فهرست مطالب

مجله مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل
سال چهارم شماره 4 (پیاپی 16، زمستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/11/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • حسن زیاری، رضوان باباگلی*، پیمان میرزابابایی صفحات 1-14
    به منظور کاهش مصرف سوخت و کاهش تولید گاز دی اکسید کربن در مرحله تولید و پخش آسفالت، تکنولوژی آسفالت نیمه گرم در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق سه افزودنی نیمه گرم (ساسوبیت، رئوفالت، زایکوترم) به منظور اصلاح خصوصیات رئولوژیکی قیر خالص 70-60 مورد استفاده قرار گرفتند. در این تحقیق، رفتار خستگی و شیارشدگی قیرها با انجام آزمایشهای (LAS)1 و (MSCR) 2 مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش تنش خزشی دوگانه و باربرداری (MSCR) به منظور بدست آوردن درصد بازگشت (R)3 و مدول غیرقابل بازگشت (Jnr)4 و درصد اختلاف در مدول غیرقابل بازگشت (Jnr-diff)5 قیرهای اصلاح شده مختلف انجام شد. نتایج نشان می دهد که قیر اصلاح شده با 3% ساسوبیت دارای مقادیر درصد بازگشت کرنش بیشتر ، مدول غیرقابل بازگشت بیشتر و اما دارای حساسیت بیشتری نسبت به افزایش ناگهانی در سطح تنش در مخلوط هستند. اما قیرهای اصلاح شده با رئوفالت و زایکوترم افزایش کمی در پارامتر R و کاهش کمی در پارامتر Jnr در دمای 64 درجه سانتیگراد از خود نشان دادند. نتایج آزمایش LAS نشان می دهد برای سطوح کرنش پایین، عمر خستگی آسفالتهای اصلاح شده با 1% ساسوبیت دارای بیشترین مقدار می باشد. در حالیکه، در سطوح کرنش بالاتر، قیرهای اصلاح شده با 2% رئوفالت دارای عمر خستگی بهتری نسبت به دیگر قیرهای اصلاح شده می باشند.
    کلیدواژگان: قیر اصلاح شده، دامنه کرنش خطی (LAS)، تنش خزشی دوگانه و باربرداری (MSCR)، مخلوط آسفالتی نیمه گرم، شیارشدگی
  • سجاد آذرخش*، علی پورکمالی انارکی صفحات 15-38
    امروزه به منظور کاهش خسارات ناشی از برخورد از جاذب های انرژی استفاده می کنند. سازه های جدارنازک محبوب ترین سازه هایی هستند که به عنوان جاذب انرژی در اشکال مختلف ساخته می شوند. سازه های جدارنازک به خاطر سبکی، ظرفیت جذب انرژی بالا، طول لهیدگی زیاد و نسبت جذب انرژی به وزن بالا به عنوان یکی از کارآمدترین سیستم های جذب انرژی کاربرد روز افزونی پیدا کرده اند. هدف از انجام این تحقیق بررسی اثر تغییر شکل هندسی لوله برنجی با سطح مقطع مربعی بر میزان جذب انرژی و بررسی اثر ترکیب دوجداره آن ها برای جذب انرژی بیشتر ناشی از بارگذاری محوری است. در بخش تجربی، ابتدا لوله هایی با سطح مقطع مربعی از جنس برنج تهیه شده و سپس آزمایشهای شبهاستاتیکی با نرخ بارگذاری ثابت بر روی نمونه ها انجام گرفته است و نمودار نیرو برحسب جابجایی در هر آزمایش اندازهگیری شده است. مدلی برای شبیه سازی فرایند فروریزش با استفاده از تحلیل اجزای محدود ارائه و اثر رفتار غیر خطی مواد، تماس و تغییرشکل بزرگ در این شبیه سازی در نظر گرفته شده است. با مقایسه نتایج تجربی و عددی مشخص گردید که مدل ارائه شده برای تعیین پاسخ فروریزش و تعیین نمودار نیرو- جابه جایی و میزان انرژی جذب شده مناسب است. از مدل اجزاء محدود صحه گذاری شده در مطالعه پارامتری برای تعیین اثر پارامترهای هندسی (از جمله عیوب هندسی و ضخامت) و پارامترهای بارگذاری دینامیکی (از جمله جرم برخورد کننده و سرعت برخورد کننده) بر انرژی جذب شده استفاده شده است.
