فهرست مطالب

مهندسی عمران شریف - سال سی و پنجم شماره 1 (بهار 1398)
  • سال سی و پنجم شماره 1 (بهار 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/03/01
  • تعداد عناوین: 14
|
  • محمدحسین طاهری نیا، شهروز شریفی، سیدمحمود فاطمی *، الهه خشت کار صفحات 3-10

    در پژوهش حاضر، جهت روشن شدن علت اصلی ایجاد و گسترش ترک ها در منطقه ی شرق شهر سمنان، به بررسی عوامل مختلف تاثیرگذار در گسیختگی زمین، شامل: خصوصیات ژئوتکنیکی نهشته ها و شرایط زمین شناسی حاکم بر منطقه در کنار بررسی الگوی گسترش سطحی و عمقی ترک ها پرداخته شده است. براساس نتایج حاصل از مطالعات انجام شده، گسترش ترک ها در منطقه تحت تاثیر عوامل درونی (ذاتی) حاکم بر منطقه رخ داده و در واقع ترک های موجود، نمونه یی از ترک های انقباضی ایجاد شده در کفه های رسی ولی با ابعاد بسیار بزرگ بوده است. ترک های مذکور در عمق زمین شکل گرفته و در نهایت با توسعه ی آنها در اثر فرسایش زیرسطحی در سطح زمین رخنمون پیدا کرده اند. شرایط ویژه ی زمین شناسی موجود در منطقه، شامل: کانی شناسی، توپوگرافی و هیدرولوژی منطقه در کنار وضعیت اقلیمی منطقه از عوامل کلیدی در ایجاد ترک های گلی عظیم بوده است. همچنین پتانسیل رمبندگی و واگرایی نهشته های سطحی، نقش مهمی در توسعه ی ترک های گلی عظیم در منطقه داشته است.

    کلیدواژگان: ترک های گلی، گسیختگی زمین، رمبندگی خاک، پتانسیل واگرایی، کفی رسی
  • فاظمه احمدی پور، امیررضا ممدوحی* صفحات 11-18

    با توجه به اینکه هزینه ی جمع آوری داده برای مدل سازی تقاضای سفر بسیار بالاست، انتقال مدل ها به علت صرفه جویی در منابع، جذابیت و اهمیت زیادی دارد. هدف نوشتار حاضر، بررسی انتقال پذیری مکانی مدل تولید سفر از نوع لوجیت رتبه یی بین دو نمونه با مقیاس واقعی و تعیین جهت برتر انتقال است. در این راستا، از داده های اقتصادی اجتماعی و سفرهای کاری روزانه ی خانوار از آمارگیری مبدا مقصد
    ساکنان شهرهای قزوین و اسلامشهر استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که مدل های انتقال یافته به اسلامشهر و قزوین از نظر معیارهای قابلیت پیش بینی در سطح ناهمفزون (خوبی برازش انتقالی و شاخص انتقال)، عملکرد خوبی دارند و از نظر معیارهای برابری آماری پارامترهای مدل (آماره ی آزمون انتقال) و قابلیت پیش بینی در سطح همفزون (مجذور میانگین مربعات خطا و خطای نسبی انتقال همفزون)، فاقد عملکرد خوبی در انتقال پذیری هستند که نشان می دهد مسئله ی انتقال پذیری یک مسئله ی یک بعدی، با پاسخ بلی یا خیر نیست بلکه مسئله یی پیچیده و چندجانبه است و به همین دلیل، معیارهای متفاوتی به منظور ارزیابی آن پیشنهاد شده است.

    کلیدواژگان: انتقال پذیری مکانی، تولید سفر، لوجیت رتبه یی
  • ایمان عشایری*، مهنوش بیگلری، سیدیادگار هوشیار صفحات 19-29

    در نوشتار حاضر، از داده های ارتعاش های محیطی در 21 ایستگاه در سطح شهر کرمانشاه، که در پروژه ی بانک جهانی به شماره ی I R N−4697 انجام شده است، برای تعیین نیمرخ سرعت موج برشی با استفاده از روش معکوس بیشینه ی بیضویت امواج سطحی استفاده شده است. به منظور تحلیل داده های ارتعاش های محیطی برای تعیین نیمرخ سرعت موج برشی از 4 مدل پیشنهادی 3، 5، 7 و 10 لایه استفاده و درنهایت، بهترین نیمرخ های سرعت موج برشی به دست آمده با نتایج روش تحلیل طیفی امواج سطحی (S A S W) مقایسه شده است. نکته ی قابل توجه این است که نیمرخ سرعت موج برشی ساختگاه بدون توجه به نتایج روش S A S W، برای درنظر گرفتن ضخامت و محدوده ی سرعت لایه های زمین، استخراج و درنهایت با نیمرخ سرعت موج برشی حاصل از روش S A S W مقایسه شد. نیمرخ های به دست آمده از روش معکوس بیشینه ی بیضویت امواج سطحی، تطابق خوبی با نیمرخ های حاصل از روش S A S W داشتند.

    کلیدواژگان: نیمرخ سرعت موج برشی، ارتعاش های محیطی، معکوس بیشینه ی بیضویت، تحلیل طیفی امواج سطحی
  • سیدحمیدرضا موسوی، حسین تاج میر * صفحات 31-40

    در پژوهش حاضر، با ارائه ی مدل مکانیزم رفتاری مجموعه ی خاک دیوار به بررسی عملکرد لرزه یی دیوار حائل در خاک ناهمگن پرداخته شده است. مطالعات تحلیلی در شرایط کرنش صفحه یی با دیوار حائل صلب و خاک ویسکوکشسان خطی انجام شده است. همچنین رفتار مجموعه در دامنه ی تحلیل فشار جانبی وارد بر دیوار حائل، نیروی برشی در سازه ی نگهبان و توزیع لنگر خمشی وارد بر دیوار بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که میزان فشار جانبی وارد بر دیوار با خاک ناهمگن وابسته به محدوه ی تغییرات سرعت موج برشی خاک، بسامد لرزه یی تحریک و پارامترهای هندسی مجموعه است. با افزایش نسبت سرعت موج برشی سطح خاک به سرعت موج برشی کف خاک، محل وقوع بیشینه ی مقدار تنش افقی از 0٫55 ارتفاع دیوار به سمت بالاترین نقطه ی آن تغییر می کند. بنابراین اعمال ناهمگنی خاک، تصویر دقیق تری از عملکرد سازه های نگهبان ارائه می دهد و در طراحی آنها موثر خواهد بود.

