فهرست مطالب

مهندسی عمران شریف - سال سی و دوم شماره 1 (بهار 1395)

مجله مهندسی عمران شریف
سال سی و دوم شماره 1 (بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/03/26
  • تعداد عناوین: 14
|
  • مقاله پژوهشی
  • غلامرضا قدرتی امیری *، مهیار طالب زاده، میثم طالبی، زهرا تبریزیان صفحات 3-11

    گذشت زمان و بارهای تصادفی از مواردی هستند که سلامت سازه را مورد تهدید قرار می دهند. تشخیص آسیب احتمالی سازه، نقش مهمی در کاهش میزان خسارت های اقتصادی و اجتماعی ایفاء می کند. در این نوشتار، روشی برای تعیین موقعیت و شدت آسیب به وجودآمده در اتصالات قاب های خمشی با بهره گیری از ویژگی های مودال سازه ارائه شده است. در این روش با استفاده از پردازش شتاب پاسخ ارتعاش آزاد سازه به کمک تبدیل هیلبرت هوآنگ، بسامدهای طبیعی و شکل های مودی سازه تخمین زده شده و با مقایسه ی انحناء شکل های مودی محاسباتی در وضعیت های مختلف سازه، اقدام به شناسایی آسیب در سازه شده است. صحت روش ارائه شده بر روی یک قاب خمشی 7 طبقه ی بتنی و یک قاب خمشی 5 طبقه ی فولادی مورد بررسی قرار گرفته و نتایج نشان داده است که با توجه به استفاده از تعداد معدودی از مودهای سازه، روش ارائه شده بسیارکارآمد است و بنابراین در پایش سلامت سازه های واقعی موثر خواهد بود.

    کلیدواژگان: اتصالات قاب خمشی، پایش سلامتی سازه ها، تبدیل هیلبرت، هوآنگ، انحناء شکل مودی
  • حسین نادرپور*، حمیدرضا وثوقی فر، احسان قباخلو صفحات 13-23

    سازه های زیرزمینی به عنوان شریان های حیاتی، نقش به سزایی در مدیریت بحران پس از رخداد زلزله ایفا می کنند. زلزله ی ایجادشده بر اثر برخورد با تونل، امواج تفرقی ایجاد می کند که این امواج در بسیاری از موارد تخریب ها را در سازه های مجاور تونل افزایش می دهند. برای بررسی اثر تفرق زلزله در حوزه ی دور، تونل دو قلوی متروی شهر شیراز و سازه های مجاور آن در نظر گرفته شده است. در این نوشتار، یک شبکه ی عصبی مناسب جهت برآورد میزان تفرق امواج زلزله در حوزه ی دور ایجاد و مورد آموزش قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که شبکه ی عصبی دقت قابل قبولی نسبت به مدل سازی های ایجادشده با نرم افزارهای اجزاء محدود دارد. همچنین یک آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای ورودی صورت گرفته و میزان تاثیر هر یک از پارامترها تعیین شده است.

    کلیدواژگان: تفرق امواج، زلزله، شبکه ی عصبی مصنوعی، تحلیل حساسیت
  • اصغر وطنی اسکویی*، محمد مهدی ملاولی صفحات 25-34

    در این پژوهش رفتار دیوارهای تقویت شده از بلوک های بتن سبک اتوکلاوشده (A A C) با استفاده از آزمایش قطری مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بر روی 6 نمونه ی مقاومت برشی ملات ویژه، بیان گر بالاتربودن مقاومت برشی ملات در مقایسه با رده ی A A C مورد استفاده بوده است و در آزمایش بارگذاری قطری، 9 نمونه با ابعاد $1200\!\t i m e s\!1200\!\t i m e s\!250$ میلی متر که شامل 3 نمونه ی دیوار شاهد و 3 نمونه ی تقویت شده با الیاف بسپاری و مقاوم سازی شده به صورت ضربدری و با عرض های مختلف 100 و 200 میلی متر بوده اند، موجب افزایش جذب انرژی به ترتیب 12٫9 و 21 برابر شده اند؛ و 3 نمونه ی دیگر نیز دیوارهای تسلیح شده با میلگرد بوده اند که مقاومت کشش قطری آن ها 32\٪ و مقدار جذب انرژی شان 28٫2 برابر افزایش یافته است.

    کلیدواژگان: A A C، آزمایش کشش قطری، ساختمان مصالح بنایی، دیوارهای تسلیح شده، F R P، مقاومت برشی ملات
  • مریم زارع شحنه*، محمد ارحامی صفحات 35-41

    گذشت زمان و بارهای تصادفی از مواردی هستند که سلامت سازه را مورد تهدید قرار می دهند. تشخیص آسیب احتمالی سازه، نقش مهمی در کاهش میزان خسارت های اقتصادی و اجتماعی ایفاء می کند. در این نوشتار، روشی برای تعیین موقعیت و شدت آسیب به وجودآمده در اتصالات قاب های خمشی با بهره گیری از ویژگی های مودال سازه ارائه شده است. در این روش با استفاده از پردازش شتاب پاسخ ارتعاش آزاد سازه به کمک تبدیل هیلبرت هوآنگ، بسامدهای طبیعی و شکل های مودی سازه تخمین زده شده و با مقایسه ی انحناء شکل های مودی محاسباتی در وضعیت های مختلف سازه، اقدام به شناسایی آسیب در سازه شده است. صحت روش ارائه شده بر روی یک قاب خمشی 7 طبقه ی بتنی و یک قاب خمشی 5 طبقه ی فولادی مورد بررسی قرار گرفته و نتایج نشان داده است که با توجه به استفاده از تعداد معدودی از مودهای سازه، روش ارائه شده بسیار کارآمد است و بنابراین در پایش سلامت سازه های واقعی موثر خواهد بود.

