش دهد. همپنین نتایج نشان داد که مدل ترکیبی سیستم عصبی فازی تطبیقی و روش بدون شبکه از توانایی مناسبی برای شبیه سازی انتقال آلودگی برخوردار است. .کلید واژگان: محیط متخلخل، انتقال آلودگی، سیستم عصبی فازی تطبیقی، تابع پایه شعاعیSome uncertainties in the field parameters such as dispersion and hydraulic conductivity, unknown boundary conditions and the noise of the measured data are among the main limiting factors in the groundwater flow and contaminant transport modeling. Thus, simulation of contaminant transport can be an important task in hydro-environmental researchs and consequently, it is necessary to develop the robust models which can determine the temporal and spatial forecast of contaminant. For temporal modeling contaminant concentration, several numerical methods, such as finite volume method, finite difference method, boundary element method and finite element method have been used for computional solution of governing advection-dispersion partial differential equation. In this study, a new hybrid model based on adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) as an black-box model and radial basis function (RBF) as a meshless method was developed. In fact, the proposed method employed the advantageous of both arthificial intelligence and meshless techniqus for modeling contaminant transport in porous media. In this research, an experimental was done for examining the efficiency of the proposed method. In this way, an acrylic sand tank was made with ten piezometers, one inlet with three adjustors. In order to supply contaminant a submersible pump was used. Also, constant water level was maintained using adjustor valves at both end of the tank. The thickness of acrylic sand tank 10 mm and dimensions 2.00×1.30×0.20 m3 were chosen. The sand sample porosity was measured 0.3. The grid size and time interval were considered 0.1×0.1 m×m and 3-minute, respectively. The constant-head test was employed to meaure the hydraulic conductivity of soil as a standard laboratory test. An UV Spectrophotometer (DR5000, HACH Company, USA) was used for measurement of the AO7 concentration. The maximum wavelength was measured 485 nm for AO7 concentration. Also, an electrical conductivity meter (EC600, A FLIR Company, USA) was used for measurement of the resistivity and electrical conductivity of AO7. In this study, time series of AO7 concentration observed at different piezometers of sand tank were firstly de-noised by the wavelet-based data de-noising approach. Then, the effect of noisy and de-noised data on the performance of ANFIS model was compared. For this end, time series of AO7 concentration observed in 10 different piezometers were trained and verified via ANFIS model to predict the AO7 concentration at one month ahead. Then, considering the predicted AO7 concentration of piezometers as interior conditions, the multiquadric radial basis function as a meshless method which solves partial differential equation of contaminant transport modeling in porous media, was employed to estimate AO7 concentration values at any point within the study area (in the experiment, sand tank) where there is not any piezometer. In this stage, optimal values of dispersion coefficient in advection-dispersion partial differential equation and shape coefficient of MQ-RBF were determined using cross validation approche. The cross validation method was finally applied to verify the performance of the proposed ANFIS-RBF model for two piezometers which were not considered in the calibration stage.In temporal contaminanat transport modeling, de-noised data enhanced the performance of ANFIS methods up to 5 percent in the experimental study. Results showed that the efficiency of ANFIS-RBF model is a reliable thechnique for contaminant transport modeling in porous media.Keywords: Experimental, ANFIS, Radial Basis Function, Contaminant
-
در این تحقیق آزمایشگاهی به بررسی آبشستگی پیرامون آبشکن منفرد تحت جریان غیردائمی پرداخته می شود. این آزمایشات در شرایط آب زلال و رسوبات غیرچسبنده انجام شده است. برای بررسی میزان آبشستگی اطراف آبشکن، آزمایشاتی با تغییر خصوصیات هیدروگراف از جمله دبی پیک و زمان پیک انجام شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش زمان تداوم میزان آبشستگی افزایش می یابد بطوریکه با 6 برابر شدن زمان تداوم افزایش 40 درصدی عمق آبشستگی را در بر خواهد داشت. همچنین میزان عمق آبشستگی با افزایش 25 درصدی دبی پیک هیدروگراف، بطور متوسط 35 درصد افزایش داشته است. در ادامه میزان آبشستگی ناشی از جریان غیردائمی با آبشستگی در حالت جریان دائمی (دارای دبی پیک سیلاب) مقایسه گردید که اختلاف قابل توجهی بین میزان آبشستگی تحت جریان دائمی و غیردائمی وجود دارد. در نهایت رابطه ای تجربی برای محاسبه عمق آبشستگی ناشی از عبور هیدروگراف پیشنهاد شد که با اعمال ضریبی غیردائمیت جریان در معادله عمق آبشستگی تعادلی تحت جریان دائمی حاصل گردید. این ضریب غیردائمیت جریان شامل پارامترهای موثر هیدروگراف نظیر شدت جریان پیک هیدروگراف، زمان تداوم هیدروگراف و زمان تعادل آبشستگی می باشد.