    کلیدواژگان: دیوار حائل، خاک ناهمگن، فشار جانبی خاک، ارزیابی لرزه یی، روش کشسان
  • عباس نادرپور، مسعود مفید، جواد مجروحی * صفحات 41-49

    امروزه ضرورت مدیریت زمان در پروژه های حوزه ی ساخت بر کسی پوشیده نیست. در صنایع دارای فرایندهای پیچیده، نظیر پالایشگاه های گاز،با توجه به محدودیت ها و ریسک ها و عدم قطعیت های فراوان، اهمیت موضوع مضاعف می شود. لزوم تولید بی وقفه در پالایشگاه ها، ضروریت های عملیاتی و تقسیم بندی سایت براساس مخاطرات H S E به نواحی با قابلیت عملکرد متفاوت، عدم قطعیت های فراوانی را نیز به زمان بندی پروژه تحمیل می کند. لذا استفاده از مدل های مطمئن تر جهت کنترل و تعامل با عدم قطعیت ها باید در دستور کار قرار گیرد. لذا در نوشتار حاضر، به ارائه ی مدلی نوین مبتنی بر تلفیق مدیریت ریسک و سیستم استنتاج فازی جهت برآورد دقیق و همه جانبه ی زمان انجام پروژه ها در پالایشگاه های گاز پرداخته و در این راستا، نتایج حاصل از استقرار مدل مذکور در یک مطالعه ی موردی بررسی شده است.

    کلیدواژگان: مدیریت زمان، برآورد زمان، عدم قطعیت، ریسک، سیستم استنتاج فازی
  • سعید تقی زاده، عباس کرم الدین* صفحات 51-64

    یکی از انواع رایج جداگرها، جداگرهای اصطکاکی پاندولی هستند. پژوهش ها نشان می دهند که استفاده از آن ها در زلزله های میدان نزدیک پاسخ ها همراه با تشدید خواهد بود. در سال های اخیر، پژوهشگران خاصیت تطبیق پذیری غیرفعال را در جداگرهای مذکور جای داده اند تا مشکل ایجاد پدیده ی تشدید در پاسخ های جداگر حل شود. در جداسازهای تطبیق پذیر به دلیل کاهش یافتن نیروی بازگردانندگی، جابه جایی جداساز افزایش می یابد. در نوشتار حاضر، دو نوع جداگر انحناء متغیر به نام های سیستم اصطکاکی پاندولی انحنا متغیر (V C F P S) و جداگر پاندولی بسامد متغیر (V F P I) در سازه ی معیار جداساز لرزه یی استفاده شده است. زلزله های اعمال شده در سازه ی مذکور در دو جهت افقی بوده و از مولفه ی قائم زلزله صرف نظر شده است. مدل سازه ی معیار جداساز لرزه یی به صورت سه بعدی است که در هر طبقه سه درجه آزادی دارد. تحلیل دینامیکی سازه ی معیار با روش شتاب میانگین ثابت نیومارک بتا انجام شده است. جداسازهای لرزه یی به صورت یکنواخت در سازه قرار گرفته و بررسی ها با استفاده از معیارهای ارزیابی و تاریخچه ی پاسخ سازه انجام شده است. مشاهده می شود که جداسازهای لغزشی متغیر به دلیل تغییر یافتن در خصوصیات جداساز نسبت به جداسازهای اصطکاکی پاندولی عملکرد بهتری دارند. به منظور کاهش دادن جابه جایی جداساز لرزه یی از روش کنترل نیمه فعال با استفاده از میراگر M R و کنترلر شبکه ی عصبی موجکی استفاده شده است. ولتاژ میراگر M R توسط الگوریتم کنترل محاسبه شده است تا نیروی کنترل بهینه ی سازه ایجاد شود. کنترلر ذکرشده توسط الگوریتم ژنتیک بهینه می شود. نتایج عددی نشان می دهند که استفاده از کنترل نیمه فعال برای کاهش جابه جایی جداساز لرزه یی در مقایسه با افزایش ضریب اصطکاک سطح لغزش و کنترل غیرفعال موثرتر است.

    کلیدواژگان: جداساز لرزه یی انحناء متغیر (V C F P S)، جداساز لرزه یی بسامد متغیر (V F P I)، سازه ی معیار جداساز لرزه یی، کنترل نیمه فعال، شبکه ی عصبی موجک
  • شیرین جعفری، محمد تقی احمدی* صفحات 65-73

    یکی از پارامترهای مهم در طراحی سدهای بتنی، مقاومت کششی بتن حجیم غیرمسلح است. معمولا با افزایش اندازه ی نمونه ی بتن، مقاومت آن کاهش می یابد و این موضوع در مقاطع بسیار بزرگ سدهای بتنی نسبت به مقادیر آزمایشگاهی، نمود بیشتری پیدا می کند. در پژوهش حاضر، اثر اندازه ی مقطع در طراحی سدهای بتنی، با استفاده از رابطه ی مقاومتی پیشنهادی دانگار)براساس رابطه ی اثر اندازه ی بازانت(اعمال شد. جهت طراحی های سد، از برنامه ی بهینه سازی شکل سدهای قوسی C A D S O به همراه ارتقاء الگوریتم طراحی آن به منظور اعمال رابطه ی مقاومتی مذکور استفاده و نتایج حاصل با طراحی های مبتنی بر مقاومت کلاسیک و نیز رابطه ی مقاومت رافائل مقایسه شد. مطالعات بر روی سدهای بزرگ نشان می دهد طراحی سد با درنظر گرفتن اثر اندازه ی مقطع، موجب افزایش ضخامت مقاطع به ویژه در نواحی تمرکز تنش کششی در نزدیکی پی، افزایش حجم و تغییر الگوی شکل بهینه ی رویه ی سد می شود.

