فهرست مطالب

رویکردهای نوین در مهندسی عمران - سال سوم شماره 2 (تابستان 1398)
  • سال سوم شماره 2 (تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/01
  • تعداد عناوین: 5
|
  • علیرضا فیروزفر*، بهمن انصاری صفحات 1-17
    یکی از بحث های پیچیده و مبهم علوم مهندسی زلزله بحث پیش بینی زمین لرزه است و تلاش های صورت گرفته در این راستا درصورتیکه از یک پایه فنی مناسب برخوردار باشد با اهمیت خواهند بود. زلزله های متوالی بوقوع پیوسته اخیر در نواحی مختلف ایران حاکی از بروز یک رژیم لرزه خیزی خاص در این کشور و مشوقی جهت بررسی ابعاد مختلف این پدیده می باشند. در این تحقیق آنالیزهایی برروی داده های کاتالوگ پژوهشگاه زلزله شناسی و مهندسی زلزله انجام و به عنوان یک عامل تعیین کننده، پارامتر b رابطه گوتنبرگ-ریشتر مورد محاسبه قرار گرفته است. از آنجا که وجود روند کاهشی در مقادیر وابسته به زمان این پارامتر لرزه ای می تواند بیانگر تجمع تنش در منطقه مورد مطالعه باشد، برای بررسی احتمال وقوع زلزله های حاصل از تجمع تنش در مناطق مختلف، کشور ایران به 29 ناحیه تقسیم گردیده و در هر ناحیه پارامتر b در بازه زمانی بین سالهای 1388 الی 1396 محاسبه گردیده است. نتایج بدست آمده بسیار جالب توجه بوده و مطابقت کامل با آنچه اخیرا در مناطق مختلف ایران اتفاق افتاده دارد بطوریکه زلزله های بوقوع پیوسته بین سالهای 1396 الی 1397 همگی صدق ادعای این پهنه بندی را تایید می کنند و لذا این  نقشه پهنه بندی می تواند نواحی مربوط به وقوع زمین لرزه های آینده را به نمایش گذارد.
    کلیدواژگان: زلزله، ضریب لرزه خیزی، تحلیل خطر، سطح تنش
  • مهدیه آقالاری، طالب مرادی شقاقی، روزبه دبیری* صفحات 18-48
    با توجه به توسعه روزافزون ساخت سدهای بتن غلتکی در دنیا هر روزه پیشنهادات جدیدی در خصوص طراحی و اجرای آنها مطرح می شود. بررسی تنشهای سازه ای و انتخاب جزئیات روش اجرا و مشخصات فنی مصالح با تنشها، بخشی از این پیشنهادات است. تنشهای ناشی از زلزله یکی از مهمترین تنشهای ایجاد شده در سدهای بتن غلتکی در مناطق زلزله خیز است. نتایج تحلیل تنش و ارزیابی ایمنی لرزه ای سد بتنی غلتکی بداولی با در نظرگرفتن اندرکنش سد و مخزن در این تحقیق مورد بحث قرار می گیرد. در ابتدا مبانی تئوریک آنالیز دینامیکی و همچنین نحوه بارگذاری در تحلیلها مختصرا ارائه می شود. سپس بلندترین مقاطع سرریز و غیرسرریز برای انجام تحلیلها که توسط برنامه ANSYS انجام شده است معرفی می گردند. در ادامه پاسخ دینامیکی سد مذکور مورد ارزیابی قرار می گیرد. لازم به ذکر است که در این تحلیلها مقادیر حداکثر تنشهای کششی و حداقل تنشهای فشاری که در طی زلزله ایجاد می شوند مبنای مقایسه با تنشهای مجاز است. تنشها به تفکیک بتن رویه معمولی و بتن هسته غلتکی و بتن معمولی قسمت تحتانی مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. تحلیلهای دینامیکی در دو سطح زلزله MCE و DBE  صورت گرفته است. در نهایت درباره تاثیر استفاده از بتن معمولی در قسمت تحتانی سد بتن غلتکی بداولی برروی تنشها و تغییرشکلها و جابجایی ها مورد بحث قرار می گیرد. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهد که تنش های فشاری، مقادیر تنش کمتر از حدود مجاز می باشند و در مورد تنشهای کششی در قسمت کوچکی از بدنه سد در قسمت بالادست و در بخش بتن معمولی قسمت تحتانی ایجاد می شود.