کلید واژگان: آزمایشگاهی، آبشستگی، آبشکن، خصوصیات هیدروگرافEstimation of maximum possible scour depth around spur dike is an important step in the design of spur dike foundations To determine the maximum scour depth in the design of spur dike foundations, the equilibrium scour depth, which is commonly estimated using peak-flow conditions for engineering design of spur dike foundations, are used.. In fluvial rivers, significant transport of bed materials often takes place during peak-flow discharge in a flood event. For large rivers, the duration of a flood event may last for a few months, but for others the unsteadiness of a flood can be pronounced. The general practice of employing peak-flow discharge to evaluate the maximum scour depth for design may be questioned because the maximum scour depth occurring under a flood hydrograph can be much smaller than the calculated value using peak-flow discharge. In other words, using the peak-flow discharge for design can greatly overestimate the maximum scour depth in comparison to the actual conditions under the flood hydrograph. Therefore, when the flow unsteadiness is pronounced, investigation of temporal variation of clear water scour at spur dike is important to estimate the possible extension of the scour hole. This would provide useful information for safe design of footing and the selection of scour counter-measure to be implemented. The degree of severity of the problem is dictated by the magnitude of this scour hole. In this experimental study, the scour around the single spur dike was investigated under unsteady flow. These tests have been done in terms of clear water and non cohesive sediments. In order to investigating the scour around the spur dike, experiments have been done by changing the properties of normal hydrograph such as peak discharge and durability time. In order to producing the hydrograph, we used a device for adjusting the speed of pump motor and generating the variable discharge according to actual discharge time series. In the inlet pipe of pump, a magnetic flow meter is located that Measures the discharge in per one tenth of a second. Thus, the system verifies of requested discharge at any time. The results show that one of the influential parameters that affect the scour around the spur dike is the durability time of hydrograph. We concluded that when the durability time increases 6-times, scour depth will increase 40 percent, because with increasing durability time, the time that spur dike exposes tensions increases. Also, the depth of scour has increased 35 percent, by increasing 25 percent of peak discharge of hydrograph that is caused by increasing stresses imposed on the bed. Finally, the resulted scour under unsteady flow was compared with the resulted scour under steady flow (With flood peak discharge), with a significant difference between the scour under steady and unsteady flow. Then, an imperial equation was proposed for calculating the scour depth under hydrograph. This equation was obtained by adding the unsteady coefficient of flow in the equation of equilibrium scour depth under steady flow. This unsteady coefficient of flow includes effective parameters of hydrograph such as peak flow of hydrograph, peak time, durability time of hydrograph and equilibrium time of scour.Keywords: experimental, Spur dike, scour, Hydroghraph
-
با بررسی تحقیقات پیرامون رفتار چقرمگی شکست مخلوطهای آسفالتی این طور استنباط میشود که قطعات متعددی جهت تست چقرمگی شکست مود I (KIC) مواد آسفالتی پیشنهاد شده است. اما تاکنون قطعه استانداردی برای تست چقرمگی شکست مود III(KIIIC) مخلوطهای آسفالتی ارائه نشده است. چنین قطعه ای باید شرایط هندسی و بارگذاری مناسبی داشته باشد که علاوه بر بیشترین سازگاری با خصوصیات عادی، در شرایط ذاتی ماده مورد آزمایش بتواند داده های تکرارپذیر، قابل اعتماد و درستی از مقاومت در برابر شکست مخلوط آسفالتی ارائه نماید. یکی از قطعاتی که این موارد را برای محاسبهKIIIC مواد آسفالتی ارائه می کند، قطعه ترک دار دیسک خمشی(ENDB[1]) است که به سبب مزایایی چون سهولت ساخت و ایجاد ترک، در مقایسه با سایر نمونه ها، و امکان شبیه سازی مود بارگذاری IIIبرای بررسی رفتار شکست مخلوطهای آسفالتی، گزینه مناسبی به نظر میرسد. با وجود این، تحقیقات کمی در گذشته در مورد این قطعه برای دستیابی به داده های معتبر KIIIC انجام شده است. لذا، در این تحقیق، با هدف مطالعه دقیق تر این موضوعات، اثر هندسه و مشخصات مخلوطهای آسفالتی بر رفتار چقرمگی شکست قطعه ENDB، با استفاده از نرم افزار اجزای محدود آباکوس، بررسی شده است. نتایج این تحقیق میتواند در انتخاب و معرفی قطعه استاندارد مناسب و مشخصات مناسب مخلوطهای آسفالتی، جهت تعیین مقدار KIIIC مخلوطهای آسفالتی، کمک به سزایی به محققین نماید. از نتایج مهم این تحقیق میتوان به اثر ضخامت برش بر میزان چقرمگی شکست در مود بارگذاری ذکر شده اشاره نمود. به طوری که میزان چقرمگی شکست در نمونه با ضخامت برش بیشتر، افزایش یافته و با کاهش میزان درصد فضای خالی و دمای آزمایش، میزان چقرمگی شکست نیز افزایش می یابد.