فهرست مطالب

مهندسی عمران و محیط زیست امیرکبیر - سال پنجاهم شماره 3 (مرداد و شهریور 1397)
  • سال پنجاهم شماره 3 (مرداد و شهریور 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/06/30
  • تعداد عناوین: 17
|
  • عباس یگانه بختیاری *، سیدمحمود حمزه ضیابری صفحات 421-428
    وقوع امواج توفانی حدی، زمینه را برای فرسایش سواحل طبیعی فراهم می کنند. در حین وقوع این امواج طوفانی، انرژی سواش فراثقلی نقش مهمی را در میزان فرسایش ایجاد شده، ایفا می کند. فرمول موجود برای سواش فراثقلی تنها براساس پارامترهای ارتفاع موج و طول موج است و دارای دقت پایینی است. اخیرا، مدل های درختی به عنوان یکی از روش های جدید داده کاوی معرفی شده اند بطوریکه تمام روابط ممکن بین پارامترهای درگیر را درنظر می گیرند. در این مطالعه با استفاده از مدل های درختی M5′ و MARS، مدلی براساس پارامترهای هیدرودینامیکی شامل تشابه شکست، فلاکس مومنتوم و پارامتر جدید بی بعد سرعت مشخصه ارائه شده است. جهت ساخت و ارزیابی مدل از 579 داده میدانی جمع آوری شده از منابع موجود استفاده شده است. عملکرد مدل های توسعه داده شده و موجود برای سواش فراثقلی با استفاده از شاخص های خطای آماری مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که مدل MARS توسعه داده شده بترتیب مقادیر RMSE و R را به میزان 42 و 26 درصد و مدل M5′ نیز به میزان 16 و 12 درصد این مقادیر را نسبت به رایج ترین مدل تجربی موجود بهبود دادند. طبق آنالیز حساسیت انجام شده توسط روش MARSو همچنین نتایج مدل M5′ ، پارامتر بی بعد سرعت مشخصه بیشترین وابستگی و پارامتر تشابه شکست کمترین وابستگی را به سواش فراثقلی از خود نشان دادند. عملکرد مدل های توسعه داده شده همچنین با یک مطالعه عددی انجام گرفته بر روی سواحل تیزمین در مکزیک مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: سواحل طبیعی، حرکات سواش، بالاروی موج، مدل درختی، داده کاوی
  • فروغ علی زاده صنمی، مجتبی صانعی *، محسن مسعودیان صفحات 429-440
    پژوهش حاضر به بررسی ضریب دبی و افت انرژی جریان عبوری از سرریز- دریچه نیم استوانه ای متمرکز شده است. آزمایش ها در یک کانال آزمایشگاهی مستطیلی به طول 8، عرض 282/0 و عمق 3/0 متر بر بستر صاف در آزمایشگاه پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، با استفاده از مدل های فیزیکی با قطرهای 70، 120 و 160 میلی متر در ارتفاع بازشدگی های مختلف بین صفر تا شعاع سازه و در دبی های متفاوت انجام شده اند. نسبت ارتفاع سازه به عرض کانال محدوده 57/0 > D/B > 25/0 را پوشش داده است و جریان ورودی محدوده 55/0 > F_r > 012/0 را در برگرفته است. نتایج پژوهش نشان می دهند در تمام زوایای قرارگیری سازه ضریب دبی و پارامتر بی بعد H_f/H (نسبت افت انرژی به عمق آب بالادست) در هر دو حالت انحنا رو به بالادست و انحنا رو به پایین دست به ترتیب با افزایش پارامتر بی بعد H/P (نسبت عمق بالادست به تصویر سازه) افزایش و کاهش می یابند. در یک H/P ثابت، پارامتر بی بعد H_f/H و ضریب دبی در حالتی که انحنا سرریز-دریچه نیم استوانه ای به سمت بالادست می باشد به علت جمع شدگی تدریجی خطوط جریان ، ضریب دبی بیشتر و افت ورودی کمتری نسبت به حالتی که انحنا سرریز-دریچه نیم استوانه ای به سمت پایین دست است، دارا می باشند.
    کلیدواژگان: ضریب دبی، افت، سازه نیم استوانه، هیدرولیک جریان، سرریز، دریچه
  • سعید محمدیون، سیدعلی اکبر صالحی نیشابوری *، حمید پرهیزکار، حامد وهابی صفحات 441-452
    تقاطع کانال های باز پدیده ای رایج در رودخانه ها، کانال های زهکش، شبکه های آبیاری و… می باشد. شکل گیری ناحیه جدایش در لبه پایین دست تقاطع (ناحیه با جریان های چرخشی و پتانسیل رسوب گذاری بالا) و نیز ناحیه انقباض در دیواره روبرویی تقاطع (ناحیه دارای سرعت های بالا و با پتانسیل آب شستگی زیاد) از مهم ترین مشخصه های جریان در این کانال ها به حساب می آیند. تاکنون تحقیقات وسیعی در زمینه شناسایی الگوی جریان در این کانال ها و رفع مشکلات هیدرولیکی مذکور با کاربرد روش های مختلفی مانند اصلاح هندسه تقاطع، کاربرد دیوار جداکننده کانال جانبی، تغییر زاویه کانال جانبی و مانند آن، صورت گرفته است. در این تحقیق نیز استفاده از صفحات مستغرق به عنوان راهکاری به منظور کاهش آب شستگی و رسوب گذاری مورد بررسی کامل قرار گرفته است. بدین ترتیب که ابتدا مدل عددی یک نمونه آزمایشگاهی موجود تولید شده و نتایج آن صحت سنجی شده اند. در ادامه اثر راهکار مذکور بر الگوی جریان مورد بررسی قرار گرفته و پارامترهای بهینه مربوطه (ارتفاع، چینش، تعداد و زاویه قرارگیری) ارائه شده است. نتایج این تحقیق کاهش قابل ملاحظه ای را در پتانسیل آب شستگی و رسوب گذاری جریان نشان می دهد. یک راهکار پیشنهادی، منجر به کاهش 89 درصدی طول ناحیه جدایش و لذا تا حد زیادی کاهش پتانسیل رسوب گذاری گردیده است. همچنین، با بررسی نسبت دبی های مختلف کانال اصلی و جانبی، بهترین عملکرد صفحات در دبی نسبی 25/0 مشاهده شده و کاربرد صفحات با ارتفاع بیش از نصف عمق جریان و/یا با زاویه بیش از 40 درجه نسبت به راستای جریان اصلی، توصیه نمی گردد.
