فهرست مطالب

مهندسی عمران شریف - سال سی و پنجم شماره 4 (زمستان 1398)
  • سال سی و پنجم شماره 4 (زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1399/02/16
  • تعداد عناوین: 14
|
  • علی رضا رهائی، مهدی رفیع زاده، محمد قاجار* صفحات 3-10

    در پژوهش حاضر، با انجام 3 آزمایش اتصال تیر به ستون، عملکرد اتصال های مصالح کامپوزیتی FRP بررسی شده است. اتصال هایی که در پژوهش حاضر استفاده شده اند، از نوع: پیچی، پیچی تقویت شده و چسبی بوده اند. اتصال پیچی تقویت شده با استفاده از اعضاء تیر و ستون ساخته و به عنوان ایده یی نو مطرح و مطالعه شدند. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان می دهد که اتصال چسبی از نظر ظرفیت باربری و سختی اولیه ی اتصال، عملکرد بسیار بهتری نسبت به اتصال پیچی دارد، به طوری که ظرفیت باربری و سختی اولیه ی اتصال چسبی به ترتیب 2 و 5 برابر اتصال پیچی بوده است. اتصال پیچی، به تنهایی عملکرد مناسبی ندارد و برای بالابردن عملکرد مکانیکی آن باید از برخی تقویت کننده ها استفاده شود. اتصال پیچی تقویت شده، ظرفیت باربری و سختی اولیه یی برابر با اتصال چسبی و تقریبا نصف اتصال چسبی، سختی دورانی دارد. تغییرمکان کم در اتصال چسبی، شکستی ترد در اتصال ایجاد می کند.

    کلیدواژگان: پروفیل های کامپوزیتی FRP، الیاف، رزین، اتصال های پیچی، اتصال های چسبی
  • میلاد آرام پرتان، حمید اسکندری نداف، مجتبی لزگی نظرگاه*، مرتضی قارونی نیک صفحات 11-20

    بهبود خواص کششی فشاری بتن در صنعت ساخت وساز، اهمیت زیادی دارد. در پژوهش حاضر، با استفاده از 7 طرح اختلاط، نمونه های مسلح شده با مقادیر مختلف الیاف ماکروسنتتیک و پلیمری ساخته و بررسی شدند. آزمایش های فشاری یک محوره و شکافت (کشش برزیلی) انجام و برای هر طرح، مقادیر تنش کرنش، بار جابه جایی، جذب انرژی، الگوی ترک خوردگی و شکل پذیری بررسی شدند. همچنین تغییرات کرنش بر روی سطح نمونه ها با استفاده از روش همبستگی تصاویر دیجیتال (DIC) محاسبه شده است. در انتها، نمونه ها به روش اجزاء محدود (FEM) مدل سازی و نتایج حاصل از روش های مذکور با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد وجود الیاف در بتن، تاثیر به سزایی در کاهش اندازه و تعداد ترک، افزایش میزان جابه جایی در مقایسه با بتن معمولی دارد. همچنین میزان جابه جایی در لحظه ی گسیختگی در کشش و فشار برای بتن های الیافی بیش از نمونه ی معمولی بوده است. نتایج روش DIC در مقابل نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی شدند که نشان دهنده ی دقت بالای روش DIC برای تشخیص ترک و مود شکست و اندازه گیری کرنش های افقی است، به طوری که نواحی با کرنش زیاد حتی در مراحل اولیه ی بارگذاری نیز قابل تشخیص هستند و روند رشد ترک به راحتی مشاهده می شود. همچنین ترکیب نتایج روش های FEM و DIC درک خوبی از رفتار بتن در مراحل مختلف بارگذاری می دهد که با روش های سنتی قابل تشخیص نیست.

    کلیدواژگان: الیاف ماکروسنتتیک، الیاف پلیمری، مقاومت فشاری و کششی، همبستگی تصاویر دیجیتال، روش اجزاء محدود
  • میلاد عقیلی لطف، امیرمحمد رمضانیانپور*، مسعود پلاسی صفحات 21-31

    در نوشتار حاضر، کاربرد توامان شن و ماسه ی بازیافتی بتنی در ساخت رویه های بتنی بررسی شده است. برای ارزیابی رویه های بتنی ساخته شده با شن و ماسه ی بازیافتی بتنی، شن بازیافتی بتنی در نسبت های 30 و 50 درصد، جایگزین شن طبیعی شد. سپس در طرح های با 30 و 50 درصد شن بازیافتی بتنی، 20 و 40 درصد ماسه ی بازیافتی نیز جایگزین ماسه ی طبیعی شد. مجموعا 7 طرح اختلاط، کلیت فاز مطالعاتی ذکر شده را در بر می گیرد. برای ارزیابی نمونه های بتنی، مشخصه های: درصد جذب آب، چگالی، مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مقاومت خمشی و دوام دربرابر پوسته شدگی تعیین شدند. در خصوص ارزیابی دوام بتن در برابر پوسته شدگی، دو استاندارد 672CASTM و 17 R 412 MTO LS استفاده شدند و نتایج نشان داد که ماسه ی بازیافتی بتنی، تاثیر بسیار بیشتری نسبت به شن بازیافتی بتنی در کاهش مقاومت های مکانیکی و دوام دارد.همچنین مشخص شد که ارزیابی دوام بتن در برابر پوسته شدگی با روش استاندارد 17 R 412 MTO LS انطباق بهتری با واقعیت دارد.