    کلیدواژگان: اتصالات قاب خمشی، پایش سلامتی سازه ها، تبدیل هیلبرت، هوآنگ، انحناء شکل مودی
  • علیرضا باقریه*، علی فارسی جانی صفحات 43-54

    تاثیر مکش در رفتار تحکیمی خاک از آن جهت که نقشی تعیین کننده در مدل های رفتاری دارد، همواره مورد توجه پژوهشگران این زمینه بوده است. در این پژوهش به بررسی تاثیر ساختار اولیه ی نمونه های خاک رسی رمبنده در رفتار تحکیمی آنها در شرایط غیراشباع و اشباع پرداخته شده است. نمونه های خاک با توجه به منحنی تراکم با شرایط اولیه ی متفاوت)مکش، تخلخل، وزن مخصوص خشک و رطوبت(ساخته شده اند. برای بررسی رفتار تغییر حجم خاک رمبنده، نمونه ها در شرایط ادئومتریک تا میزان تنش مشخصی بارگذاری شده اند. با حفظ مقدار تنش، تغییرات حجم در اثر اشباع اندازه گیری شده است. با افزایش درجه ی اشباع و پس از فروپاشی نمونه، بارگذاری و افزایش مرحله به مرحله ادامه یافته است. براساس نتایج، تفاوت رفتار نمونه های مختلف خاک غیراشباع به علت تغییرات شرایط اولیه، بعد از فروپاشی حجمی نسبت به خاک اشباع در منحنی تحکیم نرمال بررسی شده است. نتایج نشان داده است که شرایط اولیه ی نمونه های خاک، تاثیر قابل توجهی در رفتار تحکیمی آنها در حالت اشباع ندارد و نمونه های خاک با شرایط اولیه ی متفاوت بعد از فروپاشی، رفتار تحکیمی مشابه از خود نشان می دهند. خط تحکیم نرمال اشباع نمونه ها با شرایط اولیه ی متفاوت، خطی واحد به دست آمده است. این نتیجه موجب تسهیل در پیش بینی تغییرشکل خاک های
    رمبنده در اثر اشباع شدن خواهد شد.

    کلیدواژگان: رفتار تحکیمی، خاک غیراشباع، فروپاشی حجمی، پتانسیل رمبندگی، فیلتر کاغذی
  • اشرف ذکری*، محمدحسین امین فر، عباس قلندرزاده، محمدعلی لطف الهی یقین، پویان قاسمی صفحات 55-67

    پاسخ دینامیکی دیوار ساحلی سپری مهارشده یی که لایه ی مستعد روان گرایی بخش مدفون دیوار را در بر گرفته است، به طور عددی تحلیل، علل بروز ناپایداری شناسایی، و اثربخشی بهسازی مناطق مختلف پی در کاهش جابه جایی دیوار و تغییر مد گسیختگی بررسی شده است. پس از تشخیص منطقه ی بهسازی مناسب، به مطالعه ی تاثیر طول این ناحیه پرداخته و کمینه و بیشینه ی طول موثر عملیات بهسازی معرفی شده است. تحلیل با نرم افزار D I A N A و مدل رفتاری توهاتآ یایی انجام شده است. ناحیه ی جلوی ریشه ی دیوار در سمت دریا، مستعدترین منطقه برای شروع روان گرایی است. تراکم این منطقه جابه جایی ها را کاهش می دهد، اما از مد گسیختگی پای دیوار جلوگیری نمی کند. بهسازی خاک پشت دیوار از وقوع این مد پیشگیری می کند و جابه جایی ها را به طور قابل ملاحظه یی کاهش می دهد. کمینه ی طول موثر برای بهسازی برابر مجموع طول گوه ی گسیختگی در لایه ی سست و ناحیه ی مرزی بین خاک سست و متراکم است.

    کلیدواژگان: دیوار ساحلی، روان گرایی، بهسازی، D I A N A، ماسه ی فیروزکوه
  • سوده هشت و چهار *، حمزه اخلاق پسند، سیدمهدی برقعی صفحات 69-75

    در این مطالعه از یک پلیمر رسانا به نام پلی آنیلین که بر روی سطح کربن فعال سنتز شده است، به عنوان یک جاذب برای حذف کروم(6+)از محلول های آبی استفاده شده است. آزمایش ها در حالت ناپیوسته با متغیرهایی از قبیل: مقدار غلظت اولیه ی کروم)6+(، مقدار جاذب، زمان تعادل جذب، مقدار p H اولیه ی محلول، و دما انجام شده است. زمان تعادل جذب برابر 45 دقیقه به دست آمده است، ولی برای حصول اطمینان، زمان جذب در آزمایش ها 1 ساعت منظور شده است. بیشینه ی جذب کروم)6+(برای رساندن محلول اولیه با غلظت (p p m) 15 به زیر (p p m) 2 در دمای 40 درجه ی سانتی گراد، با p H اولیه محلول کوچک تر از 5 توسط (g/l i t) 10 جاذب پلی آنیلین کربن فعال حاصل شده است. عملیات بازیابی نیز توسط نیتریک اسید و سود انجام شده است، که از طریق نیتریک اسید M 2، 83\\٪ بازیابی کروم)6+(به دست آمده است. با توجه به نتایج به دست آمده ی جاذب پلی آنیلین کربن فعال می تواند به طور موثر برای حذف کروم از پساب مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: پلی آنیلین، کربن فعال، فلز سنگین، جذب، بازیابی
  • یادداشت فنی
  • محسن گرامی*، نوید سیاه پلو صفحات 77-89