    کلیدواژگان: تقاطع کانال های باز، صفحات مستغرق، حل عددی، رسوب گذاری، آب شستگی
  • جواد احدیان *، زینب گله دار شوشتری، سیدمحسن سجادی، تکاور محمدیان صفحات 453-466
    در سال های اخیر استفاده از مانع درون کالورت های دارای شیب، به منظور استهلاک انرژی و سهولت و بهبود عبور ماهی ها رونق یافته است. در تحقیق حاضر از سرریز w شکل نامتقارن به عنوان موانع در کالورت رو باز استفاده شد. برای زاویه راس سرریز مذکور دو زاویه 30 و 60 درجه در ارتفاع پایه 10 و 15 سانتیمتر از کف فلوم در نظر گرفته شد. آزمایش های تحقیق حاضر در یک فلوم شیب پذیر به عرض کف 25 سانتیمتر انجام شد که سرریزهای wشکل در طول حدود 5 متر از فلوم چسبانیده شد و آزمایش ها با متغیرهای، فاصله بین موانع، شیب متغیر فلوم از 3 تا 6/7 درصد در دبی های مختلف برنامه ریزی شد. در این مطالعه سه مدل فیزیکی شامل مدل با 30 عدد مانع از نوع سرریز w شکل نامتقارن با فاصله نسبی 6/0 (6/0=λ) و مدل با 15 عدد مانع با فاصله نسبی 2/1 و یک مدل با 10 عدد مانع با فاصله نسبی 8/1 برپا شد. نتایج حاصل از این آزمایش ها نشان می دهد با افزایش فاصله نسبی ضریب مانینگ و ضریب دارسی ویسباخ کاهش یافته است و همچنین با افزایش شیب نیز ضریب مانینگ و ضریب دارسی ویسباخ کاهش می یابد. بر اساس نتایج به دست آمده در شیب 3 درصد ضریب زبری مانینگ از0/065در فاصله نسبی0/6 به0/048 در فاصله نسبی 1/8 می رسد. همچنین جذر ضریب دارسی ویسباخ در شیب مشخص 3 درصد از 0/87 به 0/65 در فاصله نسبی1/8 می رسد.
    کلیدواژگان: بهبود عبور ماهی ها، کالورت مانع دار، سرریز w شکل نامتقارن، ضریب زبری مانینگ، ضریب اصطکاک مودی
  • ابوالفضل عرب زاده *، مهران مظفرجزی صفحات 467-478
    گاهی به دلیل مسائل معماری و محدودیت های موجود در پلان سازه، گشودگی هایی مانند در، پنجره و داکت های تاسیساتی در دیوار برشی بتن مسلح ایجاد گردیده که باعث تغییراتی در رفتار، سختی، ظرفیت باربری و مکانیزم شکست این نمونه ها می شوند. برای مدل سازی عددی و بررسی پارامترهای بیان شده، از نرم افزار ABAQUS6-13 استفاده شده و برای صحت سنجی و تحلیل حساسیت نتایج حاصل از این نرم افزار، یک نمونه آزمایشگاهی معتبر در این نرم افزار مدل سازی شده و خروجی حاصل با نتایج موجود مقایسه گردیده است. پس از صحت سنجی نرم افزار، پارامترهای موقعیت، مساحت گشودگی، تعداد ردیف گشودگی، ابعاد تیر همبند و میلگردگذاری قطری توسط مدل سازی عددی در نرم افزار بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که موقعیت گشودگی، پارامتری موثرتر در کاهش ظرفیت باربری نمونه نسبت به مساحت آن می باشد. در نمونه های با بیش از یک ردیف گشودگی، ایجاد نسبت دهانه کناری دیوار به دهانه ی میانی بزرگتر از0. 5 سبب شده تا با بیشینه شدن ناحیه تحت فشار و افزایش حداکثری ضریب همبستگی، دیوار به حداکثر ظرفیت باربری خود برسد. همچنین، با بررسی اثر جمعی پارامترهای بررسی شده در محدوده مدل سازی عددی نمونه ای با نسبت ارتفاع تیر همبند به ارتفاع طبقه 0. 52 ، استفاده از میلگرد قطری در تیر همبند و همچنین در ناحیه پای دیوار به عنوان پیشنهادی برای طراحی مناسب در مورد دیوارهای برشی بتن مسلح دارای گشودگی ارائه گردیده است.
    کلیدواژگان: دیوار برشی بتن مسلح، گشودگی، خسارت خمیری، پارامترهای موثر، ظرفیت باربری
  • حسین پهلوان، علی ناصری *، صالح رفیعی، هدی باقری صفحات 479-492
    پل ها به عنوان یکی از اصلی ترین و آسیب پذیرترین سازه ها در شریان های حیاتی هر کشور محسوب می شوند. تعداد زیادی از پل های عرشه جعبه ای بتن آرمه در دنیا دارای قوس در پلان و درزمیانی هستند که پل های قوسی چندقابی نامیده می شوند. وجود انحنا و درزمیانی در عرشه جعبه ای شکل پل های بتن آرمه باعث بروز رفتار دینامیکی پیچیده شده و میزان آسیب پذیری لرزه ای این گونه از پل ها در قیاس با پل های بدون قوس بیشتر خواهد بود. هدف این مقاله بررسی تاثیر اختلاف ارتفاع پایه های پل و تعداد دهانه در رفتار لرزه ای پل های قوسی شکل عرشه باکس بتن آرمه می باشد. بدین ترتیب، پنج پل با تعداد دهانه ها و ارتفاع پایه های متفاوت در نرم افزار Csi Bridge مدل سازی شدند. نتایج این پژوهش نشان داده است که افزایش ارتفاع ستون ها و کاهش تعداد دهانه ها سبب افزایش تغییر مکان نسبی پل و افزایش میزان آسیب پذیری پل ها می گردد. به طوری که حداکثر تغییر مکان نسبی در مدل چهار دهانه با ارتفاع های متفاوت 1. 25H-1. 5H-H و 1. 75H-2. 5H-H نسبت به مدل چهار دهانه پایه ها یکسان به ترتیب 3/11 و 31/33 درصد افزایش می یابد، که در مدل سه دهانه این مقدار به 33/81 درصد افزایش و در مدل پنج دهانه 38/40 درصد کاهش دریفت نسبت به مدل چهار دهانه مبنا می گردد.
    کلیدواژگان: پل قوسی بتنی، اختلاف ارتفاع پایه ها، تغییر مکان نسبی ستون ها، رفتار لرزه ای، آنالیز تاریخچه زمانی غیر خطی
  • امیر صمیمی *، احسان رحیمی، حمیدرضا امینی صفحات 493-502
    طی سال های اخیر حدود 90% تناژ جابجایی کالا در ایران از طریق جاده انجام گرفته است، و شیوه ی حمل ریلی کم اقبال بوده است. شیوه ی حمل ریلی از جهت میزان مصرف سوخت، آلودگی هوا و همچنین امنیت در بروز سانحه نسبت به شیوه جاده دارای مزایای قابل توجهی است. در این پژوهش سه سیاست تشویقی یا منع کننده برای سال پایه 1390 باهدف ترغیب به استفاده از شیوه ریلی براساس یک مدل لوجیت دوگانه مورد بررسی قرار می گیرد. این مدل دارای متغیرهای مهمی شامل هزینه، مسافت و دسترسی به شبکه ریلی است. سیاست های مورد تحلیل براساس مدل شامل: حذف یارانه گازوئیل، تخفیف در هزینه حمل ریلی و تکمیل خطوط ریلی در دست احداث می باشند. بر اساس تحلیل منابع کلان انرژی کشور میزان مصرف سوخت گازوئیل و تولید آلاینده های هوا به ازای هر تن کیلومتر در بخش جاده 9. 5 برابر ریل است. از طرفی هزینه تلفات جاده ای با عامل ناوگان باری به ازای هر تن کیلومتر عملکرد بیش از 80 برابر بخش ریلی بوده است. با استفاده از یک مدل انتخاب وسیله بین شیوه حمل بار در جاده و ریل برای چهار گروه کالای قابل رقابت بین ریل و جاده شامل کالاهای معدنی، فلزات خام، کالاهای ساختمانی و مواد نفتی و ارزش گذاری سیاست ها از جهت هزینه، می توان گفت ارائه تخفیف بیشتر دارای تاثیر بالایی بر تغییر شیوه حمل بوده و پس ازآن حذف یارانه اثرگذار است. همچنین به ازای هر تن کیلومتر تغییر شیوه حمل از جاده به ریل، به طور متوسط منفعت خالصی در حدود 3300 ریال مورد انتظار است.