    کلیدواژگان: شن بازیافتی بتنی، ماسه ی بازیافتی بتنی، مقاومت های مکانیکی، دوام در برابر پوسته شدگی
  • سوده کلامی، مهدی مظاهری*، جمال محمدولی سامانی صفحات 33-42

    پژوهش حاضر، با ارایه‌ی یک مدل ریاضی، روابط هندسی - هیدرولیکی مستخرج از مقاطع عرضی یک رودخانه‌ی طبیعی را با استفاده از حل معکوس معادلات سنت - ونانت و بدون برداشت داده‌های پرهزینه‌ی مقاطع آن شناسایی کرده است. روابط مذکور می‌توانند به‌عنوان ورودی در انواع مدل‌های رودخانه، مانند: روندیابی هیدرولیکی، هیدرولیک رسوب، انتقال آلاینده و غیره، استفاده شوند. داده‌های تراز سطح آب نسبت به زمان، به‌عنوان ورودی به مدل معکوس حاضر هستند. صحت عملکرد مدل ارایه شده با استفاده از دو مثال فرضی و واقعی ارزیابی شده است. در هر دو مثال ذکر شده، پس از شناسایی روابط اخیر و مقایسه با حالت واقعی، روندیابی سیل در رودخانه با استفاده از روابط شناسایی شده انجام و با روش‌های روندیابی هیدرولیکی و هیدرولوژیکی (ماسکینگام) مقایسه شد. نتایج حاصل از ارزیابی انجام شده، توانایی مدل مذکور را در شناسایی روابط هیدرولیکی و به کار بردن آن در انواع مدل‌های شبیه‌سازی رودخانه تایید

    کلیدواژگان: معادلات سنت - ونانت، مدل معکوس، مساحت سطح مقطع، پیرامون مرطوب، عرض آزاد سطح آب
  • ندا شیخ رضازاده نیکو، علی نقی ضیائی* صفحات 43-51

    حوضچه ی رسوب گیر گردابی، نوع کارآمدی از سیستم های رسوب گیر مداوم در تصفیه ی آب و فاضلاب است. در پژوهش حاضر، راندمان جریان در حوضچه ی رسوب گیر تعیین و سرعت سه بعدی درون حوضچه با استفاده از ADV اندازه گیری شد؛ خطوط جریان در مقاطع مختلف حوضچه)در زوایای:$315^{0}$، $270^{0}$، $225^{0}$ ، $180^{0}$، $135^{0}$، $90^{0}$، $45^{0}$، $theta=0^{0}$(ترسیم و آثار شکل گیری گردابه در راندمان جریان با بررسی مولفه های سرعت شعاعی، محوری و مماسی اندازه گیری و اهمیت شکل گیری جریان های ثانویه در شست وشو و هدایت ذرات به سمت روزنه ی مرکزی بررسی شد. مدل سازی عددی با کاربرد روش RANS شامل مدل های: standard $k-varepsilon$ و $k-omega$ و روش LES شامل مدل Smagorinsky انجام شد الگوریتم SIMPLE برای جفت کردن سرعت فشار و روش حجم سیال)VOF(برای مسیر حرکت سطح آزاد استفاده شد. تطابق مناسبی میان شبیه سازی های عددی و مقادیر مشاهداتی به دست آمد و نتایج مدل Smagorinsky نسبت به سایر مدل ها مناسب تر بود. همچنین خطای نسبی مدل کمتر از 0٫5−٪ بود.

    کلیدواژگان: مدل آزمایشگاهی، مدل های تلاطمی، سطح آزاد، کسر حجمی، جریان ثانویه.}
  • غلام مرادی*، ابراهیم حسن خانی، امیرمهدی حلبیان صفحات 53-65

    طراحی مجاری جعبه یی مدفون تحت فشار سربار، نیاز به ارزیابی دقیق مقدار تنش های وارد بر وجوه مختلف مجرا دارد. چنانچه مجرا تحت فشار سربار بزرگ قرار داشته باشد، ارایه ی راهکاری به منظور کاهش مقدار تنش وارد بر جعبه حایز اهمیت است. در مطالعه ی حاضر، با ترکیب دو روش متداول دفن مجاری زیرزمینی (دفن در ترانشه و دفن در ترانشه ی ناقص)، روشی معرفی شده است که بتوان مقدار تنش وارد بر وجوه مختلف را کنترل کرد و آن را کاهش داد. به این منظور، ابتدا صحت سنجی مدل سازی عددی انجام و سپس به مطالعه ی عددی اثر پارامترهای مختلف در مقدار ضریب اندرکنش برای وجوه مختلف مجرای جعبه یی تحت فشار سربار پرداخته شده است. تحلیل های عددی با استفاده از روش اجزاء محدود و به صورت دوبعدی صورت گرفته است. نتایج تحلیل ها نشان می دهند که توسعه ی قوس شدگی در خاکریز، عامل مهمی در کاهش مقدار تنش وارد بر سقف، دیواره و کف مجرای مدفون است.

    کلیدواژگان: مجرای جعبه یی، ترانشه، ترانشه ی ناقص، ضریب اندرکنش، قوس شدگی، اجزاء محدود
  • ابوالفضل عرب زاده*، روح الله هیزجی صفحات 67-73

    تیرهای عمیق بتن مسلح به دلیل هندسه، شرایط مرزی و رفتاری که در مقایسه با تیرهای معمولی دارند، نوع خاصی از تیرها محسوب می شوند. به عنوان مثال، فرض توزیع تنش کرنش خطی در مقطع عرضی تیرهای مذکور معتبر نیست. در چند دهه ی اخیر، مطالعات گسترده یی بر روی تیرهای عمیق دو سر ساده انجام شده است، اما مطالعات کمی به تیرهای عمیق بتن مسلح دو سرگیردار و پیوسته اختصاص یافته است. در نوشتار حاضر، رفتار دو تیر عمیق بتن مسلح دو سرگیردار با شرایط یکسان (یکی تحت بار چرخه یی و دیگری تحت بار یکنوا) آزمایش و رفتار آن ها بررسی شده است. نتیجه ی آزمایش نشان داد که هر دو تیر به صورت برشی گسیخته شده و همچنین ظرفیت نهایی تیر تحت بار چرخه یی، کاهش چندانی نسبت به بارگذاری یکنوا نداشته است.