    کلیدواژگان: سد بتنی، بتن غلتکی، تحلیل لرزه ای، سد بداولی
  • غلامرضا عندلیب*، وحید نورانی، حسین منیری فر، الناز شرقی صفحات 49-62
    در این مقاله پیش بینی چند ایستگاهه رواناب با استفاده از تبدیل موجک و شبکه عصبی مصنوعی خودسازمانده و مدل های هوش مصنوعی در حوضه آبریز Little River Watershed (LRW) انجام گردید. بطوریکه سری های زمانی رواناب توسط تبدیل موجک تجزیه گشته و سپس زیرسری های تجزیه شده توسط شبکه عصبی مصنوعی خودسازمانده خوشه بندی گردید. در ادامه، معیار استخراج ویژگی (اطلاعات مشترک) برای انتخاب نماینده از هر خوشه جهت ورود به مدلهای هوش مصنوعی شبکه عصبی مصنوعی و ماشین بردار پشتیبان برای پیش بینی رواناب خروجی حوضه آبریز LRW بکار گرفته شدند. مدلسازی چند ایستگاهه بارش-رواناب بر اساس خاصیت فصلی بودن انجام شده و با مدلسازی چند ایستگاهه بر اساس خاصیت مارکف مقایسه گردید. نتایج نشان داد که مدلهای هوش مصنوعی ترکیب شده با تبدیل موجک، شبکه عصبی مصنوعی خودسازمانده و اطلاعات مشترک توانایی پیش بینی رواناب چند ایستگاهه را نسبت به مدل های هوش مصنوعی که از خاصیت مارکف بهره می برند تا 23 درصد بهبود می بخشد. بطور کلی، استفاده از خاصیت فصلی بودن پدیده ها به همراه کاهش ابعاد ورودی ها، می تواند به مدل های هوش مصنوعی در جهت استفاده از اطلاعات خالص داده های مشاهداتی کمک کند.
    کلیدواژگان: اطلاعات مشترک، تبدیل موجک، حوضه آبریز LRW، نقشه های خودسازمانده، هوش مصنوعی
  • علی اکبر رمضانیان پور، مازیار کاظمیان*، سعید صدیقی، فرناز بهمن زاده، رادش امیری، امیر محمد رمضانیان پور صفحات 63-75
    دوام مصالح پایه سیمانی به سبب موارد استفاده فراوان آن در صنعت ساختمان، همواره به عنوان یکی از اصلی ترین اجزای توسعه پایدار زیرساخت ها و ساختمان های شهری شناخته شده است. یکی از راه های بهبود دوام بتن، به خصوص در محیط های خورنده، استفاده از پوزولان های طبیعی می باشد. از طرفی امروزه با افزایش تولید گاز کربن دی اکسید در شهرها، بررسی آثار پدیده کربناسیون بر خواص دوامی بتن، ارزش روزافزونی یافته است. در این مقاله به بررسی تاثیر پدیده کربناسیون بر خواص دوامی ملات های حاوی پوزولان های طبیعی پرداخته شده است. در ساخت نمونه ها از دو پوزولان طبیعی پومیس خاش و تراس جاجرود به عنوان مواد جایگزین سیمان به میزان 20 درصد وزن سیمان و همچنین از سه نسبت آب به مواد سیمانی 485/0، 44/0 و 4/0 استفاده شده است. در این تحقیق، آزمایش مقاومت فشاری به عنوان شاخص خواص مکانیکی و همچنین نشانگر درجه پیشرفت هیدراسیون در نمونه ها به کار رفته است و به منظور مطالعه خواص دوامی ملات ها، عمق کربناسیون، جذب آب موئینه و مقاومت الکتریکی نمونه ها اندازه گیری شده است.  باتوجه به نتایج، استفاده از پوزولان های طبیعی سبب کاهش مقاومت فشاری نمونه ها و افزایش عمق کربناسیون در آن ها می شود درحالی که افزایش مقاومت الکتریکی نمونه ها را در پی دارد. نتایج حاصله از آزمایش جذب آب موئینه حاکی آن است که پدیده کربناسیون باعث کاهش ضریب جذب موئینگی شماری از نمونه ها شده اما در برخی دیگر این ضریب را افزایش می دهد. در نهایت می توان اذعان داشت که نمونه های حاوی تراس در سنین اولیه عملکرد بهتری نسبت به پومیس از خود نشان داده اند در صورتی که با افزایش سن نمونه ها، عملکرد پومیس بهبود یافته است و انتظار می رود که با گذر زمان، عملکرد بهتری نسبت به تراس از خود نشان دهد.
