فهرست مطالب

مهندسی عمران و محیط زیست امیرکبیر - سال پنجاهم شماره 5 (آذر و دی 1397)
  • سال پنجاهم شماره 5 (آذر و دی 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/10/15
  • تعداد عناوین: 17
|
  • نگین بینش، محمدحسین نیک سخن* ، امین سارنگ صفحات 815-825
    از جمله اثرات پدیده تغییر اقلیم، تغییر در رژیم هیدرولوژی و افزایش احتمال مواجهه با رخدادهای حداکثر می باشد. مقاله حاضر به بررسی رژیم (شدت و فراوانی) بارش و رواناب حداکثری تحت اثر تغییر اقلیم در حوضه سیل برگردان غرب تهران می پردازد و تغییرات رخ داده در دوره بازگشت های بارش و رواناب حدی حوضه را در دوره آینده (2080تا) 2090با دوره پایه (1999تا) 2000مقایسه می کند. بدین منظور خروجی مدل اقلیمی MRI-CGCM2. 3. 2aتحت سناریوی انتشار A1Bبه صورت نقطه ای (در مقیاس ایستگاهی) برداشت گردید و از روش عامل تغییر نیز جهت ریزمقیاس سازی و تولید سری زمانی بارش روزانه حوضه استفاده شد. سپس با استخراج داده های حداکثر بارش روزانه، مقدار بارش یک ساعته حوضه با دوره بازگشت 10سال محاسبه و از آنجا منحنی شدت - مدت - فراوانی بارش حوضه برای دوره پایه و نیز دوره آتی مورد بررسی حاصل گردید. در مرحله بعد مقادیر روزانه بارش به مدل بارش-رواناب SWMM وارد و سری زمانی روزانه رواناب خروجی از حوضه تولید شد. در انتها با استخراج توابع چگالی احتمال دبی حداکثر، به تحلیل تغییرات رژیم رواناب حوضه در دوره آتی نسبت به دوره پایه پرداخته شد. نتایج نشان می دهد که شدت بارش های حدی در دوره زمانی آینده نسبت به دوره پایه اندکی کاهش می یابد. به علاوه نتایج نشان از افزایش دبی رواناب حوضه در افق 2090نسبت به دوره پایه دارد. با حرکت به سمت آینده، با افزایش فراوانی و احتمال رخداد یک مقدار مشخص از دبی رواناب در حوضه مواجه هستیم و برای یک دوره بازگشت مشخص نیز شدت جریان سیل شهری افزایش پیدا می کند. بنابراین به کارگیری اقداماتی جهت تطبیق با اثرات پدیده تغییر اقلیم در این حوضه ضروری به نظر می رسد.
    کلیدواژگان: بارش حدی، دوره بازگشت، سیل شهری، تغییر اقلیم، بارش
  • نازنین شاه کرمی* ، احسان مقدسی صفحات 827-834
    در اثر عبور و برخورد جریان با پوشش گیاهی، در بالادست گیاه ناحیه پرفشار و در پایین دست ناحیه کم فشار تشکیل می گردد. وجود این اختلاف فشار، موجب جدایی لایه ی مرزی و به دنبال آن تشکیل گردابه در پایین دست پوشش گیاهی می شود. با برابر شدن فرکانس انتشار ورتکس از پوشش گیاهی و فرکانس طبیعی مجرا، موج و نوسان سطحی ایستا در جهت عمود بر مسیر اصلی جریان تشکیل خواهد شد. در مجاری طبیعی در قسمت هایی که سرعت جریان کم است، احتمال رشد گیاهان زیاد است، بدین ترتیب همیشه جریانی آزاد در کنار جریانی که از میان گیاهان می گذرد وجود خواهد داشت. در تحقیق حاضر به مقایسه ی خصوصیات نوسانات سطحی و عرضی جریان ناشی از پوشش گیاهی (موانع صلب) در حالت های مختلفی که موانع درصدهای متفاوتی از عرض مجرا را پوشانده اند، پرداخته شده است. در این پژوهش 378آزمایش در یک کانال مستطیلی به طول 9متر و عرض 50سانتیمتر انجام شد. دبی جریان در آزمایش ها بین 5تا 15لیتر بر ثانیه متغیر بود. بررسی ها نشان داد که با افزایش درصد عرض پوشیده شده از موانع، نوسانات عرضی در عمق های بزرگتر تشکیل می گردد که دارای دامنه ی نوسان بزرگتری نیز هستند. همچنین در یک عمق جریان ثابت با افزایش درصد عرض پوشیده شده از موانع، دامنه ی نوسان افزایش پیدا نمود. در نهایت با استفاده از آنالیز ابعادی و تحلیل آماری، روابطی جهت پیش بینی دامنه ی نسبی نوسانات عرضی با دخالت درصد عرض پوشیده شده از موانع استخراج شد؛ همچنین صحت روابط پیشنهادی با داده های آزمایشگاهی مورد تایید قرار گرفت.
    کلیدواژگان: جریان در کانال روباز، پوشش گیاهی صلب، انتشار ورتکس، نوسانات عرضی، خصوصیات نوسانات سطحی
  • علیرضا نگهدار* ، محمدرضا شعبانیان، مینو نیک قلب پور صفحات 835-843
    ویژگی های مطلوب فیزیکی و رفتاری خاک های رسی، موجب استفادهی گسترده از آنها در مراکز دفن مهندسی زباله شده است. خاک های رسی به دلیل ساختار خاص کانی خود قادرند با مواد موجود در آلاینده ها در اندرکنش قرارگرفته و تمام یا قسمتی از مواد خطرناک موجود در شیرابه ی نشت یافته در خود را جذب نمایند. مطالعات پیشین نشان دهنده آن است که تغییر در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مایع منفذی در خاک، بسته به نوع کانی های تشکیل دهنده خاک های رسی و ساختار خاک، به میزان محسوسی بر مشخصات مهندسی خاک ازجمله پارامترهای برشی، میزان تورم و درصد جذب آب تاثیرگذار است. هدف تحقیق حاضر، مطالعه تاثیر حضور آلاینده های فلز سنگین بر برخی پارامترهای مقاومتی و ژئوتکنیکی خاک های رسی ماسه دار است. برای این منظور پس از آماده سازی نمونه ها، آزمایش های جذب، برش مستقیم و تعیین حد روانی بر روی نمونه هایی که در معرض آلایندههای فلز سنگین سرب و روی قرارگرفته بودند، انجام شد. نتایج نشان دهنده ی آن است که در سه نوع خاک موردمطالعه (نمونه های مخلوط کائولینیت-ماسه با درصدهای مختلف ماسه) با افزایش غلظت هر دو آلاینده چسبندگی خاک کاهش یافته است. به گونه ای که با افزایش غلظت هر دو آلاینده ی فلز سنگین تا 25سانتیمول بر کیلوگرم خاک، چسبندگی نمونه های حاوی %90و %60کائولینیت در حضور آلاینده ی روی به ترتیب %20و %23و در حضور آلاینده ی سرب به ترتیب به میزان %42و %51کاهش یافته است. درحالیکه زاویه اصطکاک داخلی نمونه ها تحت تاثیر حضور آلاینده های فلز سنگین نبوده است.