    کلیدواژگان: اثر اندازه ی مقطع، اثر سرعت بارگذاری، مقاومت کششی بتن، بهینه سازی شکل سد بتنی
  • فاطمه فرشی، عبدالرضا کبیری سامانی*، محمدرضا چمنی، حسین عطوف صفحات 75-83

    مدل سازی دقیق جریان های ثانویه در مسیر خم ها و پیچان رودها، اهمیت زیادی دارد. در پژوهش حاضر، با مدل سازی عددی در محیط نرم افزار اپنفوم، به بررسی ویژگی های هیدرولیکی جریان در یک کانال مرکب در مسیر پیچان رود پرداخته شده است. برای این منظور، معادلات حاکم، شامل رابطه های متوسط گیری شده ی رینولدزی (R A N S) حل شده اند. با وجود رفتار دوفازی جریان در کانال های باز، با انتخاب حل گر و شرایط مرزی مناسب برای سطح آب می توان آن ها را به صورت تک فاز مدل کرد. در پژوهش حاضر، از شرط مرزی تقارن برای سطح آزاد آب استفاده و برای مدل سازی جریان آشفته از مدل های آشفتگی $k-v a r e p s i l o n$ و $k-o m e g a$ استفاده شده است. طبق نتایج به دست آمده، با فاصله گرفتن از تاج خم، قدرت جریان عرضی افزایش می یابد؛ به طوری که یک گردابه ی هم جهت با جریان عرضی در محل گوشه ی ساحل بیرونی تشکیل می شود. این جریان عرضی تا ابتدای تاج خم بعدی ادامه می یابد و مجددا در طول موج بعدی به همین شکل تکرار می شود.

    کلیدواژگان: جریان های ثانویه، پیچان رود، کانال مرکب، رابطه های ناویر استوکس متوسط رینولدزی
  • احسان درویشان، غلام رضا قدرتی * صفحات 85-91

    در نوشتار حاضر، یک روش برای شناسایی خسارت ساختمان ها براساس ترکیب دو روش پردازش سیگنال و داده کاوی ارائه شده است. از تبدیل موجک بسته یی برای پردازش سیگنال ها و آنالیز مولفه های اصلی جهت کاهش ابعاد داده ها استفاده شده است. مطالعات بر روی سازه ی مرجع فاز یک A S C E-A I S C انجام شده است که تاکنون در مطالعات متعددی به عنوان یک سازه ی مرجع پایش سلامت به کار رفته است. در ابتدا، تبدیل موجک بسته یی برای حذف نافه از سیگنال اصلی به کار رفته است. در مرحله ی بعد، روش آنالیز مولفه های اصلی استفاده شده است تا تعداد ابعاد مسئله به فقط یک داده کاهش داده شود. درنهایت، نیز انرژی ضرایب موجک مولفه ی سیگنال کاهش یافته به عنوان شاخص خسارت لحاظ شده است. نتایج نشان می دهد روش موجک هسته یی می تواند خسارت را در سازه ی مذکور به خوبی شناسایی کند.

    کلیدواژگان: شناسایی خسارت، پردازش سیگنال، معیار انرژی، تبدیل موجک بسته یی، کاهش ابعاد داده ها
  • مهزاد اسمعیلی، هوشنگ کاتبی*، سعید رحیمی صفحات 93-103

    روش انجماد مصنوعی زمین، روشی پیشرفته و دوستدار محیط زیست جهت بهسازی و نگهداری موقتی توده ی خاک است. نوشتار حاضر، ملاحظات کلی طراحی مکانیکی روش انجماد مصنوعی زمین را در بر می گیرد و درکی از سیستم های تکیه گاه موقتی ارائه می کند. با استفاده از مدل رفتاری موهر کولمب اصلاح شده به شبیه سازی سه بعدی اجزاء محدود دیوار خاکی منجمد و بررسی پارامتری آن، اعم از: عمق گودبرداری، دمای انجماد و مقدار سربار در قالب یک مطالعه ی موردی مربوط به خط دو متروی شهر تبریز پرداخته شده است. همچنین به منظور بررسی دقیق تر مدل سازی عددی، یک مدل سازی فیزیکی آزمایشگاهی پس از اعمال شرایط مرزی و تحلیل ابعادی صحیح انجام شده است. نتایج نشان می دهند که دیوار خاک منجمد در ناحیه ی مقاوم، تغییر شکل زیادی ندارد و پس از آن به دلیل حذف فشار جانبی مقاوم، نرخ تغییرمکان نسبی افزایش می یابد. سازه های خاک منجمد، قابلیت تغییرشکل بسیار بالایی دارند و در صورت تحلیل و طراحی صحیح، دچار گسیختگی ترد سازه یی نخواهند شد. همچنین بهتر است در ضخامت های کم از مهارهای پشت بنددار برای کنترل تغییرمکان
    استفاده کرد.

    کلیدواژگان: انجماد مصنوعی خاک، روش اجزاء محدود، آزمایش فشار سه محوری، متروی تبریز
  • وحید میرحاجی، یاسر جعفریان*، محمدحسن بازیار، محمد کاظم جعفری صفحات 105-113

    بارهای لرزه یی ناشی از جابه جایی های داخلی مدفن های زباله ی شهری، اعم از سیستم آستر تحتانی، سیستم پوشش، پی و فصول مشترک می توانند باعث آسیب سازه های مذکور شوند. مصالح مصنوعی صیقلی واقع در زیر سازه ها می توانند با مکانیسم لغزندگی و جذب انرژی وارده از زلزله ها باعث حفاظت لرزه یی شوند. در مطالعه ی حاضر، بررسی های آزمایشگاهی به منظور ارزیابی نقش جداسازی بستر درون خاکی بر روی پاسخ لرزه یی مدفن زباله ی شهری کهریزک تهران انجام شده اند. آزمایش های میزلرزه روی خاکریز زباله ی جامد شهری عایق شده با آسترهای شبه بیضوی در معرض تحریک های سینوسی هارمونیک در بستر انجام شده اند. نتایج حالت های جداشده و جدانشده بر حسب جابه جایی دائمی و پاسخ لرزه یی مقایسه و مشاهده شد که در تمامی ترازها و حرکت های ورودی، خصوصا حرکات ورودی با شدت بالا، شتاب های طیفی داخل خاکریز به واسطه ی جداسازی بستر کاهش یافته اند. نتایج مطالعه ی حاضر، کاربرد مناسب آسترهای ژئوسنتتیکی در مقاوم سازی لرزه یی مدفن ها را نشان داده است.