کلید واژگان: مخلوط های آسفالتی، رفتار شکست، تحلیل های عددی و آزمایشگاهیBy the research on the behavior of fracture toughness in asphalt mixtures, it has been suggested that several components have been proposed to test the mode III (KIIIc) fracture toughness of asphalt mixtures. But until now, a standard piece not been provided for testing fracture toughness (KIIIc) of asphalt. Such specimen should have appropriate geometric and loading conditions. In addition, it could be compatibility with the most common features in the inherent of tested materials and provide repeatable, reliable and integrity data of fracture resistance in asphalt mixture. ENDB is one of the specimens that could provide these items for calculating KIIIC of asphalt materials. It seems to be a good choice in comparing with other samples due to advantages such as ease of construction, cracks creation and simulation facilities of mode I loading for investigating of asphalt fracture behavior. The aim of this study was to investigate the effect of geometry and characteristics of asphalt mixtures on the behavior of ENDB fracture toughness. Using the finite element software (ABAQUS), geometry and meshing of the desired part have been performed. The result of this research can help in selecting and introducing the appropriate standard specimen and appropriate specifications of asphalt mixtures to determine the amount of KIIIC of asphalt mixtures to researchers. The important results of this research can be mentioned as the effect of thickness on the degree of fracture toughness in loading mode III. So the fracture toughness in the specimen with a higher thickness increases, and with the decrease in the percentage of air void and the test temperature, the degree of toughness of the fracture also increases.Keywords: Asphalt mixtures, Fracture behavior, Experimental, numerical analyses
-
One of feasible and efficient method to retrofit structures is spraying shotcrete which is widely applied around the world. Shotcrete is concrete with fine aggregates which are sprayed through a hose and by air pressure coat at high velocity onto a surface. In current research three masonry schools from different regions of Iran are selected. The retrofitted wall surfaces have been prepared and became flatted and Schmidt hammer and Ultrasonic tests are performed for each point. The results from experimental investigation are compared with each other and some experimental results are compared with theoretically results. To investigate the seismic behavior of structures, one of the schools is chosen and then finite element method is used to do time history analysis regarding four ground motions record. Finally, there was an agreement between experimental and theoretically dynamic modules. In retrofitted conditions the obtained frequencies are more than un-retrofitted condition and dynamic time- history analyses have shown that in retrofitted condition, the displacements will decrease and the seismic performance of structure will increase considerably.Keywords: Masonry building, Retrofitting with shotcrete, seismic load, experimental
-
Concrete filled double skin steel tubular (CFDSST) columns have been considered lately as efficient bearing members in bridge piers and high rise buildings. The present work includes fabrication and testing of 10 CFDSST columns of different outer tube thickness and different hollowness ratio, half of the specimens tested under static axial load while the other half tested under varied repeated load, ordinary selfcompacting concrete was use to fill specimens. Axial load and axial strain was measured as well as mid axial and hoop span strain in the outer and inner steel tube by attaching vertical and hoop strain gages. Due to the high ductility provided by the steel tubes, it has been found that for all CFDSST specimens the ultimate axial capacity of static and repeated loading condition is of close values. Also for both loading conditions, the CFDSST specimens exhibited almost initial linear elastic deformations, followed by a nonlinear elasto-plastic deformation until reaching the ultimate capacity. Increasing the hollowness ratio resulted in decreasing axial capacity and increasing the unloading displacement while increasing the outer steel tube thickness led to increase in the axial capacity and decrease in the unloading displacement. The recorded axial mid-span axial strain were affected mainly by failure mode which is controlled by the outer tube thickness, while hoop strain recorded at the inner tubes was less than that recorded at the outer tubes, while the slope of the axial load-hoop strain curves has slopes is sharper than those of the axial load-axial strain curves.Keywords: CFDSST, composite columns, Self compacting concrete, experimental, Repeated Loading
-