    کلیدواژگان: لوله های دوجداره مربعی، بارگذاری شبه استاتیکی، انرژی جذب شده، روش اجزاء محدود، بارگذاری دینامیکی
  • سینا سلامت پور، یاسر جعفریان*، البرز حاجیان نیا صفحات 39-52
    با توجه به رشد روزافزون جمعیت شهری و افزایش در تقاضای مسکن، مساحت زمین های مناسب برای ساخت وساز و احداث بنا به تدریج در حال کاهش است. در چنین شرایطی نیاز به دستیابی به روش های جدید و اصولی برای بهبود و اصلاح زمین های سست رقابت شدیدی را بین مهندسان عمران ایجاد کرده است. یکی از روش های نوین جهت بهبود ظرفیت باربری و کاهش نشست پذیری پی های نواری استفاده از پدهای سیمان-زئولیتی در زیر این گونه پی ها می باشد. در همین ارتباط یک سری آزمایش مدل سازی فیزیکی کوچک مقیاس جهت ارزیابی رفتار پی های نواری بهسازی شده با پد سیمان- زئولیتی مستقر بر ماسه سست بابلسر در شرایط خشک و اشباع صورت پذیرفته است. نتایج نشان می دهد به کارگیری پد با ضخامت کمتر از یک سوم عرض پی در زیر پی های نواری، نسبت ظرفیت باربری را برای حالت خشک و اشباع به ترتیب بین 30 الی 91% و 23 الی 67% افزایش و همچنین نسبت کاهش نشست را بین 18 الی 52% و 16 الی 49% افزایش خواهد داد.
    کلیدواژگان: پی های نواری، ماسه سست، سیمان، زئولیت، مدل سازی فیزیکی
  • علی رضایی لری، ابوالفضل حسنی* صفحات 53-70
    در سال های اخیر، استفاده از روسازی های بتنی متخلخل، به دلیل مزایای عمده زیست محیطی، رو به رشد می باشد. وجود فضای خالی زیاد در این روسازی ها، موجب کاهش مقاومت و دوام آن ها شده است. این امر، استفاده از این روسازی ها را محدود به معابر شهری با ترافیک سبک، پیاده روها و پارکینگ ها کرده است. در این مخلوط، سنگ دانه نقش بسزایی در عملکرد آن ایفا می کند، به طوری که استفاده از سنگ دانه با خصوصیات مطلوب، موجب بهبود عملکرد آن می شود. سرباره مس محصول فرعی تولید فلز مس می باشد که به دلیل خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مناسب، استفاده از آن علاوه بر مزایای زیست محیطی، می تواند موجب بهبود عملکرد این نوع بتن شود. در این پژوهش، به بررسی و ارزیابی استفاده از سرباره مس در بتن متخلخل و تاثیر آن بر خصوصیات این بتن پرداخته شد و سرباره مس به صورت حجمی، در درصد های متخلف جایگزین درشتدانه مخلوط (سنگ دانه دولومیتی) گردید. درمجموع 7 طرح اصلی با درصد های مختلف سرباره مس از 0 تا 100 درصد، ساخته شد. به منظور شناخت بهتر تاثیر این سنگ دانه بر عملکرد بتن متخلخل، به بررسی خصوصیات فیزیکی و مکانیکی این طرح ها پرداخته شد. نتایج حاکی از این بود که استفاده از سرباره مس به دلیل وزن مخصوص بالا، موجب افزایش وزن مخصوص بتن می شود. همچنین به دلیل خصوصیات ظاهری و جذب آب پایین تر نسبت به سنگ دانه دولومیتی، با جایگزینی تدریجی آن، درصد تخلخل و نفوذپذیری افزایش می یابد. علاوه بر این، نتایج آزمایشات مقاومت فشاری، خمشی و کشش غیر مستقیم، نشان دهنده این موضوع بودند که جایگزینی سرباره مس در مخلوط موجب بهبود این خصوصیات شده است و بیشترین افزایش مقاومت نسبت به طرح کنترلی مربوط به طرح C60 می باشد.