    کلیدواژگان: پاسخ لرزه یی، مدفن زباله ی جامد شهری، جداسازی بستر، آسترهای مصنوعی زمینی، جابه جایی دائمی
  • محمدرضا رفیعی، پرهام معمارزاده* صفحات 115-121

    یکی از متغیرهای مهم در مکانیک شکست، عامل شدت تنش است که برای پیش بینی رشد ترک و عمر باقی مانده ی عضو ترک خورده استفاده می شود. عامل شدت تنش، بیان گر تنش های اطراف نوک ترک است. یکی از عوامل تاثیرگذار در عامل شدت تنش، نسبت طول ترک (به پهنای ورق) است که توسط پژوهشگران به روش های مختلف حل بسته از جمله روش بسط لورنت بررسی شده است. هدف نوشتار حاضر، بررسی قابلیت روش عددی اجزاء محدود برای ارزیابی تاثیر پهنای ورق های تحت بارگذاری کنترل جابه جایی در عامل شدت تنش است. برای این منظور، ورق های با نسبت ابعاد و طول های ترک متفاوت به روش اجزاء محدود با استفاده از اجزاء تکین در نوک ترک مدل سازی و عامل شدت تنش با استفاده از روش گسترش ترک محاسبه شده است. مطالعه ی حاضر نشان می دهد که نتایج به دست آمده از روش ذکرشده، مطابقت خوبی با نتایج حاصل از روش های حل بسته ی موجود در سایر پژوهش ها دارد. در ادامه، به بررسی اثر وجود سوراخ با فاصله های مختلف از نوک ترک در عامل شدت تنش در ورق های با نسبت مختلف ابعاد پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که تاثیر سوراخ در عامل شدت تنش برای سوراخ هایی که در فاصله یی بیش از 10٪ پهنای ورق از نوک ترک قرار گرفته اند، ناچیز است.

    کلیدواژگان: ورق با ترک مرکزی، عامل شدت تنش، روش اجزاء محدود، اجزاء تکین، روش گسترش ترک
  • اصغر وطنی *، بهزاد انتظاری صفحات 123-130

    باتوجه به آسیب پذیری مخازن هوایی آب، به عنوان یکی از مهمترین سازه های تامین کننده ی آب بهداشتی شهرها، لزوم حفظ قابلیت بهره برداری از آنها پس از زلزله امری ضروری است. یکی از فناوری های نوین مهندسی سازه، طراحی جداسازهای لرزه یی و کاربرد آن در سازه های خاص از جمله مخازن هوایی آب است. در نوشتار حاضر، با انجام تحلیل دینامیکی تاریخچه ی زمانی، یک مخزن هوایی بتنی با پایه ی بتنی در ترازهای مختلف آب و تحت شتاب نگاشت های متفاوت در دو حالت با و بدون جداساز تحلیل و نتایج حاصل با هم مقایسه شدند. جداساز لرزه یی مورد استفاده در مدل های مذکور از نوع الاستومری نئوپرنی است که در محل اتصال مخزن به ستون بتنی نصب شده است. نتایج حاصل نشان داد استفاده از جداسازها در مخازن هوایی بتنی نسبت به مخازن بدون جداساز، باعث میرایی انرژی زلزله خواهد شد. طی فرایند میرایی، دوره ی تناوب طبیعی سازه افزایش می یابد و شتاب و نیروهای وارد بر سازه کاهش می یابند و منجر به کاهش تغییرمکان و کاهش نیروی برش پایه در مخزن می شوند.

    کلیدواژگان: مخزن هوایی آب، تحلیل دینامیکی تاریخچه ی زمانی، میراگرالاستومتری، دوره ی تناوب
  • مجید پاسبانی *، آرش قائد صفحات 131-142

    مسئله ی اندرکنش سد و مخزن به عنوان یکی از مباحث مهم در مبحث طراحی سدهای بتنی، افزایش نیروی هیدرودینامیکی وارده بر سد در هنگام زلزله و درنتیجه، افزایش تنش های وارده بر سد را به دنبال دارد. در نوشتار حاضر سعی شده است علاوه بر به کارگیری ماهیچه ی بتنی از میراگر لاستیکی نیز به منظور کاهش تنش ها از طریق میرایی فشار هیدرودینامیکی وارده بر سد استفاده شود. به منظور دستیابی به ارتفاع بهینه ی میراگر لاستیکی نیز از تحلیل احتمالاتی مونت کارلو استفاده شده است که در آن ارتفاع میراگر لاستیکی به عنوان متغیر ورودی و پاسخ های لرزه یی وارده بر سد، به عنوان متغیرهای خروجی انتخاب شده اند. نتایج حاصل از پژوهش، تاثیر قابل توجه میراگر لاستیکی را نسبت به ماهیچه ی بتنی در کاهش تنش های وارده بر سد نشان می دهد. علاوه بر این، با توجه به نتایج حاصل از تحلیل احتمالاتی می توان ارتفاع بهینه ی میراگر لاستیکی را انتخاب کرد. نتایج حاصل از تحلیل احتمالاتی نشان می دهد که ارتفاع بهینه ی میراگر لاستیکی به لحاظ عملکرد در حدود 0٫6 تا 0٫7 ارتفاع مخزن است.

