فهرست مطالب

نشریه مهندسی عمران
سال پنجاه و دوم شماره 5 (امرداد 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/05/14
  • تعداد عناوین: 18
|
  • سمیه امامی*، یحیی چوپان، فرزین سلماسی صفحه 1

    در طول سه دهه اخیر، مسئله بهره برداری بهینه از مخازن سدها در بین پژوهشگران مدیریت منابع آب از توجه زیادی برخوردار بوده است. در همین راستا، با توجه به کارایی و قابلیت های بالای الگوریتم های فراابتکاری در این پژوهش به پیش بینی ذخیره مخزن سد شهرچای ارومیه و ارایه یک برنامه پیش بینی کوتاه مدت چند سال آتی، با استفاده از الگوریتم بهینهساز گرگ خاکستری (GWO) پرداخته شده است. الگوریتم GWO از سلسله مراتب رهبری و سازوکار شکار گرگ های خاکستری در طبیعت تقلید می کند. در این الگوریتم از چهار نوع گرگ خاکستری شامل آلفا، بتا، دلتا و امگا برای شبیه سازی سلسله مراتب رهبری استفاده شده است. در این پژوهش با در نظر گرفتن افق دید برنامه ریزی یک ساله و بازه های زمانی ماهانه، ابتدا الگوریتم بهینه ساز گرگ خاکستری GWO برای مسئله پیش بینی ذخیره مخزن سد شهرچای ارومیه طی دوره آماری 93-1385، به خوبی ارزیابی شد و نتایج با روش بهینه سازی الگوریتم رقابت استعماری (ICA) مقایسه شد. نتایج نشان داد الگوریتم GWO، با دقت 90% نتایجی بسیار مطلوب تری در یافتن جواب بهینه، سرعت همگرایی و هزینه ی محاسباتی کم تری در مقایسه با الگوریتم ICA ارایه می کند. نتایج این پژوهش نشان داد الگوریتم GWO، الگوریتمی مناسب در حل مسئله بهره برداری بهینه از سیستم مخزن سد می باشد.

    کلیدواژگان: الگوریتم گرگ خاکستری، الگوریتم رقابت استعماری، بهره برداری بهینه، پیش بینی، سد شهرچای
  • سعید عباسی، اکبر بطهایی، سید مهدی زهرائی* صفحه 2

    میراگرهای معمول و رایج مایع تنظیم شونده، به سبب عدم امکان تغییر مشخصات در خلال عملکرد صرفا باید با فرکانس اصلی سازه در مد اول تنظیم گردند. برای غلبه بر این عیب اساسی در این تحقیق از یک سیستم جدید، VBTLD ، میراگر مایع تنظیم شونده با پره های قابل دوران، استفاده شده است؛ که شامل مخزن میراگر به همراه هشت پره قابل تنظیم در داخل آن می باشد؛ که تحت اثر زلزله کوبه برای شتاب های مختلف مورد آزمایش قرار گرفته است. به منظور بررسی تغییرمکان بام سازه مرجع پنج طبقه، از میراگر مایع تنظیم شونده و میراگر جرمی هم وزن معادل میراگر مایع، از نتایج آزمایشگاهی و مدل سازی عددی سازه پنج طبقه مرجع در نرم افزار OpenSEES بهره گرفته شده است. هدف از این بررسی مقایسه میراگر مایع پره دار با میراگر جرمی هم وزن خود در حالت بهینه می باشد. میراگر مایع تنظیم شونده با پره های قابل دوران می تواند به جای تنظیم در یک فرکانس خاص، در یک بازه فرکانسی بین 73/1 تا 00/3 برابر یک فرکانس خاص تنظیم شود. نتایج استخراج شده از تحریک لرزه ای سازه مجهز به میراگر پره دار نشان می دهد که استفاده از میراگر با عمق آب 42 میلی متر پاسخ سازه را در برابر زلزله کوبه برای شدت های 2، 4، 6 و8 درصد شتاب اولیه این زلزله در مناسب ترین زاویه قرارگیری پره ها به ترتیب 1/23، 22، 6/14 و 5/10 درصد نسبت به میراگر جرمی بهینه کاهش داده است؛ این مقادیر بهبود برای میراگر با عمق آب 63 میلی متر به ترتیب 2/8، 5/9، 7/6 و 8/6 درصد می باشد.