    کلیدواژگان: روسازی، بتن متخلخل، سرباره مس، خصوصیات مکانیکی، تخلخل
  • نجمه نیسانی سامانی*، نورالدین میثاق صفحات 71-88
    طراحی ایستگاه های اتوبوس یه صورت استاندارد، از جمله موارد مهمی هست که باعث پهلوگیری مناسب اتوبوس در ایستگاه ها، کاهش زمان پیاده و سوار شدن مسافران و تاثیر منفی کمتر این سیستم بر تردد سایر وسایل نقلیه می شود. در این تحقیق سعی گردید تا مکان های مناسب جهت ایجاد ایستگاه های کاندید اتوبوس درون شهری در منطقه 6 تهران با توابع GIS و تصمیم گیری تحلیل شبکه ANP، شناسایی شده و با استفاده از الگوریتم ژنتیک و توابع هدف، اقدام به بهینه سازی ایستگاه های کاندید شد. جهت افزایش دقت تحقیق، منطقه مورد مطالعه به دو پهنه تمرکز قوی و ضعیف از مراکز خدماتی و تجاری تقسیم شد. نتایج نشان داد با توجه به طول شبکه و استاندارهای فواصل ایستگاه، منطقه 6 نیاز به 306 تا 208 ایستگاه دارد که از میان 291 ایستگاه کاندید، 247 ایستگاه و از 212 ایستگاه موجود نیز 147 ایستگاه بهینه تعیین شدند و می توانند میزان پوشش تقاضای مراکز جمعیتی و مراکز جاذب را حداکثر کنند.
    کلیدواژگان: ایستگاه اتوبوس، بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک، GIS، منطقه 6 تهران
  • وحیدرضا افخمی، احسان دهقانی* صفحات 89-111
    با توجه به اهمیت سامانه ی قطار شهری، در طراحی قطعات بتنی تونل های قطار شهری علاوه بر عوامل لرزه ای، عواملی مثل حریق نیز باید در نظر گرفته شود تا سرویس دهی این سامانه بدون وقفه صورت گیرد و دچار اختلال نشود. در ساخت قطعات بتنی تونل ها از رده ی بتن های پرمقاومت بهره گرفته می شود که علی رغم رفتار لرزه ای مناسب، در برابر افزایش دما و حریق، عملکرد مناسبی ندارد. آتش سوزی طی یکسری فعل و انفعلات می تواند منجر به کاهش ضخامت قطعات بتنی تونل ها شده و ایمنی این قطعات را تحت تاثیر خود قرار دهد. در تحقیق پیش رو با معرفی یک مدل مبتنی بر نرم افزار اجزای محدود آباکوس، رفتار قطعات بتنی تونل ها در برابر حریق مورد ارزیابی قرار گرفته است. در ادامه در جهت اطمینان از نتایج تحقیق با معرفی و اعمال انواع منحنی های حریق بر قطعه ی بتنی، اثر اضافه کردن فیبر پلی پروپیلن بر مخلوط بتنی، تحت بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از این تحقیق بیانگر این موضوع است که اضافه کردن حداقل 0.9 کیلوگرم فیبر پلی پروپیلن، بصورت یکنواخت، در هر متر مکعب مخلوط بتنی درقطعات بتنی تونل ها، تا حد زیادی منجر به بهبود رفتار این قطعات در برابر انواع حریق های مورد انتظار شده و از تورق و کاهش ضخامت این قطعات جلوگیری می کند.
    کلیدواژگان: قطعات بتنی، حریق، فیبر پلی پروپیلن، نرم افزار آباکوس، تورق
  • آرش فرخی، احمد رضا جعفریان مقدم* صفحات 111-132
    در صنعت راه آهن، تعیین الگوی خرابی خطوط ریلی نقش بسزایی در پیشگیری از خرابی ها و در نتیجه کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری ایفا می نماید. از کاربردی ترین و مفید ترین این الگوها مدل زوال خطوط ریلی است. مدل های کنونی زوال خطوط ریلی مدل های زوال ایستایی هستند که بر تاثیر مستقل برخی از پارامترهای موثر بر زوال تمرکز دارند .در این مقاله مدل پویای زوال خطوط ریلی مبتنی بر تئوری پویایی سیستم (SD ) پیشنهاد شده است. تئوری پویایی سیستم یک نگرشی علمی است که براساس ساختار بازخوردی خود رفتار سیستم را در طول زمان تجزیه و تحلیل می کند. مدل پیشنهادی علاوه بر بررسی تاثیر همزمان پارامترهای مختلف، زوال خطوط ریلی را به صورت پویا ارزیابی می کند.پیاده سازی و اعتبارسنجی مدل پیشنهادی زوال با استفاده از یک مثال واقعی از راه آهن ایران، حکایت از صحت و دقت مدل دارد . از دیگر نتایج بسیار با اهمیت مدل پیشنهادی زوال، تعیین تابع زوال خطوط ریلی بر حسب زمان در شبکه ریلی ایران است. از این تابع می توان برای پیش بینی زوال خط در دوره های آتی استفاده نمود . این تابع قابلیت تعمیم به سایر شبکه های ریلی جهان را دارد .