    کلیدواژگان: پوزولان طبیعی، دوام، کربناسیون، نفوذپذیری، ملات
  • پرویز قدوسی، علی اکبر شیرزادی جاوید*، مازیار زرعی چیان، محمدعلی اعتباری صفحات 76-92
    ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری در اعضا بتنی که نسبت سطح به حجم بالایی دارند رخ می دهد. این ترکها در ساعات اولیه پس از بتن ریزی به علت تبخیر آب از سطح بتن قبل از سخت شدن بتن ایجاد می شود. هدف این تحقیق بررسی ارتباط رشد فشار منافذ مویینه، مقاومت کششی در سنین اولیه بتن و کرنش ناشی از جمع شدگی خمیری می باشد. در این رابطه دستگاه اندازه گیری فشار منافذ مویینه برای اولین بار در کشور ساخته شد و ثبت اختراع گردید. آزمایش در محیطی با نرخ ثابت تبخیر 0.7کیلوگرم بر مترمربع بر ساعت انجام شده است. هشت نمونه بتن در دو دسته معمولی و خودتراکم شامل نمونه بدون مواد جایگزین سیمان و نمونه های حاوی مواد پوزولانی از قبیل میکرو سیلیس و متاکائولین می باشد. نتایج نشان می دهد که در هر دو دسته بتن ارتباط مناسبی میان فشار منافذ مویینه و کرنش جمع شدگی خمیری وجود ندارد و این موضوع قابل برداشت می باشد که سایر پارامترها از قبیل رشد مقاومت کششی می تواند نقش مهمی در حالت خمیری بتن ایفا کند. البته میان زمان شروع جمع شدگی و شروع منفی شدن فشار مویینه ارتباط مناسبی برای نمامی نمونه ها برقرار می باشد. نتایج همچنین بیانگر تاثیر مثبت مقاومت کششی سنین اولیه بتن  در کنترل ترک های خمیری می باشد.  بر خلاف نمونه ی مرجع، در بتن های خودتراکم حاوی میکروسیلیس و متاکائولین هیچ گونه ترک خوردگی مشاهده نشده است. این در حالیست که فشار منافذ مویینه در نمونه های حاوی مواد جایگزین سیمانی در مقایسه با نمونه مرجع بیشتر است.
    کلیدواژگان: بتن خودتراکم، کرنش جمع شدگی خمیری، مقاومت کششی سنین اولیه، فشار منافذ مویینه
|
  • Alireza Firoozfar *, Bahman Ansari Pages 1-17
    Although Earthquake prediction studies are being widely considered their findings are uncertain and criticized regarding problem complexity and scientific content. Therefore; based on the robust analysis, the detailed investigation can be of great value. The recent triggered events in Iran reveal that this country is under pressure and contemporary tectonic stress pattern of the region changes. This motivates researchers to explore its different aspects. In this research, statistical analysis is made on the records listed in International Institution of Earthquake Engineering and Seismology (IIEES) catalog and b-value of the Gutenberg-Richter Relationship was computed. The time-dependent values of being can act as a stress accumulation indicator in a region. Therefore, Iran was subdivided into 29 zones and b-value was explored in every zone between the years 2010 and 2017. The results are in a proper agreement with the seismic regime of the regions wherein earthquakes occurred recently. Furthermore, an interesting hazard map was resulted in, introducing the regions with accumulating stresses therefore, being susceptible for experiencing future events.
    Keywords: Earthquake, b-value, Risk Analysis, stress level
  • Mahdieh Aghalari, Taleb Moradi Shaqaqi, Rouzbeh Dabiri * Pages 18-48
    Nowadays, According to increasing development of RCC dams in the world, new offers are considered on the design and construction. Parts of these suggestions are including structural stresses, selection of construction methods and technical details of materials based on stresses. Stresses induced by earthquake are one of the major stresses in RCC dams in the seismic areas. In this research, Results of stress analyses and assessments of seismic safety of The Badavly RCC concrete dam with considering reservoir and dam are discussed. First, theoretical assumptions of dynamic analyses and loading methods are briefly presented. Second, highest levels of the spillway and dam selected and analyzed by ANSYS program. In continue dynamic answers evaluated.  It should be mentioned that, maximum tensile stress and minimum compressive stress values are comprised with allowable stress. Also, stresses separately up, under usual concrete and over RCC concrete are assessed. Dynamic analyses are performed on two MCE and DBE levels. Results of this study showed that compressive stress values are less than allowable stress. Also, tensile stresses are a little more than allowable stress in upper stream part of dam.