    کاربرد المان های مهاری)کش ها(در ساختمان های تاریخی از گذشته رایج بوده است و برای تامین پایداری قوس ها، حد فاصل پای قوس اجرا می شود. بازبینی المان کش از نظر نیروی موجود برای بررسی نیاز به تعویض آن با یک المان جدید در فرایند کنترل سلامت سازه، امری ضروری است. در این پژوهش ضمن بررسی ویژگی دینامیکی کش ها، تاثیر شرایط تکیه گاهی، طول تیر کش، سختی محوری و خمشی و نیروی محوری در بسامد ارتعاشی آن ارزیابی و گراف های کاربردی برای برآورد نیروی محوری موجود تیر متناظر با شرایط تکیه گاهی مختلف تهیه شده است. از طرفی برای شرایط تکیه گاهی نامعلوم، نیروی محوری و سختی خمشی حاصل از روش تحلیلی با مقادیر آزمایشگاهی مندرج در برخی تحقیقات\مرجع{1} مقایسه شده است. نتایج به دست آمده، نشان دهنده ی تاثیر پارامترهای مذکور در بسامد اصلی تیر است. از طرفی نیروی محوری فشاری و کششی حاصل از روش تحلیلی با نتایج آزمایشگاهی پژوهش های مشابه\مرجع{1}تطابق خوبی را نشان داده است. همچنین با افزایش نیروی محوری فشاری، سختی خمشی دو انتهای تیر از شرایط گیرداری کامل فاصله می گیرد. به علاوه رابطه ی پیشنهادی نیومارک می تواند تقریب قابل قبولی از نیروی محوری موجود در تیر کش را ارائه کند.

    کلیدواژگان: المان کش، بسامد ارتعاشی، شرایط تکیه گاهی، سختی خمشی، نیروی محوری
  • بهمن نیرومند* صفحات 91-99

    این نوشتار به تحلیل داده های به دست آمده از آزمایش بارگذاری انجام شده بر روی 30 پایه ی سنگریزه یی کوبشی اجراشده با مقیاس واقعی در ایالت های مختلف آمریکا و 12 پایه با مقیاس متوسط در ایران پرداخته است. پارامترهای مورد مطالعه شامل: قطر پایه، طول پایه، نسبت لاغری پایه، مدول ارتجاعی زمین، مدول ارتجاعی پایه، تنش و نشست بالای پایه در حد طراحی، و مدول سختی پایه هستند. نتایج تحلیل نشان می دهند که میانگین نشست بالای پایه ها می تواند مبنای نسبتا خوبی برای تخمین مدول سختی و طراحی اولیه ی این پایه ها باشد. در این پژوهش، با احتساب پارامترهای موثر در تخمین نشست بالای پایه و براساس رگرسیون انجام شده بر روی داده های موجود، معادله یی به دست آمده است که انطباق بسیار خوبی را بین نتایج محاسبه شده و نتایج واقعی نشان می دهد.

    کلیدواژگان: پایه های سنگریزه یی کوبشی، نشست پایه، تنش حد طراحی، مدول سختی پایه، آزمایش بارگذاری پایه
  • محمدحسن سبط *، محمدرضا افشار، یعقوب علیپوری صفحات 101-112

    وجود محدودیت منابع و روابط پیش نیازی بین بعضی از فعالیت ها در یک پروژه، زمان بندی پروژه را به یک مسئله ی دشوار تبدیل کرده است. در این نوشتار، الگوریتم ژنتیک توسعه یافته یی برای حل مسئله ی زمان بندیپروژه در حالت چندگانه)M R C P S P(با هدف کمینه ساختن زمان پروژه،تحت محدودیت های پیش نیازی و منابع پیشنهاد شده است. جهت حل این مسئله، روش نمایش کلید تصادفی و روش نمایش فهرست حالات اجرایی مربوط، برای کدگذاری استفاده و به منظور رمزگشایی نیز از روش تولید زمان بندی سری چندحالته کمک گرفته شده است. در این مطالعه، تابع تناسب جدیدی جهت کاهش زمان محاسبات برنامه ارائه شده است. همچنین عمل گر جهش جدیدی جهت بهبود کیفیت راه حل ها پیشنهاد شده است. مجموعه های پایه و شناخته شده ی کتابخانه ی
    مسائل زمان بندی پروژه ها)P S B L I B(، جهت آزمایش الگوریتم ژنتیک پیشنهادی به کار گرفته شده اند، و نتایج محاسباتی حاصل از آن و مقایسه های انجام شده، کارآمدی الگوریتم پیشنهادی را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: زمان بندی پروژه ها در حالت چندگانه، محدودیت های پیش نیازی، محدودیت منابع، الگوریتم ژنتیک، روش نمایش کلید تصادفی
  • الهه آذر، پرویز منصوری*، محمد صدقی اصل صفحات 113-121

    حفاری های عمیق جهت ساخت وساز، جزء لاینفک شهرسازی محسوب می شوند. حفاری عمیق، لازمه ی احداث تونل ها و پارکینگ های زیرزمینی و سازه هایی از این قبیل است. معمولا نیروها در محل حفاری توسط انواع دیوارهای آب بند در جهت قائم و افقی مهار می شوند. سپر فولادی، نوعی دیواره ی آب بند است که سطح آب در اطراف آن در تعیین عمق حفاری نقش اساسی دارد. نشت آب در خاک باعث کاهش پایداری خاک اطراف سپری می شود و درنهایت، سبب ایجاد بالازدگی یا جوشش در کف محل حفاری می شود. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار D2F L A C- مبتنی بر روش تفاضل محدود صریح، اثر عوامل مختلف در مکانیزم وقوع گسیختگی و ضریب اطمینان در برابر جوشش در مجاورت سپری فولادی مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه ی نتایج حاصل از مدل با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که F L A C می تواند براساس آنالیز تنش، پدیده ی جوشش را به طور مناسبی مدل سازی کند.