    کلیدواژگان: سد بتنی وزنی، اندرکنش، میراگر لاستیکی، مونت کارلو، بهسازی لرزه یی
|
  • M. H. Taherynia, SH. Sharifi, M. Fatemi Aghda*, E. kheshtkar Pages 3-10

    In this study, in order to clarify the main cause of earth fissures development in the East region of Semnan, various factors affecting the earth fissure, including geotechnical properties of sediments and geological conditions of the area along superficial and deep patterns of the fissures, have been studied. Based on the results of these studies, the cracks developing in the area are affected by natural causes that exist in the region. The previously studies introduced subsidence due to groundwater pumping as the main reason of the earth fissures in the East region of Semnan. The cracks pattern that is readily apparent from the satellite (google earth) images of the area indicated a significant difference of these cracks from induced cracks by subsidence. The earth fissures in the study area form polygonal blocks that look identical to the shape of mudcracksare. In fact, these giant cracks are the same desiccation mudcracks or large soil cracks formed in clay layers, yet on an enormous scale. Some giant desiccation cracks are large enough to be mistaken for earth fissures that are caused by subsidence from groundwater pumping. These cracks are formed deep in the earth and, eventually, work up to the surface by collapse of the roof of the cavity due to subsurface erosion. The most common form of a desiccation crack on the surface is one of linear collapse features. The controlling factors in the formation of the giant mudcracks in the area are geological conditions, mineralogy, topography, and hydrology, along with the climate. Based on field studies, the main development of crack in the study area occur at the toes of alluvial fan that are inundated by sheetflow during heavy rain. In addition, based on in-situ and laboratory geotechnical tests, the soil in the areas has low dry density, and the clay minerals are dispersion potential. Dispersion of clay by water that enters the crack system causes enlarged desiccation crack and makes an opening for materials to collapse into.

    Keywords: Mudcracks, earth fissures, collapsibility, dispersion potential, clay flat
  • F. Ahmadipour, A.R. Mamdoohi* Pages 11-18

    The cost of collecting data for travel demand modeling is very high with an increasing trend. Data collection costs could easily surpass the annual budget of a metropolitan planning organization (MPO) in small or medium-sized area. Spatial transferability of travel forecasting models, or the ability to transfer models from one area to another, can potentially ease important cost and time savings for areas that cannot invest in extensive data-collection and model development procedures. Furthermore, transferability is critical to evaluate the validity of behavioral models. Without transferability in time and space, the use of the model will be compromised due to either over or under-estimating demand, which will lead to an inaccurate assessment of the associated transportation needs and poor allocation for infrastructure investment. Moreover, trip generation has special importance in travel demand modeling, because it is the first step in the classic four-step approach, and any error in this step leads to the transmission of the error to other steps.This study includes two primary research objectives. The first is to test the appropriateness of transferring ordered Logit model for trip production between two cities of Qazvin and Eslamshahr. The second is to determine the best transfer direction (Qazvin to Eslamshahr or Eslamshahr to Qazvin) according to the transferability criteria. The analysis focuses on work trips at the household level. The models are estimated for Qazvin and Eslamshahr cities based on data from the Travel OD Surveys of Qazvin (2008) and Eslamshahr (2013). The surveys collected detailed personal and household characteristics, as well as travel diary information from households in the two cities. Trip production model estimation was conducted in the statistical software package Stata.The measures of spatial stability consist of an analysis of how well the estimated models predict observed shares by stratification and a comparison of model parameters. Various transferability tests are conducted at both aggregate and disaggregate levels. Transferability Test Statistic (TTS) is conducted to test the stability of the model coefficients. Transfer Index (TI) is a measure of predictive accuracy of transferred model relative to a locally estimated model. Transfer Rho-Square is a measure of goodness of fit index and statistical methods such as Root Mean Square Error (RMSE) and Relative Aggregate Transfer Error (RATE) are measures of the aggregate prediction error.The selection of final models is based on different criteria like logical coefficient signs, chi-squared statistics, F-statistic, pseudo R2, and t-statistics. Qazvin and Eslamshahr final models include two explanatory variables: number of employees and car ownership. Models coefficients have correct sign and are all significant at the level of 5 percent.Research results show that Transfer Index rejects the null hypothesis of the equality of the parameters of the two cities. Results also indicate that the transferred models to Eslamshahr and Qazvin have Transfer Rho-Square of 0.06 and 0.15, Transfer Index of 0.50 and 0.71, Root-Mean-Square Error of 0.35 and 0.24, and Relative Aggregate Transfer Errors of 17.5 and 12.0 respectively, indicating multiple aspects of transferability. Other conclusions are also
    drawn from different perspectives: the transferred model to Qazvin has a better Transfer Rho-Square, Transfer Index, Root-Mean-Square Error, and Relative Aggregate Transfer Error than the transferred model to Eslamshahr

    Keywords: Spatial transferability, trip production, ordered logit
  • I. Ashayeri*, M. Biglari, S. Yadegar Hoshiar Pages 19-29

    Shear wave velocity profile of construction site is one of the most important parameters that is requested for evaluation of seismic strength of sub-surface layers and their effects on the seismic design of surface structures known as site effects. There are several known methods to extract the shear wave velocity profile of ground. Amongst, some methods were developed based on analysis of surface waves from active or passive sources. This study focuses on the comparison of two of these methods; the inversion of maximum ellipticity of Rayleigh wave and the spectral analysis of surface wave (SASW). The former is based on the microtremor measurements of ambient vibrations in three components and construction of the spectral ratio of horizontal to vertical components, and the latter, is based on the recording of phase delay between vertical vibrations of ground level due to an active source like hammer impact. In this study, microtremor measurements at 21 stations of Kermanshah city, which has
    been done in the project of world bank 4697-IRN, are used to determine the shear wave velocity profile using inversion of their ellipticity peak. Accordingly, shear wave velocity profile, are determined by using four models of 3, 5, 7 and 10 layers and finally the best shear wave velocity profiles resulted from inversion of microtremor ellipticity peak are compared with the results of spectral analysis of surface waves which were obtained at the same stations. The importance of current study is that the initial shear wave velocity profiles are suggested without considering the results of SASW, for considering the thickness and velocity limit of each layer. Comparisons reveal that good correlations are obtained between shear wave profiles of current study and results of SASW. Furthermore, the similarities of shear wave profiles obtained by two methods improve with increasing the number of considered layers of initial models from 3 to 10.

