فهرست مطالب

  • سال چهل و نهم شماره 2 (پیاپی 95، تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/01
  • تعداد عناوین: 11
|
  • عادل اثنی عشری، امیراحمد دهقانی، علی اکبر اختری* صفحات 1-11
    تبدیل ها به طور معمول هم در کانال های باز مهندسی و هم در کانال های طبیعی کاربرد دارند. با افزایش ابعاد در راستای مقطع در تبدیل، از سرعت جریان کاسته می شود. تحت جریان زیربحرانی و در شرایط جریان دائمی، کاهش سرعت جریان منجر به افزایش فشار آب و همچنین گرادیان فشار معکوس می شود. که این موضوع، ناحیه جدایی جریان و حرکت گردابی آشفته را به وجود آورده و باعث تلفات انرژی در جریان می شود. در این مطالعه، هیدرولیک جریان در امتداد تبدیل تدریجی عریض شونده کانال های مستطیلی به ذوزنقه ای تحت جریان زیربحرانی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. در کنار مطالعه آزمایشگاهی، شبیه سازی عددی سه بعدی الگوی جریان با استفاده از نرم افزار فلوئنت و مدل آشفتگی تنش رینولدز (RSM) انجام گرفته است. پروفیل های سطح آب و سرعت جریان در مقاطع مختلف تبدیل به صورت آزمایشگاهی اندازه گیری شده و با نتایج عددی مقایسه شده است که مقایسه این نتایج مطابقت خوبی را بین آنها نشان می دهد. همچنین راندمان (بازدهی) تبدیل و ضریب تلفات انرژی در امتداد تبدیل به ازای اعداد فرود مختلف ورودی محاسبه شدند. نتایج نشان دادند که با افزایش عدد فرود جریان بالادست، راندمان تبدیل و ضریب تلفات انرژی به ترتیب کاهش و افزایش می یابند. پس از صحت سنجی مدل عددی، تاثیر عدد فرود ورودی بر نواحی جدایی جریان، جریان های ثانویه ایجاد شده و تنش برشی بستر در امتداد تبدیل به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. از ابتدای تبدیل به سمت میانه تبدیل، تعداد نواحی چرخشی ناشی از جریان های ثانویه افزایش یافته و با نزدیک شدن به انتهای تبدیل تعداد این نواحی کاهش می یابند. همچنین با افزایش عدد فرود ورودی، تنش برشی بستر در امتداد تبدیل افزایش یافت.
    کلیدواژگان: تبدیل مستطیلی به ذوزنقه ای، هیدرولیک جریان، راندمان تبدیل، نواحی جدایی جریان، جریان های ثانویه
  • نثارک اسلامی، اسماعیل فاتحی فر*، محمدعلی کی نژاد صفحات 13-21
    به دلیل محدودیت های قانونی، پایش انتشار ترکیبات آلی فرار باید از مبدا صورت پذیرد. از جمله ابزارهای توانمند و قابل اعتماد برای بررسی انتشار و غلظت آلاینده ها، مدل های پخش آلودگی هوا می باشند. هم چنین از آنجایی که اندازه گیری غلظت آلاینده ها در هر نقطه امکان پذیر نیست این مدل ها می توانند برای بررسی و استنتاج غلظت در آن نقاط مورد استفاده قرار گیرند. علی رغم تمایل زیاد برای استفاده از یک روش حل عددی بهینه برای مدل های پخش آلودگی هوا، به دلیل تنوع فرآیند های دخیل در پدیده انتقال آلاینده ها، انجام این کار امری بسیار پیچیده است. به این منظور می توان با استفاده از روش عددی تفکیک معادلات، معادلات دیفرانسیل جزیی توصیف کننده پدیده انتقال آلاینده ها را به قسمت های کوچک تری تقسیم بندی نمود. مزیت استفاده از این روش این است که در این حالت می توان فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی موثر در هر یک از ابعاد را به طور جداگانه بررسی کرد و هر قسمت را با روش های عددی مناسب حل نمود. در اغلب کارهای گذشته پیش بینی غلظت بر اساس انجام یک سری عملیات آماری بر روی داده های اندازه گیری شده می باشد و یا برای ورودی مدل نیاز به داده های زیادی هست که همیشه این داده ها در دسترس نیست. در این پژوهش از روش یاد شده با استفاده از موازنه جرم و داده های هواشناسی برای به دست آوردن نحوه پخش BTEX از زباله سوز پتروشیمی تبریز استفاده شده است. به راحتی می توان پارامترهای مختلف از جمله شرایط آب و هوایی و مشخصات منابع انتشار را با استفاده از این مدل سازی تغییر داد و اثر آن را بر میزان انتشار بررسی نمود.