    کلیدواژگان: جوشش، دیواره ی آب بند، ماسه، نشت، ضریب اطمینان
  • محمدرضا محمدعلیها *، حمید بهبهانی، مجید جبالبارزی صفحات 123-130

    ترک خوردگی لایه ی آسفالتی یکی از مودهای شایع خرابی در یک سیستم روسازی است. عوامل مختلفی در ایجاد و گسترش ترک ها نقش دارند که مهم ترین آنها بار ترافیکی و اثرات دمایی است. در این نوشتار یک رویه ی آسفالتی چندلایه که شامل یک ترک انعکاسی است، زیر جریان ترافیک)عبور چرخ های جلو و عقب یک خودرو در حال حرکت به سمت ترک انعکاسی(به صورت عددی مورد تحلیل قرار گرفته و پارامترهای شکست لایه ی آسفالتی شامل ضرایب شدت تنش مودهای کششی و برشی و همچنین ترم تنش T با مدل سازی اجزاء محدود محاسبه شده است. تاثیر فاصله ی چرخ های عقب و جلو خودرو از محل ترک، ضخامت لایه های آسفالتی، ضریب ارتجاعی لایه ی روکش و نیز طول ترک انعکاسی ایجادشده در لایه در مقادیر پارامترهای شکست مورد بررسی قرار گرفته است. فاصله ی قرارگیری خودروی متحرک نسبت به ترک انعکاسی و نیز طول ترک، موثرترین پارامترها در مقدار و علامت پارامترهای شکست هستند.

    کلیدواژگان: تحلیل اجزاء محدود دو بعدی، ترک انعکاسی، ضرایب شدت تنش، ترم تنش T، بارگذاری ترافیکی، خواص مادی و هندسی رویه ی آسفالتی
  • نادر فنایی، فاطمه بشیری* صفحات 131-139

    در فواصل نزدیک گسل با توجه به اینکه تعداد رکوردهای واقعی اندک است و زلزله های حوزه ی نزدیک، ویژگی های متفاوتی نسبت به زلزله های حوزه ی دور دارند، استفاده از روش های شبیه سازی رکورد می تواند مفید باشد. یکی از روش های شبیه سازی لرزش های بسامد بالا، روش شبیه سازی احتمالی است. این روش با فرض چشمه ی نقطه یی و براساس گسل محدود ارائه شده و از آنجا که روش گسل محدود، هندسه ی شکست و اثر جهت پذیری را در نظر می گیرد؛ در این پژوهش برای چند زلزله ی ایران که رکورد حوزه ی نزدیک داشته اند، مورد استفاده قرار گرفته است. پس از شبیه سازی زلزله ها و محاسبه ی پارامتر افت تنش، که عدم قطعیت زیادی دارد، به منظور بررسی اثر پالس جهت پذیری به بررسی پارامترهای تاثیرگذار در رکوردهای حوزه ی نزدیک پرداخته شده است.

    کلیدواژگان: جهت پذیری پیش رونده، شبیه سازی کاتوره یی، چشمه ی نقطه یی، گسل محدود، افت تنش، اثر پالس جهت پذیری
  • علی خیرالدین، علی جهان، علیرضا بیطرف* صفحات 141-152

    بررسی تاثیر پارامترهای مختلف در رفتار سازه، همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است. اما بررسی هم زمان این پارامترها نیاز به تحلیل آماری مناسب دارد. در این نوشتار، تاثیر هم زمان نسبت ابعاد ستون ها، آرماتور طولی، خاموت ها و ضریب محصورشدگی بتن در رفتار غیرخطی یک ساختمان قاب خمشی بتن آرمه ی 5 طبقه، تحت جابه جایی رفت و برگشتی با استفاده از نرم افزار غیرخطی I D A R C تحلیل و با استفاده از روش سطح پاسخ مدل سازی شده است. نتایج نشان می دهد که بررسی جداگانه ی عوامل، به دلیل حذف اثرات متقابل، نتیجه ی مطلوبی به دست نمی دهد. در محدوده ی رفتار خطی، شاخص خرابی تابعی از نسبت ابعاد ستون، آرماتور طولی، و ضریب محصورشدگی است. اما در محدوده ی رفتار غیرخطی، فقط تابعی از آرماتور طولی و نسبت ابعاد ستون است. نسبت ابعاد ستون، آرماتور طولی و ضریب محصورشدگی در میزان تغییرات سختی جانبی سازه تاثیرگذارند، ولی فاصله ی خاموت ها تاثیری در آن ندارد. روابط به دست آمده، قابلیت تخمین شاخص خرابی را به طراح سازه می دهد.

    کلیدواژگان: رفتار غیرخطی، شاخص خرابی، قاب خمشی بتن آرمه، بارگذاری رفت و برگشتی، روش سطح پاسخ
|
  • G. G. AMIRI *, M. TALEBI, Z. TABRIZIAN Pages 3-11

    Environmental conditions and uncertainty in materials and service loads cause operational defects in structures. Detection of damage at the earliest stages can increase the life expectancy of structures and also prevent occurrence of disaster. So, structural health monitoring has been of interest over the last decades. Among the various methods for damage detection, vibrating response processing is one of the best and most ecient methods. Structural health monitoring systems are set up in such a way that the natural and forced vibrations can be investigated. So, by using reliable monitoring systems, structural behavior can be controlled in various stages of construction or operation. Occurrence of damage in a structure causes changes in its dynamic characteristics, such as its natural frequencies and mode shapes. Comparison of frequencies and mode shapes or mode shape curvature under various conditions can be used for health monitoring. For minor damage situations, direct comparison of modal parameters is not very useful. Instead, evaluation of mode shape curvature can be considered. In this paper, in order to detect damage in the connections of a moment resistant frame, a method based on analysis of the free vibration response of a frame, using Hilbert-Huang transform, is presented. In this methodology, natural frequencies and mode shapes of the frame are predicted by processing the acceleration response of the structure. Variation of the mode shape curvature is considered as damage index. This method is tested on the numerical model of a 2D concrete frame and a 3D steel frame as a benchmark. Di erent damage scenarios, such as single and multiple defects of beam-tocolumn connections, are investigated. Results show that the presented method is reliable for operation monitoring of connections in moment resistant frames by considering the low number of mode shapes, and its high accuracy in damage detection.