    کلیدواژگان: خاک رسی ماسه دار، آلاینده فلز سنگین، چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی، حدود اتربرگ
  • غلامرضا قدرتی امیری*، حامد رجایی لک، الهام رجبی صفحات 845-853
    امروزه اکثر ارزیابی های خطر لرزهای تنها با در نظر گرفتن خطر ناشی از لرزه اصلی صورت می گیرد. در حالی که اغلب پس لرزه هایی که پس از لرزه اصلی رخ می دهند به قدری قوی می باشند که قابلیت ایجاد خسارات فاجعه انگیز در سازه و همچنین مرگ ساکنین را دارند. در مقاله حاضر تاثیر پدیده توالی لرزهای بر قاب های خمشی دیوار برشی بررسی و نتایج حاصل از تحلیل این قاب ها با قاب های خمشی مقایسه شده است. در این راستا سه قاب 7 ،4و 10 طبقه که نماینده ای از سازه های با ارتفاع کم، متوسط و زیاد می باشند، در محیط نرمافزاری OpenSessمدل سازی و تحت تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی قرار گرفته اند. سناریوهای لرزهای مورد استفاده شامل زمین لرزه های متوالی بحرانی ثبت شده می باشند که بر اساس نسبت حداکثر شتاب (PGA) زلزله متوالی به PGAلرزه نخست دسته بندی شده اند. به منظور بررسی اثر توالی لرزهای بر پاسخ سازه ها پارامترهای بیشینه نیاز شکل پذیری، جابجایی نسبی بین طبقات و تغییر شکل برشی دیوارها در نظر گرفته شده است. نتایج حاکی از آن است که زمین لرزه های با نسبت PGAحالت متوالی به لرزه نخست تا مقدار 0/46تاثیر قابل ملاحظه ای بر پاسخ قاب ها ندارند. به ازای مقادیر بالاتر، با افزایش این نسبت، اثر پدیده توالی لرزهای بر پاسخ قابها افزایش می یابد. همچنین تاثیر این پدیده بر قاب های خمشی با دیوار برشی بیشتر از قابهای خمشی می باشد. از طرفی اثر توالی لرزهای بر برخی پاسخ های سازه از قبیل جابجایی نسبی طبقه و نیاز شکل پذیری با افزایش تعداد طبقات در هر دو نوع سیستم سازهای کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: پدیده توالی لرزه ‏ای، قاب خمشی، دیوار برشی، تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی، نیاز شکل پذیری
  • مرتضی دهقان منشادی، شهریار ناطق، علی خجسته* ، محمد رحیمیان صفحات 855-864
    ایجاد و گسترش ترک در جامدات یکی از عوامل مهم کاهش مقاومت سازه ها می باشد، بنابراین چگونگی رفتار ترک در محیط های مختلف از اهمیت ویژهای برخوردار می باشد. از آن جا که ترک می تواند در معرض مودهای مختلف شکست قرار گیرد، بررسی ترک تحت بارگذاری های مختلف کمک شایانی به پیش بینی رفتار محیط های دارای ترک می کند. این پژوهش حل تحلیلی اندرکنش ترک حلقوی مسطح با محیط بینهایت ایزوتروپ جانبی به گونه ای که ترک در معرض مودهای مختلف شکست (بازشدگی، برشی و پارگی) می باشد را مورد مطالعه قرار داده است. در هر مود با نوشتن شرایط مرزی حاکم بر مساله و جایگذاری آنها در معادلات حاکم بر محیط، شرایط مرزی به معادلات انتگرالی سه گانه تبدیل می گردند. در ادامه با استفاده از تبدیل های هنکل و ابل، معادلات انتگرالی سه گانه به معادلات فردهلم نوع دوم کاهش پیدا می کنند که به علت پیچیدگی دارای جواب تحلیلی نمی باشند. در نتیجه معادلات با به کارگیری روش عددی مناسب حل گردیدند و ضرایب شدت تنش نوک داخلی و خارجی ترک بر حسب نوع بارگذاری (خطی و یکنواخت) و نسبت شعاع داخلی به شعاع خارجی ترک حلقوی با دقت مناسب به دست آورده شدند. همچنین ضرایب شدت تنش برای حالت های خاص ترک سکه ای شکل و ترک خارجی به صورت تحلیلی محاسبه گردیدند که همخوانی نتایج با مطالعه های پیشین صحت روش حل را نشان می دهد. نتایج به دست آمده گویای آن است که ضرایب شدت تنش در هر سه مود شکست مستقل از خواص ماده تشکیل دهنده محیط می باشند به گونه ای که این ضرایب فقط با تغییر در بارگذاری وارد بر محیط تغییر می کنند. همچنین جهت رشد ترک حلقوی نیز وابسته به نوع بارگذاری می باشد.
    کلیدواژگان: ایزوتروپ جانبی، ترک حلقوی، ضریب شدت تنش، معادله فردهلم، مود شکست
  • غلام حسین حامدی * صفحات 865-876
    یکی از خرابی های متداول در مخلوط های آسفالتی ناشی از تاثیر تخریبی رطوبت بر پیوستگی قیر و چسبندگی قیر-سنگدانه می باشد که خرابی رطوبتی نام دارد. روش های مختلفی برای بهبود چسبندگی و کاهش حساسیت رطوبتی وجود دارد که یکی از متداولترین آنها اصلاح قیر با مواد مناسب می باشد. در این پژوهش، به بررسی تاثیر استفاده از مواد پلیمری به عنوان اصلاح کننده قیر در کاهش خرابی رطوبتی مخلوط آسفالت گرم پرداخته می شود. آزمایش بارگذاری تکراری در شرایط خشک و مرطوب به همراه پارامترهای ترمودینامیک بر اساس اندازه گیری اجزای انرژی آزاد سطحی قیرها و سنگدانه ها بر اساس روش های صفحه ویلهلمی و روش جذب همگانی برای بررسی تاثیر مواد پلیمری استفاده شده اند. نتایج به دست آمده در این پژوهش نشان می دهد که استفاده از پلیمر SBR)Styrene-Butadiene Rubber ) باعث شده است تا نسبت مدول مرطوب به خشک مخلوط های آسفالتی که مقاومت آنها را در برابر خرابی رطوبتی نشان می دهد، در همه نمونه ها به ویژه در نمونه های ساخته شده با سنگدانه های گرانیتی بهبود یابد. همچنین، پلیمر SBRباعث افزایش در انرژی آزاد پیوستگی و کاهش در انرژی آزادشده سیستم در رخداد عریان شدگی شده است که بیانگر کاهش تمایل سیستم برای عریان شدگی است. شاخص حساسیت رطوبتی، که درصد سطح سنگدانه های در معرض رطوبت است، بر اساس اندازه گیری اجزای انرژی آزاد سطحی قیر و سنگدانه و مدول مخلوط آسفالتی در سیکل های بارگذاری به دست آمده است. نتایج این شاخص نیز نتایج مشابهی با نسبت مدول خشک به مرطوب را نشان می دهد. نتایج این شاخص نشان می دهد که SBRباعث کاهش قابل توجه در درصد عریان شدگی در نمونه های مخلوط آسفالتی کنترل شده است.
    کلیدواژگان: مخلوط های آسفالتی، خرابی رطوبتی، بارگذاری تکراری، انرژی آزاد سطحی، پلیمر
  • معصومه قربانی، بهرام رضایی * صفحات 877-885
    سنگ جوری به عنوان یک مرحله موثر در فرآیند فرآوری کرومیت مطرح است و نتایج محدودی در این زمینه گزارش شده است. با به کارگیری این روش، صرفه جویی قابل توجهی در انرژی و افزایش تولید در مرحله خردایش صورت می گیرد. سنگ جوری در سه مرحله ورودی به سنگ شکن اولیه، خروجی از سنگشکن اولیه و ورودی به جدایش ثقلی انجام می گیرد که مرحله خروجی سنگ شکن اولیه نتایج مطلوب تری به دنبال داشته است. در این تحقیق، برای جداسازی کرومیت با دستگاه سنگ جوری طراحی شده، شناسایی و خواص سنجی کرومیت انجام شده است. ابتدا کانی ها توسط اسکنر سه بعدی تصویربرداری شده و پس از ایجاد ابر نقاط، حجم به دست می آید و بر اساس آن قطر معادل قطعه سنگ تعیین می شود. سپس قطعات بر روی نوار نقاله دستگاه ساخته شده قرار گرفته و توسط حسگر لودسل، جرم هر کانی روی نوار نقاله در حال حرکت اندازه گیری می شود و جرم مخصوص کانی را مشخص می سازد. در نهایت با توجه به ابعاد و شروط مشخص شده، از مدل مربوط به هر فراکسیون مقدار عیار قطعه سنگ مشخص شده و بر اساس حد مشخص شده برای عیار، به کنسانتره یا باطله هدایت می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که کرومیت منطقه سبزوار با عیار 26/16درصد و کانی های مزاحم همراه پس از ورود به دستگاه سنگ جوری طراحی شده، کنسانتره اولیهای معادل کرومیت 33/11درصد و بازیابی 83/92درصد تولید می کند.