    کلیدواژگان: BTEX، مدل سازی، انتشار ناپایدار، تفکیک معادلات
  • وحید اصغری، رسول جانی* صفحات 23-34
    ریزشمع ها در چند دهه اخیر از سوی مهندسین مقبولیت زیادی پیدا کرده اند. مشاهدات تجربی نشان می دهد که رفتار ریزشمع ها در برابر نیروهای زلزله به خاطر دارا بودن شکل پذیری بالا، رفتار بهتری دارند. در حالی که رفتار لرزه ای ریزشمع ها به جز موارد محدودی از مدل های آزمایشی واقعی و مقیاس شده و تعداد محدودی مدل سازی عددی به طور کامل ارزیابی نگردیده است. در این تحقیق رفتار فونداسیون های مستقر بر روی ریزشمع که تحت بارهای قائم و بارهای لرزه ای تحت تاثیر فاصله ریزشمع ها در گروه بررسی گردیده است. تحقیق حاضر با تمرکز بر روش المان محدود رفتار لرزه ای ریزشمع ها بررسی گردیده است. در این تحقیق مرز های قائم جانبی خاک طوری مدل سازی شده اند که بازتابش امواج رسیده به سمت داخل مدل از بین برود. بررسی های پارامتریک بر روی متغییرهای مستقل مثل محتوای فرکانسی حرکت ورودی، مشخصات خاک، فاصله ریزشمع ها صورت گرفته است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که با افزایش فاصله بین ریزشمع ها عموما پاسخ ریزشمع ها افزایش می یابد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که نسبت S/D (نسبت فاصله ریزشمع به قطر ریزشمع) بر دامنه پاسخ دینامیکی و نیروهای داخلی در ریزشمع ها تاثیر می گذارد. با توجه به نتایج می توان گفت که، ماکزیمم جابه جائی در بالای ریزشمع از 61 سانتی متر برای خاک رسی به 48 سانتی متر برای خاک ماسه ای در S/D=10 می رسد که نشان دهنده کاهش 28 درصدی با افزایش سختی خاک می باشد.
    کلیدواژگان: گروه ریزشمع، محتوای فرکانسی حرکت ورودی، بار جانبی لرزه ای، شبیه سازی المان محدود
  • محمد امیری*، سعید رجبی، مهدیه دارابی صفحات 35-46
    امروزه افزایش جمعیت و توسعه شهرنشینی مدرن، منجر به توسعه زیرساخت ها و اجرای تونل های شهری (مترو) شده است. انتخاب شکل دهانه و بررسی میزان نشست سطح زمین در حالت تونل تک و دوقلو از نکات بسیار مهم در احداث تونل متروها است. بر این اساس شکل دهانه باید به نحوی انتخاب شود که علاوه بر تامین میزان نشست مجاز، مقاومت کافی در برابر تنش های وارده داشته و تغییر مکان و کرنش های برشی ایجاد شده در محدوده مجاز باشد. هدف اصلی این پژوهش بررسی تاثیر هندسه مقطع تونل بر میزان نشست سطح زمین در حالت تونل تک و دوقلو با نگرش ویژه به مترو شهر اصفهان است. با توجه به این که خاک، یک محیط ناپیوسته متشکل از ذرات با اندازه های مختلف است، در این مطالعه از نرم افزار تفاضل محدود FLAC2D جهت مدل سازی تونل استفاده شده است. در این راستا ابتدا تونل مترو شهر اصفهان با سه هندسه مختلف مدل شده و با توجه به پلان مسیر، فاصله تونل ها در چهار حالت مورد بررسی قرار گرفته است. جهت اعتبار بخشی به نتایج نشست به دست آمده در این مطالعه، در سه نقطه تونل غربی میزان نشست با نتایج ابزار دقیق مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد حداکثر و حداقل نشست به ترتیب در حالت تونل نعلی شکل و تونل دو قوسی اتفاق افتاده است. از سوی دیگر با افزایش فاصله دو تونل از یکدیگر میزان نشست حدود 5% کاهش می یابد. همچنین با افزایش فاصله مرکز به مرکز تونل ها به بیش از سه برابر قطر تونل ها (20 متر)، تغییرات میزان نشست تقریبا ثابت می شود.
    کلیدواژگان: هندسه مقطع، نشست، مترو اصفهان، تونل دوقلو
  • محسن ایثاری، رضا تاری نژاد*، عبدالله سهرابی صفحات 47-57