    Keywords: Wave diffraction, ground motion, artificial neural network, sensitivity analysis
  • H. Naderpour *, H. Vosughifar, E. Ghobakhloo Pages 13-23

    Local site conditions have a great e ect on ground motion and, consequently, underground structures, as important lifelines, have a vital in uence on disaster management after earthquake occurrence. Among the local site topographies of interest are tunnels, which are located underground. A tunnel is an underground passageway, completely enclosed except for openings for the entrance and exit, commonly at each end. A tunnel may be for pedestrian or vehicular road trac, for rail traf- c, or for canals. Some tunnels are aqueducts to supply water, for consumption or for hydroelectric stations, or are sewers. Upon impact with a tunnel, induced earthquake motion would generate di raction waves, which increase the damage in adjacent structures. In order to investigate the e ect of wave di raction on near fault ground motions, the twin tunnels of the Shiraz subway and their adjacent structures have been studied in the present article. Arti cial neural networks (ANNs) are a eld of science aimed at mimicking natural learning using mathematically based approximation. A single biological neuron is composed of three major parts: the cell body, the axon, and the dendrite. With known combinations of input and output data, a neural network can be trained to extract the underlying characteristics and relationships from the data. Then, when a separate set of input data is fed to the trained network, it will produce an approximate but reasonable output. Neural networks are highly nonlinear and can capture complex interactions among input/output variables in a system without any prior knowledge about the nature of these interactions. In this study, an appropriate arti cial neural network has been generated in order to estimate the amount of di raction of near fault earthquake waves. The results show that an idealized neural network has a high level of precision in comparison with results derived from nite element analysis. Finally, a sensitivity analysis was performed on input parameters and their percent of importance was evaluated.

    Keywords: Wave diffraction, ground motion, artificial neural network, sensitivity analysis
  • A. VATANI OSKOUEI *, M.M. MOLLAVALI Pages 25-34

    In this paper, the experimental behavior of an autoclaved aerated concrete (AAC) block, and the shear strength of the mortar used for construction of an AAC wall was given. Six specimens with micro silica mortar, suitable to the class of compressive behavior of AAC blocks, were tested. 9 specimens of an AAC wall, with dimension of 1200*1200*250, based on ASTM E519, were constructed. The diagonal testing program was used for the specimens. Three specimens were used as control. Three specimens were retro tted by a diagonal GFRP plate; 100 and 200 mm wide. For the last three specimens, a reinforcing horizontal rebar (3mm diameter) and vertical (10mm diameter), recommended by the Iranian seismic, code was used. For this purpose, 2 holes were made, with 600 mm space and 60 mm diameter, for a 10mm diameter vertical rebar. After montage of one rebar in a hole, grout was used to ll the other parts of the hole. Reinforced AAC walls have higher resistance in diagonal tension tests. Diagonal strength increased by 32 percent, and the crack width achieved more than 22mm without any collapse of the reinforced walls, but, control specimens have brittle failure. Three specimens were retro t with 100 and 200 mm FRP width in a diagonal direction, which increased the energy absorption 12.9 and 21 times. The mortar in the shear strength tests has more resistance than the shear strength of AAC walls with a compressive strength 3.2 MPa block. The wall behavior in this strength class of AAC showed that the failure modes consisted of: 1-diagonal tension failure mode and 2- crashing is on the toe.

    Keywords: AAC, diagonal tensile test, reinforced walls, the polymer-fiber FRP
  • M. Zare Shahne *, M. Arhami Pages 35-41

    Carbon monoxide is one of the most important pollutants. It is a serious pollutant in terms of the air quality index (AQI) found in Tehran before 2000. Local meteorological conditions and transport systems are the strongest factors for changing pollution levels. Because of some restrictions in this paper, we discuss the e ects of meteorological variables on CO concentration. Examining the trend of this pollutant and the e ects of meteorological variables in a comprehensive plan to reduce air pollution is described in this paper. In order to discern changes in CO data, it is necessary to separate their di erent temporal components. Hence, study of the CO time series and its temporal components is needed. Also, meteorological signals must be removed in order to make better air quality management decisions for the future. Various methods have been developed for decomposing the time series into long-term (overall emission, pollutant transport, climate and policy related), seasonal (solar cycle induced), and short-term (weather related) components. These techniques are PEST, anomalies, wavelet transform, and the Kolmogorov-Zurbenko (KZ) lter. Kolmogorov-Zurbenko, as a low-passed lter, can be applied to datasets with missing data, and is much easier to use than the other methods, with acceptable precision. In this paper, it is used to separate the temporal components of average hourly CO and meteorological variables between 2000 and 2008. Results of this study indicate that CO has decreased from 11 ppm to 5 ppm, while temperature and wind vectors have an increasing trend in the years studied. One of the most possible reasons for a decrease in CO is improvement in the transport system. Moreover, long term components contribute less than 10 percent to the total variance of the time series. Long term components of CO concentration and meteorological variables have more correlation than other temporal components. Accordingly, CO concentration has strong correlative contributions with wind vector and relative humidity. These results are useful for examining emission-related CO trends in Tehran.