    کلیدواژگان: رفتار لرزه ای، میراگر مایع تنظیم شونده، پره های قابل دوران˓، میراگر جرمی تنظیم شونده، تحریک زلزله
  • علی کاوند*، علی صادقی میبدی صفحه 3

    در این مقاله رفتار گروه شمع در برابر گسترش جانبی ناشی از روانگرایی با استفاده از تحلیل المان محدود سه بعدی همبسته خاک-آب بررسی شده است. به منظور صحت سنجی مدل عددی، از نتایج یک مدل آزمایشگاهی بزرگ مقیاس میزلرزه 1g استفاده شده است. مدل عددی با دقت قابل قبولی پاسخ خاک در میدان آزاد شامل شتاب، فشار آب حفره ای اضافی و جابجایی و همچنین پاسخ گروه شمع شامل جابجایی و لنگر خمشی را شبیه سازی نموده است. نتایج نشان می دهد که روانگرایی در خاک، در لحظات ابتدایی لرزش در اعماق سطحی آغاز شده و با وقوع روانگرایی، دامنه شتاب خاک کاهش یافته است. بیشترین مقدار جابجایی جانبی خاک حین گسترش جانبی در فواصل دور از شمعها رخ داده و جابجایی خاک در مجاورت شمعها کاهش یافته است. تغییرات لنگر خمشی در شمعها با عمق و به خصوص بیشینه لنگر خمشی در شمعها نیز با دقت قابل قبولی شبیه سازی شده است. بیشینه لنگر خمشی منفی در نزدیکی کلاهک شمع و بیشینه لنگر خمشی مثبت در نزدیکی کف مدل رخ داده و مقدار بیشینه لنگر خمشی در شمع پایین دست گروه حدود 70% بیشتر از بیشینه لنگر خمشی در شمع بالادست می باشد. نتایج مطالعه پارامتری نشان می دهد که با افزایش سختی خمشی شمع و همچنین کاهش تراکم ماسه، میزان جابجایی و لنگر خمشی در شمع کاهش می یابد. دامنه شتاب تحریک بیشترین تاثیر را بر پاسخ شمع داشته به گونه ای که با افزایش آن به 5/3 برابر مقدار اولیه، بیشینه لنگر خمشی در شمع 6/3 برابر افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: روانگرایی، گسترش جانبی، گروه شمع، مدلسازی عددی، OpenSEES
  • علی یوسفی رشید، بابک گلچین* صفحه 4

    روسازی های بتن غلتکی، زیر مجموعه ای از روسازی های صلب هستند. از مهم ترین ویژگی های این روسازی ها می توان به کسب مقاومت بالا در سنین پایین، سرعت اجرای زیاد و هزینه ی ساخت کم اشاره کرد. یکی از نقاط ضعف این نوع بتن، عدم امکان استفاده از آرماتور به عنوان مسلح کننده در آن ها می باشد. این ضعف منجر به شکل پذیری و مقاومت خمشی پایین این روسازی ها می گردد. تا به حال محققین راه حل های مختلفی را برای بر طرف کردن این نواقص ارایه کرده اند که از آن جمله استفاده از الیاف است. بنابراین هدف اصلی از این پژوهش بررسی تاثیر الیاف پلی اولفین- آرامید بر مقاومت شکست بتن غلتکی در مودهای مختلف بارگذاری (مودهای کشش خالص، برش خالص و مودهای ترکیبی) می باشد. بدین منظور با استفاده از اصول مکانیک شکست الاستیک خطی به بررسی مقاومت شکست بتن غلتکی حاوی الیاف پلی اولفین- آرامید به طول 20 میلیمتر به درصدهای 1/0، 3/0 و 5/0 (درصد وزن بتن غلتکی) پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد با انتقال از مود کشش خالص به برش خالص، مقاومت شکست بتن غلتکی حاوی الیاف و بدون الیاف کاهش می یابد. یعنی بیشترین مقدار مقاومت شکست در مود کشش خالص (I) و کمترین مقدار در برش خالص (II) اتفاق می افتد. همچنین مقدار بهینه الیاف بدست آمده برای بهترین حالت مقاومت شکست بتن غلتکی در مودهای مختلف بارگذاری 0.3 درصد کل وزن بتن غلتکی است.