    برای پیش بینی و تولید شتاب در نقاط مختلف تکیه گاه سد، براساس رکوردهای ثبت شده یک یا چند شتاب سنج در ساختگاه سد، تلاش های زیادی انجام گرفته است. در این پژوهش سعی شده است، با استفاده از روش المان مرزی سه بعدی در حوزه زمان، مدل سازی سه بعدی که از ساختگاه سد پاکویما انجام گرفته، تحت تحریک غیر یکنواخت تکیه گاهی بررسی شود. ساختگاه مدل شده، تحت امواج مهاجم قائم SV در فرکانس های غالب و سرعت های موج برشی مختلف، بررسی شد. برای نقاط در ارتفاعات مختلف در دو سمت دره، با استفاده از تابع خطی دیگر همبستگی، تاخیر زمانی نسبت به کف دره محاسبه شد. در نهایت با استفاده از نرم افزارهای آماری قدرتمند موجود، روابط آماری برای تاخیر زمانی در دو سوی دره بر مبنای ارتفاع نقاط، سرعت موج برشی و فرکانس غالب ارئه شده است. با جایگزینی توابع تاخیر زمانی به دست آمده در الگوریتم مورد بررسی، رکوردهای تکیه گاهی در نقاط مختلف تولید و با رکوردهای ثبت شده مقایسه شد. نتایج به دست آمده نشان دهنده دقت بالای توابع تاخیر زمانی ارائه شده می باشد. بنابراین می توان از روش توسعه داده شده در این پژوهش برای تولید رکوردهای تکیه گاهی از روی یک رکورد در کف دره در صورت داشتن یک تابع بزرگ نمایی متناسب با ساختگاه، به جای روش میانه یابی که در آن حداقل به سه رکورد واقعی نیاز هست، استفاده کرد.

    کلیدواژگان: تاخیر زمانی، المان مرزی، تفرق امواج، رکورد غیر یکنواخت
  • محمد حاجی عزیزی*، علیرضا مرادی، مسعود نصیری، احمدرضا مظاهری، حسن شرفی صفحات 59-69
    پایدارسازی شیب های خاکی و پیشنهاد راهکارهای گوناگون، یکی از مسائل مطرح و به روز در دانش مهندسی ژئوتکنیک می باشد. استفاده از روش های عددی و تحلیلی در پایدارسازی شیب های خاکی به کمک شمع، از روش های متداولی است که توسط محققین مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. بهینه یابی طول شمع در پایدارسازی شیب های خاکی از جمله مواردی است که تحقیقات جدید را می طلبد. از این جهت، در این پژوهش به عنوان کاری جدید سعی شده است تا با استفاده از تحلیل های عددی و مدل سازی های آزمایشگاهی معادله ای برای بهینه یابی طول شمع ارائه شود. در این مقاله با استفاده از دو نرم افزار اجزاء محدود پلاکسیس و ژئواستودیو تحلیل های عددی انجام شده است و برخی از خروجی های به دست آمده با نتایج مطالعات آزمایشگاهی مقایسه و صحت سنجی شده اند. تحلیل های عددی برای به دست آوردن معادله مذکور، بر روی شیب ماسه ای مسلح با شمع در میانه شیب (به عنوان موقعیت بهینه قرارگیری) انجام شده است. در این پژوهش، علاوه بر پیشنهاد رابطه ای جدید برای طول بهینه شمع، بهینه یابی قطر شمع نیز بررسی شده است. تحلیل های عددی و مدل سازی های آزمایشگاهی نتایج خوب و قابل قبولی ارائه می دهند که می توانند برای کارهای عملی مناسب باشند.
    کلیدواژگان: شیروانی خاکی، شمع، طول بهینه، پایدارسازی
  • حسن حمیدی، مهدی مظاهری*، جمال محمد ولی، مارکوس کارواجالینو صفحات 71-81