    Keywords: Air pollution, carbon monoxide, meteorological variables, kz filter, temporal 1components
  • A.R. Bagherieh *, A. Farsijani Pages 43-54

    The e ect of suction on consolidation behavior has a dominant role to play in the constitutive modeling of unsaturated soils, and, therefore, has received the researchers attention in this eld. In this paper, the e ect of the initial conditions of compacted specimens of a clayey soil on their consolidation behavior, under saturated and unsaturated states, is investigated. After determining the compaction curve of the soil, the samples were statically compacted at di erent initial suctions and void ratios (moisture content, dry densities). In order to investigate the volume change behavior of collapsible soils, the cylindrical samples were loaded to a de nite stress in conventional oedometer apparatus. Then, while keeping the vertical stress constant, the volume changes of samples due to wetting were measured. After completion of the collapse settlements, the stepped loading of the samples was continued and the end of the primary consolidation line of the samples were attained. The saturated normal consolidation lines of samples with di erent initial water contents and dry densities are compared. It is shown that the normal consolidation line is almost unique and its position is not a ected by the initial condition of the samples. This result suggests a simple method for predicting the collapse potential under di erent conditions. The method can be described as follows: The e ective stress after saturation is calculated. The initial void ratio (before saturation) subtracted from the void ratio of the soil in a saturated normal consolidation line, corresponding to the e ective vertical stress at saturation, would be the change of void ratio due to saturation. The collapse settlements could then be easily calculated. Since determination of the saturated normal consolidation line is a conventional and inexpensive procedure, the proposed method can be regarded as a versatile and inexpensive technique for forecasting the collapse potential.

    Keywords: Consolidation behavior, unsaturated soil, collapse, lter paper method, collapse potential
  • A. ZEKRI *, M.H. AMINFAR, A. GHALANDARZADEH, M.A. LOTFOLLAHI YAGHIN, P. GHASEMI Pages 55-67

    The seismic performance of quay walls is found to be strongly dependent on liquefaction occurrence. Besides, in some existing walls that were designed without consideration of the liquefaction hazard, due to the relatively long length of quay walls, the orientation of soil strata probably caused the lique able layers to appear unavoidably neighboring the wall roots. In this paper, the dynamic response of anchored sheet pile quay walls embedded in liquefaction susceptible soil was investigated numerically, utilizing the strain space plasticity model for cyclic mobility available in the DIANA nite element program. Based on the results, the extension of lique able soil around the wall root leads to the "failure at embedment" mode. Deformed mesh indicates that the most visible deformations are localized in loose soil around the embedded section. Beside the noticeable heave of the seabed, its seaward displacement causes a signi cant reduction in its supporting role for the embedded section, and leads to the large tilt of the wall. Consequently, an active wedge, extending from the embedded section to the back of the anchors, is formed. Moving along this wedge, the anchors endure signi cant overturning. The mentioned deformation shape was previously observed in shaking table tests conducted by the authors. The leeward section of the loose layer is recognized as the most vulnerable zone against liquefaction. Besides the e ect of soil softening in this zone, dynamic active pressure behind the wall causes the bottom of the wall to experience higher displacement than its top. The time history of monotonic bending moment infers that considerable moment is applied to the wall root by the loose section behind the root. This moment is the main reason for the "escape" of the wall root. The remediation method, by deep vibro-compaction of the weak area, is considered as a liquefaction countermeasure. The e ectiveness of soil improvement in zones adjacent to the embedded section is discussed, based on analytical dynamic responses. Implemented countermeasures are found to considerably reduce deformations in the wall; however, in order to prevent failure at embedment, improvement of soil located behind the wall root is more e ectual. The compacting of this section not only reduces driving moment applied to the wall root, but also creates resistant moment against root escaping. In addition to the impact of base acceleration amplitude, the optimum extension of improved zones is introduced.

    Keywords: liquefaction, quay wall, improvement, DIANA
  • S. Hashtochahar *, H. Akhlaghpasand, S.M. Borghei Pages 69-75

    Heavy metals, such as lead, chromium and nickel, are known to be major environmental pollutants and highly toxic to humans and other organisms, even at low concentrations. Chromium is widely used in many industries in various forms, but chromium (VI) is considered a de nite carcinogen and, thus, should be almost completely removed from industrial wastewater to meet environmental laws and regulations. Many techniques are used to treat wastewater, containing Cr (VI), including; reduction followed by precipitation, Ion exchange, adsorption by clay or activated carbon and reverse osmosis. However, these processes often produce too much sludge, or are inecient when large volumes of wastewater are involved or do not meet environmental standards. Adsorption is another e ective method with very few disadvantages compared to others. In recent years, synthetic polymers have been considered as quality adsorbents for removal of Cr(VI) from wastewater. The aim of this study is to investigate the possibility of absorption of chromium from aqueous solutions by a new and innovative adsorbent produced from Polyaniline-activated carbon. The e ect of various operative parameters on the adsorption of Cr (VI) was studied. Experiments were carried in batch mode and the e ect of variables, such as the initial concentration of Cr (VI), amount of adsorbent, adsorption time, and initial pH value and temperature, were studied. The maximum adsorption of Cr (VI) was obtained at 400C, with an initial concentration of 15 ppm, with an initial solution pH of less than 5 and addition of 10 g/lit Polyaniline-activated carbon. Recovery of the adsorbent was carried out by desorption with nitric acid, where 2 M nitric acid was used to recover 83% of Cr (VI). The results indicate that Polyaniline-Activated carbon can be e ectively used in the treatment of wastewater containing Cr (VI). Kinetic studies on adsorption behavior closely followed the \Langmuir adsorption isotherm" model for a single layer.

    Keywords: Polyaniline, activated carbon, heavy metals, adsorption, recovery
  • M. GERAMI *, N. SIAHPOLO Pages 77-89

    The historical application of tie rods in historical buildings was used in the past to ensure the stability of arches and vaults against gravity and horizontal loads. Therefore, the necessity of tie rod health monitoring is a prevalent subject in the vulnerability assessment of historical buildings. The main purpose of this research is to evaluate the dynamic characteristics of tie rods. Also, the e ect of several parameters, such as known and unknown boundary conditions, length and cross section, exural sti ness and axial load, on fundamental frequency, has been evaluated. As a result, after a series of analytical modeling, practical graphs for three types of beam end connection have been developed. It is possible to calculate axial force with the fundamental frequency of in-situ testing with the proposed graphs. Results showed that the frequency is sensitive to all the aforementioned factors. For instance, under known boundary condition, the e ect of the support type is more tangible for long span beams. Also, under constant tensile stress, changes in the boundary condition of tie rods with small cross sections did not a ect the frequency considerably. Furthermore, length factors for a pinned-pinned beam with small tensile force are not sensitive in comparison with other support conditions. Comparison of analytical results of axial load and exural sti ness with experimental data of reference 1, showed an acceptable conformity between them. The maximum error for tensile stress was calculated as 12%. This error was 5% for compressive stress. Furthermore, analytical exural sti ness approached a full rigid support condition, while tensile force increased. This is due to the geometric e ect of tensile force on the sti ness matrix of the beam. Also, for unknown boundary conditions, estimated buckling force, regarding Newmark's analytical formulation, had 3.1% error, with the corresponding force from in-situ dynamic testing obtained from reference 1.