    کلیدواژگان: سنگ جوری، جدایش فیزیکی، کرومیت، کارایی جدایش، DX10
  • محمد جلیل زاده افشاری* ، علی خیرالدین صفحات 887-905
    کوتاه شدگی تجمعی ستون ها در آنالیزهای یک مرحله ای متداول سازه، مهمترین شاخصه ای است که غفلت از رفتار واقعی ستون ها، که تنها با اعمال مرحله ای بارهای ثقلی و لحاظ کرنش های غیر الاستیک دراز مدت بتن حاصل می شود، درپی خواهد داشت. از این رو، توجه به تطابق طراحی سازه های بلند بتن آرمه و مراحل عملی اجرا، از طریق آنالیز غیر خطی مرحلهای با در نظر گرفتن رفتار دراز مدت بتن، همواره در سالهای اخیر مورد توصیه اکید پژوهشگران بوده امشخصات تا بدین وسیله از اثرات نا مطلوب سازهای احتمالی مانند اضافه لنگرهای اعمالی به اعضای افقی ناشی از تغییر شکل های محوری متفاوت اعضای مجاور و گسترش ترک در اعضای غیر سازهای در پانل های با نشستهای ثقلی نا همگون و عدم استفاده از ظرفیت در نظر گرفته شده در طراحی اعضای سازه جلوگیری شود. در این مقاله با انجام مدل سازی و آنالیزهای غیرخطی مرحله ای گسترده بر روی سازه هایی با مشخصات هندسی مختلف، روابط تجربی بسیار ساده جهت تخمین کوتاه شدگی ستون ها ناشی از خزش، آبرفتگی و تغییرات زمانی مدول الاستیسیته بتن، به گونه ای که مستقل از پارامترهای مرسوم روش CEB-FIPدر تخمین کرنش های محوری مذکور باشد، ارائه شده است. نتایج حاصل از صحت سنجی روابط پیشنهادی نشان از انطباق بسیار مطلوب تمامی روابط پیشنهادی تا 30طبقه و نیز صحت رابطه پیشنهادی آبرفتگی حتی برای سازه های قابی بلندتر از محدوده مورد بررسی تحقیق حاضر دارد.
    کلیدواژگان: آنالیز غیرخطی مرحله ای، آنالیز متداول، کوتاه شدگی ستون، خزش، آبرفتگی، رشد زمانی مدول الاستیسیته، پدیده های وابسته به زمان بتن
  • جواد سبزی، محمدرضا اصفهانی * صفحات 907-917
    تسلیح خارجی (EBR) روشی مرسوم برای تقویت خمشی تیرهای بتنی با ورق های FRPمی باشد. در این تحقیق تقویت خمشی تیرهای بتن مسلح با استفاده از ورق های CFRPمورد بررسی قرار می گیرد. 8نمونه تیر آزمایشگاهی به ابعاد مقطع 250×300میلی متر و طول 2200میلی متر با درصدهای مختلف فولاد کششی (مقطع با فولادکم و زیاد) به روش EBR تقویت شد و به صورت دو سر ساده و تحت خمش چهار نقطه ای مورد آزمایش قرار گرفت. 4نمونه از آنها با مقاومت معمولی 25مگاپاسکال و 4نمونه ی دیگر با مقاومت بالای حدود 55مگاپاسکال ساخته شدند. برای تقویت تیرها، از دو لایه ورق CFRPبه عرض 160میلیمتر و طول 1700میلی متر استفاده شد و عوامل متعددی نظیر نحوه آرایش میلگردهای کششی، میزان فولاد کششی تیر و مقاومت بتن مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس پژوهش انجام شده، در صورت یکسان بودن مساحت کل آرماتورهای کششی، ریزتر شدن آرایش آرماتورها همراه با افزایش تعداد آن، در مقاطع با درصد فولاد کششی کم، باعث افزایش ظرفیت باربری و تغییر مکان وسط دهانه در لحظه ی جداشدگی ورق FRPو برای مقاطع با درصد فولاد کششی زیاد، باعث کاهش آن می گردد. همچنین در مقاطع با فولاد کم، استفاده از میلگردهای کم قطر در ناحیهی کششی تیر باعث توزیع یکنواخت تر ترک در طول تیر می شود.
    کلیدواژگان: تیر بتن آرمه، تقویت خمشی، تسلیح خارجی، جداشدگی، CFRP
  • افسانه شهبازی *، زینب سلحشور صفحات 919-927
    بسیاری از پساب های صنعتی حاوی آلایندههای کاتیونی متنوعی از جمله فلزات سنگین و رنگهای آلی با ساختارهای تجریه ناپذیر هستند که تهدید جدی برای سلامت عمومی و محیط زیست به شمار می روند. در مطالعه حاضر نانوجاذب های اکسید گرافن (GO) و اکسید گرافن اصلاح شده با -3آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان (GO-NH2) به منظور حذف یون های فلزی سرب + ،)Pb2کادمیوم (+) Cd2و رنگ کاتیونی متیلن بلو (MB) در محلول های آبی در سیستم ناپیوسته تک جزئی و دوجزئی (Pb2+-Cd2+، Cd2+-MB ،Pb2+-MB) سنتز گردید. ساختار کریستالی و شیمی سطح نانوجاذب ها با استفاده از آنالیزهای پراش اشعه ایکس (،) XDRطیف سنج مادون قرمز (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) شناسایی گردید. در سیستم تک جزئی، بیشترین درصد جذب با استفاده از جاذب GOبرای 99 MBدرصد، 72/5 Cd+2درصد و 49/5 Pb+2 درصد به دست آمد. نتایج جذب سیستم تک جزئی با ،GONH2انتخاب پذیری + Cd2+>MB<Pb2با درصد جذب %73 ،%90 و %35را نشان داد. در سیستم جذب دوجزئی با ،GOدرصد جذب کادمیوم و سرب در مجاورت متیلن بلو نسبت به سیستم تکجزئی حدودا کاهش 10درصدی یافته است (Rq<1.) بر اساس محاسبه نسبت ظرفیت جذب (Rq, Cd2+=1) نشان می دهد که ظرفیت جذب + Cd2در حضور MBبا استفاده از GO-NH2تغییری نکرد. درحالی که درصد جذب + Pb2در سیستم جذب Pb2+-MBبر روی ، GO-NH2کاهش قابل توجهی داشته است (%15.) نتایج حاصل از سینتیک جذب MBبا استفاده از GOو + Pb2بر روی GO-NH2در سیستم تک جزئی نشان داد که سینتیک جذب نسبتا سریع و از نوع شبه درجه دوم بود.