    به دلیل ضرورت و اهمیت ارائه یک بستر علمی برای گزینه های احیا و مدیریت سطح دریاچه ارومیه، در این تحقیق به بررسی اثربخشی سناریو های مطرح با استفاده از مدل هیدرودینامیک دوبعدی MOHID پرداخته شده است. سناریو های در نظر گرفته شده عبارتند از: S1) سناریوی ادامه وضع موجود،S2) سناریوی بستن گذرگاه شهید کلانتری وS3) سناریوی عدم یکپارچه سازی دریاچه و تقسیم آن به دو بخش از محل جزیره ها. داده های دوره آماری 8 ساله 2000 تا 2008 به دلیل در بر گرفتن افت شدید تراز آب دریاچه و همچنین وجود نوسانات زیاد، برای شبیه سازی سناریو ها انتخاب شدند. پس از گردآوری داده ها و ورودی های مورد نیاز، واسنجی مدل انجام شد و در ادامه مدل برای هر یک از سناریو ها اجرا گردید. نتایج نشان داد بخش جنوبی دریاچه در سناریوی S2 در مواقعی با رسیدن به تراز اکولوژیک دریاچه (1274/1متر از سطح دریا)، در کل شرایط بهینه و بهبود یافته ای از نظر تراز آب، سطح دریاچه، حجم آب و همچنین حجم تلفات تبخیر نسبت به سناریوی S1 پیدا می کند. در سناریوی S3، علی رغم کاهش تلفات تبخیر در بخش جنوبی دریاچه، تراز اکولوژیک دریاچه در هیچ دوره ای حفظ نمی شود و در نهایت هم تراز دریاچه به 4/1271 متر می رسد. بخش شمالی دریاچه نیز با تراز آب 1271/03متر و تلفات تبخیر بالا، در انتهای دوره مدل سازی وضعیت خوبی را تجربه نخواهد کرد.

    کلیدواژگان: دریاچه ارومیه، احیای بخشی، تراز اکولوژیکی، تلفات تبخیر، مدل هیدرودینامیکی MOHID
  • حسین رضایی*، مهدی خوشبخت صفحات 85-94

    در مطالعات مهندسی منابع آب پیش بینی هر چه بهتر پدیده های هیدرولوژیکی از اهمیت فراوانی برخوردار است. در این زمینه همواره مدل های خانواده ARMA دارای ضعف هایی بوده اند که تلفیق مدل های خطی سری زمانی با مدل های غیر خطی به مانند ARCHمی تواند در برطرف کردن این ضعف ها مفید واقع شود. در این تحقیق بعد از بررسی اولیه داده های سالانه بارندگی در سه ایستگاه مورد مطالعه در غرب حوضه آبریز دریاچه ارومیه، این داده ها با مدل های خطی سری زمانی موردبررسیقرار گرفتند و بهترین مدلARMA  با استفاده از کم ترین مقدار معیار آکائیکه از بین مدل های این خانواده برای ایستگاه های مورد مطالعه انتخاب گردید. سپس در هر یک از ایستگاه ها، سری زمانی باقی مانده مدل منتخبARMA  با استفاده از مدل های غیر خطی ARCH (1) برازش داده شده و مدل تلفیقی ARMA-ARCHبه دست آمد. مقایسه نتایج حاصله از آزمون های MAE، RMSE، EF و CRM برای هر دو مدل، نشان دهنده افزایش دقت و همچنین کاهش میزان خطا درمدل تلفیقی نسبت به مدلARMA  در شبیه سازی داده های بارندگی می باشد.