    کلیدواژگان: راه آهن، تعمیر و نگهداری خطوط ریلی، مدل پویای زوال، پویایی سیستم (SD)، تابع زوال
|
  • Hasan Ziari, Rezvan Babagoli *, Peyman Mirzababaie Pages 1-14
    In order to reduce fuel consumption and CO2 emission in producing and paving asphalt concrete, the warm technology has gained a lot of interests in the recent years in academia and/or industry. In this research study, three warm additives (Sasobit, Rheofalt, and Zycotherm) were used to modify original binder (60-70 penetration grade. (The test data are used to assess the stress sensitivity of asphalt binders at different percentages of additives. The binder fatigue and rutting performance was evaluated through Linear Amplitude Sweep (LAS) and multiple stress creep and recovery (MSCR) test, respectively. The multiple stress creep and recovery (MSCR) test was used to determine the percent recoveries (R), the non-recoverable compliances (Jnr) and the percent differences in non-recoverable compliances (Jnr-diff) of these modified asphalt binders. Results indicated that 3% Sasobit modified binder has the highest percent recovery value and the lowest Jnr value, but had the highest sensitivity to a sudden increase in the stress level inside the asphalt mixture. Unlike the other asphalt binders, the rheofalt and zycotherm modified binders showed small increases in R and slight decreases in Jnr at 64°C temperature. The LAS test results demonstrated that for low strain levels, the fatigue behavior of asphalt binders modified with 1% Sasobit, is the highest one. However, for high strain levels, the 2% Rheofalt had a better fatigue behavior than the other modified binders.
    Keywords: Modified asphalt binders, Linear amplitude sweep (LAS), Multiple stress creep, recovery (MSCR), warm mix asphalt, Rutting
  • Sajjad Azarakhsh *, Ali Pourkamali Anaraki Pages 15-38
    Today, energy absorbers are used to reduce the damage caused by collision. Thin-walled structures are the most popular energy absorbent and is used in various forms. Thin-walled tubes due to lightness, high value of impact energy absorption, long crushing length and high ratio of energy absorption into weight have ever-increasing application as one of the effective energy absorption. The purpose of this study was to investigate the effect of geometry deformation on the energy absorption of brass tubes with square cross-section and the effect of combined bitubular tubes to absorb more energy under Axial Loading. In the experimental part, brass tubes with square cross-section were prepared and then the quasi-static tests with static loading rate were performed and the load-deflection diagrams in each test were obtained. A numerical model is presented based on finite element analysis to simulate the collapse process considering the non-linear responses due to material behavior, contact and large deformation. The comparison of numerical and experimental results showed that the present model provides an appropriate procedure to determine the collapse mechanism, crushing load and the amount of energy absorption. The validated finite element model was then used for the parametric studies, in order to determine the effect of the geometry parameters (i.e. imperfection and thickness) and dynamic loading parameters (i.e. impact mass and impact velocity) on the energy absorption.
    Keywords: square bitubular tubes, quasi-static loading, Energy absorption, FEM, dynamic loading
  • Sina Salamatpoor, Yaser Jafarian *, Alborz Hajiannia Pages 39-52
    Population growth and the attributed increase in housing demand are the cause of an acute shortage of suitable land for construction. As such, it has become a business strategy in construction sector to find optimum solutions in terms of modification and improvement of inferior lands. One readily available solution to address this issue is decreasing the settlement of strip footings and improving their load bearing capacity through embedding cemented zeolite pads underneath the strip footings. Therefore, here, a series of small scale 1g model tests have been conducted with the aim of evaluating the behavior of the strip footings reinforced with zeolite-cemented pad. For practical purposes, Babolsar sand (in dry and saturated conditions) has been selected as the case study. The pads are placed underneath the foundations and in direct contact with the sand. The results demonstrate that placing a pad with one third thickness of the foundation's leads to an increase in the bearing capacity of both dry and saturated conditions. This increase is in the range between 30% to 91% under the dry condition and between 23% to 67% under the saturated condition. Also, this reinforcement causes clear increase in settlement reduction ratio of the dry condition in the range between 35% to 60% and in the 29% to 49% range for the saturated condition.