    کلیدواژگان: تیر عمیق، بتن مسلح، دو سرگیردار، بار چرخه یی، بار یکنوا
  • علی سیفی*، عبدالله حسینی، محمد صادق معرفت، محمد خانمحمدی صفحات 75-86

    ساختمان های بتن مسلح که قبل از دهه ی 1970 ساخته شده اند، فاقد جزییات لرزه یی هستند و میلگردهای طولی آن ها به سه صورت: فاقد وصله، با وصله ی همپوشانی مستقیم و یا با وصله ی همپوشانی قلاب دار اجرا شده اند. در پژوهش حاضر، بهسازی لرزه یی ستون های بتن مسلح قدیمی با میلگردهای ساده به روش تسلیح گذاری در نزدیک سطح (NSM) به عنوان یک روش نوین و اجرایی به صورت آزمایشگاهی و نیز تاثیر وصله های مختلف میلگردهای طولی در رفتار ستون ها ارزیابی و بررسی شده است. شش نمونه ستون با مقیاس 0٫5، شامل سه نمونه ی کنترلی با وصله های مختلف فاقد جزییات لرزه یی و سه نمونه ی تقویت شده به روش NSM با میلگردهای فولادی تحت بارهای محوری ثابت و جانبی چرخه یی افزاینده آزمایش شده اند. نتایج نشان داد روش بهسازی به طور قابل توجهی سبب افزایش مقاومت خمشی و بهبود پارامترهای لرزه یی، شامل: استهلاک انرژی، میرایی هیسترزیس و شاخص خسارت می شود. به دلیل تشکیل ناحیه ی فشاری در هسته ی ستون کنترلی با وصله ی قلابدار، خسارت های شدیدی در ناحیه ی وصله رخ داد که باعث کاهش ظرفیت باربری محوری ستون های با وصله ی قلابدار پس از زلزله می شود. بنابراین، بهسازی لرزه یی آن ها، اولویت بالایی دارد. دورگیری مناسب ناحیه ی وصله ی ستون های مذکور از گسترش خسارت ها جلوگیری می کند و تشکیل پایدار ناحیه ی فشاری بین قلاب ها باعث افزایش مقاومت جانبی و بهبود عملکرد لرزه یی آن ها می شود.

    کلیدواژگان: ستون بتن مسلح، میلگرد ساده، وصله ی همپوشانی، روش تسلیح گذاری در نزدیک سطح، بهسازی لرزه یی
  • سید سعید راثی نظامی*، اشکان بنی خدمت، اتابک فیضی خانکدی صفحات 87-96

    ارزیابی ریسک آلودگی منابع آب و پهنه بندی آن می تواند اطلاعاتی سودمند جهت کنترل کیفی منابع آب ایجاد کند. ریسک به طور کلی شامل دو مشخصه ی آسیب پذیری و حساسیت است. به طوری که ممکن است در یک منطقه ی شاخص، آسیب پذیری بالا ولی با حساسیت آلودگی کم اتفاق بیفتد و یا بالعکس. در پژوهش حاضر، جهت ارزیابی حساسیت آلودگی منابع آب سطحی (محدوه ی آستانه ی کوچصفهان) از شاخص وراستیک (WRASTIC) و جهت ارزیابی آسیب پذیری آن، از شاخص محیط زیست نیومکزیکو (NMED) استفاده شده است. داده های مورد نیاز، از سازمان ها، مطالعات میدانی و سیستم اطلاعات جغرافیایی تهیه و با ورود به نرم افزار ArcGis، میزان ریسک آب های سطحی تعیین شده است. نتایج نشان می دهند که زیرحوضه های مختلف، ریسک آلودگی متفاوتی دارند و در زیرحوضه های با ریسک آلودگی بالا، وجود صنایع، کشاورزی و فاضلاب های خانگی از مهم ترین عوامل محدودکننده است.

    کلیدواژگان: ریسک آلودگی، آسیب پذیری، حساسیت، وراستیک، شاخص محیط زیست نیومکزیکو (NMED)
  • سید سینا کورهلی*، سیامک قدیمی، رضا قدیمی صفحات 97-106

    در نوشتار حاضر، یک روش جدید برای تشخیص ترک بر اساس اطلاعات انرژی جنبشی تیر تحت عبور جرم ارایه شده است. برای شناسایی ترک، اطلاعات مربوط به انرژی جنبشی دینامیکی تیر استخراج شده و به عنوان ورودی شبکه ی عصبی مصنوعی استفاده شده است. برای اعتبارسنجی روش پیشنهادی جهت آنالیز ارتعاش تیر تحت تحریک جرم متحرک، ابتدا مثال ارایه شده در مطالعات پیشین مدل سازی و سپس مقایسه شد. همچنین عملکرد روش حاضر با استفاده از دو مثال، شامل یک تیر یک سر گیردار یک سر مفصل و یک تیر دو سر مفصل با لحاظ کردن نوفه و یا بدون نوفه بررسی شده است. در بخش دیگری از مطالعه ی صورت گرفته، اثر خطای مدل سازی با اعمال خطا در ماتریس سختی تیرها بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که شبکه ی عصبی مصنوعی می تواند ترک در تیر را با استفاده از انرژی جنبشی دینامیکی تیر تحت تحریک جرم متحرک در شرایط مختلف تکیه گاهی و با در نظر گرفتن نوفه یا خطای مدل سازی تشخیص دهد.