    کلیدواژگان: GO، GO-NH2، جذب همزمان، سرب، کادمیوم، متیلن بلو
  • محسن کرامتی *، حسین ترابی، پوریا علیدوست، نادر شریعتمداری صفحات 929-936
    طی سالیان گذشته، محققان متفاوتی به ارزیابی میدانی و آزمایشگاهی جامعی از زباله های بازیابی شده از مرکز دفن کهریزک پرداخته اند. در این راستا، به منظور اندازه گیری سرعت موج برشی و ارزیابی مدول برشی حداکثر، از دستگاه بندر المنت نصب شده بر دستگاه سه محوری سیکلیک استفاده شده است. آزمایش ها بر روی نمونه های تازه ی زباله در جهت ارزیابی اثرات درصد الیاف (سه ترکیب مختلف الیاف 3 ،0و 6درصد وزنی،) تنش همه جانبه (150 ،75و 300کیلوپاسکال) و وزن مخصوص (9و 12کیلونیوتن بر متر مکعب) بر سرعت موج برشی و مدول برشی حداکثر انجام شد. نتایج آزمایش ها بیانگر تاثیر قابل توجه تنش همه جانبه و وزن مخصوص بر سرعت موج برشی و مدول برشی حداکثر زباله های جامد شهری بود. همچنین اثر بسزا الیاف در حرکت امواج توسط بندر المنت ثبت شد. بطوریکه با افزایش درصد الیاف سرعت موج برشی افزایش یافته، هرچند امواج در نمونه ها با درصد الیاف بالا، انرژی کمتری را دارا بودند. باید در نظر داشت که اثر درصد الیاف بر سرعت موج برشی در تنش های همه جانبه بالاتر، بیشتر می شود. در این بین نکته کلیدی نقش تنش های همه جانبه بالاتر در تراکم بیشتر نمونه است که منجر به افزایش سختی شده است. لازم به ذکر است که عواملی چون ترکیب زباله، وزن مخصوص و انرژی تراکمی بسیار به یک دیگر وابسته بوده که همین امر تعیین میزان تاثیر این عوامل را به تنهایی بر روی مدول برشی زباله بسیار دشوار ساخته است.
    کلیدواژگان: زباله های جامد شهری، بندر المنت، درصد الیاف، سرعت موج برشی، مدول برشی حداکثر
  • متین جلالی مقدم ، امیرعلی زاد *، نیما مهران نیا صفحات 937-947
    لاستیک خودروها مصالحی مصنوعی با ماندگاری بسیار بالایی هستند که تقریبا می توان آنها را در زمره مواد تجزیه ناپذیر به حساب آورد. انهدام سنتی حلقه لاستیک ها نظیر سوزاندن و دفن گسترده آنها سبب آلودگی های زیست محیطی جبران ناپذیری نظیر آزاد شدن فلزات سنگین آرسنیک، کروم، سرب، منگنز و نیکل و آلودگی آبهای زیرزمینی می شود. امروزه از لاستیک های بازیافتی به عنوان مصالح جایگزین سبک در فعالیت های عمرانی همچون ساخت خاکریز دیوارهای حائل و بسترسازی جاده ها استفاده می شود. در این پژوهش، قابلیت پایداری و مکانیزم گسیختگی دیوار حائل تثبیت یافته با مسلح کننده های مکانیکی مهارهای صفحه ای تحت بارگذاری استاتیکی بررسی گردیده و تاثیر شکل مربعی و دایرهای صفحات، چیدمان مسلح کننده ها و تاثیر افزودن خرده لاستیک ها تحت دو درصد وزنی 10و 20درصد مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای مشاهده سطح لغزش بحرانی از تکنیک سرعت سنجی تصویری ذرات (PIV) استفاده شده است. بر این اساس، صفحات دایرهای در هر دو مقوله قابلیت باربری پاشنه بارگذاری و جابجایی دیواره دارای عملکرد بهتری از صفحات مربعی بوده است. بیشترین افزایش قابلیت باربری در مخلوط ماسه- %10وزنی خرده لاستیک بدست آمده است. افزایش درصد وزنی خرده لاستیک ها به %20سبب کاهش قابل توجه قابلیت باربری نسبت به خاکریز حاوی %10وزنی شده است. با این حال تغییرمکان های افقی دیواره در این مخلوط به میزان قابل توجهی کاهش یافته که این به سبب کاهش فشار جانبی وارده به مجموعه دیواره بوده است. با افزایش درصد وزنی خرده لاستیک ها از شکل گیری گوه گسیختگی و به نوعی گسترش سطح لغزش دیواره کاسته شده بطوریکه گوه گسیختگی در مخلوط ماسه- %20وزنی خرده لاستیک تشکیل نشده است.
    کلیدواژگان: دیوار حائل، مکانیزم گسیختگی، مهار صفحه ای، خرده لاستیک، سرعت سنجی تصویری ذرات (PI)
  • علی لکی روحانی*، مژگان عباسیان صفحات 949-960
    رفتار و مقاومت برشی فصل مشترک خاک دانه ای-ژئوسنتتیک مورد توجه برخی از محققین بوده است. اهمیت این مساله به دلیل کاربرد زیاد ژئوسنتتیک ها در لایه های خاک به منظورهای مختلف می باشد. از خانواده بزرگ ژئوسنتتیک ها می توان گفت که ژئوگرید بیشترین کاربرد و سطح استفاده شده را در میان لایه های خاک داراست. این مقاله شرح و نتایج پژوهشی است که بر روی فصل مشترک خاک دانه ای- ژئوگرید انجام گرفته است. روش مطالعه آزمایشگاهی با استفاده از دستگاه برش مستقیم بزرگ مقیاس برای ژئوگرید با اندازه های مختلف چشمه، و خاک دانه ای با درصد تراکمهای مختلف می باشد. شاخص ارزیابی نتایج بر مبنای منحنی های رفتاری خاک یعنی منحنی های تنش-جابجایی و مقاومت پیک می باشد. هدف بررسی تاثیر اندازه چشمه ژئوگرید و درصد تراکم نسبی خاک بر روی رفتار و مقاومت برشی می باشد، چرا که مقدار مقاومت برشی ناشی از سه مولفه می باشد 1 ): مقاومت ناشی از اصطکاک و قفل و بست دانه های خاک با یکدیگر. 2) مقاومت ناشی از اصطکاک دانه های خاک با سطح ژئوگرید. و 3 )مقاومت ناشی از برخورد خاک با نوارهای عرضی ژئوگرید. به منظور ارزیابی راحت تر، پارامتر αبه صورت نسبت تنش برشی حداکثر در سطح مشترک خاک-ژئوگرید به تنش برشی حداکثر در خاک تعریف شد. نتایج نشان می دهد با افزایش تراکم خاک، کاهش مقاومت در فصل مشترک خاک-ژئوگرید بیشتر می شود و همچنین با کاهش فواصل نوارهای عرضی ژئوگرید، مقاومت برشی فصل مشترک خاک-ژئوگرید بیشتر کاهش خواهد یافت.