    Keywords: Concrete dam, Roller Concrete, seismic analysis, Badavly Dam
  • Gholamreza Andalib *, Vahid Nourani, Hosein Monirifar, Elnaz Sharghi Pages 49-62
    Conversion of rainfall to runoff according to the laws of gravity vivifies earth, replenishes groundwater, keeps rivers and lakes full of water, and varies the landscape by the action of erosion. Large uncertainties and high non-linearity of the Rainfall-Runoff (R-R) process make it complex task to have the process-based modeling, so it is preferred to create a black box relationship between driving and resultant variables. Therefore, several black box approaches including Artificial Intelligence (AI) models have been developed and used to simulate R-R process. In this paper, WANN and WSVM models are employed for Multi-Station (MS) modeling of R-R. However in any data driven modeling, some of the inputs may have no significant relationship with the output variables. Therefore, determination of dominant input variables, is one of the indispensable challenges in the model development procedure. For this purpose, to extract main features and inputs of the WANN, WSVM methods, two kinds of data pre-processing methods of Self-Organizing Map (SOM) based clustering and Mutual Information (MI) concepts are employed in this study. Therefore, spatio-temporal investigation, identification and using all sub-basins records as a cascade-based MS analysis can improve prediction of runoff in watersheds. For this purpose, two scenarios with distinct views were used for MS modeling of R-R to identify the suitable strategy for future hydro-environmental researches. The results indicated that the proposed AI-models coupled with the SOM and MI tools improved the performance of MS runoff prediction compared to the Markovian-based models up to 23%. Nevertheless, benefit of the seasonality of the process along with reduction of dimension of the inputs could help the AI-models to consume pure information of the recorded data.
    Keywords: Mutual Information, wavelet transform, Little River watershed, Self-Organizing map, Artificial intelligence
  • Ali Akbar Ramezanianpour, Maziar Kazemian *, Saeed Sedighi, Farnaz Bahmanzadeh, Radesh Amiri, Amir Mohammad Ramezanianpour Pages 63-75
    Durability of cement based material due to its uses in the building industry, always has been recognized as one of the main components of sustainable development of infrastructure and urban buildings. One way to improve the durability of concrete, especially in corrosive environments is to use natural pozzolans. On the other hand, with increasing carbon dioxide gas production in cities, the effects of carbonation phenomenon on the durability properties of concrete have increased. In this research, the effect of carbonation phenomenon on the durability properties of mortars containing natural pozzolans is investigated. In sample making two natural pozzolans including Khash pumice and Jajroud trass as substitute for cement by 20% and three water/cement ratios of 0.485, 0.44 and 0.4 were used. In this study, compressive strength test was used as an indicator of mechanical properties as well as an indicator of hydration degree in specimens. In order to study of durability properties of mortars carbonation depth, water absorb capillary and electrical resistance of specimens were measured. According to results, use of natural pozzolans reduces the compressive strength of specimens and increase depth of carbonation in them. Also, electrical resistance increases in samples. The results of capillary absorb water test show that carbonation phenomenon decreases capillary absorption coefficient in some samples. Finally, it can be concluded that the trass samples showed better performance than the pumice at an early age, while the pumice improved with increasing age. It is expected that the pumice performance was better than the pumice with give over time
    Keywords: Natural pozzolans, Durability, carbonation, Permeability, Mortar
  • Parviz Ghoddousi, Ali Akbar Shirzadi Javid *, Maziar Zareechian, Mohammad Ali Etebari Pages 76-92
    Plastic shrinkage occurs in fresh concrete usually within few hours after mixing the concrete and risk of its cracks endangered concrete structures especially in the elements with high surface to volume ratio such as slabs or highway pavement. An experimental investigation on capillary pore pressure, tensile strength and plastic shrinkage of concrete is presented here. The aim of research is to study the relationship between capillary pore pressure build up in concretes, early age tensile strength and plastic shrinkage strain. Capillary pore pressure apparatus was created for the first time in Iran for this research. Test was done in a climate chamber with the constant evaporation rate of 0.7 kg/m²/h .Eight types of concrete in two categories such as normal concrete and self-consolidating concrete were tested including mixture without any mineral admixtures and containing of pozzolanic materials such as silica fume and metakaolin. The results indicated that there is no strong relationship between capillary pore pressure and plastic shrinkage strain and it can be concluded that other parameters such as tensile strength development can play an important role in the plastic state of concrete. However, it should be mentioned that capillary pressure is the main cause and driving force of concrete shrinkage and the onset of capillary pressure is directly related to the onset of shrinkage. The results also showed that early age tensile strength can be effective factor in controlling cracks of concrete. No cracks appeared in the mixtures containing of silica fume and metakaolin in comparison with the reference mixture. However capillary pore pressure in these mixtures was higher than pressure in the reference mixture.
    Keywords: Self-consolidating concrete, Plastic shrinkage strain, Early-age tensile strength, Capillary pore pressure