تاکنون تحقیقات اندکی بر روی تاثیر شرایط محیطی بر دبی خروجی از محل نشت انجام شده است. برخی از این تحقیقات نشان می دهند که شرایط محیطی می توانند بر دبی نشت تاثیرگذار بوده و در مقابل برخی دیگر تاثیر این شرایط را کاملا رد می کنند. در همین راستا با هدف بررسی تاثیر شرایط محیطی بر دبی نشت، آزمون هایی بر روی مجموعه آزمایشگاهی گردشی تحت فشار بالا ساخته شده در دانشکده فنی دانشگاه تهران، انجام شد. آزمون ها در حالت تخلیه به هوای آزاد، بر روی یک لوله فولادی به قطر 110 میلی متر و با منفذ نشت مدور، در محدوده وسیعی از فشارها تا فشار 50 متر انجام شد. در ادامه با استناد به نتایج آزمون های آزمایشگاهی، مجموعه آزمایش در محیط نرم افزار انسیس مدل سازی عددی شده و یک مدل ریاضی آشفتگی مناسب برای آن استخراج شد. سپس به کمک تحلیل عددی در حالت مستغرق در آب، به بررسی تاثیر شرایط محیطی بر روی دبی نشت پرداخته شد. نتایج حاصل از این تحقیق، نشان می دهد که وجود آب و نوسانات فشار در محل جت مستغرق، بر دبی خروجی از محل نشت تاثیرگذار بوده و مقدار آن را در مقایسه با نشت در حالت تخلیه به هوای آزاد کاهش می دهد. بر اساس نتایج حاصل، اثر این کاهش فشار در فشارهای حدود 5 متر، می تواند تا حدود 55 درصد بر دبی خروجی از محل نشت در حالت مستغرق نسبت به حالت نشت در هوای آزاد اثرگذار باشد؛ اما در فشارهای بالای 20 متر این اثر ناچیز بوده و به زیر 10 درصد کاهش می یابد. البته مقدار این کاهش به تراز ارتفاعی آب روی محل نشت و میزان فشار داخل لوله بستگی دارد. درنهایت رابطه ای بین دبی خروجی از محل نشت و فشار داخل مجموعه ارائه شده است.کلید واژگان: ANSYS، آزمایشگاهی، رابطه نشت، فشار، لوله فولادی، جت مستغرقFew studies are made about the effect of environmental conditions on the leakage flow rate. Some of these researches show that environmental conditions play an important role in leakage flow rate. On the contrary, there are other researches opposing this idea. The purpose of this research is to investigate evidence of the effect of environmental conditions on leakage flow rate. Based on this idea, some tests were carried out in the college of engineering at the university of Tehran, using a circular experimental set up at high pressure discharging to the atmosphere. Various ranges of pressure up to 50 m of water were imposed on a 110 mm diameter aged steel pipe with some holes on the pipe surface. In the next step, by using the experimental results, an analytical model in ANSYS software was developed and outputs were compared with experimental data. Later a proper mathematical turbulent model was derived. Furthermore, the effect of submerged conditions was investigated by this appropriate numerical model. The results of this research showed that static pressure fluctuations in submerged jet had significant effect on discharge and the rate of leakage was reduced in comparison with atmospheric discharge. According to the results, pressure reduction in 5 m head pressure could affect the leakage discharge under submerged condition up to 55 percent when compared with the case of discharging to the atmosphere. With pressures above 20 m, smaller changes were observed. These changes were limited to less than 10 percent. The aforementioned reduction depended on the imposed head of water at leakage point and pressure value inside the pipe. Finally, a relationship between leakage outflow and internal pressure of pipe was proposed.Keywords: ANSYS, Experimental, Leakage head-discharge relationship, Steel pipe, Submerged jet
-
The Experimental investigations of strengthening reinforced concrete Tbeams by external prestressed tendons are presented. The tested beams are partially strengthening span instead of strengthening whole span technique as convention. The test variable is chosen to study the effects of tendons depth levels relative to beam top fiber expressed as depth ratio (eccentricity) which is equal to depth of the strand to height of the section. Therefore, this study has been conducted to show the ability of using partial span strengthening and the effectiveness of increasing depth ratio of the external strands. Four identical reinforced concrete T-beams were tested up to failure. One of these beams (without strengthening) was used as a reference or control beam. While, the other three beams were partially strengthened (only 83% of the effective length) with two tendons. Tested beams were strengthening by fixed tendons in variable level and configuration by jacking at a constant stress equal to 600 MPa. All beams were tested up to failure by applying two concentrated loads at the third points. The test results show the ability of using partially strengthening technique to improve and enhance an existing beam. The important parameters that affect the behavior, such as failure mode, crack pattern, strain profile, and deflection at mid span are evaluated and discussed. Generally, test results shows that the deflection under service load decreases and the load capacity of the strengthened beams increase with increasing in the depth ratio of external strands.Keywords: Deflection, Experimental, External, Prestressed, Strengthening, T, Beams
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.