    Keywords: Tie rod, boundary condition, fundamentalfrequency, exural sti ness, axial load
  • A. Niroumand * Pages 91-99

    This article analyzes the results of load tests on 30 real size rammed aggregate piers (RAPs) used in the construction projects of various states in America, between 2001 and 2007. These piers were mostly tested in cohesive soils, including CL and ML. The Navg-values of the Standard Penetration Test of these soils were between 3 and 30. In this research, the parameters of pier diameter, pier length, pier slenderness ratio, soil elasticity modulus, pier elasticity modulus, design limit pier top settlement and stress and pier sti ness modulus were considered. The pier diameters were 0.60, 0.75 and 0.90 m, and their length was between 1.8 and 5.1 m. The piers slenderness ratio (length to diameter) was between 2.4 and 31.7 MPa. Test results reveal that when the pier length or slenderness ratio is increased, the average top settlement changes little and shows a constant trend. More precisely, the minimum and maximum settlement values were 6.5 mm and 16.1 mm, respectively, and the average settlement was 11.35 mm. The results of in situ load tests on 12 RAPs in ML soil on smallscale piers, in Iran, in 2011, similarly showed that the minimum and maximum settlements were 7.2 mm and 13.1 mm, respectively, and the average settlement was 10.35 mm. The small-scale pier diameters were 0.185- 0.105 m, and the pier lengths were 0.35-1.5 m. Based on these results, it seems that the average pier top settlement value could provide a suitable basis for estimating the piers sti ness modulus and preliminary designing of single RAPs. Based on the parameters a ecting the estimation of pier top settlement and regression of results, an equation was achieved in this research which showed good agreement between calculated and measured results. This equation is based on pier slenderness ratio (Lt=DP ) between 2.3 and 6.7, and the ratio of pier elastic modulus to matrix soil modulus (EP =ES) between 5 and 88.

    Keywords: Rammed aggregate piers, pier settlement, inflection stress, pier stiffness modulus, modulus load test
  • M. H. Sebt *, M. R. Afshar, Y. Alipouri Pages 101-112

    Project scheduling is an important process in project planning. In project scheduling, precedence relations and resource constraints must be considered. In this study, a Multi-mode Resource Constrained Project Scheduling Problem (MRCPSP), as a main problem of project scheduling, is investigated. Exact methods, heuristic procedures and meta-heuristic approaches are di erent methods for solving the MRCPSP. However, with respect to the fact that exact methods are unable to solve problems with more than 20 activities in acceptable computational time, in recent years, heuristic and metaheuristic approaches have been further investigated by researchers. On the other hand, it has been proven that the meta-heuristic approach outperforms heuristic methods. In this study, an improved genetic algorithm (GA) is presented for solving MRCPSP, with minimization of the project makespan, as the objective, subject to resource and precedence constraints. Before starting with GA, the preprocessing procedure is employed to reduce the search space and computational e ort. For solving this problem, a random key and a related mode list (ML) representation scheme are used as encoding schemes and the multi-mode serial schedule generation scheme (MSSGS) is considered as the decoding procedure. In this paper, a new tness function is proposed for reducing computational e ort and average deviation from optimality. A new mutation operator is also de ned for improving the solution quality. The well-known benchmark sets, J10, J12, J14, J16, J18, J20 and J30, in PSPLIB are used for testing the proposed GA. Comparison of the results of the proposed GA with other approaches validates the e ectiveness of the proposed algorithm to solve the MRCPSP. It is worth mentioning that average deviation from the optimal makespans (in the case of set J30, from the lower bounds), the percentage of optimally solved instances, and the average CPU time, in seconds, are used for comparison.

    Keywords: Multi-mode resource constrained project scheduling problem, precedence constraints, resource constraints, genetic algorithm (GA), random key representation
  • E. AZAR, P. Mansuri *, M. SEDGHI ASL Pages 113-121

    Deep drilling is a major part of construction in urban planning and is necessary for establishment of tunnels, underground parking lots and structures with deep excavations. Usually, vertical and horizontal forces acting on the location of the excavation are braced by various types of sheet pile and cut-o . The water level around the sheet pile is an essential element to determine the excavation depth. Seepage ow through soil reduces the stability of the soil body around the sheet pile, and, nally, causes boiling and heaving phenomena. In this study, by means of software based on the explicit nite di erence method, the e ects of various factors on the occurrence of failure mechanisms and safety factors against boiling near the sheet pile are investigated. Comparison of experimental data with numerical results indicates that FLAC can model and simulate, properly, the boiling phenomenon, which is based on the stressstrain analysis. Boiling and heaving near hydraulic structures with an alluvial foundation are so destructive and undesirable that remedial issues at the downstream part of such structures are vital. Proper modeling of such hydraulic structures (i.e. coastal dikes, levees etc) before implementation can be predicted using safe models and software such as FLAC. Good adaptation of numerical results with experimental data can prescribe accurate models for practical application, speci cally the modeling of critical phenomenon such as boiling and heaving. Numerical analysis was performed to show the mechanism of failure under various conditions. Comparison of the computational results with experimental data and observations shows that FLAC can model correctly the mechanism of the boiling phenomena based on stress-strain analysis. The e ects of the internal friction angle, the angle between the soil and the wall, and, nally, the dilation angle, on the behavior of soil, were investigated in detail. The increase in the internal friction angle caused the safety factor to rise signi cantly. The results of this study indicate that dilation angle is important in occurring the type and shape of heaving and boiling. Up to 15 degrees, the dilation angle created an increasing safety factor, while, after 15 degrees, the safety factor is decreased.