    کلیدواژگان: پیش بینی، سری زمانی، مدل خطیARMA، مدل های غیرخطی ARCH، مدل تلفیقی ARMA-ARCH
  • احمد شرافتی*، سید بهنام میرفخرایی صفحات 95-105
    ساختار پیچیده خاک، منجر به تغییرپذیری فضایی هدایت هیدرولیکی خاک در لایه های مختلف می شود. لذا فرض ثابت بودن ضریب نفوذپذیری در تحلیل تراوش از پی های خاکی با عدم قطعیت زیادی همراه است. در این تحقیق تحلیل تراوش از پی خاکی لایه ای در یک سد کوتاه با در نظر گرفتن عدم قطعیت ضریب نفوذپذیری انجام شده است. برای این منظور سعی شده است با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو، عدم قطعیت و تغییر فضایی هدایت هیدرولیکی را در یک محیط دو لایه در زیر یک سد بتنی نفوذناپذیر کمی گردد. متغیرهای تصادفی بر اساس روش تجزیه چولسکی با در نظر گرفتن توابع توزیع مشخص و همچنین توابع خودهمبستگی برای هر لایه تولید شده است. نتایج نشان داد که در ارزیابی تراوش در خاک های لایه ای، با در نظر گرفتن تغییرپذیری فضایی ضریب نفوذپذیری، دبی و گرادیان هیدرولیکی نوسانات زیادی را نشان می دهند، اما فشار برکنش وارد بر سازه تا حدود زیادی مستقل از متغیرهای تصادفی بود. در واقع نتایج نشان داد که در 60% کل تحلیل های احتمالاتی دبی خروجی بیشتر از تحلیل های قطعی است و حداکثر دبی خروجی احتمالاتی 2 برابر دبی قطعی است. همچنین افزایش طول همبستگی قائم در لایه بالا تا 12 متر، مقدار دبی احتمالاتی به دبی قطعی را برای لایه بالا تا 10% افزایش و برای لایه پایین تا 10% کاهش می دهد، ولی مقدار نسبت نیروی برکنش ثابت می ماند. اما افزایش طول همبستگی قائم در لایه پایین تا 12 متر، مقدار دبی احتمالاتی به دبی قطعی را برای هر دو لایه تا 13% افزایش داد. در این مورد هم نسبت نیروی برکنش احتمالاتی به قطعی همواره برابر عدد 1 بود.
    کلیدواژگان: تراوش، پی خاکی، مونت کارلو، عدم قطعیت
  • مسعود فرزام*، محمد غنی زاده، عبدالرضا سروقد صفحات 107-116

    همان طور که نیاز به طراحی لرزه ای سازه های مقاوم در برابر زلزله روز به روز افزایش می یابد، مطالعات آزمایشگاهی و عددی فراوانی نیز برای تخمین وبرآورد پاسخ غیرخطی این نوع سازه ها انجام می پذیرد. دیوارهای برشی بتنی با توجه به نسبت ارتفاع به عرض به دو دسته دیوارهای برشی بلند و کوتاه تقسیم می شوند. دیوارهای برشی بلند با نسبت ابعادی بزرگ تر از 2، رفتار عمدتا خمشی و دیوارهای برشی کوتاه با نسبت ابعادی کوچک تر از 2، رفتار عمدتا برشی دارند. در این مقاله رفتار دیوارهای برشی کوتاه بتن آرمه، به کمک برنامه المان محدود غیرخطی ATENA 3D مورد بررسی قرار گرفته و ضمن ارزیابی نوع گسیختگی و مقاومت برشی نهایی و پسماند، تاثیر پارامتر شکاف در دیوار، بر روی رفتار دیوارهای برشی کوتاه مطالعه می شود. نشان داده می شود با نزدیکی شکاف به سمت گوشه دیوار، شکل پذیری مدل به مقدار قابل توجهی افزایش پیدا می کند.

    کلیدواژگان: دیوار برشی کوتاه، المان محدود، دیوار شکاف دار، مقاومت برشی
  • هاله مشگین، مسعود حاجی*، سید کاظم رضوی صفحات 119-129