    کلیدواژگان: حمل و نقل کالا، مدل انتخاب وسیله، هزینه سوخت، آلودگی هوا، تلفات جاده ای
  • علی خیرالدین، مرتضی دهقان، محمد کاظم شربتدار * صفحات 503-516
    تیرهای همبند ساخته شده از بتن های سیمانی مسلح الیافی توانمند از نسل های پیشرفته بتن های الیافی به شمار می آیند و جایگزین مناسبی برای تیرهای همبند بتنی معمولی می باشند. با استفاده از این مصالح علاوه بر افزایش شکل پذیری سازه و کاهش مقادیر آرماتورهای عرضی و قطری می توان به ظرفیت برشی بالاتری دست یافت. این مقاله به بررسی آزمایشگاهی تاثیر جایگزینی بتن الیافی توانمند (HPFRCC، High Performance Fiber Reinforcement Cementitious Composite) به جای بتن معمولی در تیر رابط دیوارهای برشی همبند بتنی می پردازد. نمونه اول با بتن معمولی و نمونه دوم از بتن الیافی توانمند طراحی و ساخته شده است. نتایج نشان داد که وجود الیاف باعث جلوگیری از افزایش عرض و پخش ترک ها در نمونه ساخته شده از بتن الیافی توانمند نسبت به نمونه بتن معمولی و افزایش میزان جذب انرژی نمونه ها و تاخیر در ایجاد گسیختگی شده و شکست برشی- کششی در نمونه بتن معمولی به شکست برشی- لغزشی در نمونه بتن الیافی تبدیل شد. همچنین، افزایش 117 % مقاومت برشی بتن و 60٪ جذب انرژی تیر همبند ساخته شده با بتن الیافی توانمند نسبت به نمونه مرجع از دیگر مزایای آن بوده است.
    کلیدواژگان: دیوار برشی همبند، تیر رابط، بتن مسلح، HPFRCC، جذب انرژی
  • علی مهندسی، محمدرضا اصفهانی *، امیرمحمد خواجه محمودآبادی صفحات 517-526
    هدف از این تحقیق بررسی ظرفیت برش دوطرفه در دال های بتن خودتراکم سبک و بتن سبک ساخته شده از سبکدانه لیکا و مقایسه آن-ها با بتن معمولی است. از آنجا که بیشتر ضوابط بیان شده در آیین نامه ها در مورد برش دوطرفه دال ها بر اساس اطلاعات تجربی به دست آمده از نمونه دال های بتن معمولی می باشد، بنابراین ضروری است که میزان دقت این روابط را برای دال های بتن خودتراکم سبک و بتن سبک مورد ارزیابی و بررسی قرارداد. در این پژوهش 9 نمونه دال مربعی با ابعاد 100*1000*1000 و 150*1000*1000 میلی متر ساخته شده است. پارامترهای متغیر در این دال ها نوع بتن، مقاومت بتن، درصد آرماتور کششی و ضخامت دال است. نمونه های فوق مورد آزمایش قرارگرفته و مقدار برش دوطرفه و تغییر مکان نهایی برای هر یک از آن ها اندازه گیری شده است. در این پژوهش نتایج آزمایش ها با روابط آیین نامه های ACI، ایران و BS-8110 مقایسه شده است. نتایج آزمایش ها نشان داد که در دال های بتن خودتراکم سبک و بتن سبک نیز همانند بتن معمولی با افزایش نسبت آرماتور خمشی ظرفیت برش دوطرفه افزایش و تغییر مکان نهایی کاهش می یابد که منجر به افزایش سختی دال می شود. همچنین در نمونه های آزمایشگاهی این پژوهش با %50 افزایش در ضخامت دال به طور میانگین ظرفیت برش دوطرفه %65 افزوده و تغییر مکان نهایی %26 کاهش یافت. نتایج آزمایش ها همچنین نشان داد که آیین نامه های ACI و ایران در محاسبه ظرفیت برش دوطرفه دارای محافظه کاری و پراکندگی زیادتری نسبت به آیین نامه BS-8110 میباشند. آیین نامه ایران با انحراف معیار 0/188 و آیین نامه BS با انحراف معیار 0/108 دارای بیشترین و کمترین انحراف معیار بودند.
    کلیدواژگان: بتن خودتراکم سبک، بتن سبک، دال تخت، سبکدانه لیکا، ظرفیت برش دوطرفه
  • مهدی پورشاء *، سپیده حاصلی صفحات 527-544
    به علت تاثیر قابل توجه زلزله ها بر ساختمان های واقع در مناطق نزدیک گسل، در این مطالعه سعی می شود که رفتار قاب های خمشی فولادی جداسازی شده ی پایه تحت اثر زلزله های حوزه نزدیک گسل با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی مورد بررسی قرار گیرد. بدین منظور 2 قاب خمشی فولادی با ارتفاع متوسط (9 و 12 طبقه) با استفاده از جداسازهای لاستیکی با هسته ی سربی (LRB) جداسازی می شوند. برای هر سازه سه نوع جداساز با سختی های مختلف، شامل جداسازهای سخت (H) ، جداسازهای متوسط (N) و جداسازهای نرم (S) در نظر گرفته می شود. به منظور انجام تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی از چهار گروه 7 تایی شتاب نگاشت استفاده می شود. یک گروه شامل 7 رکورد زلزله ی حوزه ی دور از گسل بوده و سه گروه دیگر، رکوردهای حوزه ی نزدیک گسل هستند که نماینده ی سه ویژگی مهم زلزله های نزدیک گسل شامل جهت پذیری رو به جلو (Forward Directivity) ، حرکت پرتابی (Fling-Step) ، و زلزله های نزدیک گسل فاقد پالس (No Pulse) می باشند. پاسخ های لرزه ای مختلف تحت اثر چهار گروه متفاوت زلزله بررسی می شود و اثر سختی جداساز و پریود پالس زلزله های نزدیک گسل روی پاسخ های لرزه ای مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد که تغییر سیستم جداسازی از نوع سخت به نوع متوسط و نرم (افزایش میرایی و زمان تناوب) باعث کاهش نیازهای لرزه ای می شود. همچنین قاب های با جداسازی نوع نرم (S) پاسخ تغییرمکان نسبی طبقات مناسب تری را به ازای مقادیر مختلف ارائه می دهند، اما حساسیت پاسخ قاب های جداسازی شده با جداساز نوع سخت به پریود پالس زلزله های نزدیک گسل بیشتر می باشد که عملکرد چنین قاب هایی را غیرقابل اطمینان می کند.