    کلیدواژگان: تشخیص ترک، جرم متحرک، تیر، انرژی جنبشی، شبکه ی عصبی مصنوعی
  • رضا اسماعیل زاده شهری، عباس کرم الدین* صفحات 107-118

    در نوشتار حاضر، آثار مهم‌ترین پارامترهای تاثیرگذار در پاسخ غیرخطی سامانه‌ی سازه خاک سازه شامل دوره‌ی تناوب سازه‌های اصلی (T1) و مجاور (T2)، فاصله‌ی سازه‌ها (d) و نوع خاک به‌صورت جامع بررسی شده است. هدف از نوشتار حاضر، شناخت اصولی آثار تغییر هر پارامتر در تغییرشکل غیرخطی سازه، بررسی الزام‌های آیین‌نامه‌یی و پیش‌بینی رفتار سازه بدون مدل‌سازی سازه‌ی مجاور است. برای این منظور 6 سازه‌ی 2 تا 15 طبقه واقع بر دو نمونه خاک رس به‌صورت دوتایی در 3 فاصله‌ی صفر، 10 و 25 متری مدل و با استفاده از روش تاریخچه‌ی زمانی غیرخطی تحلیل شده‌اند. براساس نتایج، تکیه‌گاه نرم باعث افزایش شدید نسبت دریفت طبقه‌ی اول به حالت تکیه‌گاه ثابت می‌شود که کمینه‌ی نسبت مذکور 1٫1 و بیشینه‌ی آن 3٫61 است. از سویی دیگر، افزایش T1 و T2 منجر به افزایش تغییرشکل سازه می‌شود، به‌طوری که آثار T1 دست‌کم 2 برابر T2 است. برای سازه‌های اصلی با T1 در محدوده‌ی 0٫7 تا 1٫5 برابر دوره‌ی تناوب خاک، دریفت سازه دچار تشدید می‌شود. براساس یافته‌های پژوهش حاضر، فقط برای سازه‌های با دوره‌ی تناوب بیشتر از 3 ثانیه، افزایش فاصله‌ی سازه‌ها منجر به کاهش آثار سازه‌ی مجاور می‌شود. درنهایت با شناخت پارامترهای کلیدی اندرکنش سازه خاک سازه، روابطی جهت اصلاح الزام‌های آیین‌نامه برای تکیه‌گاه نرم ارایه شده است.

    کلیدواژگان: اندرکنش سازه خاک سازه، اندرکنش خاک سازه، دریفت، جابه جایی جانبی، روش مستقیم
  • محمدرضا احدی*، محبوب امیری صفحات 119-130

    یکی از مشکلاتی که عمدتا در روسازی‌های مرکب (بتنی آسفالتی) رخ می‌دهد، بروز ترک‌های انعکاسی در روکش آسفالت است. در پژوهش حاضر، با استفاده از الیاف فلزی یا الیاف پلیمری به صورت جداگانه نسبت به تقویت بتن غلتکی اقدام شده است، تا با افزایش مقاومت خمشی، کششی و فشاری بتن از ترک‌خوردگی و شکست لایه‌ی بتن و در نتیجه از بروز ترک‌های انعکاسی در روسازی بتن غلتکی جلوگیری شود.در ابتدا طرح اختلاط بتن غلتکی پایه به عنوان شاخص ساخته و آزمایش‌ها بر روی آن انجام شد. در ادامه، از دو نوع الیاف فلزی با میزان مصرف 0٫5 و 1 درصد حجمی بتن و الیاف پلیمری با میزان مصرف 0٫3 و 0٫6 درصد حجمی بتن در طرح‌های اختلاط استفاده و الیاف مذکور به طرح اختلاط پایه اضافه شدند و از مخلوط‌های ساخته شده‌ی الیاف‌دار، نمونه‌های استوانه‌یی استاندارد 15\times30cm و نمونه‌های تیر منشوری با ابعاد 50\times15\times15cm ساخته شدند و آزمایش‌های تعیین مقاومت فشاری، خمشی و کششی بر روی آنها انجام و در انتها، نتایج ارایه شده است.

    کلیدواژگان: بتن غلتکی، روسازی های مرکب، ترک های انعکاسی، الیاف، RCC
  • امیر حسن رضایی فرعی*، مجتبی شیرزه حق، هوشنگ کاتبی صفحات 131-140

    در مطالعه ی حاضر، نشست های ناشی از حفاری تونل خط 2 متروی تبریز در محدوده ی شفت غربی تا ایستگاه 02S (از متراژ 1800 تا 3800) ارایه شده است. در محدوده ی ذکر شده ی تونل مترو با استفاده از دستگاه TBM-EPBدر خاک با تناوب بالای آبرفت درشت دانه (SM) و درصد پایین ریزدانه(ML) در زیر سطح ایستابی حفاری شده است. از این رو با کمی اغماض می توان زمین را در محدوده ی اشاره شده، درشت دانه با چسبندگی کم در نظر گرفت. نشست های اندازه گیری شده با استفاده از روابط گاوس تحلیل برگشتی شده و جزییات نشست ها در جهت طولی و عرضی، میزان تطابق روابط گاوس با واقعیت و روند تکامل نشست ها با پیشروی حفاری مفصلا بررسی شده است. علاوه بر این، فشارهای اعمالی به جبهه ی کار و فشار تزریق دوغاب در پشت سگمنت ها نیز ارایه و تاثیر آن ها در نشست ها و پارامتر افت حجم زمین بررسی شده است.