    کلیدواژگان: خاک دانه ای، ژئوگرید، آزمایش برش مستقیم، نسبت تنش برشی، فصل مشترک خاک- ژئوگرید
  • رضا دیناروند، علیرضا اردکانی * صفحات 961-972
    استفاده از ستونهای دانه ای از دیرباز و به جهت مقرون به صرفه بودن و سازگار بودن با محیط زیست، برای بالا بردن مقاومت برشی خاک، کنترل نشست، سرعت بخشیدن به تحکیم، کنترل روانگرایی و افزایش ظرفیت باربریپی هارایج بوده است. در این تحقیق بهسازی خاک ماسه ای سست با درصد ریزدانهی لای صفر تا 30درصد که با ستون دانه ای بهسازی شد، بررسی شد. با انجام 48آزمایش برش مستقیم بزرگ مقیاس، عواملی نظیر نسبت سطح مقطع ستون دانه ای، محصور شدگی ستون، تنش نرمال، اثر گروه ستون دانه ای، و دانه بندی مصالح ستون مورد بررسی قرار گرفت. پس از بهسازی با ستون دانه ای (SC) ، مشخص شد که در تنش نرمال 10کیلوپاسکال تا 80درصد و در تنش نرمال 30کیلوپاسکال تا 35درصد، به ترتیب مقاومت پسماند و پیک افزایش می یابد. افزایش نسبت سطح مقطع ستون به سطح مقطع کل نمونه (Arr) افزایش مقاومت برشی را به همراه داشت. با محصور کردن ستون دانه ای به وسیله ی الیاف ژوتکستایل (ESC) ، مقاومت نهایی مجموعه بین % 15تا % 40نسبت به ستون دانه ای محصور نشده افزایش پیدا کرد. همچنین در یک Arrیکسان و در تنش نرمال 60کیلوپاسکال، گروه ستون دانه ای محصور شده بین % 23تا % 40و ستون منفرد محصور شده بین % 15تا % ،25مقاومت پسماند را نسبت به ستون محصورنشده افزایش می دهد. با افزایش بعد دانه های ستون منفرد محصورشده در تنش نرمال 60کیلوپاسکال، مقاومت برشی نرمالیزه شده تا % 36نسبت به ستون منفرد محصور نشده افزایش می یابد. نتایج آزمایش ها حاکی از این است که با افزایش ریزدانه ی خاک، راندمان تاثیر حضور ستون دانه ای در افزایش مقاومت برشی کمتر می شود.
    کلیدواژگان: ستون دانه‎ای، محصور شدگی، ژئوتکستایل، مقاومت برشی، ماسه لای دار
  • عبدالله تبرئی، سعید ابریشمی *، سید احسان سیدی حسینی نیا ، نوید گنجیان صفحات 973-986
    پژوهش حاضر به منظور بررسی اثر مسلح سازی بر ظرفیت باربری شالوده دایرهای واقع بر خاک دانه ای صورت گرفته است. بدین منظور، جمعا 7آزمایش بارگذاری صفحه بزرگ مقیاس بر روی صفحه دایرهای به قطر 300میلیمتر انجام گرفته و جهت آماده سازی نمونه ها از سیستم بارش پردهای متحرک که توسط 60آزمایش بارش کالیبره گردیده، استفاده شده است. در سیستم آزمایشگاهی طراحی و ساخته شده، جهت اندازه گیری فشار زیر شالوده از روش جدیدی استفاده شده است. در کلیه آزمایش های بارگذاری روی خاک مسلح به ژئوگرید، فقط از یک لایه مسلح کننده استفاده شده و اثر عمق این لایه از کف شالوده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایش ها نشان دادند که استفاده از ژئوگرید، سبب افزایش ظرفیت باربری شالوده دایرهای تا حدود 1/56برابر حالت غیرمسلح می گردد. به علاوه، با افزایش عمق لایه ژئوگرید (نسبت ،) u/DFشیب نمودار بار- نشست (سختی پی) کاهش می یابد. به ازای مقادیر ،u/DF< 0/67اثر این پارامتر (عمق بیبعد) بر ظرفیت باربری شالوده ثابت می گردد که این امر بیانگر تغییر مکانیزم عملکرد مسلح کننده و وقوع گسیختگی در توده خاک بالای لایه ژئوگرید است. همچنین، نتایج نشان می دهد که با افزایش فاصله از مرکز شالوده، مقادیر فشار نرمال وارد بر کف شالوده کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: آزمایش بارگذاری صفحه، شالوده دایره ای، ژئوگرید، ظرفیت باربری، نشست
  • میلاد مولوی*، محسن غفوری آشتیانی، سالار آرین مقدم صفحات 987-1001
    افزایش محبوبیت تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی در سال های اخیر را می توان مرهون کاهش هزینه محاسباتی تحلیل سازه از یک سو و رونق گرفتن دیدگاه مبتنی بر چارچوب مهندسی زلزله عملکردی از دیگر سو دانست. یک گام حیاتی جهت انجام فرایند استاندارد تحلیل تاریخچه زمانی مرحله انتخاب و آماده سازی ورودی های تحلیل، یعنی، نگاشت های شتاب حرکت زمین خواهد بود. جدا از تنوع ذاتی موجود در این روش ها می توان ادعا کرد که تمامی آنها محدودیت مشترکی را یدک می کشند. به عبارت دیگر روش های پالایش یا انتخاب نیازمند پذیرش سطحی از ساده سازی در هنگام معادل سازی یک مدل غیرخطی از سیستم های دینامیکی چنددرجه آزاد هستند. فرض اخیر گرچه ممکن است در مورد سازه های منظم و فارغ از هرگونه پیچیدگی در نحوه توزیع جرم، سختی و مقاومت قابل قبول تلقی گردد، برای کاربرد در سازه های پیچیده تر نیازمند مطالعات تکمیلی است. هدف از مطالعه جاری بررسی امکان استفاده از روش انتخاب بهینه شتاب نگاشت ها برمبنای تحلیل دینامیکی فزاینده (IDA) در تخمین پاسخ های دینامیکی قاب های خمشی فولادی نامنظم در ارتفاع است. بدین منظور، گروهی از قاب های خمشی فولادی یک دهانه که دارای تنوعی از ارتفاع هستند و به لحاظ مقاومت و/یا سختی در زمره سازه های نامنظم در ارتفاع قرار می گیرند، انتخاب شده اند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که شکل پذیری سازه ها در عملکرد زیرمجموعه شتاب نگاشت های پیشنهاد شده توسط روش مورد بررسی در تخمین پارامترهای پاسخ مورد مطالعه کاملا تاثیرگذار است. همچنین، زیرمجموعه های پیشنهاد شده لزوما" دارای بهترین عملکرد نسبت به سایر شتاب نگاشت های مجموعه مرجع نبوده اند. این پدیده را می توان به عدم وقوع فروریزش در اغلب سازه های مورد بررسی نسبت داد.
    کلیدواژگان: تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی، انتخاب شتابنگاشت ها، پارامترهای تقاضای مهندسی، نامنظمی های موجود در ارتفاع سازه ها، قاب های خمشی فولادی
  • سیدفتح الله ساجدی *، سیدحمید هاشمی، سیدمحسن کالوندی صفحات 1003-1014
    در ایران سابقه وقوع حوادث و بحران های طبیعی و غیرطبیعی زیادی وجود دارد. از جمله بحران های طبیعی می توان به زلزله، سیل، طوفان، ریزگرد، رانش زمین و آتش سوزی اشاره کرد. معمولا در هر بحران، منازل و سکونت گاه های عده زیادی از افراد دچار خسارت می شوند و عدهای نیز دچار صدمات مالی و جانی می گردند. موضوع اسکان موقت آسیب دیدگان هر بحران، از جمله دغدغه ها و وظایف اصلی مسئولان هرکشور می باشد. عملیات اسکان موقت بایستی با رعایت موازینی صورت گیرد که از جمله آنها میتوان به بهینهسازی زمان و هزینه ساخت و بهره برداری محل اشاره کرد. امروزه پیشرفت های زیادی در دنیا جهت احداث سکونت گاه های اسکان موقت حاصل شده که این پیشرفت ها سبب گردیده تا سرعت ساخت و کیفیت آنها تا حد زیادی بهبود یابد. همچنین با بررسی شرایط کشور امکان بهینه سازی زمان و هزینه احداث سکونت گاه های و توسعه آنها با "الگوریتم بهینه سازی اندازه ذرات" و نرم افزار MATLABدر ایران مورد بررسی واقع شد. هدف از این تحقیق، آرایش بهینه بلوک های جمعیتی در سکونت گاه ها است به نحوی که، اولا بیش از ظرفیت هر سکونت گاه در آن اسکان داده نشوند و ثانیا" کمترین فاصله و هزینه جهت جابجایی جمعیت صرف گردد. نتایج تحقیق نشان داد که هر بلوک جمعیتی به کدام سکونت گاه بایستی حرکت کند تا در نهایت هزینه و زمان عملیات بهینه گردند. با توجه به ظرفیت محدود سکونت گاه های اسکان موقت، اضافه جمعیت برخی از بلوک های جمعیتی بایستی به چندین سکونت گاه حرکت کنند. از مزایای سازه های سکونت گاه های اسکان موقت، نصب سریع، هزینه کم و انبارداری راحت آنها در مقایسه با سایر سازه ها می باشد.