    کلیدواژگان: جداسازی پایه، زلزله های نزدیک گسل، اثر پرتابی، اثر جهت پذیری رو به جلو، رکوردهای دارای پالس
  • زهرا سپهوند، کیانوش بارانی بیرانوند * صفحات 545-552
    سالانه میلیون ها تن ضایعات به اشکال مختلف در معادن و کارخانجات سنگبری ایران تولید می شود. در اغلب موارد این ضایعات در طبیعت رها می شوند که مخاطرات زیست محیطی را به دنبال دارند. در این تحقیق ضایعات درشت و پودر پساب کارخانجات سنگبری با رزین ترکیب و اسلب های سنگ مصنوعی تولید شده است. نتایج نشان می دهد اسلب های تولیدی دارای مشخصات فیزیکی و شیمیایی مطابق با استانداردهای ملی ایران برای سنگ ساختمانی می باشند. با افزایش مقدار رزین در ترکیب سنگ، مقاومت خمشی و کششی افزایش و مقاومت فشاری ضریب جذب آب کاهش یافته است. اسلب های تولیدی از ضایعات سنگ گرانیت در مقایسه با اسلب های تولیدی از ضایعات سنگ مرمریت دارای مشخصات فیزیکی و مکانیکی بهتری هستند. در بهترین شرایط ،با هدف بیشترین مصرف ضایعات، با ترکیبی شامل 90 درصد ضایعات مرمریت و 10 درصد رزین اسلب های تولید شده است که دارای مقاومت فشاری 143 مگاپاسکال، مقاومت خمشی 21 مگاپاسکال، مقاومت کششی 25 مگاپاسکال، ضریب جذب آب 1 درصد و وزن مخصوص32/2 می باشند.
    کلیدواژگان: ضایعات سنگ تزئینی، سنگ مصنوعی، کارخانجات سنگبری، بازیابی ضایعات، محیط زیست
  • فاطمه سادات حسینیان، بهرام رضایی، سعید سلطانی محمدی * صفحات 553-560
    ارائه مدل های آسیای نیمه خودشکن برای پیش بینی کارآیی آن یکی از ابزارهای مفید برای طراحی بهتر مدار خردایش است. هرچند پیش از این مدل های آسیای نیمه خودشکن زیادی ارائه شده است ولی در اکثر آن ها پیش بینی کارآیی آسیا در مقیاس صنعتی انجام نشده است. توان کشی آسیای نیمه خودشکن تاثیر موثری بر کارآیی آسیا دارد؛ بنابراین در این مطالعه، مدل جدیدی بر اساس ترکیب شبکه عصبی مصنوعی شعاعی و مولفه های اصلی برای پیش بینی توان کشی آسیای نیمه خود شکن ارائه شده است. پارامترهای رطوبت بار اولیه، دبی بار اولیه، وزن بار داخل آسیا، درصد جامد بار اولیه، دبی آب ورودی و خروجی به آسیا و اندیس کار انتخاب و تاثیر آن بر توان کشی آسیا بررسی شد. نتایج نشان داد که مدل ترکیبی شبکه عصبی مصنوعی و مولفه های اصلی آموزش یافته با 8512/0 = R و 7115/65 = RMSE قابلیت استفاده برای پیش بینی توان کشی آسیای نیمه خود شکن در مقیاس صنعتی را دارد. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که تمامی پارامترهای ورودی به مدل تاثیر معناداری بر خروجی دارند.
    کلیدواژگان: آسیای نیمه خودشکن، توان کشی، شبکه عصبی مصنوعی، شبکه های پایه شعاعی، مولفه های اصلی
  • نادر شریعتمداری، امیر حسین صادقپور *، امیرحسین کرم داد، فرشاد دگمه چی صفحات 561-572
    تحقیق حاضر به منظور ارزیابی تاثیر مقاومت کششی قسمت الیاف بر مقاومت برشی پسماند جامد شهری برای زباله مرکز دفن کهریزک تهران انجام شده است. بررسی مقاومت برشی نمونه های پسماند از طریق آزمایش های سه محوری بزرگ مقیاس در حالت تحکیم شده – زهکشی نشده بر روی نمونه بازسازی شده زباله های تازه و سالخورده (9 ساله) در شرایط مرکز دفن، انجام گردید. تحلیل و مقایسه نتایج روی نمونه های بازسازی شده زباله با دانسیته 11 کیلو نیوتن بر متر مکعب در حالت بدون الیاف و دارای 12% وزنی الیاف پلاستیکی انجام گرفت. برای مطالعه الیاف از جنس های مختلف کیسه های پلاستیکی نازک با سه محدوده مقاومت کششی 7، 16 و 21 مگاپاسکال استفاده گردید که به صورت ورقه های با ابعاد 5/2*8 سانتی متر با نمونه ها مخلوط گردید. نتایج نشان می دهد که بخش الیاف یکی از عوامل اصلی تامین کننده مقاومت برشی زباله بوده و با افزایش مقاومت کششی الیاف، مقاومت برشی توده افزایش می یابد، به طوری که با افزایش حدود 200 درصدی مقاومت کششی بخش الیاف، تنش اضافی در نمونه ها تا بیش از 100 درصد افزایش نشان می دهد. وجود الیاف پلاستیکی در نمونه ها باعث کاهش چسبندگی (C) و افزایش زاویه اصطکاک داخلی (Φ) نمونه ها شده و تاثیر آن در افزایش مقاومت برشی نمونه های سالخورده بیش تر از نمونه های تازه مشاهده می گردد. علاوه بر مقاومت کششی، خاصیت کشسانی و میزان تغییر شکل های قبل از گسیختگی بخش الیاف در رفتار توده زباله تاثیر گذار است.
    کلیدواژگان: مقاومت برشی، زباله جامد شهری، آزمایش سه محوری، الیاف، سالخوردگی
  • علیرضا نگهدار *، بیژن زارعی صفحات 573-586
    خاک های مسئله دار خصوصیات ژئوتکنیکی نامطلوبی دارند و باید اصلاح یا جایگزین گردند؛ مانند خاک های تورمی، واگرا و خاک هایی که در زمان اشباع شدگی مقاومتشان کاهش می یابد. خاک های سیلتی و ماسه بادی علاوه بر خصوصیات فیزیکی نامناسب، در زمان اشباع شدگی مقاومت پایینی دارند و از این رو در رسته خاک های مسئله دار قرار می گیرند. تحقیقات نشان داده است که تثبیت این نوع خاک های مسئله دار با سیمان، نتیجه خوبی را ارائه داده است. در این مطالعه تغییرات مقاومت برشی دو نوع خاک ماسه بادی و خاک سیلتی اشباع به وسیله سیمان و مسلح کننده ای بی نظیر با نام نانولوله کربنی با مقاومت، مدول الاستیسیته و سختی بسیار بالا (حتی بالاتر از فولاد) و سایر ویژگی های منحصر به فرد، بررسی شده است. تحقیقات در مورد استفاده از این ماده در تثبیت شیمیایی خاک کمتر به چشم می خورد. نانولوله های کربنی همدیگر را به شدت جذب می کنند، برای استفاده حداکثر از خصوصیات بی نظیر آن ها، این مواد باید به وسیله انرژی فراصوتی (عامل مکانیکی) و سورفکتانت (عامل شیمیایی) از هم جدا شوند. از اهداف این تحقیق، بررسی تغییرات انرژی فراصوتی لازم برای جداسازی و همگن سازی محلول نانولوله بر مقاومت برشی خاک های مورد مطالعه است. از میان انرژی های انتخاب شده برای پراکندگی نانو ذرات انرژی 500 ژول بر میلی لیتر، بهترین نتیجه را ارائه داده است. همچنین مقدار بهینه سورفکتانت مورد استفاده 5/1 درصد برای خاک سیلتی و 1 درصد برای خاک ماسه ای به دست می آید. با افزودن 125/0 درصد نانولوله کربنی چند جداره (نسبت به وزن سیمان) ، مقاومت برشی خاک سیلتی و ماسه ای به ترتیب 7/19 درصد و 21 درصد افزایش داشته است.