    در تحقیق حاضر در مرحله نخست پتانسیل روانگرایی بستر ماسه ای با نرم افزار FLAC3D بررسی شده و نتایج آن با نتایج پروژه بین المللی VELACS اعتبار سنجی گردیده است. در مرحله بعدی با انتخاب چینش مثلثی، اثر گروه ستون بر کاهش اضافه فشار آب حفره ای و نشست مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به مشخصات هندسی ستون ها در تحقیق حاضر، نتایج به دست آمده نشان می دهد که با افزایش فاصله مرکز تا مرکز ستون ها، از اثر گروه در کاهش اضافه فشار آب حفره ای کاسته می شود. در یک تعداد معین ستون با کم تر شدن فاصله بین ستون ها ، تورم خاک نیز بیشتر می شود. برای فاصله مرکز تا مرکز ستون ها برابر 5/2 تا 5/3 برابر قطر ستون، گروه ستون در کاهش نشست بهتر عمل می کند. با اعمال سربار در مدل با گروه ستون در یک محدوده دایره ای شکل به شعاع تقریبی برابر با فاصله مرکز تا مرکز ستون ها نشست نسبت به حالت بدون ستون کاهش چشمگیری پیدا می کند.

    کلیدواژگان: روانگرایی، اصلاح خاک، ستون های سنگی، FLAC3D
|
  • Adel Asnaashari, Amir Ahmad Dehghani, Ali Akbar Akhtari * Pages 1-11
    Channel expansions are common in both natural and artificial open channels. With increasing cross-sectional dimensions in an expansion, the flow decelerates. Under Subcritical flow and steady flow conditions, reducing the flow velocity due to increasing the water pressure and adverse pressure gradient. In this study, the flow hydraulic along the expansive transition of rectangular to trapezoidal under subcritical flow has been investigated experimentally. Also, a three- dimensional numerical simulation of the flow pattern was developed using the fluent software with RSM turbulent model. Water surface and flow velocity profiles at different sections of transition were compared with experimental results. The results showed a good agreement between numerical and experimental results. Then, the efficiency of the transition and coefficient of energy head loss were calculated. The results show that with increasing the upstream Froude number, the efficiency of the transition and coefficient of energy head loss are decreased and increased, respectively. After calibration, the effect of inflow Froude numbers on flow separation zones, secondary currents, and bed shear stress along the transition was investigated numerically.
    Keywords: Transition of Rectangular to Trapezoidal, Flow Hydraulic, Transition Efficiency, Flow separation zone, Secondary currents
  • Nesarak Eslami, Esmaeil Fatehifar *, Mohammad Ali Kaynejad Pages 13-21
  • Vahid Asghari, Rasoul Jani * Pages 23-34
    Micropiles have been widely accepted by engineers in recent decades. Experimental observations show that the behavior of the micropiles against the earthquake forces is better because of their high ductility. In this research, was investigated the behavior of foundations based on micropiles under vertical loads and seismic loads. The present study focuses on finite element method of seismic behavior of micropiles. In this study, the vertical lateral boundaries of the soil were modeled to eliminate the reflection of the incoming waves inside the model. Parametric studies have been performed on independent variables such as frequency of inbound movement, soil properties, micropiles distance.
    Keywords: Micropile group, frequencies of input motions, seismic lateral load, Finite Element modeling
  • Mohammad Amiri *, Saeed Rajabi, Mahdieh Darabi Pages 35-46
    Worldwide, rapid population growth in major cities has resulted in increased pressure on existing transportation systems. With underground transportation systems already in place, newly constructed tunnels might be needed to construct in close proximity to each other to make efficient use of the underground space (Baziar et al., 2016; Maleki, 2001). With population growth and urbanization, opening metro tunnels is an effective method for reducing traffic congestion in urban areas. Metro tunnels tend to be in the form of twin tunnels and close to each other or urban infrastructures. In these conditions, the interaction between tunnels and consequently their effects on subsurface movements, ground surface settlement, distribution of induced stresses and properties of tunnel lining are the most important factors that must be considered in tunnel design. Consequently, the above listed parameters have been studied by using a variety of approaches, including in situ observation, physical model testing and numerical modeling (Peck 1969; and Ranken, 1977; Karakus et al. 2007, Talebinejad et al. 2014; Yasitli, 2014).
    Keywords: Settlement, Instrumentation, Cross-sectional Geometry, twin tunnel
  • Mohsen Isari, Reza Tarinejad *, Abdullah Sohrabi Pages 47-57