    کلیدواژگان: سکونت گاه های اسکان موقت، بحران، زمان، هزینه، الگوریتم بهینه سازی اندازه ذرات
|
  • N. Binesh, M.H. Niksokhan *, A. Sarang Pages 815-825
    Among the climate change impacts, changing hydrologic regime and increasing the probability of encountering extreme events are of the most important. This paper investigates extreme rainfall and runoff regime (intensity and frequency) under climate change impact in West Flood-Diversion (WFD) catchment in Tehran, and compares the changes in extreme rainfall and runoff return periods during future time period (2080-2090) with baseline period (1999-2000). To do this, the output of MRI-CGCM2.3.2a climate model under A1B emission scenario was extracted as a point (station scale) and change factor method was used for downscaling and producing daily rainfall time series. Afterwards by extracting extreme daily rainfall data, the value of 1-hour, 10-year rainfall of the catchment was calculated and then IDF curves of the catchment for base time period and also the future period were obtained. Finally by extracting PDFs of Maximum runoff, changes in catchment’s runoff regime in future period compared to baseline period were analyzed. The results showed that extreme rainfall intensity at future decreases a little compared to base time period. In addition the results are representative of enhancing catchment’s runoff discharges in 2090 time horizon compared to baseline period. By moving from baseline to the future, the catchment faces increasing in frequency and probability of a given amount of runoff discharge occurrence, and also for a given return period, urban flood flow-rate increases. Therefore employing measures for adaptation to climate change impacts in the catchment seems to be necessary.
    Keywords: Extreme rainfall, climate change, rainfall, return period, urban flooding
  • N. Shahkarami *, E. Moghaddasi Pages 827-834
    By passing and strike flow with vegetation, pressure area in upstream of plant and low pressure area in its downstream is formed. The pressure difference created in this way triggers separation of the boundary layer and consequently formation of vortices downstream of vegetation. When the frequency of vortex rooted from vegetation becomes equal to the natural frequency of the channel, transverse stationary surface waves are generated. In natural channels in areas where the flow rate is on the wane, the probability of growing plants is on the rise, incontrovertibly there is a free flow beside a flow passing through the plants.
    In this study, the characteristics of the surface transverse oscillations caused by vegetation, introduced as rigid barriers, were investigated under different configurations of barriers and over a range of width percentage covered by obstacles (WPO). Totally, 378 experimental tests were conducted in a rectangular channel of 9 m length and 50 cm width. The variables studied included flow discharge, flow velocity and WPO. Moreover, flow discharges were ranged from 5 to 15 liters per second. It is shown that, as long as WPO increases, transverse oscillation are formed at larger depths, which also have a larger oscillation amplitude. For a certain flow depth, increasing WPO results in growth of oscillation amplitudes. Based on dimensional analysis, regression relationships were extracted to predict the relative amplitude of transverse oscillations as a function of WPO, among other affecting parameters. Overall, the empirical equations proposed in this study were found to reproduce experimental results with acceptable accuracy.
    Keywords: Open channel Flow, Rigid vegetation, Vertex shedding, Transverse oscillation, Surface oscillations characteristics
  • A. Negahdar *, M.R. Shabanian, M. NikGhalbPour Pages 835-843
    Desirable physical and behavioral characteristics of clay soils have resulted in their wide usage in engineering landfills. Clay soils are able to interact with the materials in contaminants thanks to their special mineral structure and adsorb part or all of the hazardous materials present in the leachate leaked in them. Previous studies have shown that changes in the physical and chemical characteristics of pore fluid in soil, given the type of minerals clay soils and the soil structure, significantly influence the properties of soil engineering including shear parameters, the extent of swell, and water adsorption percentage. The aim of this research is to study the effect of heavy metal contaminants on some strength and geotechnical parameters of sandy clays. For this purpose, following preparation of the samples, adsorption and direct shear experiments along with determination of the liquid limit were performed on the samples which had been exposed to the heavy metal contaminants of Pb and Zn. The results indicated that across the three studied clay types (the mixed sand kaolinite samples with different sand percentages), with the increase in the concentration of both contaminants, soil cohesion diminishes, while the internal friction angle of the samples was not affected by presence of heavy metal contaminants. When concentration of Zn increases to 25 cmmol, cohesion of samples with 90% and 60% of kaolinite decreased 20% and 23% respectively. While in the presence of Pb decrease in cohesion is 42% and 51%.
    Keywords: Sandy clay, Heavy metal contaminant, Cohesion, Internal Friction Angle, Atterberg Limits
  • Gholamreza Ghodrati Amiri *, H. Rajaei Lak, E. Rajabi Pages 845-853
    This study investigates the effect of seismic sequence on the behavior and increased response of concrete moment frames with/without shear walls. At first, three moment resisting concrete frames with 4, 7 and 10 stories are designed and analyzed under critical single and consecutive records. In order to investigate the effect of seismic sequence phenomena, frames were subjected to nonlinear time history analysis and some parameters such as, maximum ductility demand, inter-story drift and shear deformation of shear walls are calculated. It was seen that records with peak ground acceleration (PGA) ratio of consecutive records to single’s less than 0.46 do not have any significant effect on the response of frames. As PGA ratio increased, the effect of seismic sequence on the frames is more considerable. Results show that seismic sequence phenomena has more effective on the moment frames with shear walls compared to moment frames. Moreover, for both structural systems, its effectiveness decreased as the number of stories increased.
    Keywords: Seismic Sequence Phenomena, Concrete Moment Frame, Shear Wall, Nonlinear Time History Analysis
  • S.M. Dehghan Manshadi, Sh. Nategh, A. Khojasteh *, M. Rahimian Pages 855-864
    The existence and extension of the cracks in structural materials is one of the issues to be considered to prevent the devastating effects of cracks. Cracks can be subjected to different types of fracture modes that considering these modes help us to predict the behavior of cracks. This paper investigates the effects of the fracture modes (opening, shearing and tearing) on the annular crack in an infinite transversely isotropic solid. In each mode, by substituting the boundary conditions into governing equations of the medium, the problem reduced to triple integral equations. With the aid of Hankel and Abel integral transforms, the triple integral equations reduced to two Fredholms integral equations which are amenable to numerical solutions. The inner and outer stress intensity factors of the annular crack are obtained for different ratios of inner-outer radius of the annular crack. Some limiting cases such as the penny-shaped crack and external crack are considered. From the results, it can be concluded that the stress intensity factors (SIFs) are independent of material properties; additionally, loads play major role in the variation of SIFs which may lead to change in the direction of crack extension.