    کلیدواژگان: خاک سیلتی، ماسه بادی، نانو لوله ی کربنی، تثبیت خاک، پارامتر های برشی خاک
  • علی لکی روحانی *، سعید فرخنده صفحات 587-596
    اگرچه شکست هیدرولیکی دارای کاربردهای فراوانی می باشد اما فشار شکست بدست آمده از پروسه شکست هیدرولیکی دارای اهمیت فراوانی است، از این جهت که این فشار به تنش های برجای محیطی ارتباط پیدا می کند. در شکست هیدرولیکی سیال در طی زمان، به درون یک گمانه تزریق می شود تا زمانیکه فشار آن به حدی برسد که در جدار گمانه شکست کششی رخ دهد. فشار سیال درون گمانه، در لحظه رخداد شکست را فشار شکست می گویند که معادل است با نقطه پیک بدست آمده از منحنی فشار- زمان. روابط ساده و کلاسیکی وجود دارد که فشار شکست را به تنش های برجای محیطی ارتباط می دهد و تخمین تنش های برجا از چالش های مهم در ژئومکانیک می باشد. در این مقاله به مدل سازی شکست هیدرولیکی با استفاده از شبکه تفاضل محدود پرداخته می شود. مدل سازی به صورت دوبعدی با فرض کرنش مسطح می باشد. هدف از مدل سازی بررسی بر روی پارامترهای موثر بر فشار شکست می باشد، پارامترهایی که در روابط کلاسیک وجود ندارند اما موثر بر فشار شکست هستند. پس از صحت سنجی مدل و مطابق با نتایج این مقاله فشار شکست نه تنها به تنش های برجا و مقاومت کششی سنگ ارتباط دارد، بلکه شعاع گمانه ای که در آن شکست انجام می شود و ترک های از قبل موجود در جدار گمانه پارامترهایی موثر در شکست هیدرولیکی و فشار شکست هستند. تغییرات شعاع گمانه در حالت تنش های برجای همسان، تاثیری بر فشار شکست ندارد، اما در حالت تنش های ناهمسان، افزایش شعاع گمانه موجب کاهش فشار شکست می شود و با افزایش تنش انحرافی (اختلاف بین تنش های برجا) ، نرخ کاهش فشار شکست نیز افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: شکست هیدرولیکی، تفاضل محدود، مدل سازی عددی، فشار شکست، تنش های برجا
  • سعید غفارپور جهرمی *، حمید زاهدی صفحات 597-606
    در این تحقیق، نتایج یک مطالعه در مقیاس آزمایشگاهی تشریح می شود که در آن تاثیر نانوآلومینیوم اکسید گاما بر مشخصات حجمی و مکانیکی نوعی خاک رس مسئله دار مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این تحقیق ابتدا تاثیر سیمان در اصلاح خاک مورد ارزیابی قرار می گیرد و در ادامه تاثیر توام سیمان و نانو آلومینیوم بر مشخصات خاک مورد کنکاش قرار می گیرد. بررسی این تاثیرات در دوره های عمل آوری 1روزه تا 28روزه انجام شده است. خصوصیات مورد ارزیابی در این تحقیق شامل حدود اتربرگ، مشخصات تراکمی، مقاومت فشاری تک محوری، نسبت باربری کالیفرنیا و درجه اسیدیته (pH) برای خاک اصلاح نشده، خاک اصلاح شده با مقادیر مختلف سیمان و خاک اصلاح شده با سیمان در درصدهای مختلف نانوآلومینیوم می باشد. همچنین به منظور کنترل و ارزیابی تاثیر مواد در مقیاس نانو از آنالیز SEM نیز استفاده شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که تاثیر نانو آلومینیوم در رفتار کوتاه مدت به منظور افزایش مقاومت و سرعت خودگیری بسیار محسوس است بطوریکه با افزودن 2%ماده نانو، مقاومت تک محوری نمونه ها در روز اول تا 20% در مقایسه با نمونه های متناظر افزایش می یابد. همچنین نتایج این تحقیق نشان می دهند با افزودن کمتر از 6% ماده نانو (بر حسب وزن سیمان) می توان مقاومت مکانیکی خاک را تا بیش از 35% افزایش داد و به دنبال آن بخش قابل توجهی از مصرف سیمان در اصلاح و بهسازی خاک را کاهش داد که نشان دهنده تاثیر اقتصادی ماده نانو و متعاقب آن کاهش مصرف انرژی و آلودگی های زیست محیطی می باشد.
    کلیدواژگان: رس، نانوآلومینیوم گاما، بهسازی، مشخصات مکانیکی، مشخصات حجمی
  • مجید قلهکی *، مریم موحدی نیا، امید رضایی فر صفحات 607-616
    دیوار برشی فولادی کامپوزیت یک سیستم نوین باربر جانبی و متشکل از یک ورق فولادی به همراه پوشش بتن مسلح است که این پوشش از یک سمت یا هر دو سمت توسط برش گیرهایی به ورق متصل شده است. در دیوار برشی فولادی کامپوزیت، پوشش بتنی مسلح با مهار کردن ورق فولادی و جلوگیری از کمانش آن باعث بالا رفتن ظرفیت برشی دیوار برشی فولادی تا حد تسلیم در برش داخل صفحه ی ورق به جای کشش در راستای میدان کششی می شود. در سیستم نوین دیوار برشی فولادی کامپوزیت، فاصله ای بین پوشش بتنی و تیرها و ستون های مرزی ایجاد می گردد. آزمایشات روی دیوار برشی فولادی کامپوزیت معمولی و نوین نشان از خرابی اندک سیستم نوین در مقایسه با سیستم معمولی دارد. در این مقاله به منظور محاسبه سختی دیوار برشی فولادی کامپوزیت، ورق فولادی، قاب و پوشش بتنی از یکدیگر تفکیک شده و با در نظر گرفتن اندرکنش بین آنها (CPFI) ، سختی دیوار برشی فولادی کامپوزیت محاسبه شده است. برای در نظر گرفتن اثر سختی بتن در سختی دیوار برشی فولادی کامپوزیت، فاصله بین پوشش بتنی و اعضای مرزی مورد بررسی قرار گرفته و به دنبال آن، دو رابطه برای محاسبه سختی دیوار برشی فولادی کامپوزیت پیشنهاد شده است. نتایج نشان می دهد استفاده از ورق فولادی با تنش تسلیم پایین دارای ضخامت معادل با ورق فولادی معمولی، موجب افزایش سختی دیوار برشی فولادی کامپوزیت خواهد شد. همچنین درگیر شدن پوشش بتنی با اعضای مرزی موجب افزایش مقدار سختی خواهد شد.
