فهرست مطالب

پژوهش های عمران و محیط زیست - سال سوم شماره 1 (پیاپی 4، بهار و تابستان 1396)
  • سال سوم شماره 1 (پیاپی 4، بهار و تابستان 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/07/16
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مقاله پژوهشی
  • کیومرث روشنگر*، ریحانه ولیزاده، رقیه قاسم پور صفحات 1-15
    حوضچه های آرامش واگرای ناگهانی یکی از سازه های مستهلک کننده انرژی می باشند که بخش زیادی از انرژی سینماتیکی جریان را از طریق پرش هیدرولیکی مستهلک می کنند. تخمین دقیق مشخصات پرش هیدرولیکی نقش مهمی در طراحی بهینه ساز های هیدرولیکی دارند. در این مقاله کارایی روش برنامه ریزی بیان ژن (GEP) در تخمین مشخصات پرش هیدرولیکی در سه نوع کانال واگرا (ساده، دارای پله معکوس، دارای بلوک مرکزی) مورد ارزیابی قرارگرفته است. بدین منظور مدل های مختلفی تعریف شده و موردبررسی قرار گرفتند. نتایج حاصله ضمن تائید قابلیت روش به کاررفته در تحقیق برتری این روش را نسبت به روابط کلاسیک در تخمین مشخصات پرش هیدرولیکی به اثبات رساند. همچنین مشخص گردید که مدل با پارامترهای Fr1 و (h2-h1)/h1 در تخمین طول پرش و مدل با پارامترهایh1/B وFr1 در تخمین نسبت اعماق متناوب و استهلاک انرژی بیشترین دقت را دارا می باشند. مطابق با نتایج آنالیز حساسیت پارامتر Fr1 بیشترین تاثیر را در پیش بینی مشخصات پرش هیدرولیکی داراست.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی بیان ژن، بلوک مرکزی، پله معکوس، پرش هیدرولیکی، حوضچه آرامش واگرا
  • احسان جباری *، حجت کرمی، مینا مولایی فرد صفحات 17-29
    در این تحقیق برای درک بهتر ساز و کار عملکرد حفره و تاثیر آن بر هیدرودینامیک جریان پیرامون پایه، مدلسازی عددی جریان اطراف پایه پل با مقطع دایرهای دارای حفره و بدون حفره، در شرایط بستر صلب صورت گرفته است. با استفاده از اطلاعات آزمایشگاهی در دسترس و به کمک مدل سه بعدیFlow3D ، در ارتفاع های مشخص در امتداد مسیر جریان و عمود بر آن در پایه حفره با مقطع دایره ایجاد شده و خصوصیات جریان اطراف پایه پل با حفره و بدون حفره مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان دادند که ایجاد حفره در پایه باعث گستردهتر شدن گردابههای ایجاد شده بعد از پایه شده و انتظار میرود عمق آبشستگی در اطراف پایه کاهش یابد. طبق نتایج حاصل این تحقیق، میتوان با ایجاد حفره میزان انرژی آشفتگی را 20% و تنش برشی بستر را 56% کاهش داد و با توجه به نتایج تنش برشی بستر و مقایسه آن با تنش برشی بحرانی پیشبینی می شود که میزان آبشستگی اطراف پایه پل در زمانی که حفره در پایه ایجاد شدهاست نسبت به زمانی که پایه بدون حفره است کاهش یابد. همچنین با ایجاد حفره جدایی جریان و تشکیل گرداب برگشتی کمتر دیده می شود و جریان چرخشی تشکیل شده در پایین دست پایه، کشیده تر شده و از حالت گردابی خارج می گردد.
    کلیدواژگان: کاهش آبشستگی، الگوی جریان، حفره، مدل سازی عددی، Flow3D
  • جهانگیر خزایی، میرهادی میرنقی زاده* صفحات 31-37
    پایدارسازی گود به روش میخکوبی یکی از قدیمی ترین و پرکاربردترین روش های گودبرداری در مناطق شهری است که استفاده از یک تا دو پله باعث کاهش تغییرشکل ها، افزایش ضریب اطمینان و عملکرد مناسب دیواره گود می گردد. در مطالعه حاضر به بررسی اثر پله دادن در پایدارسازی گود به روش میخکوبی با در نظر گرفتن مدل های رفتاری خاک موهرکولمب و HS و HSsmall با نرم افزار المان محدود پرداخته شده است. از جمله نکاتی که در این تحقیق مدنظر بوده است میزان تاثیراستفاده از روش ترکیب میخکوبی با پلکانی در کاهش تغییرشکل ها و افزایش ضریب اطمینان است. استفاده از یک یا دو پله در دیوار میخکوبی نسبت به دیوار قائم میخکوبی شده با در نظر گرفتن مدل های رفتاری مختلف تغییرشکل های ماکزیمم افقی و قائم و تغییرشکل های افقی لبه ی بالای گود به شدت کاهش پیدا می کند همچنین استفاده از یک یا دو پله در دیوار میخکوبی شده صرفنظر از مدل رفتاری باعث افزایش ضریب اطمینان به یک نسبت می شود.