    Keywords: Shear wave velocity profiles, microtremor, inversion of ellipticity peak, spectral analysis of surface waves
  • * H. Tajmir Riahi, H.R. Mousavi Pages 31-40

    Results obtained from geotechnical studies show that the amount of shear wave velocity in various parts of soil is dependent on location of each particle. Therefore, changes of shear wave velocity in soil depth introduce soil as an inhomogeneous material. This research studies the seismic performance of retaining wall in inhomogeneous soil through presenting a proper model which considers mechanism of soil-wall system. In this study, analytical studies have been done in plane strain with rigid retaining wall and linear viscoelastic soil. In order to understand seismic performance of retaining wall, lateral pressure of soil on wall, shear force of retaining structure and bending moment on the wall are presented. Results of this research show that the amount of lateral earth pressure on the wall is dependent on changes of soil shear wave velocity, seismic excitation frequency and geometric parameters of system and response of system is different from homogenous soil. Distribution of inhomogeneous soil lateral pressure expresses that by increasing shear wave velocity at soil surface to shear wave velocity at soil base, location of maximum horizontal stress change from 0.55H to 1H (H: height of retaining wall). In addition, by increasing the damping coefficient of the soil, the lateral pressure exerted on the structure decreases. In the case where the damping coefficient is equal to zero, the amount of horizontal stress increases significantly. The vertical stress of soil is maximum in the wall toe while the amount of horizontal stress is minimum at the same point. Critical vertical pressure distribution occurs in a specific excitation frequency and at the same frequency maximum amount of lateral pressure is applied on the wall. Results also show that lateral earth pressure on retaining wall makes it similar to the behavior of cantilever beam. Thus, implementing the inhomogeneous properties of soil presents a more realistic image of retaining structures and improves design of these types of structures.

    Keywords: retaining wall, inhomogeneous soil, lateral earth pressure, seismic analysis, elastic method
  • A. Naderpour, M. Mofid, *J. Majrouhi sard rood Pages 41-49

    Nowadays the importance of time management in the field of construction projects is well known for everyone. Time management can be effective in a project when the project schedule is based on reasonable, sustained and comprehensive time estimation. In the industries with complex processes such as gas refineries, considering limitations and risks involved in the project implementation and also many uncertainties that affect the implementation of project activities, the importance of the Time Management will be more significant. As the ongoing projects are directly or indirectly linked with continuous production in the gas refineries, operational musts and site classification based on the HSE risks besides limitations of the project implementation in normal condition, increases excess uncertainties to the project schedule. Considering the very low reliability of the planning with certainty and project control by this approach, using more secure models for control and interact with uncertainty to be placed on the agenda. This article aims to present a new model based on the integrated risk management & fuzzy expert systems in order to provide accurate and comprehensive project time estimation in the gas refineries of the IRAN and in this regard reviews the results of implementation of this model in a case study.

    Keywords: Time management, time estimation, uncertainty, Risk, fuzzy expert systems
  • S. Taghizade, A. Karamoddin* Pages 51-64

    One of the most popular isolators is Friction Pendulum System (FPS). Recent studies and tests have revealed that using these isolators in near-field earthquakes leads to amplified responses. Recently, passive adaptability characteristics have been introduced in these isolators to remove resonant responses. In adaptable sliding isolators, the restoring force is reduced. Hence, base displacement increases. In this paper, two variable curvature isolators, Variable Curvature Friction Pendulum System (VCFPS) and Variable Frequency Pendulum Isolator (VFPI), are employed in the base-isolated benchmark building. The earthquakes are applied bi-directionally on the horizontal plane, ignoring the vertical ground motion component. The shear type base-isolated benchmark building is modeled as a three-dimensional linear elastic structure with three degrees of freedom at each floor level. Time domain dynamic analysis of the benchmark building is carried out by means of the constant average acceleration Newmark-Beta method. The base-isolated benchmark building is investigated for uniform isolation through the performance criteria and time history response. It is observed that variable sliding isolators performed better than conventional FPS due to their varying characteristic properties that enable them to alter the isolator forces depending upon their isolator displacements, thus improving the performance of the structure. To reduce the displacement of the seismic base isolator, semi-active control method with magneto-rheological damper (MR damper) and wavelet neural network controller are employed. MR damper voltage is calculated by the control algorithm to generate the optimum control force of structure. This controller is optimized by genetic algorithm. Numerical results prove that the use of semi-active control systems performs more successfully in reducing the seismic isolator displacement, in comparison to the increasing coefficient of friction of isolators and passive control.

    Keywords: Variable curvature friction pendulum system (VCFPS), variable frequency pendulum isolator (VFPI), base-isolated benchmark building, Semi-active control, wavelet neural network
  • Shi. Jafari, M.T Ahmadi* Pages 65-73

    Unreinforced mass concrete tensile strength is the most important parameter in concrete dams design. Actually, concrete strength is affected by several factors such as section size, type and rate of loading, and material and mixture properties. As is well known, concrete member tensile strength tends to decrease when its size increases. Obviously, in concrete dams with large sections, this effect is more pronounced. In this study, we aimed to investigate the major changes in the shape and volume of optimal arch dams designed taking into account the factors mentioned above, especially the structural section size effect on concrete resistance. To this end, the apparent tensile strength proposed by Dungar on the basis of Bazant size effect law was used. The results obtained were compared with the designs based on classic or Raphael tensile resistance criterion. To design the dams, CADSO, the software for optimization of arch dam shape, was used, and its design improved in order to apply the aforementioned resistance equations. The new software is able to determine the optimized shape of dam by meeting various constraints, such as tension limitations, resulting from loading combination conditions including body weight, water pressure, and seismic status while considering sections size and type and rate of loading. The results of studies on the great Shahid Rajaee Dam suggest that the optimized design based on the principles of fracture mechanics increases the thickness of sections, especially in the tensile stress concentration positions near the foundation. The process changes the optimal shape pattern of the dam body shell increasing its volume, for the case studied. According to the results mentioned, it appears that there is a serious concern with the conventional design of concrete dams; size effect has to be taken into account for the safe design of concrete dams shape.