    Keywords: Strip footing, Loose sand, Cement, Zeolite, Physical model test
  • Ali Rezaei Lori, Aboalfazl Hassani * Pages 53-70
    In recent years, a large number of researches in the field of pervious concrete pavement have been done because of major environmental benefits. The existence of void space in pavements reduces their strength and durability. This problem causes these pavements to be used in some places with low traffic volumes such as sidewalks, driveways, parking lots and residential roads. In this kind of concrete, aggregates play a key role regarding its performance, so using aggregates with suitable properties in concrete, improves its performance. Copper slag is a by-product resulting from the production of copper metal. Using this production in concrete can be considered as an appropriate solution for its environmental problems. In addition, it can improve the performance of concrete mixtures. In this research, the effects of copper slag on some physical characteristics of concretes have been investigated and analyzed.In this research, two types of aggregates of dolomite and copper slag were used, crushed copper slag gradually was replaced by coarse aggregates of the mixture. Totally seven main mix designs were used with 0 to 100 percent of copper slag. In order to analyze the effect of this aggregate on the performance of pervious concrete, the physical and mechanical properties of these mixtures were investigated. The results indicated that using crushed copper slag causes the unit weight of concrete to be increased because of high specific gravity of copper slag. Also, by gradually replacing of copper slag, void ratio and permeability are increasing due to apparent characteristics and low absorption copper slag than dolomite aggregate. Moreover, the results of compressive, flexural and split-tensile strength tests showed that Adding copper slag has improved this properties and the C60 has the highest increase in comparison with control mix design.
    Keywords: Pavement, Pervious Concrete, Copper Slag, Mechanical properties, Porosity
  • Najme Neisany Samany *, Nouraddin Misagh Pages 71-88
    The design of standard bus stations is one of the most important issues that increase bus performance at the stations, reduce the take-off time and take passengers, and less negatively influence the traffic on other vehicles. In this research, we tried to find suitable locations for establishing subway station candidates in the city of Tehran 6 with GIS functions and ANP network analysis decision making. Using genetic algorithm and target functions, we aimed to optimize the candidate stations. In order to increase the accuracy of the research, the study area was divided into two areas of strong and weak concentration of service centers and commercial centers. the results showed that according to the network length and station spacing standards, area 6 requires 306 to 208 stations. Of the 291 stations, 247 stations, and 212 existing stations, 147 stations were optimized they can maximize demand coverage for demographic centers and absorbent centers.
    Keywords: Bus Station, Optimization, Genetic Algorithm, GIS, Tehran 6th District
  • Vahid Reza Afkhami, Ehsan Dehghani * Pages 89-111
    In today`s world urban railway is one of the important transportation systems that should be examined against various environmental phenomena including fire condition to service permanent citizens. Usually construction of concrete segments of the tunnel simultaneous to used high strength concrete (HSC) that have bad reaction under fire in spite of good seismic reaction. When a fire occurs in tunnel surrounding, some interaction occurred in concrete segments of the tunnel that can reduce the thickness and decrease the safety of these segments. Most of the researches in applying heat effect on concrete segments of the tunnel are experimental and under this situation and analytical or numerical researches in this issue are low. This paper presents an analytical model using ABAQUS software based on the finite element for evaluating concrete segments of tunnel behaviour under fire condition. To ensure the safety of results, some fire curves are applied and effect of Polypropylene fiber in the concrete mix is evaluated. Results show that adding minimum 0.9 Kg per cubic meter of concrete mix in concrete segments of tunnel causing loss of spalling and improve fire behavior interaction.
    Keywords: Concrete segments, fire, Polypropylene fiber, Abaqus software, Spalling
  • Arash Farokhi, Ahmad Reza Jafarian Moghaddam * Pages 111-132
    Determining the model of railroad degradation can play an important role in preventing failures and, consequently, reducing maintenance costs in the railway industry. Railroad deterioration model is known as the most practical of such models. However, current deterioration models are static models that focus only on the independent effects of some of the parameters affecting deterioration.This paper proposed a new railroad deterioration dynamic model based on System Dynamics (SD) theory. SD as a scientific attitude analyzes the system's behavior over time through its feedback structure. The proposed model, in addition to studying the simultaneous effects of different parameters, evaluates the railroad deterioration dynamically.Implementation and validation of the proposed model of deterioration, using a real example of Iran's railways, indicates the accuracy of the obtained results. Another great consequence of proposed dynamic model is determining the deterioration function in terms of time in Iran railway. This function can be used to predict the deterioration of the railroad in future periods. This function has the ability to configure to other railway networks in the world.
    Keywords: Railway, Railroad Maintenance, Dynamic Deterioration Model, System Dynamics (SD), Deterioration Function