    کلیدواژگان: نشست های سطحی، افت حجم زمین، فشار جبهه ی کار، حفاری مکانیزه، متروی تبریز
  • واحد قیاسی*، امین فرزان صفحات 141-148

    بیشتر طراحی های دیوار خاک مسلح ژیوسنتتیکی بستر دیوار خاک مسلح به صورت صلب در نظر گرفته می شود. با توجه به تفاوت رفتار دیوار خاک مسلح بر روی بستر تراکم پذیر و سست نسبت به بستر صلب، بررسی رفتار سیستم ذکر شده بر روی بستر تراکم پذیر ضروری به نظر می رسد. در پژوهش حاضر، رفتار دیوار خاک مسلح ژیوگریدی قرار گرفته بر روی بستر با پارامترهای مقاومتی متفاوت و ترازهای مختلف آب زیرزمینی، با استفاده از روش اجزاء محدود برای بررسی تغییرشکل ها و نیروها و روش تعادل حدی برای بررسی پایداری دیوار ارزیابی شده است. همچنین در طی مطالعه، اثر ارتفاع دیوار نیز در دو دسته با ارتفاع 4 و 8 متر بررسی شده اند. نتایج نشان داد که کاهش پارامترهای مقاومتی بستر دیوار خاک مسلح، منجر به افزایش جابه جایی جانبی نمای دیوار و بار کششی ژیوگریدها و نیز کاهش پایداری دیوار می شود. همچنین هر قدر سطح تراز آب زیرزمینی به زیر دیوار خاک مسلح نزدیک تر باشد، جابه جایی جانبی دیوار بیشتر و پایداری کلی دیوار کمتر خواهد بود، و تاثیر آن در رفتار دیوار در فاصله ی صفر تا 1 متری تراز زیر دیوار مقداری قابل توجه است.

    کلیدواژگان: دیوار خاک مسلح، ژئوسنتتیک، شرایط بستر، روش اجزاءمحدود، تعادل حدی
|
  • A.R. Rahai, M. Rafizade, M. Ghajar * Pages 3-10

    Due to the increasing need of composite materials to achieve desired properties and functions, the use of composite materials in the construction industry is significantly in a growing trend. In this study, it is tried to introduce the structure and variety of FRP composite materials and then to express about the behavior and mechanical properties of FRP composites and how to find these specifications using tensile testing. The important point in using these materials is their connections. It is tried to initially present about bolted and adhesive connection and then by 3 tests of beam to column connection, using bolted, enhanced bolted and adhesive connections, the performance of these connections have been checked. Innovation used in these study is applying enhanced bolted connection provided by beams and columns. By doing these tests can be seen in terms of strength parameters, the bearing capacity of enhanced bolted connection and adhesive joints is approximately equal and to double amount of corner bolted connection can bear the load. Considering initial stiffness of the frame, enhanced bolted and adhesive was about equal and their initial stiffness was five times more than corner bolted connection. In term of the rotational stiffness, adhesive joints that have the most rotational stiffness with 1.75 times more rather than enhanced bolted connection and 8 times of bolted connection. Adhesive joint has much better performance than bolted connection, but with very little shift rather than bolted connection, will be fragmented (brittle fracture). So in bolted connection, it should be used some enhancers to enhance the performance of mechanical performance and in adhesive joints, the adhesion between the fibers in the composite should be increased. One of the ways to increase adhesion between fibers in FRP composites is to use strong resins such as epoxy and also to monitor the proper curing of resins.

    Keywords: FRP composites profiles, Fiber, resin, bolt connections, adhesive connections
  • M. Aram Partan, H. EskandariNaddaf, M. Lezgy Nazargah *, M. Gharouni Nik Pages 11-20

    The improvement of compressive and tensile strength of concrete has a great importance in the construction industry. In this study, cubic samples constructed in a dimension of 150times150times150 mm containing different amounts of macro-synthetic (0.1 and 0.15 vol.%) and polymeric fibers (0.2, 0.3, and 0.35 vol.%) by means of seven mix designs. Compressive and splitting tests were performed using a universal testing machine. For each specimen, stress-strain and load-displacement behaviors, absorbing energy, ductility and crack patterns were investigated. In order to analyze the strain variations on the surface of the specimens digital image correlation (DIC) was applied. Moreover, finite element method (FEM) was conducted to evaluate the experimental results. The results of this study show that the presence of fibers in concrete has a significant effect on reducing size and number of cracks, and increases displacement compared to conventional concrete. In addition, displacement at the failure moment in tension and pressure for fiber contained concrete was more than the control specimen. According to the observations, addition of the fibers reduces compressive and tensile strength. However, it is so obvious from the results that by choosing the optimal amount, this reduction would be neglected in comparison with the positive effects of the fibers. Finally, the results indicate an acceptable agreement between the FEM and DIC evaluations. Therefore, considering the low cost and high speed of analysis with FEM and DIC methods, it is possible to combine these two methods as a useful tool to determine the surface characteristics of such specimens.

    Keywords: Macro-Synthetic fibers, polymer fibers, compressive and tensile strength digital image correlation, finite element method
  • M. Aghili Lotf, A.M. Ramezanianpour *, Masoud Palassi Pages 21-31

    A suitable application for recycled concrete aggregate (RCA) is in concrete pavements. In this regards, one of the main concerns is related to the deicer-salt scaling resistance of concrete containing both coarse and fine recycled concrete aggregates (CRCA and FRCA). In this study, two groups of concrete specimens were prepared: (a) mixes containing just CRCA, and (b) mixes containing both CRCA and FRCA. In the first group, coarse natural aggregate was replaced with CRCA at 30% and 50% levels. In the second group, 20% and 40% replacement of natural sand with FRCA was considered in mixes containing 30% and 50% CRCA. The mechanical properties and durability of concrete mixes were examined. Specifically, deicer-salt scaling resistance tests were carried out according to ASTM C 672 and MTO LS-412 R17. All the results showed inferior quality of concrete containing both CRCA and FRCA with respect to concrete containing just CRCA. Similar results were obtained for mixes containing CRCA compared to the reference mix.