    Keywords: size effect, rate of loading effect, tensile strength of concrete, shape optimization of concrete dam
  • F. Farshi, A.R Kabiri, Samani, M.R. Chamani, *A. Kabiri, Samani Pages 75-83

    Secondary currents are important mechanisms in open channels, having major contribution in flow field and its corresponding parameters including boundary shear stress and depth-averaged velocity. Compound open channels involve extra plan form vortices in the flow field. Curved open channels generate especial vortices due to the effects of centrifugal force. Precise modeling of secondary currents in curves and meanders is a very important issue in practical applications. Using open source ``OpenFOAM'' software, the flow field in a meandering channel with compound cross section is simulated herein. Reynolds averaged Navier-Stocks equations (RANS) are solved. Applying appropriate boundary conditions over the free-surface, the simpleFoam solver has been used to model the two-phase air-water flow interface, assuming a steady flow condition, and a symmetry boundary condition. The experimental data from FCF belonging to University of Birmingham is selected for verification and validation of the present numerical results. Two turbulent models of Realizable k−varepsilon and SST k−omega are applied. Lateral velocity profiles at the cross sections indicate that at each wave-length of a meander, a vortex forms in the main channel at the apex, directing towards the outer bank near the bed and towards the inner bank near the water free-surface. The secondary current patterns, achieved for curved compound open channels differ from those of the simple channels. This is partly due to the interaction of shear stresses occurring at the interfaces between the main channel and the floodplains. Deviation of paths of the main channel and floodplains, downstream of each apex, results in entering the flow from inner bank to the main channel and exiting the flow from the main channel to the outer bank. These flow patterns shift the flow from inner- to the outer bank, downstream of each apex. Therefore, a helicoidally secondary current pattern forms, growing in size and strength farther downstream of the apex region.

    Keywords: Secondary currents, meander, compound channel, reynolds averaged navier-stocks equations
  • E. Darvishan, *Gh. Ghodrati Amiri Pages 85-91

    Detection of damage in structures is a main concern in many areas of civil engineering. In recent years, developments in sensor technology and signal processing techniques has attracted researches toward signal-based methods. In this study a damage detection algorithm is proposed for structures based on signal processing and dimensionality reduction. IASC-ASCE health monitoring benchmark structure is utilized for analysis. This building is a 12-DOF frame with braces at each level. Six damage cases are defined which cover a range of extensive to slight damages. It is assumed that each story is instrumented by four sensors. A random excitation is applied on the structure to simulate earthquake load. 10% noise is considered to model real condition signals. First, wavelet packet decomposition (WPD) is utilized to decompose sensor outputs. In comparison to discrete wavelet transform (DWT), WPD decomposes both approximations and coefficients to form a full tree. Each sensor output is extracted separately. To separate noise from the actual vibration, signal is decomposed and then reconstructed. Best tree is evaluated to estimate
    decomposition levels using the Shannon entropy criterion. Since sensor outputs are different, best tree for each signal differs. Therefore extraction is made on one level. Coefficients of the first level are considered as the signal features. Next, several wavelet functions are examined to find the most appropriate one for this study. Twelve functions are compared and Bior 3.3 is selected as the best wavelet function. In the second step, dimensionality reduction is applied to reduce amount of data. Principal component analysis (PCA) is used to reduce data. PCA is an effective technique that has proved its ability when the amount of data is large. It maps linearly correlated data points called `principal components' based on the highest variance. By using PCA the wavelet coefficients of sixteen sensors are reduced to only one signal. Energy of the reduced coefficients is considered as a damage index. Results show that the proposed algorithm has a good capacity to identify damage in the investigated structure.

    Keywords: Damage detection, signal processing, energy index, discrete wavelet packet, dimensionality reduction
  • M. Esmaeili, Falak, *H. Katebi, S. Rahimi Pages 93-103

    Artificial Ground Freezing is a novel, advanced, economic and eco-friendly technique in order to improve soil properties and support soil bulk. The pure water within the soil freezes and becomes a strong and waterproof material. Therefore, the frozen soil is so strong which can be used as a temporary soil support system in underground construction. In this paper, three-dimensional finite element method for frozen soil wall was simulated through modified Mohr-Coulomb constitutive modeling method. This model was verified by numerous triaxial compression tests in geotechnical laboratory of the University of Tabriz, and parametric study of frozen soil wall was performed. It is worth mentioning that this research was implemented as a case study of line 2, Tabriz urban subway and all of the specimens obtained from line 2 boreholes. Also, to verify numerical model precisely, one physical testing model was built after inducing boundary condition and parametric analyzing. In this study, the effect of temperature of frozen soil, surcharge intensity and depth of excavation on the stability of frozen soil wall were investigated. All of the simulations were performed via ABAQUS software. Results show that, lateral displacement of the wall inward excavation reduces with frozen soil wall temperature, and this reduction at wall supports is more than the middle. Increasing of surcharge in the middle of the wall leads to increase in lateral displacement of frozen soil wall inward excavation which is larger in the middle. Also, increase in depth of the excavation leads to increase in lateral displacement of the frozen soil wall inward excavation, especially in the middle of the wall. Moreover, according to results, surcharge intensity and excavation depth are more effective parameters than frozen soil wall temperature. In addition, frozen soil structures can have high ductility by accurate design. As a conclusion, this technique is recommended as an elaborate and reasonable method of temporary soil support system.