    کلیدواژگان: گودبرداری، روش میخکوبی پلکانی، موهرکولمب، HS، HSsmall
  • مجید طارمی، امیر حسین اقبالی* صفحات 39-49
    تونلزنی در ناحیه زاگرس ایران به دلیل پیچیدگیهای فراوان زمینشناسی همواره با مخاطرات فراوان روبرو بوده است. وجود گسلهای فراوان، زمین لغزشها، سطح بالای آب زیرزمینی از جمله مهمترین این مخاطرات هستند که فرآیند تونلزنی را تحت تاثیر قرار میدهند. تونل انتقال آب سبزکوه به چغاخور به طول حدود 11 کیلومتر در رشته کوههای زاگرس در جنوب غربی ایران با استفاده از روش تونلزنی سنتی و مکانیزه حفاری شده است. مطالعات اولیه در ساختگاه تونل نشان میدهد که حدود 350 متر از تونل در آبرفت قرار دارد. پس از حفاری 37 متر از تونل به روش سنتی، مشکلات زمینشناسی و روش نامناسب حفاری تونل باعث ریزش تونل و گسیختگی دهانه ورودی تونل شده است. به منظور عبور از ناحیه ریزشی و حفاری ایمن، با توجه به پیچیدگی مسیر تونل و محدود بودن نتایج مطالعات اولیه ژئوتکنیک در شناسایی مخاطرات پیشرو در بخش ابتدایی تونل سبزکوه، یک برنامه جامع مطالعات شامل مطالعات ژئوتکنیک تکمیلی، برداشتهای صحرایی و بررسیهای ژئوفیزیک انجام شد. مطالعات ژئوتکنیک شامل برداشتهای صحرایی و نمونه برداری برجا بود. مطالعات ژئوفیزیک نیز شامل ژئوالکتریک و لرزه نگاری انعکاسی کم عمق بوده است. تلفیق این مطالعات، وجود زونهای گسله آبدار و همچنین سطح لغزش را در مسیر نشان میدهد. بنابراین درمی یابیم که در نواحی پیچیده و مشکلدار زمین، تلفیق مطالعات سطح گسترده و کاملتری از اطلاعات مربوط به ناحیه مورد مطالعه را به دست می آورد که منجر به تصمیم گیری آگاهانه و بهتری از شناسایی مخاطرات و در نهایت تهیه یک مدل زمینشناسی با حداقل ریسک می شود.
    کلیدواژگان: تونل سبزکوه، مدل زمین شناسی، مخاطرات، ژئوفیزیک
  • حمزه روحی، مجید قلهکی *، علی خیرالدین صفحات 51-67
    تجربه زلزله های گذشته نشان داده است که اغلب سازه های بتن آرمه با سیستم قاب خمشی تحت زلزله خسارات جدی دیده است. همچنین ساختمان های بتن آرمه موجود که مطابق با ویرایش های قبلی آئین نامه های لرزه ای طراحی شده اند، از نظر دستورالعمل بهسازی لرزه ای و آئین نامه های طراحی لرزه ای معتبر کنونی، مقاوم نیستند. سختی و مقاومت کمتر قاب خمشی در مقایسه با سیستم های مهاربندی، دیوار برشی و دوگانه ایجاب می کندکه افزایش مقاومت و سختی سازه به عنوان راهبرد فنی بهسازی با راهکار اضافه کردن مهاربندفولادی با توجه به ملاحظات اقتصادی، اجرایی وراهبرد مدیریتی استفاده از ساختمان در حین بهسازی، جهت ارتقای عملکرد و تامین سطح عملکرد مورد نظر انتخاب شود. مهاربندهای فولادی به صورت های داخلی، خارجی و بزرگ مقیاس خارجی که در ساختمان های بلند نیز کاربرد زیادی دارد، مورد توجه محققین قرارگرفته است. در این تحقیق رفتار غیرخطی سازه های بتن آرمه بهسازی شده با مهاربندهای فولادی به صورت های داخلی، خارجی وبزرگ مقیاس باتعداد طبقات12،8،4و15 طبقه (نمونه ی ساختمان های کوتاه، متوسط و بلند مرتبه) از طریق تحلیل بارافزون مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده ی افزایش قابل ملاحظه ی سختی، جذب برش و شکل پذیری سازه بتن آرمه بهسازی شده با مهاربندهای بزرگ مقیاس نسبت به سازه های بتن آرمه بهسازی شده با مهاربندهای داخلی وخارجی بوده و تغییرمکان نسبی کمتری دارد.