    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی، کامپوزیت، فولاد با تنش تسلیم پایین، سختی، رابطه تحلیلی
|
  • Abbas Yeganeh, Bakhtiary *, Seyed Mahmood Hamze Ziabari Pages 421-428
    Occurrence of extreme storm waves predisposes natural beaches to erosion. During occurrence of these storm waves, infragravity swash energy plays an important role in the amount of erosion created. The available formula for infragravity swash is only based on wave heights and wave length and its accuracy is low. Recently, model trees have been introduced as one of the new methods in the data mining approaches that give all possible relations between the involved parameters. In this paper, a new model based on hydrodynamic parameters including the surf similarity, momentum flux and non-dimensional characteristic velocity parameters is presented by using the M5′ and MARS model trees. To generate and evaluate models, totally of 579 field data available in literature is used. The results indicated that the developed MARS model improves the RMSE and R values by 42% and 26%, respectively, and the M5′ model improves these values by 16% and 12%, respectively, in respect to the most common empirical model. According to sensitivity analysis of MARS model and also results of M5′ model, the non-dimensional characteristic velocity parameter showed the most correlation and the surf similarity parameter showed the least correlation with infragravity swash motions. The performance of developed models is also compared with a numerical study implemented on Tizimin beaches in Mexico.
    Keywords: Natural beaches, Swash motions, Run, up, Model tree, Data Mining
  • Forough Alizadeh Sanami, Mojtaba Saneie *, Mohsen Masoodian Pages 429-440
    The present research Investigated discharge coefficient and energy loss flows of semi cylindrical wire- gate are observed. The experiments were conducted in rectangular flume with the length of 8m, width of 0.282m and height of 0.3m. in faculty of soil conservation and watershed management research institute laboratory, using physical models with diameters 70, 120 and 160 mm in height of the opening between zero until radius and differently discharging. The ratio of cylindrical structure diameter to channel width (D/B) was included range of 0.25 to 0.57 and the Froude number was conducted range of 0.012 to 0.55. The research findings have shown that in all angles alignment structure discharge coefficient and dimensionless parameter Hf/H (the ratio of energy loss to the water depth upstream) cases curvature of the upstream and curvature of the downstream respectively with increasing dimensionless parameter H/P increases and decreases. constant a (H / P), discharge coefficient and dimensionless parameter Hf / H when the curvature is upstream semi cylindrical wire-gate due to the gradual shrinkage of flow lines and thus decrease the input is less than the curvature is downstream structure.
    Keywords: discharge coefficient, less, semi cylindrical structures, hydraulics flow, weir, gate
  • Saeed Mohammadiun, Seyed Ali Akbar Salehi Neyshabouri *, Hamid Parhizkar, Hamed Vahabi Pages 441-452
    Open-channel junctions have a broad application in hydraulic engineering. Formations of a low pressure zone with recirculating flow at downstream edge of the junction (with high sedimentation potential) accompanied by a high-velocity zone (with high erosion potential) located at the opposite wall of junction are the most characteristic features of flow in junctions. Literature addressed a lot of numerical studies on evaluation of flow pattern in open-channel junctions and elimination of aforementioned problems using geometrical modifications, application of lateral channel separating wall, implementation of oblique angles of lateral channel, and so on. Using submerged vane to reduce amount of erosion as well as sedimentation potential, has comprehensively been assessed in the present paper. First, the numerical model was validated by previous studies. Second, a large number of numerical models have been performed to evaluate the effects of mentioned solution in open-channel junctions. Moreover, optimal ranges of different submerged vane’s parameters have been introduced. The results show a comprehensive reduction in sedimentation and erosion potential of open-channel junctions. For example, 89% reduction in length of separation zone has been detected in one of the proposed solution. In addition, the best performance of these vanes was observed in discharge ratio of 0.25. Moreover, applications of vane with height of more than 0.5h (h represents water depth) and/or angle of more than 40° are not suggested.
    Keywords: Open, Channel Junction, Submerged Vane, Numerical Solution, Sedimentation, Erosion
  • Javad Ahadiayn *, Zeinab Galedar Shoshtari, Seyed Mohsen Sajadi, Takavar Mohammadian Pages 453-466
    In recent years, the use of baffle sloped culvert as energy disspation, and fish passed fish has boomed. In this study, the W spillway asymmetrical shape as the barrier were used in open culvert. For apex angle of spillway 2 angleo of 30 and 60 degree in height of 10 cm and 15 cm from the bottom of fiume was considered. This study tests, done in a steep flume with the floor width of 25cm, which the W shaped spillway attached in about 5 meter from the flume with varriables, the distance between barriers, variable slope from 3 to 7.6 perecent in different discharge was scheduled. In this study three physical model in culverts models with 30 barriers of asymmetric W shape spillway with relative distance of 0.6 (λ=0.6) and a model with 15 barriers of relative distance 1.2 and a model with 10 barriers with relative distance of 1.8 was setup .The results of this tests shows that by increasing the relative distance of manning coefficient, Darcy- Weisbakh coefficient decreased and also by increasing the slope, manning and Darcy- Weisbakh coefficient decreasing. According to the result, in the slope 3% ,manning roughness coefficient from 0.065 in relative distsance of 0.6 reach to 0.048 in relative distance of 1.8, also squaread of Darcy- Weisbakh coefficient in slope of 3% in relative distance of 1.8 reach from 0.87 to 0.65.
    Keywords: improve the fish passage, baffle culvert, w spillway asymmetrical, maning coefficient, darcy weisbakh coefficient
  • Abolfazl Arabzadeh * Pages 467-478
    Due to architectural reasons and constraints on the plan structure, openings such as doors, windows, and Installations ducts have been created on the concrete shear wall. It causes some changes in behavior, stiffness, load capacity and failure mechanism of specimens. In this paper, ABAQUS software is used for finite element modeling and investigating on parameters. In order to verify the results of this software, a scaled six stories wall with two bands of openings are modeled in ABAQUS software and compared with experimental results. After verification, parameters of opening area and position, bands of opening coupling, beam dimensions and diagonal reinforcement are investigated by nonlinear finite element method.
    Results further confirm that if dimensions of opening do not change the failure mechanism of the wall, the opening position will be more effective than the opening area. In specimens with two bands of opening, making a ratio of lateral pier length to middle pier length more than 50%, increaseas effective compressive area and coefficient correlation and thus the sample has reached its maximum load capacity. The comparison of results also showed that a specimen with coupling beam height to height floor ratio of 0.52, the use of diagonal reinforcement on the coupling beam and putting up them in the base wall can be a suggestion for appropriate design of concrete shear wall with an opening.