    Keywords: boiling, sheetpile, cutoff, sand, seepage, Safety Factor
  • M.R. M. Aliha *, H. behbahani, M. Jebalbarezi Pages 123-130

    Cracking of asphalt layers and pavements is one of the most common modes of failure in roads and highways, which can signi cantly increase the cost of repair and rehabilitation. Since asphalt mixtures can behave as brittle materials at low temperature, brittle fracture and crack growth in pavements is usually observed at the surface of roads located in cold regions. Trac loading, (due to the weight of moving vehicles) and thermal stress (induced by daily or seasonal variations of eld temperature), are two major parameters a ecting nucleation and propagation of cracks inside the pavements. Re- ective cracking is often observed in the overlays, and the growth of such cracks is a an important problem in this eld. Thus, understanding the mechanism of crack growth is essential for predicting pavement performance for designing the averlay thickness, as well as in the design and optimization of mixtures. In this study, a twodimensional multi-layer asphalt pavement containing a re ective crack, and subjected to trac loading of the front and rear wheels of a moving vehicle, was analyzed numerically using ABAQUS nite element code. Three fracture parameters, including modes I and II stress intensity factors (KIandKII ) and the T-stress, are computed for various positions of the vehicle relative to the re ective crack. In the analyzed models, the in uence of some parameters, such as wheel positions relative to the crack, elastic modulus, thickness of layers and crack length, was studied on the sign and magnitude of fracture parameters. According to the obtained results, an asphalt layer containing a vertical re ective crack experiences di erent mixed mode opening-sliding (mixed mode I/II) deformations when a vehicle moves from far distances towards the crack location. It was observed that a wide range of positive and negative KI ;KII and T-stress values is induced in the asphalt layer. The in- uence of crack length on the fracture behavior of the analyzed crack was also noticeable.

    Keywords: 2−D finite element analysis, reflective crack, stress intensity factors, T-stress, traffic loading, pavement characteristic specifications
  • N. Fanaie, F. BASHIRI * Pages 131-139

    There are few actual records of near fault ruptures with features di erent from those of far elds. These features are mostly a ected by forward directivity in near eld earthquakes. So, investigation into this eld of study by using methods such to simulate records would be essential Until now, di erent methods have been used by researchers to simulate strong ground motion. Stochastic simulation is a method widely used for simulating high frequency ground motion in recent years. This method, which considers a point source, was presented by Boore (1983). The seismic source is considered to be a rectangular fault plane divided by some sub-faults in its longitudinal and traversal directions. Bersneve and Atkinson (1998) have introduced earthquake stochastic simulation based on nite fault modeling. In such simulations, each subfault is considered a point source, using the source model presented by Brune, with a corner frequency and a constant stress drop. The target accelerogram is obtained by summation of accelerograms generated by each subfault and by considering their corresponding delay times. This new modeling considers rupture geometry and the directivity e ect; therefore, its results will be more appropriate. The stress drop parameter is one of the most important parameters in stochastic simulation that has a high uncertainty. This parameter is studied here, based on both stochastic point source and nite fault modeling. For this purpose, the stress drop is calculated for 7 Iranian earthquakes with at least one near eld record. Then, these earthquakes have been simulated by using the results of the stress drops. Finally, several parameters, such as nu, t0, gamma, and the impulse peak, which affect near eld records and directivity pulses, have been investigated.

    Keywords: Forward directivity effect, stochastic simulation, point source, finite fault, stress drop, directivity pulse effect
  • A. Kheyroddin, A. Jahan, A. bitaraf * Pages 141-152

    In recent years, there has been an increasing interest in studying the e ect of di erent parameters on the nonlinear behavior of moment resisting reinforced concrete structures. However, it seems that simultaneous evaluation of some parameters needs a comprehensive statistical analysis. This paper describes a logical investigation into the seismic behavior of a ve storey moment resisting reinforced concrete structure under cyclic lateral load, using an inelastic analysis computer program named IDARC. The response surface method was used for the experimental design and analysis of the interaction e ect of 4 factors: column dimension ratio, longitudinal and shear reinforcement, column con nement and e ectiveness coecient, on the overall damage index and sti ness degradation of the structure. Using the central composite design method, each 4 factors were de ned over 5 levels. 25 IDARC models were analyzed and 4 responses obtained: Damage index at drifts equal to 1.5%, 3% and 4% of the structure height, and the tangent of sti ness degradation in a linear area, were taken from each model. A computer program, named; Design Expert 7, was used for statistical analysis. Results show that in linear areas, the drift equals 1.5% of the structure height. The overall damage index is a ected by the column dimension ratio, longitudinal reinforcement and the column con nement e ectiveness coecient. However, in nonlinear areas, where the drift equals 4% of the structure height, the damage index is a ected by the column dimension ratio and longitudinal reinforcement. In linear areas, the e ect of shear reinforcement, and, in nonlinear areas, the e ect of shear reinforcement and the column con nement e ectiveness coecient, on the overall damage index of the structure, is negligible. Furthermore, results show that the sti ness degradation of the structure is a ected by the column dimension ratio, longitudinal reinforcement and the column con nement e ectiveness coecient. However, the e ect of shear reinforcement on the sti ness degradation of the structure is negligible. The presented numerical model can be used for prediction of the damage index.

    Keywords: nonlinear behavior, damage index, Reinforced concrete, cyclic loading, response surface method