    Keywords: Artificial ground freezing (AGF), finite element method, triaxial compression test, tabriz subway
  • V. Mirhaji, Y. Jafarian*, M.H Baziar, M. K Jafari Pages 105-113

    Seismic loads may damage municipal solid waste landfills (MSWLF) through the relative movements within the waste, bottom-lining system, cover system, foundation, and interfaces. These movements can disrupt the performance of drainage and gas
    collection systems, thereby resulting in environmental pollutions. The smooth synthetic materials might be placed beneath the structures to provide seismic protection by absorbing the imparted energy of earthquakes through the sliding mechanism. It has been found that a high-strength geomembrane placed over the other smooth and lubricated geomembrane sheets (e.g., geomembrane/geomembrane) constitutes a liner that is well suited for this application. In the present study, experimental investigations were conducted in order to evaluate the role of in-soil base isolation on seismic response of the Kahrizak MSW landfill with more than 7000 tons waste disposal daily in Tehran, Iran.Results of geophysical and geotechnical investigations in the landfill site are presented in detail. Shaking table tests were conducted on the MSW embankment isolated by semielliptic shaped liners and subjected to harmonic sinusoidal base excitations. Two types of base isolation system were employed in the experiments. The results of the isolated and non-isolated cases are compared in terms of permanent displacement and seismic response. It has been observed that, at all elevations, the spectral accelerations within the waste decreased by base isolation, especially for the more intense excitations. Although the fundamental period of the embankments significantly increased by increasing the amplitude of input motion, the base isolation mechanism did not affect the system period. In fact, isolation liners can significantly reduce
    the seismic shear forces and accelerations transmitted to the landfill crest. The sliding displacement that is required to provide efficient soil isolation is in the range of permissible displacements for MSW landfills. Results of the present study demonstrate a suitable application of geosynthetic liners for seismic retrofitting of landfills.

    Keywords: seismic response, municipal solid waste landfill, Base isolation, geosynthetic liner, permanent displacement
  • M. R. Rafiee, P. Memarzadeh* Pages 115-121

    One of the important parameters in fracture mechanics is the stress intensity factor (SIF) which is used to predict crack growth and residual life of the cracked member. The SIF represents the stresses field around the crack tips. One of the effective factors on stress intensity factor is the crack length (to plate width) ratio, which has been studied by researchers with different close form methods such as the Laurent expansions method. This article aims at studying the qualification of finite element method (FEM) to evaluate the effect of width of plates with displacement controlled loading on SIF. For this purpose, plates with different aspect ratios and crack lengths are modeled by FEM using singular elements at the crack tips and the SIFs are calculated by crack extension technique. The present study represents that the results from this technique are in good agreement with the results from other close form techniques available in references. In addition, the effect of holes existing with different distances from the crack tip on SIF is examined. Results show that this effect is very small for the holes located over 10 percent of plate width away from the crack tip.

    Keywords: Central cracked plate, stress intensity factor, finite element method, singular elements, crack extension technique
  • A. Vatani Oskouei*, B. Entezari Pages 123-130

    Considering the vulnerabilities of elevated water tanks, as the most important and necessary potent water supply structures in cities, during the previous earthquakes, the need to maintain their operability after earthquake is of great importance. Design of seismic isolators and their application in specific structures, including elevated air tanks, is one of the innovative technologies in the field of structural and earthquake engineering. Installed at the building foundation, at different floors, or under bridge decks, this system can provide damping and depreciate lateral forces in order to decline their adverse effects. In fact, by adding this system to different structures, we can decrease the energy exerted on the structures as a result of earthquake. Therefore, by reducing demands, we can prevent damages to structural elements, development of plastic hinges, and finally failure of structural elements. In tank structures, bulk of the mass is placed at a considerable distance from the foundation. Analysis of these structures under the lateral forces exerted on them is of great importance, especially for securing these structures and maintaining their efficiency. Using time history dynamic analysis and taking into account the effect of interaction between fluid and structure, a concrete-foundation elevated water tank both with and without seismic isolators is analyzed at different water levels and earthquake acceleration records. In this model, the seismic isolator was used in the junction of tank and concrete columns. The results show that application of isolators in elevated concrete tanks will damp the adverse earthquake energies. The damping process increases the natural period of structure and significantly decreases the extent and acceleration of forces exerted on the building. An increase in natural period of the structure will in turn decrease the tank displacements base and shear forces in the tank, which will lead to the stability of the structure both during and after earthquake and will maintain the post-earthquake operability of the tanks that is the final goal of the present study.

    Keywords: Elevated water tank, dynamic time history analysi, damper, elasto meters, Earthquake
  • M. Pasbani Khiavia*, A. Ghaed Rahmati Pages 131-142

    In designing engineering systems, achieving the desired goals with low cost is the ultimate aim. Therefore, minimizing cost and optimizing engineering designs have been considered in the engineering sciences for a long time. The optimization process is important in building concrete dams due to the large volume of concrete used in the dam body. Much of the dynamic force acting on the dam caused by the hydrodynamic force is generated through the interaction between the dam and reservoir, which increases the amount of seismic responses of the dam. Therefore, hydrodynamic dampers with different materials were used
    for the upstream of the dam body to reduce the effect of the dam and reservoir interaction on seismic response. The use of hydrodynamic dampers, in addition to reducing the hydrodynamic pressure against the dam, the economic aspect of the design is also less expensive than other designs. In this paper, in order to increase the efficiency of hydrodynamic dampers, the optimized dimensions through Monte Carlo probability analysis as a modern method of optimizing structures, were studied. ANSYS software that is based on finite element method is used for modeling and analysis. Flexibility of foundation is considered in modeling and Sommerfeld boundary condition is used for far field reservoir boundary. The water is taken as an inviscid, compressible and irrotational fluid with small displacements. According to governing equations and geometrical shape of dam, the problem is considered two-dimensional, and seismic analysis is performed by using Newmark time integration scheme. The pine flat dams in California are selected as a case study, and EL Centro, San Fernando, and North Ridge earthquakes is applied for the model. According to the obtained results of the probabilistic analysis model, which shows the sensitivity of the dam seismic responses to the rubber damper dimensions, a suitable range of the rubber damper dimensions to the safe and optimum design has been proposed.

    Keywords: Concrete gravity dam, interaction, monte carlo, Optimization