    Keywords: Transversely isotropic, Annular crack, Stress intensity factor (SIF), Fredholm integral equation
  • Gh.H Hamedi * Pages 865-876
    Using anti-striping additives is the most optimal method to improve the strength of asphalt mix against moisture. In this survey, it is tried to review the effect of using polymeric materials as bitumen modifiers on the reduction of moisture damage of hot asphalt mix. To investigate the effect of polymeric materials, repetitive loading test in dry and wet condition together with thermodynamic parameters have been used. The results showed that using Styrene-Butadiene Rubber (SBR) have led to improve the ratio of wet to dry module of asphalt mixes, showing their strength against moisture damage. Moreover, SBR have increased the conjunction free energy and have decreased the released energy of system in striping event and this indicates drop in system’s tendency to striping. Moisture susceptibility index which is the surface percent of aggregates exposed to moisture have been obtained according to the measuring the components of surface free energy of bitumen and aggregate and asphalt mix module in loading cycles. The results of this index showed similar results to the ratio of dry module to wet module. Obtained results represents that SBR has led to considerable decrease in striping percentage in samples of controlled asphalt mixes.
    Keywords: Asphalt Mixes, moisture damage, Repetitive Loading, surface free energy, SBR Polymer
  • M. Ghorbani, B. Rezaii * Pages 877-885
    Ore sorting Proposed proposed as an important step in the plant of chromite processing and the reported results in this field bounded. By using this method, substantial energy savings and increasing in production take place in the comminution stage. Ore sorting is done in three stages including entrance to the primary crusher, the output of the primary crusher and entrance to gravity separation which the primary crusher output stage has more favorable results. In this study, for separation with designed device, the identification and characterization of chromite ore is performed. Firstly, minerals imaged with three-dimensional scanner and by creating a cloud of points, the volume of chromite ore achieved and the equivalent diameter of stone pieces are determined. Then ores placed on the device’s conveyor and the mass of each pieces are measured by load cell sensor and the density of minerals determined. Finally, according to the size and specified conditions of each fraction, the grade of stone pieces determined and according to the limit specified for the grade of the ore driven to concentrate or tailings. The results showed that Sabzevar chromite with a grade of 26.16 percent with gaunge minerals after ore sorting, produces an initial concentrate with 33.11 and 83.92 percent of the grade and recovery respectively.
    Keywords: Ore sorting, physical separation, chromite, separation efficiency, DX10
  • M. jalilzadeh afshari *, A. Kheyroddin Pages 887-905
    Excessive column shortening in conventional one-step analyses is one of the most important aftereffects of ignoring the real behavior of concrete columns. This real behavior could only be achieved by staged application of gravity loads considering the long-term inelastic strains of concrete. Thereupon, consideration of adaptation between high-rise reinforced concrete structures’ design and practical stages of construction has always been staunchly held forth by researchers. Neglecting the fact above may lead to serious incorrect outcomes of analyses especially in high-rise structures. Some of these adverse structural effects are extra induced bending moments in beams, expansion of progressive cracks in second or non-structural elements, and wasting the intended capacity for structural elements in the design stage. This paper deals with comprehensive nonlinear staged analyses of structures with various geometrical specifications and represents simple empirical equations to evaluate column shortening caused by creep, shrinkage, and time changes of modulus of elasticity in such a way that the proposed relations could be independent of conventional variables of CEB-FIP code. Results of validation process show high conformity of all proposed equations for up to 30 floors and also demonstrate the accuracy of proposed shrinkage relation even for the structures higher than the aforementioned limit.
    Keywords: Nonlinear Sequential analysis, Conventional Analysis, Column shortening, Creep, Shrinkage
  • J. Sabzi, M.R. Esfahani * Pages 907-917
    Externally Bonded Reinforcement (EBR) is known as a conventional method for flexural strengthening of concrete beams with Fiber Reinforced Polymer (FRP) composites. The present study has been conducted to investigate the flexural behavior of RC beams strengthened by CFRP sheets. Eight beam specimens strengthened by EBR method having the cross sectional dimensions of 250*300 mm and length of 2200 mm with two different reinforcement ratios (low and high) were evaluated under four point bending test. The compressive strength of four specimens was 25 MPa and other four specimens were made using high strength concrete with the compressive strength of 55 MPa. Additionally, the tensile reinforcement arrangement varied in different specimens with two bar sizes. In order to strengthen the specimens, two CFRP layers with dimensions of 160*1700 were used. Based on the results of the present study, in the case of low reinforcement ratio while maintaining the total reinforcement ratio constant, by decreasing the bar size and increasing the number of bars, the load carrying capacity of the specimen increases. In contrast, in the case of high reinforcement ratio, this results in the decrease of load carrying capacity. Finally, utilizing the smaller bar size in the tensile region of the specimens with low reinforcement ratio results in a more uniform distribution of cracks in the beam.
    Keywords: RC Beams, Flexural Strengthening, EBR, Debonding, CFRP
  • A. Shahbazi *, Z. Salahshour Pages 919-927
    Many industrial wastewater containing various cationic pollutants including heavy metals and organic dyes with non-degradable structures that are considered as a serious threat to public health and the environment. In this study, nano-absorbers including graphene oxide (GO) and graphene oxide modified with 3-aminopropyltriethoxysilane (GO-NH2) was successfully synthesized and characterized by Scanning Electron Microscope (SEM), X-Ray Diffraction (XRD) and Fourier Transform Infrared (FTIR) analysis. GO and GO-NH2 were applied to remove Pb2+ and Cd2+ metal ions, and methylene blue (MB) cationic dye from aqueous solution in single and binary component systems (Pb2+-Cd2+, Pb2+-MB, Cd2+-MB). In the single component system, the maximum absorption of 99%, 72.5% and 49.5% was obtained for MB, Cd2+ and Pb2+, respectively, by using GO. In the case of GO-NH2, maximum absorption of 90%, 73% and 35% was obtained for Pb2+, Cd2+ and MB, respectively, in single-component system. In the presence of MB dye, removal percentage of Pb2+ and Cd2+ showed a reduction of 10% compared to the single component system (Rq <1) by using GO. By using GO-NH2, in the metal-dye binary systems, the removal percentage of Pb2+ and Cd2+ showed a reduction of 15% and around zero, respectively, to the single component system. The adsorption rate of MB onto GO and Pb2+ onto GO-NH2 were in good agreement with pseudo-second order model (R2=99; k2=0.0002g mg-1 min-1, R2=95; k2=0.001g mg-1 min-1 respectively).
    Keywords: GO, GO-NH2, Simultaneous Adsorption, Lead, Cadmium, Methylene blue
  • M. Keramati *, H. Torabi, P. Alidoust, N. Shariatmadari Pages 929-936
    During the past years researchers have conducted a number of comprehensive in-situ and laboratory tests on municipal solid waste (MSW). Following these investigations, for the purpose of measuring shear wave velocity and small-strain shear modulus a set of bender element device mounted on cyclic triaxial test apparatus located in Iran University of science and technology was employed. Tests were conducted on medium-sized samples of fresh MSW in order to primarily evaluate the influence of fiber content (fiber contents of 0, 3 & 6 %), confining stress (75, 150 & 300 kPa confining stress) and unit weight (9 & 12 kN/m3) on shear wave velocity and small-strain shear modulus. The influence of fiber content on movement of shear wave velocity was observed using bender element tests. Although increasing the fiber content of MSW samples caused a higher shear wave velocity, the energy of received wave by bender element device had lower magnitude this could be attributed to lower capacity of plastic fibers to transmit the wave, however the increased shear wave velocity of samples with greater fiber content could be attributed to higher compaction effort. It is considerable that the effect of fiber content is more significant under higher confining stress.