    Keywords: Coarse recycled concrete aggregate, fine recycled concrete aggregate mechanical properties, deicer-salt scaling resistance
  • S. Kalami, M. Mazaheri*, J. Mohammad Vali Samani Pages 33-42

    This article presents a novel method to identify geometric-hydraulic relationships in rivers. The method is based on inverse solution of the Saint-Venant equations and needs no field-surveyed data about the river cross-sections. Geometric-hydraulic relationships are extracted from cross-sections data and are important in many applications of river such as hydraulic flood routing modeling, sediment transport modeling, contaminant transport modeling, etc. Obtaining cross-sections data needs field survey which is difficult and extensive. In this article these relationships are expressed in terms of mathematical formulas between flow area, wetted perimeter and top width of the river as the dependent variables and water depth as the independent variable and are obtained by inverse problem method. An inverse problem is the process of calculating from a set of observations the causal factors that produced them. Inverse problems are some of the most important mathematical problems in science and mathematics because they tell us about parameters that we cannot directly observe or measurement of them is expensive and difficult. In this method, water level data records are used as an input of the inverse model and then by minimizing the corresponding objective function, the desired outputs will be estimated. The proposed model is validated using hypothetical and real test cases; and in each case the actual and identified geometric-hydraulic relationships are compared. Also application of the method is showed for the case of hydraulic flood routing in conditions where no information is available about river cross sections; and water level data records are used instead of river cross sections data. The results of the flood routing using this method are more accurate and versatile than the ordinary applicable hydrologic methods such as Muskingum. This implies the validity of the proposed inverse model; therefore it can be applied to identify the geometric-hydraulic relationships of rivers by means of easier measurable water level data records than the direct field surveying of the river cross sections.

    Keywords: Saint-Venant equations, Inverse model river cross-sections, flow area wetted perimeter, flow top width
  • N. sheikh rezazadeh nikou, A.N Ziaei* Pages 43-51

    A vortex settling basin (VSB) is an efficient continuous flushing system to remove sediment in water and wastewater treatment plants. Although many researchers studied this device experimentally, but the complex flow field has not been studied comprehensively. In current study, experimental study was conducted at Ferdowsi University of Mashhad, Iran on a laboratory setup made of Perspex sheet that is comprised of the inlet channel (4 m long, 0.20 m wide, and 0.3m deep), cylindrical chamber (1m m diameter), bottom slope of 1:10 toward the central orifice (0.1m diameter) and outlet channel (3 m long, 0.20m wide, and 0.3 m deep). The 3D velocity field in an experimental VSB was measured by Acoustic Doppler Velocimetry. The effects of vortex generation on basin performance and flow properties (tangential, radial, and axial velocity components) in the VSB were analyzed. Secondary currents were highlighted as important phenomena in settling of sediment particles and their flushing through the bottom orifice. data Moreover, the flow field was calculated using 3-D RANS models including standard k-varepsilon and k-omega models and LES-Smagorinsky model; the SIMPLE algorithm was used for velocity-pressure coupling, and the free surface was simulated using the VOF method. The results of numerical simulation were compared to experimental data including Standard k-varepsilon, k-omega and Smagorinsky models; which Smagorinsky model was superior. The Smagorinsky model satisfactorily simulated the overall pattern of the secondary currents in the VSB although all the simulations had a similar flow field and location of generated vortex and direction of flow were the same. Formation of a force vortex near the bottom orifice and a free vortex in the outer region toward the basin periphery was similar to experimental data. velocity measurements were time averaged value while generated vortex inside the VSB had an unsteady behavior. Therefore, differences between experimental and numerical data are expected.

    Keywords: Experimental model, Turbulent Models, Free Surface, Abstraction, Ratio, Secondary Flow
  • Gh. Moradi*, E. Hassankhani, A.M. Halabian Pages 53-65

    Underground box culverts have been applied to facilitate people's living standard in various ways including municipal sewer lines, water mains, gas and oil lines, electric and telecommunication conduits, and pedestrian and subway tunnels. Design and construction of these conduits demand determining exerted pressure due to the soil and embankment weight above. Several ways have been developed for buried culverts and calculating the soil earth to which the buried culvert is subjected to. Accordingly, the applied load is large and culverts are installed under high embankment; applied pressure becomes more significant. Therefore, the reduction and control of the earth load on culverts is of importance. To date, various methods and theories have been proposed to reduce the applied earth load on these underground structures. Among these, two methods are commonly used: Trench Installation (TI) and Induced Trench Installation (ITI). For the TI method, where the culvert is placed in a narrow trench, the deformable soil tends to settle down, while the adjacent trench walls hold the soil in place due to shearing stresses along the interfaces. This leads to the transfer of load from the fill to the trench walls developing soil arching, hence reducing the vertical pressure transfer to buried box culvert. Another method, ITI, is a construction technique employed to reduce the vertical pressure on buried structure, in which a layer of compressible material is placed directly on the buried culvert to induce positive arching thus reducing the applied vertical pressure on culvert crown. Meanwhile, researchers have addressed some deficiencies in each method. Trench Installation in comparison with Induced trench Installation transfers larger earth load to culvert roof. In addition, the development of positive arching directly above the culvert roof transfers more vertical stresses to adjacent soil columns, leading to larger horizontal stresses applied to buried culvert walls. In this study, by taking benefits of these two common methods, an installation method has been proposed in which the culvert is installed in a trench with a layer of deformable material placed above the box culvert roof, called Trenched Induced Trench Installation (TITI). Firstly, the pressure transferred to the culvert under the weight of soil and surface pressure has been validated using numerical analyses compared with analytical equations that predict the applied pressure. Then, two-dimensional finite element analyses have been performed to explore the effect of various factors on the applied pressure on the roof, sidewalls, and bottom of buried box culvert in TITI method. Results show that soil arching reduces the earth pressure on roof and arching developed between box sidewalls and trench walls; the pressure applied on the culvert side walls can be controlled.