    It is well established that the seismic ground response of surface topographies may differ from those of free field motion during earthquakes. Although the topography effect on ground response can be crucial when the wavelength is comparable to irregularity dimensions, only a few building codes have considered this issue. This is because of the complex nature of seismic wave scattering by topographical structures, which can only be solved accurately and economically using advanced numerical methods under realistic conditions. Among the numerical methods, the BEM is a very effective tool for dynamic analysis of linear elastic bounded and unbounded media. In this research, a three-dimensional model of the Pacoima dam site is prepared. Time domain 3D boundary element method is used to apply the non-uniform excitation at the dam supports. This model is subjected to the vertically propagating incident S waves. Time delay can be characterized by calculating the value of time delay for which the cross-correlation between two records is maximized. Finally, to obtain the time delay in topographic site, a function considering effective parameters such as the height from the canyon base, wave velocity and predominant frequency, is presented. Furthermore, a code was developed for generating the spatial variation of seismic ground motions.

    Keywords: time delay, Boundary Element, Wave Scattering, Non-Uniform Record
  • Mohammad Hajiazizi *, Alireza Moradi, Masoud Nasiri, Ahmad Reza Mazaheri, Hasan Sharafi Pages 59-69
    The present paper, illustrated the results of numerical investigation and a series of experimental modeling on optimization of pile length in reinforcing earth slopes using piles. In this paper, the length of different piles with various diameters analyzed and the relationship for optimal length proposed. Stabilization of earth slopes and proposing different methods is one of the main issues in geotechnical engineering. Using numerical and analytical methods in stabilization of earth slopes reinforced by piles are common method, which, carried out by lots of researchers. Finding the optimal length of piles in reinforced slopes is an important matter that reduces the expenses and make the project economical.
    Keywords: Earth slope, Pile, Optimal length, Stabilization
  • Mehdi Mazaheri *, Hassan Hamidi, Jamal Mohammadvali, Marcos Carvajalino Pages 71-81

    Urmia lake is located in a closed basin between 37° 04’ N and 38° 17’ N latitude and 45° E and 46° E longitude in the northwest of Iran and the second extremely-largest saline lake in the world (Sima and Tajrishy, 2013). It has been recently much regarded due mainly to its dramatic area shrinkage and desiccation. The lake, because of its unique natural and ecological importance, has been considering as a National Park (Abbaspour and Nazaridoust, 2007), Ramsar Site (https://rsis.ramsar.org) and UNESCO Biosphere Reserve (http://www.unesco.org). Following the continuous drying process of Urmia Lake as well as considering its geographical and political location, livelihood, identity and historical dependency of the regional people to it, its restoration and prevention from drying up have become highlighted so far. According to several universal experiences connected with partial restoration approach and rehabilitation of the lakes coping with dryness (e.g. Micklin, 2007), Urmia Lake partial restoration is also discussed among Urmia Lake Restoration Program (http://ulrp.sharif.ir) experts. To this end, this study aims at investigating the partial restoration-related scenarios arisen through ULRP specialists using a 2D MOHID Water hydrodynamic system.

    Keywords: Urmia lake, partial restoration, Ecological Water Level, MOHID Water, Hydrodynamic Model
  • Hosein Rezaie *, Mahdi Khoshbakht Pages 85-94

    Forecasting rainfall situation has paramount importance for water resources engineering. In this field, linear time series models are widely used in hydrology. Models of ARMA family have always had weaknesses which can be solved by integration of ARMA linear time series models with nonlinear time series models such as ARCH. In economy, the sequence of error variance in one model of errors’ size in previous time periods is the main assumption for Autoregressive conditional heteroscedastic models (Engle, 1982). At first, models of ARCH family for time series were used in financial and economic problems. In problems related to hydrology, ARCH models have been studied less.