    Keywords: Municipal solid waste, Small strain shear modulus, Bender Element Test, fiber content
  • M. Jalali Moghaddam, A. Zad *, N. Mehrannia Pages 937-947
    Traditional techniques such as burning leads to some highly durable non-degradable synthetic materials that cause unrepairable environmental damages by releasing heavy metals such as arsenic, chromium, lead, manganese, and nickel. Today, scrap tires are used as lightweight alternative materials in many applications such as retaining wall backfilling. In the present study, several laboratory models were carried out to evaluate the stability of retaining walls reinforced with plate anchors. Then, the effect of adding different contents (10 and 20 wt.%) of crumb rubber to fill of a mechanically stabilized retaining wall with plate anchors were investigated including its effect on bearing capacity and wall horizontal displacements during static loading. To visualize the critical slip surface of the wall, particle image velocimetry (PIV) technique was employed. The results showed that the circular anchor plates provide a higher bearing capacity and wall stability in comparison to square plates. Also, it was found that the backfill with 10 wt.% crumb rubber provides the wall with the maximum bearing capacity. In addition, increasing the weight percentage of crumb rubber to 20 wt.% resulted in a significant reduction in bearing capacity and horizontal displacement of the wall, which occurred due to a decrease in lateral pressure against the whole walls. Moreover, an increase in weight percent of crumb rubber results in a decrease in failure wedge formation and expansion of wall slip surface while the failure wedge is not formed in mix of sand-20 wt.% crumb rubber.
    Keywords: Retaining wall, failure mechanism, Plate anchor, Crumb Rubber, Particle Image Velocimetry
  • A. Lakirouhani *, M. Abbasian Pages 949-960
    It has been of great interest among the researchers to investigate the behavior of soil_geogrid interface. Due to the wide use of geogrids between different layers of soil; these investigations are very important. This paper shows the results of experimental tests on soil_geogrid interface. This study conducts a series of large scale direct shear tests to investigate the interface shear strength of granular soil with various degrees of compaction and various sizes of geogrid apertures. The shear stress versus shear displacement curves and peak shear strength are important for evaluating the results. The interactions between soil and geogrid may include the following mechanisms: 1) shear resistance between soil and the surface of the geogrids; 2) internal shear resistance of the soil in the opening area; and 3) passive resistance of the transverse ribs. The value of α was defined to evaluate the effect of geogrid on the shear strength of the soil which is the ratio of geogrid_soil shear strength to internal shear strength of soil. The results showed that a larger degree of compaction reduces the resistance in soil_geogrid interface and shear strength of soil_geogrid interface will be reduced further by reducing the distances of transverse ribs of geogrid.
    Keywords: Granular soil, Geogrid, Direct Shear Test, Shear stress ratio, Soil-Geogrid Interface
  • R. Dinarvand *, A. Ardakani Pages 961-972
    This paper investigates the reaction of geo-synthetic encased granular columns (EGCs) in loose silty sands under lateral loading. 48 large scale direct shear tests are performed on granular columns to study the effect of Area Replacement Ratio (Arr), encasement, normal stress, group action and granular column grading. The results showed that in the case of ordinary granular columns (GCs) the residual and peak strength increased up to 80% for 10 kPa normal stresses and up to 35% for 30 kPa normal stresses, respectively. Also the residual strength increased by increasing area replacement ratio. In the case of geo-synthetic encased granular columns (EGCs) the residual strength increased from 15% to 40% compared with GCs. In the case of a group of encased granular columns at 60 kPa normal stress, the residual strength increased from 23% to 40% compared with a group of not-encased granular columns. But In the case of the single encased granular column at 60kPa normal stress, the residual strength increased from 15% to 25% compared with single not-encased granular columns. By increasing the size of grains of EGCs at 60 kPa, the normalized residual strength increased up to 36% compared with not-encased granular column. The results of tests showed that the effect of granular columns in lateral resistance decreased by increasing fine content.
    Keywords: Granular Column, Encasement, geotextile, Shear Strength, Silty Sand
  • A. Tabaroei, S. Abrishami*, E. Seyedi Hosseininia, N. Ganjian Pages 973-986
    This study has been conducted to investigate the effect of reinforcing on the bearing capacity of circular footing resting on granular soil. For this purpose, a total number of seven large-scale plate load tests were carried out on a circular plate with a diameter of 300 mm. In order to prepare specimens, a portable curtain rain system is used which is calibrated by 60 raining tests. In the current designed and developed experimental system, a new method is used to measure the normal pressure at footing base. In all loading experiments on soil reinforced with geogrid, only one geogrid layer is used and the effect of depth of this layer from footing base is investigated. The results showed that with provision of geogrid, the bearing capacity of circular footing increases up to 1.56 times of unreinforced mode. In addition, it is shown that by increasing the ratio of u/DF, the slope of load-settlement curve (stiffness) decreases. For values of u/DF>0.67, the effect of this parameter (dimensionless depth of geogrid) on bearing capacity of the footing is constant, which indicates that the reinforcing mechanism has been changed and the failure occurs at the upper soil mass (above the geogrid). Also, the results showed that with increasing of the distance from center of the footing, the value of normal pressure applied at footing base reduces.
    Keywords: Plate loading test, Circular footing, Geogrid, Bearing Capacity, Settlement
  • M. Molavi *, M. Ghafory, Ashtiany, S. Arian, Moghaddam Pages 987-1001
    Rapid growth of performance-based earthquake engineering has caused increasing interest in Non-linear Time History Analysis (NLTHA) as an effective tool for the estimation of engineering demand parameters (EDPs) and capacity. Focusing on the selected set of strong ground motions (SGMs) as an important source of uncertainty on the results; there are a variety of studies, the purpose of which is to introduce a standard scheme for efficient selection of appropriate SGMs as the input of NLTHA. A part of existing differences, most of these methods suffer from a common limitation that is the application of simplifying assumptions in their contextual framework that may not be correct always. Although, the use of such simplifications is unavoidable, the effect of them on the reliability of the results estimated by performing NLTHA under proposed set of SGMs by method must be evaluated. In this paper, a recently proposed structure-specific record selection method is investigated in terms of its ability to keep the claimed efficiency in case of structures that may challenge the correctness of reducing a MDOF nonlinear system to an equal SDOF. Among different influencing parameters that are considered in this study such as the type and pattern of irregularities, as well as, initial stiffness of the frames; the results confirm that ductility plays the chief role on the selection output. Also, the application of the proposed subsets by the selection method does not necessarily result in the reduction of the statistical dispersion in the estimated EDPs.
    Keywords: Non-linear Time History Analysis, Record Selection, Scaling, Performance Based Earthquake Engineering, Vertically Irregular Frames, Evaluation
  • S.F Sajedi *, S.H. Hashemi , S.M. Kalvandi Pages 1003-1014
    There is a long history of occurrences for events and natural &/ un-natural crisis in Iran. Some natural crisis are as earthquake, flood, storm, reaper, landslide and fire. Generally, in every crisis the homes and accommodations of majority of people are damaged and some people getting into financial and psychological damages. Temporary accommodation of injured people in every crisis is the main task for the authorities of each country. Temporary accommodation operation should be conducted with due observance on the rules such as time, cost and operation of the site. Nowadays, much progresses has been conducted in the world in building of the temporary accommodations and then construction velocity and quality were improved. In this research, Iran’s country conditions were studied and optimization of time and cost of building of temporary accommodations were investigated using both of particle size optimization algorithm (PSOA) and MATLAB software. The aim of research was optimal distribution of demographic blocks in residences so that firstly, do not exceed the capacity of any settlement and secondly, the minimum distance and cost for moving the population is spent. The obtained results showed finally that for optimization of time and cost of operation which demographic block should be moved to what accommodation. Regarding to the limited capacity of every settlement, the population overflow for some demographic blocks should be moved to several settlements. Some advantages for settlements structures compared to others, are as fast installation, low cost, and convenient storage.
    Keywords: Temporary accommodations Accommodations, Crisis, Time, Cost, Particle size optimization algorithm (PSOA)