    Keywords: Concrete Shear Wall, Opening, Damage Plasticity, Effective Parameters, Load Capacity
  • Hossein Pahlavan, Ali Naseri *, Saleh Rafiei, Hoda Baghery Pages 479-492
    Bridges are known to be one of the most vital and vulnerable components of any transportation system. A majority of highway bridges in the world have curved superstructure configurations and also have in-span hinges. The curvature and in-span hinges in multi-frame bridges lead to significant differences in bridge dynamic response during seismic excitations. This paper explores the seismic response of concrete curved bridges with regard to columns height difference and effects of the number of Spans. Five bridges have been studied including: a four-span bridge with equal column height (base model), two bridges with non-uniform columns, a three-span bridge and a five-span bridge. Nonlinear time history analysis are performed based on seven different records. The results show that increasing the height of columns and reducing the number of spans in the bridges with the equal column height lead to increase the peak of columns drifts and seismic vulnerability of bridges.
    Keywords: Concrete Curved Bridge, Columns Height Difference, Drift Columns, Seismic Response, Nonlinear Time History Analysis
  • Amir Samimi * Pages 493-502
    Transportation infrastructure imposes enormous costs, along with several negative consequences, on the governments. In the year 2010, 90 percent of ton-kilometer transported freight in Iran was moved by truck, while its associated externalities are almost 9.5 times the rails’. Net benefits were computed as the difference between system benefits and scenario costs for each scenario. Then, net benefits are compared in 9 scenarios. Accordingly, allowing discounts had the greatest impact on changing the transportation mode, and removing the subsidies led to substantial profit. Air pollution response of these scenarios were studied, results suggest that in the compound scenarios, the profit from reducing air pollution starts from half the income of road commodity movement and arrives up to 1.5 of this income. Also the scenario with 30% removal of subsidy, 45% of rail discount can be pointed out for further reducing air pollution, and earning a final profit, 1.2 times the sum of the country’s transportation income from the rail and road sectors. Finally, expected benefit of each shifted ton-kilometer from truck to rail is 3300 rials. As argued above, initial studies indicate the existence of potential profit in modal shift from truck to rail, and more comprehensive studies can pursue improved functional applications.
    Keywords: Freight transportation, Mode Choice, road accidents, Air pollution, sustainable developement
  • Morteza Dehghan, Mohammad Kazem Sharbatdar * Pages 503-516
    Coupling beams made of high performance fiber reinforced cementinous composite (HPFRCC) are capable alternative compared to traditional concrete and resulting to increasing capacity and ductility and energy dissipation and also reducing the congested amount of longitudinal and transverse and diagonal reinforcement. This article investigate the influence of HPFRCC replacement with normal concrete in coupled shear wall with connecting beam. The first specimen of coupling beams designed and made with normal concrete and second specimen of coupling beams designed and made with HPFRCC and tested under cyclic loading. The results indicated that HPFRCC increased tensile capacity of concrete, prevented the increasing the crack widths, increased absorbed energy and rigidity compared to plain concrete specimen and shear-tensile failure was changed to shear-slippage failure and that the amount of shear strength for HPFRCC coupling beams were 117 percent than normal concrete and the use of fibers increased the energy absorption about 60 percent.
    Keywords: Coupling shear wall, Link beam, Reinforced Concrete, HPFRCC, Energy absorption
  • Ali Mohandesi, Mohammadreza Esfahani *, Amir Mohammad Khaje Mahmood Abadi Pages 517-526
    In this research, the punching shear strength of flat plate lightweight self-consolidating concrete and lightweight concrete slabs is studied. The experimental work consisted of 9 rectangular slab specimens with either 100 or 150 mm depth, 1000 mm length and 1000 mm width. The type of concrete, Strength of concrete and reinforcement varied in different tests. The slab dimensions and the area of reinforcing bars in slabs have been carefully designed so that the slabs failed due to punching shear. In a test, load and displacement were measured using a data acquisition system. Using the results, the behavior of slabs, cracking pattern and the slab stiffness were studied. The experimental results have been compared with the provisions of different codes. The comparison shows that the BS-8110 code estimates the punching shear of lightweight slabs most accurately. The slabs made by leca lightweight aggregates can be used in structures providing that they have a good mix concrete design.
    Keywords: Lightweight self, consolidating concrete, lightweight concrete, flat slabs, leca lightweight aggregate, punching shear strength
  • Mehdi Poursha * Pages 527-544
    This paper attempts to investigate the seismic behavior of base-isolated building frames under the effect of near-field ground motions using the nonlinear time history analyses (NLTHAs). Two steel moment-resisting medium-rise frames including 9 and 12-story ones are isolated using lead-rubber base isolation system considering three levels of stiffness i.e. Hard (H), Normal (N) and Soft (S) isolators. Nonlinear time history analyses (NLTHAs) were conducted using different sets of near-field ground motions with forward directivity, fling step and no pulse characteristics. Also, for the purpose of comparison, the NLTHA was carried out using a set of far-field ground motion records. The effect of isolator stiffness under different types of ground motions as well as the effect of pulse period on the seismic responses is scrutinized. The results show that the change in the stiffness of isolation system from hard type to soft and moderate types reduces the seismic demands of the structure. Also, the story drifts of base-isolated building frames with soft isolator are smaller than those with hard and moderate types for different values of pulse period, Tp. On the other hand, the sensitivity of the responses in the case of base-isolated building frames with hard isolators to pulse period is large.
    Keywords: Base Isolation, Near, Fault Earthquakes, Fling, Step Effect, Forward, Directivity Effect, No Pulse
  • Zahra Sepahvand, Kianoush Barani * Pages 545-552
    Million tons of waste is produced annually in mining and processing of dimension stone in Iran. In most cases, the waste is released in nature that would cause environment hazards. In this work, artificial stone slabs were manufactured by combination of coarse waste and sludge powder of stone cutting factories. The results show, the manufactured stone slabs have physical and mechanical specifications according to Iranian national standards for building stone. With increasing the amount of resin in the composition, the flexural and tensile strength were increased and the compressive strength and water absorption coefficient were decreased. The slabs produced from granite waste compare to the slabs produced from marble waste had better physical and mechanical specifications. At the optimum condition, with the aim of using more waste, with a composition of 90% marble waste and 10% resin, artificial stone slabs were produced which have compressive strength 143 MPa, flexural strength 21MPa, tensile strength 25 MPa, water absorption coefficient 1% and density 2.32 g/cm3.
    Keywords: WASTE DIMENSION STONE, ARTIFICIAL STONE, STONE CUTTING FACTORIES, WASTE RECYCLING, ENVIRONMENT
  • Fatemeh Sadat Hoseinian, Bahram Rezai, Saeed Soltani, Mohammadi * Pages 553-560
    Providing of semi-autogenous (SAG) mill models for prediction of its effectiveness is one of the most useful tools for better design of grinding circuit. Many SAG mill models have been presented in the literature, but in most of them have not been predicted the mill performance in industrial scale. Semi-autogenous mill power has an effective impact on the mill performance. So in this study, a new model based on combination of radial artificial neural network and principal component is presented to predict semi-autogenous mill power. The feed moisture, mass flowrate, mill load cell weight, SAG mill solid percent, inlet and outlet water to the SAG mill and work index selected as input variables and evaluated the effect of them on the mill power. The results showed that the trained hybrid model of artificial neural network and principal component with R=0.8512 and RMSE= 65.7115 can be used to predict the semi-autogenous mill power in industrial scale. The sensitivity analysis results showed that all model input parameters had a significant effect on the output.