    Keywords: forecast, Time Series, ARMA linear model, ARCH nonlinear models, ARMA-ARCH integrated model
  • Ahmad Sharafati *, Seyed Behnam Mirfakhraee Pages 95-105
    Hydraulic conductivity of soil has spatial variability due to complex configuration of soil. Therefore, regarding constant hydraulic conductivity in seepage analysis of soil foundation has high uncertainty.
    In this study, seepage analysis of soil foundation in the small concrete dam was analyzed by considering uncertainty of hydraulic conductivity. In this respect, spatial variability of two-layer soil foundation was quantified using Monte Carlo simulation (Sharafati and Zahabiyoun 2014; Sharafati and Azamathulla 2018; Sharafati et al. 2018). Also, random variables were generated using Cholesky method and autocorrelated function of each layer.
    Keywords: Seepage, Soil foundation, Monte Carlo, uncertainty
  • Masood Farzam *, Mohammad Ghanizadeh, Abdolreza Sarvghad Pages 107-116
    Introduction

    This study focuses on an approach to improve the behavior of low-rise shear walls with a rectangular cross-section and a height-to-length ratio of unity. The significance of this study lies within the need for a better understanding of the complex shear mechanism, not to mention the shear-flexure interaction in low-rise shear walls which results in different failure patterns under seismic loading. Shear forces may cause diagonal tensile or compressive failures. Moreover, cracks at the foot of the wall during elastic deformation could cause the shear slip failure which could limit the ductility of the wall. To this end, validation studies were conducted on a shear wall specimen chosen from the literature (i.e., the specimen tested by the nuclear power engineering corporation of Japan (NUPEC) (1996).

    Methodology

    2.1. Finite element modeling

    Numerical analyses were initially carried out in a nonlinear finite element software specifically developed for concrete structures, namely ATENA. “3D nonlinear cementitious 2” material, a fracture-plastic model that combines models for fracture and plastic behavior was used. The classic orthotropic smeared crack formulation and crack band model are used in this model. In this model, the tensile softening branch is defined by two parameters, fracture energy, and the maximum crack width. Moreover, the post-peak branch of the compressive behavior is characterized by the ultimate strain. Bi-linear strain hardening stress-strain curve was used for reinforcements. Eight-node isoparametric brick elements and 2-node truss elements were used to define concrete and reinforcements, respectively. The “Newton-Raphson” solution method with an updated stiffness matrix in each iteration was used to solve the nonlinear system of equations. In order to investigate the behavior of low-rise concrete shear walls, a short shear wall with dimensions of 0.2 m (thickness), 3.5 m (height), and 3.5 m (length) with a rectangular cross-section resting on a 9-m length strip foundation proposed by the International Institute of Earthquake Engineering and Seismology was used. To investigate the influential parameters governing the behavior of the wall, the so-called wall was numerically modeled and was subjected to lateral increasing loads; details of the wall were according to ref Iiees (2011).

    Result and Discusstion

    3.1. Validation studies

    Comparison of experimental and numerical results in terms of shear strength and displacement values showed that the values are in very good agreement with one another and therefore the methodology was verified
    3.2. Effect of slots Results obtained from the analysis for the specimen (as shown in Fig. 2) shows that the failure pattern of the wall is mainly shear-dominant with a sudden decrease in shear strength value after the peak load. As for the effect of openings, it can be observed in Fig. 3, when compared to the wall without slots, the post-peak ductility of the wall increases noticeably which could act as a warning prior to its failure. Moreover, according to Fig. 4, it can be seen that the tensile cracks have propagated throughout the height of the wall which helps to avoid stress concentration and make efficient use of the tensile capacity of the concrete.

    Conclusion

    Results showed that walls with slots have an overall improved ductility in comparison to models without slot. Additionally, creating slot in the wall helps in the redistribution of internal forces, prevents stress concentration. Furthermore, the presence of slots changes the failure pattern of the wall from shear-dominant to shear-flexure dominant. Finally, for a wall with a slot ratio of 0.15, displacement corresponding to the peak load increases by 138% compared to its counterpart with no slots.

    Keywords: Low-rise shear wall, finite element method, Slotted shear wall, Shear Strength
  • Seyyed Kazem Razavi, Haleh Meshgin, Masoud Hajialilue * Pages 119-129

    Stone columns are one of effective methods of confronting liquefaction in saturated sands. The main objectives of this method is to increase soil strength and pore water drainage rate in surrounding soils, considering higher permeability of stone column materials. Different researchers have studied the effects of using stone columns on reducing liquefaction potential. Generally, these studies can be classified as numerical and experimental studies. Considering the fact that interactions between stone column and soil are tridimensional, the aim of present study is numerical investigation of application of current method in decreasing liquefaction potential.

    Keywords: Liquefaction, Soil improvement, Stone columns, FLAC3D