    Keywords: Trench installation, induced trench installation, soil arching, transferred stresses, buried box culvert, finite element analysis
  • A. Arabzade *, R. Hizaji Pages 67-73

    Reinforced Concrete (RC) deep beams are a special type of beams due to their geometry, boundary conditions, and behavior compared to ordinary shallow beams. For example, the assumption of a linear strain-stress distribution in the cross section is not valid. In the past decades, considerable research works have studied simply supported concrete deep beams; however, fixed-ended support conditions have scarcely been investigated. Two reasons may be given for this situation: first, fixed-ended conditions are extremely difficult to create in a laboratory; second, fixed-ended conditions introduce additional parameters that add more complexity to the structural model of RC deep beams.Following the recent tendency for the application of deep beams, the possibility of using fixed-ended deep beams in structures has widely increased. Deep beams are likely to be used as support for upper level columns due to architectural requirements; moreover, the fixed-end connectivity condition will result in experiencing cyclic loads during an earthquake due to the formation of plastic hinges. Therefore, it is necessary to investigate the behavior of this structural element in detail. In this paper, two fixed-ended reinforced concrete deep beams were tested, and their behavior was investigated under monotonic and cyclic loads. The results of these experiments showed that both beams' failures were in shear mode; in addition, the final capacity of fixed-ended deep beam under cyclic load was not significantly reduced compared to `` the final capacity'' under monotonic loading. The Load-Displacement curvature of this beam under cyclic load showed a hysteretic behavior with low energy dissipation (narrow hysteretic loops), low cyclic degradation (a small increase in displacements under consecutive cycles with constant load amplitude), small residual displacements, and low ductility (the steep drop of resistance after peak load). The crack patterns of the cyclically loaded specimen in the last positive recorded load stage prior to failure were essentially the same as those of the monotonically loaded test.

    Keywords: Deep beam, Reinforced concrete, fixed-ended, cyclic load, monotonic load
  • Seyyed saeed Rasi nezami *, Ashkan Banikhedmat, A. Feizi Pages 87-96

    Assessing the pollution Risk Potential of Water resources and its zoning can produce useful information for water resources quality control. Generally, risk includes two features of vulnerability and susceptibility. Accordingly, high vulnerability along with low susceptibility may occur in an area and vice versa. In this study, the surface water pollution susceptibility (Astane-Kuchesfahan region) is analyzed by WRASTIC index and New Mexico Environmental Index (NMED) is devised to address its vulnerability. The required data are provided by the organizations, field studies, geographic information systems and then the surface water risk is assessed by entering this information in ArcGIS software. The results show that different sub-basins have different pollution risk and the existence of the industries, agriculture and household wastewaters are the most important limiting factors in the sub-basins with high pollution risk. According to the numerical values obtained, Sub-basins 1-10 are heavily polluted, Sub-basins 3, 5, 7, 11, and 12 are of low susceptibility, and the other areas are also with low sensitivity. In Sub-basins 1-10, which have a high pollution susceptibility index, the industrial activity factor accounts for the largest share due to industrial activities such as sand and gravel washing plants. It is also a major source of pollution affecting the sub-basin. In other sub-basins, factors like industrial and agricultural activities and untreated urban and rural sewage significantly contribute to pollution. The results obtained by using the NMED method and the number of pollutant sources indicate that in each buffer zone of the sub-basins, Sub-basins 3, 5, and 12 carry moderate vulnerability risk, Sub-basin 6 is of low vulnerability, and the other sub-basins have high vulnerability. According to the results, the method used in the present study is suitable for assessing the risk of surface water pollution and is considered to be a reliable method for surface water management and protection of surface water quality. Considering the high cost of the treatment of polluted surface water, the present study provides a very useful guidance for authorities to take key management decisions for preventing the uncontrolled expansion of industrial or agricultural zones posing risk of pollution in the sub-basins.

    Keywords: Dept. of Civil Engineering University of Mohaghegh Ardabili
  • S. S. Kourehli *, S. Ghadimi, R. Ghadimi Pages 97-106

    In this paper, a novel method has been proposed to identify cracks in beam structures under excitation of moving mass. For this purpose, the dynamic kinetic energy of cracked beam under moving mass were used as criteria to detect crack in structures. Dynamic kinetic energy is depending on the mass and velocities of beam structures under moving mass excitation. The dynamic kinetic energy of cracked beam has been used as input of artificial neural networks in which the crack states as output. This data is acquired by the analysis of cracked structure applying the finite element method (FEM). The artificial neural networks performance has been investigated in training, validation and testing stages. Validation is used to measure network generalization, and to halt training when generalization stops improving. Testing has no effect on training and so provides an independent measure of network performance during and after training. Runge-Kutta 4th Order method has been used to solve the equation of motions of studied beams in Matlab (2015). A validation study has been done with an example that reported in literature. To evaluate the efficiency of the proposed method, two numerical examples consisting of simply supported beam and fixed simply supported beam have been studied. To be more compatible with the real dynamic cases, another examination was performed in which the dynamic kinetic energies with 3% noise are used in crack identification. To perform this, some random noise has been added to the theoretically calculated dynamic kinetic energies. Also, the modeling errors in the analytical model have been studied. It is assumed that the actual tested beam has perturbations of stiffness of 2% at some elements. The obtained results reveal that the presented method is robust and reliable to detect cracks in beam structures under moving mass. Also, the proposed method shows good results using noisy dynamic kinetic energies data.