    Keywords: Semi, autogenous mill, mill power, radial artificial neural network, Radial bases function, principal component
  • Nader Shariatmadari, Amir Hossein Sadeghpour *, Amir Hossein Karam Dad, Farshad Dogmehchi Pages 561-572
    This study concentrates on effect of tensile strength of fibers on shear strength of municipal solid wastes in Kahrizak landfill. These studies consisted of large scale triaxial tests in consolidated – undrained state on the new and aged (9 years aged) solid wastes in Kahrizak landfill. At first, strength properties of samples in existing condition were determined, then in order to investigate the effect of fibers on shear strength of waste, plastic fibers with 3 different tensile strengths (7, 16 and 21 MPa) with different weight contents (%12) were added. The results showed that waste’s fibers are one of the main providers for waste mass strength and with increase in tensile strength of fibers, the effect of this part in shear strength of landfill will increase, for example, with 200 percent increase of tensile strength in fibers, excessive stress will increase more than 100 percent. Application of plastic fibers in samples will lead to decrease of adhesion and increase of internal friction angle of samples. Also, other than the tensile strength, elasticity and deformations of fibers before the failure have an influence on the behavior of solid waste mass.
    Keywords: Municipal solid waste, Triaxial Test, Fiber, aging, Shear Strength
  • Alireza Negahdar *, Bijan Zareei Pages 573-586
    Problematic soils are those that make the construction of foundations extremely difficult. Some problematic soils loss their strength, at saturated conditions. As silty soil and quicksands have low strength at saturated condition, it seems that stabilizing of these soils is necessary. In literature, stabilizing these soils by cement is more effective. On the other hand, by developments in nanotechnology within last three decades, researchers discovered a material with unique properties, named as carbon nanotube. The carbon nanotubes has very high strength even higher than steel, high elastic module and toughness and other unique properties. Within last three decades, many studies are concerned about applying this material in cement composites, but only we can find a few works related to use this material in soil stabilization. Since carbon nanotube attract each other, we should separate nanotube particles. In this study, different values of ultrasonic energy and polycarboxilate based super plasticizer solution was used to overcome carbon nanotubes agglomeration problem. As it is not possible to use carbon nanotubes in dry state, to investigating the effect of carbon nanotubes on the soils, the aqueous solution of carbon nanotube was added to the soil, using wet mix method. The samples were cured in water for 7 days. After performing direct shear test the shear strength and its parameters were evaluated.
    Keywords: Silty soil, quicksand, Carbon nanotube, Soil stabilization, shear strength parameters
  • Ali Lakirouhani * Pages 587-596
    Although hydraulic fracturing has many applications, but breakdown pressure from hydraulic fracturing process is very important, since this pressure is related to the in situ stresses. In hydraulic fracturing fluid over time, injected into a borehole until it reaches to the limit such that tensile fractures occur in the wellbore wall. At the moment of occurrence of fracture, fluid pressure within the wellbore, said the breakdown pressure that is equivalent to the peak point of the pressure-time curve. There are simple and classic relations that related breakdown pressure to the in situ stresses. Estimation of in-situ stresses is a major challenge in Geomechanic. In this paper, the finite difference modeling of hydraulic fracturing will be discussed. Modeling is base on two-dimensional plane strain assumptions. The purpose of the modeling is to study on parameters affecting the breakdown pressure, parameters that do not exist in the classical relations but affect the breakdown pressure. After validation of the model and in accordance with the results of this paper breakdown pressure not only is related to the in-situ stresses and rock tensile strength but also wellbore radius and pre-existing cracks in the wall of the wellbore are parameters that involved in hydraulic fracturing and breakdown pressure. For isotropic in situ stresses variation of wellbore radius dont effect on the breakdown pressure but for non-isotropic in situ stresses with increasing wellbore radius breakdown pressure decreases and with increasing deviatoric stresses (difference between in situ stresses), the rate of breakdown pressure reduction increases.
    Keywords: Hydraulic Fracturing, Finite Difference Method, Numerical modeling, Breakdown Pressure, In situ stresses
  • Saeed Ghaffarpour Jahromi *, Hamid Zahedi Pages 597-606
    In this paper the effect of nanoparticles of silica and aluminum oxide gamma on geotechnical properties of clay have been evaluated with experimental study. Nanoparticles are described as materials three dimensions lower than 100 nm. For this purpose, the nanoparticles with of different percentages was added to combine of soil-cement and then geotechnical parameters before and after adding the nanoparticles has been founded. in this research mechanical and physical tests such as Atterberg Limits, Proctor compaction test, unconfined compressive strength, CBR and pH was investigated and optimum nanoparticles was obtained. The results showed that liquid limit and plasticity limit composition of the soil - cement with the addition of nanoparticles was increased, thus leading to increased plasticity index. Furthermore, the Proctor compaction test results showed that an increase in the nanoparticles resulted decrease in the optimum moisture content and an increase in the maximum drying density. The results of unconfined compressive strength and CBR tests showed that adding nanoparticles even slightly improved mechanical properties combined soil-cement the desired results in geotechnical engineering for the implementation of development projects. The results of this research also show that failure strain of specimens by adding cement and cement-nano have been reduced however strain failure can increase with time of production. The images prepared by the FESEM of the impact of nanoparticles on the composition of the soil-cement, also confirmed this. Using the information obtained from this research is clear that nanoparticles can be the perfect choice to remediation of problematic soils.
    Keywords: Soil, Stabilization, Nano, Material, Volumetric Properties
  • Majid Gholhaki * Pages 607-616
    Composite steel shear wall is an innovative lateral load-carrying system and consists of a steel plate with reinforced concrete cover in which the cover has been attached to its one side or both sides by shear connectors.
    In composite steel shear wall, reinforced concrete cover causes to increase shear capacity of steel shear wall up to in-plane shear yield limit rather than tension along the diagonal tensile field by anchoring steel plate and preventing its buckling
    In innovative composite steel shear wall system, a gap is created between concrete cover and boundary beams and columns. Tests on traditional and innovative composite steel shear wall show a slight failure in innovative system compared to traditional system.
    In this paper, steel plate, concrete cover and frame were separated to calculate the stiffness of composite steel shear wall by their interaction (CPFI).
    To evaluate the effect of concrete stiffness on composite steel shear wall stiffness, the gap between concrete cover and boundary members has been discussed, and then two relationships have been proposed to calculate the stiffness of composite steel shear wall.
    The results show that the use of low yield stress steel plate with equivalent thickness to traditional steel plate will increase approximately 25% stiffness in composite steel shear wall. Also, concrete cover involvement in boundary members will increase the stiffness about 10%.
    Keywords: composite, steel shear wall, low yield stress steel, stiffness, analytical