    کلیدواژگان: بتن آرمه، مهاربند فولادی بزرگ مقیاس، تحلیل بارافزون، بهسازی لرزه ای
  • محمدرضا ولی پور، بیت الله بدرلو* صفحات 69-81
    رکوردهای حاصل از زلزله های حوزه نزدیک به علت نزدیکی فاصله محل منبع انتشار موج دارای خواص ویژه ای می باشند که رفتار آنها را از سایر رکوردها متفاوت می سازد. مهمترین مشخصه این زلزله ها وجود یک دامنه پالس مانند در ابتدای رکورد می باشد که محتوی انرژی بالایی دارد. استفاده از میراگرهای هیسترتیک روشی موثر برای جذب میزان زیادی از این انرژی می باشد. در این مقاله با کمک تحلیل دینامیکی غیر خطی و با استفاده از نرم افزار PERFORM 3D ، با اضافه نمودن مهاربندهای کمانش ناپذیر با پیکربندهای مختلف به قاب های خمشی دو بعدی 4 و 8 طبقه بتنی با شکل پذیری متوسط ، عملکرد لرزه ای قاب های خمشی و مقاوم سازی شده توسط مهاربندهای کمانش ناپذیر تحت هفت زلزله حوزه نزدیک مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. در این مطالعه بر اساس نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی غیر خطی مدل های مورد مطالعه، مقادیر جابجایی و تغییر مکان نسبی طبقات و همچنین انرژی تلف شده توسط مهاربندهای کمانش ناپذیر محاسبه و مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد بکارگیری مهاربندهای کمانش ناپذیر ضمن بهبود عملکرد قاب ها تاثیر بسزایی در کاهش جابجایی و تغییر مکان نسبی طبقات و همچنین افزایش جذب انرژی لرزه ای دارد.
    کلیدواژگان: مهاربند کمانش ناپذیر، قاب خمشی بتنی، زلزله نزدیک گسل، تحلیل دینامیکی غیر خطی، مقاوم سازی
|
  • Kiyoumars Roushangar *, Reyhaneh Valizadeh, Roghayeh Ghasempour Pages 1-15
    Sudden expanding stilling basins are one of the energy dissipaters which can dissipate most of the kinetic energy of the flow through hydraulic jump. Accurate estimation of the hydraulic jump characteristics plays an important role in designing of hydraulic structures. Present study applies Gene Expression Programming (GEP) to estimate hydraulic jump characteristics in three different types of sudden expanding channels (i.e. channel without appurtenances, with a central sill and with a negative step). In this regard, different models were developed and tested. The results proved capability of GEP in predicting hydraulic jump characteristics in expanding channels. It was observed that the applied method is more accurate than semi-theoretical relationships. Also it was found that in the jump length prediction the model with input parameters Fr1 and (h2—h1)/h1 and in the sequent depth ratio and relative energy dissipation prediction the model with input parameters Fr1 and h1/B led to more accurate outcome. Sensitivity analysis showed that Fr1 had the key role in modeling. According to the results of the sensitivity analysis parameter Fr1 had the key role in modeling hydraulic jump characteristics.
    Keywords: Central sill, Expanding stilling basin, Gene Expression Programming, Hydraulic Jump, Negative step
  • Ehsan Jabbari *, Hojjat Karami, Mina Molaiyfard Pages 17-29
    The scour around the pier leads to bridge demolition. Therefore, the perception of the factors’ behavior affecting the scour and the capability to predict this phenomenon can offer important information to bridge designers. The development of a hole inside the pier is one the proposed solutions for reducing pier scour. In order to a better perception of the mechanism of hollow performance and its effect on the flow hydrodynamic around the pier, the numerical modeling of flow around the pier having a circular section with and without hollow is accomplished in rigid bed. The characteristics of the flow around the pier with and without the hollow are compared by the available laboratory information and using the 3 dimensional Flow3D model. The results showed that the development of hollow in pier leads to wider vortices after the pier and it is expected that the scour depth decreases around the pier. According to the results of this study, the turbulence energy and the bed shear stress can be reduced to 20% and 56%. Based on results of shear stress and comparing it with the critical shear stress, it is predicted that the amount of scouring around the pier when a hollow is developed can be reduced. Also, holes cause the less flow separation and returns flow after pier.