    Keywords: Crack detection, moving mass, beam, dynamic kinetic energy, artificial neural network
  • M.R. Ahadi *, M. Amiri Pages 119-130

    Due to increase in bitumen prices in the last few years in the country and romotion of the usage of concrete pavements, particularly the usage of Roller Compacted Concrete RCC in urban and suburban roads construction the application of combined pavement has been developed. Also the usage of asphalt overlay to create a suitable surface for deriving on the concrete surface is suggested. The methodology proposed in this study is using metal fibers and polymer fibers, separately, to strengthen the RCC. To increase the bending, tensile and compressive strength of concrete to reduce cracking and failure of the concrete RCC could be a preventive agent. For this study, first, roller concrete mix design was developed and was built as an indicator of tensile strength and compressive and flexural tests were performed on it. The obtained results were recorded as index Results. The following two types of metal fibers with consumption 0.5% and 1% in unit volume and polymer fibers with the use of 0.3 and 0.6% in unit volume in the plans mixture was used this fiber to mix design base were added. Fibers made from blends of standard cylindrical samples with dimensions of 30 x 15 and 50 x 15 x 15 cm prismatic beam samples were made and after processing all the sample tests to determine the compressive strength, flexural and tensile were. The 28 days results indicate that the metal fibers to the RCC at a rate of 0.5% and 1% respectively per unit volume increases the compressive strength of concrete roller 10.1% and 13.9% respectively and increases the tensile strength 29.5% and 45% and increased bending strength up to the 40.6% and 66.5%. And with the addition of polymer fibers at a rate of 0.3% and 0.6% per unit volume increases the compressive strength of RCC by 5.06% and 6.32% and increase the tensile strength of the order of 21.1% and 31% and increased the bending strength of the 29.1% and 42.7% lead.

    Keywords: RCC, composite pavement, reflective cracking, Fiber
  • A.R Rezaei Farei *, M. Shirzehhagh, H. Katebi Pages 131-140

    In this paper, measured settlements of Tabriz Urban Railway line 2 (TUR2) are presented. TUR2 with a length of about 22 km will connect the eastern part of the city to its western part. The process of excavating TUR2 has begun since 2015 using earth pressure balanced (EPB) TBM with a cutting-wheel diameter of 9.49 m and a steel shield with an external diameter of 9.46 m in front and 9.44 m at the tail. For the lining of the tunnel, 350 mm-thick precast concrete segments with a length of 1.5 m are installed just behind the shield. The data have been recorded during the construction of the tunnel from west-shaft to station-02 (S02). The distance between west-shaft and S02, which has been investigated here, is about 2000 m. In this route, based on conducted studies,the ground mainly consists of sand and gravel (SM) containing minor portion of fine-grained soil (ML). Thus, in general, the ground condition could be assumed to be non-cohesive at this site. The TUR2 tunnel is entirely under water table varying from 14 to 22 m. The data analyzed and discussed throughout this paper have been recorded at 180 green-field surface locations (pins) between west-shaft and S02. Settlement measurements are back-analyzed using Gaussian empirical predictions both in longitudinal and transversal directions. In addition, volume loss has been calculated using final maximum surface settlements. Subsequently, observed and calculated settlement curves have been compared. In addition to settlements, face pressure and tail void grout injection pressure have been recorded during the excavation process of TUR2, as presented in this paper. Jancsecz and Stainer presented an empirical formula for determination of face pressure to investigate the efficiency of the analytical methods in comparison with field data. Then, the development of settlements during shield passage and probable correlation between volume loss and face pressure was investigated. Observations show that a vast majority of the settlements measured at the ground surface falls in the range of allowable values.

    Keywords: Surface settlements, volume loss, face pressure, mechanized tunneling, Tabriz underground railway
  • V. Ghiasi*, A. Farzan Pages 141-148

    The low soil tensile strength is a major limitation in soil structure, while this limitation can be resolved by reinforcing the soil in a reinforced soil wall system. Geosynthetic reinforced soil walls over the past two decades around the world are considered to be very popular and widely used due to many benefits, such as economic savings, accelerate in construction, apparent beauty and more flexibility, than conventional walls, such as gravity walls. Generally, reinforced soil walls are composed of three parts, the backfill, facing and the reinforcement. The mechanism of the reinforced soil walls is based on the interaction between the reinforcement and the soil, which prevents the soil against ruptures. In most designs of a geosynthetic reinforced soil wall, the bed of the reinforced soil wall is considered rigid. Due to the difference in the behavior of the reinforced soil wall on a compressible or loose bed, relative to rigid bed, investigating the behavior of this system on a compressible bed is considered necessary. In this research, the behavior of geogrid reinforced soil seated on a bed with different resistance parameters and different groundwater levels, using finite element method for the analysis of deformation and forces, and limits equilibrium method for checking wall stability, has been evaluated. Also the effect of wall height, in two categories with a height of 4 and 8 meters is considered and evaluated. The result showed that reducing the resistance parameters bed of reinforced soil wall, would lead to increase lateral displacement of the wall and tensile load of the geogrids, and to reduce the wall's stability, and as the surface of groundwater level closer to the below of reinforced soil wall, the lateral displacement of the wall will be more and the overall stability of the wall will be less, and this effect of groundwater on the wall's behavior is significant at a distance of zero to one meter below the wall. Also, by observing the stability of the walls, when the strength of the bed decreases from rigid to weak, the wall safety factors will be greatly reduced and the slipping surface will close to the wall surface. This is also evident for the existence of groundwater level, which is more perceptible in the bed with poorly sandy soil.

    Keywords: Reinforced soil wall, geosynthetic, bed condition, finite element method, limit equilibrium