    Keywords: scour reduction, flow pattern, hollow, Numerical Modeling, Flow3D
  • Jahangir Khazaie, Mirhadi Mirnaghizadeh* Pages 31-37
    In practice, the numerical simulation of soil nailing wall is often performed to evaluate the performance and stability. Use one or two stairs, while in the metropolitan area, despite the space constraints, it is possible to reduce deformations and increase safety factor excavation nailing method that justifies the use of this technique is relatively new. In the present study investigated The effect on the stabilization excavation stairs by nailing taking into account the behavioral models Mohr-Coulomb soil and HS and HSsmal to Software finite element is discussed. Use one or two stairs ratio to the nailing vertical wall with regard to behavioral models Mohr coulomb and HS and HSsmall soil maximum of horizontal and vertical and horizontal deformations of the top edge of the excavation is severely reduced Also uses a two-stairs soil nailing safety factor in the wall, with all models of behavior is considered to increase the equally.
    Keywords: Excavation, Stairs Nailing method, Mohr-Coulomb, HS, HSsmall
  • Majid Taromi, Amir Hosein Eghbali * Pages 39-49
    Tunneling in the Zagros region of Iran has been endangered by many geological complications. Many faults, landslides, groundwater levels are among the hazards that affect the tunneling process. The Sabzkuh - Choghakhhor Water Transfer Tunnel is about 11 km long in the Zagros Mountains in southwestern Iran using conventional and mechanized tunneling techniques under excavation. Initial studies showed that about 350 meters from the tunnel in the alluvium. After excavation 37 m from the tunnel in a conventional, geological problems and inappropriate tunnel excavation method caused the tunnel to collapse and the tunnel portal failure. In order to cross the collapse zone and continue the safe excavation, due to the complexity of the tunnel route and the limited results of the early geotechnical studies in identifying the leading hazards in the elementary part of the Sabzkuh tunnel, a comprehensive program of studies including complementary geotechnics, field surveys and geophysics became. The combination of these studies resulted in a wider and more comprehensive level of information about the study area, which led to a more informed and better informed decision about the identification of hazards and, finally, the development of a geological model with minimal risk.
    Keywords: Sabzkuh tunnel, geology model, hazards, Geophysics
  • Hamze Rouhi, Majid Gholhaki *, Ali Kheyroddin Pages 51-67
    The experience of past earthquakes has shown that most reinforced concrete structures have been damaged by earthquake-bending frame systems. Also, existing reinforced concrete structures that are designed in accordance with previous editions of seismic regulations are not retrofit in terms of seismic improvement instructions and current valid seismic design codes. Stiffness and less strength of the flexural frame compared to the bracing, shear wall and dual systems require that the increase of the strength and stiffness of the structure as a rehabilitation technical strategy with the strategy of adding steel bracing to the economic, administrative and administrative aspects of the use of the building during the upgrade. To improve the performance and to provide the desired performance level. Steel braces for internal, external and large scale external applications that are used extensively in high-rise buildings are of interest to researchers. In this research, the nonlinear behavior of reinforced concrete structures rehabilitated with steel braces in the form of internal, external and large scale with a number of floors of 4,8,12 and 15 floors (samples of short, medium and high rise buildings) through the pushover analysis has been studied. The results show a significant increase in the stiffness, absorption of the shear and ductility of reinforced concrete structures rehabilitated with large-scale bracing compared to reinforced concrete structures rehabilitated with internal and external braces and less relative displacement.
    Keywords: Reinforced Concrete, Large-Scale Steel Bracing, Pushover Analysis, Seismic Rehabilitation
  • Mohammad Reza Valipour, Beytollah Badarloo* Pages 69-81
    Records of near-field earthquakes due to the closely location of the source wave propagation has special properties That their behavior makes them more different than other records. The most important characteristic of these earthquakes, is a pulse amplitude at the beginning of the record Which has a high energy content. The use of Hysteresis dampers is an effective way to attract a large proportion of this energy. In this paper, according to nonlinear dynamic analysis and using PERFORM 3D software, by adding Buckling Restrained Braces (BRB ) with different configurations to the 4 and 8 story 2D Concrete frames with medium ductility, The seismic performance of Moment-Resisting Frames and retrofitted by Buckling Restrained Braces under seven near-field earthquakes have been measured and compared. According to Nonlinear Dynamic Analysis, The level of story displacement, interstory drift and dissipated energy by buckling restrained braces have been Provided. The results indicate the Buckling Restrained Braces have good performance in absorbing energy and the reduction of story displacement.
    Keywords: Buckling-Restrained Brace, Reinforced Concrete Frame, Near- Fault Earthquake, Nonlinear Dynamic Analysis, Retrofitting