    کلیدواژگان: مکانیک شکست، الاستیک خطی، بتن غلتکی، الیاف پلی اولفین- آرامید، مقاومت شکست
  • فرزانه صیادزاده، سید حبیب موسوی جهرمی*، حسین صدقی، امیر خسروجردی صفحه 5

    چکیده سرریز نیلوفری در بالادست درون مخزن سد، جهت تخلیه سیلاب از مخازن به پایین دست احداث می شود. مشکل اصلی که معمولا در این سرریز اتفاق می افتد، جریان چرخشی و گرداب بوده که در شرایط استغراق افزایش یافته و باعث کاهش بازده تخلیه سیلاب در مخزن خواهند شد. انجام راهکارهایی نظیر استفاده از انواع مختلف گرداب شکن ها به منظور افزایش ضریب دبی و راندمان سرریز نیلوفری، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق با طراحی و ساخت مدل فیزیکی سرریز نیلوفری، تاثیر ابعاد و تعداد گرداب شکن های هرمی بر ضریب دبی سرریز با انجام 209 آزمایش در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از نتایج به دست آمده و بهره گیری از رگرسیون غیر خطی، معادلاتی تجربی جهت تعیین ضریب دبی جریان برای سرریز نیلوفری با گرداب شکن های هرمی به دست آمد. با مقایسه آماری نتایج روابط به دست آمده با داده های آزمایشگاهی، ضریب تبیین برای گرداب شکن های هرمی مثلثی و مربعی به ترتیب برابر 0/99 و 0/926 حاصل شد. همچنین به منظور بررسی هر یک از عوامل تاثیرگذار بر ضریب دبی جریان، آنالیز حساسیت نیز انجام گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که گرداب شکن های هرمی با آرایش شش تایی سبب افزایش میانگین عملکرد سرریز برابر 11/80 درصد الی 16/13 درصد نسبت به سرریز شاهد می شوند.

    کلیدواژگان: سرریز نیلوفری، گرداب، ضریب دبی، مطالعه آزمایشگاهی، گرداب شکن هرمی
  • علی لکی روحانی*، جبار الدین عباسی صفحه 6

    با حفرگمانه در توده سنگ و در اعماق زیاد توزیع تنش پیرامون آن برهم خورده و در مجاورت آن تمرکز تنش ایجاد می شود. اگر تنش های برشی ایجاد شده ناشی از فشار تنش های برجا، در سنگ پیرامون گمانه از مقاومت آن بیش تر شوند، باعث رخداد نوعی از خرابی در پیرامون گمانه می گردد که به آن خرابی بریک- اوت گفته می شود. مشاهده شده که نواحی خرابی بریک- اوت در امتداد تنش اصلی کوچک تر ایجاد شده و توسعه پیدا می کنند. در این مقاله با فرض رفتار الاستیک توده سنگ، به حل تحلیلی خرابی بریک- اوت با استفاده از معیار خرابی موهر- کولمب و هوک- براون برای مدل های دوبعدی پرداخته می شود و گستره خرابی با استفاده از این دو معیار بدست می آید. مطابق با نتایج بدست آمده از مدل ریاضی، پارامترهای موثر در عمق و عرض بریک- اوت رخ داده در پیرامون گمانه، وابسته به مشخصات مکانیکی مصالح موجود در معیار خرابی انتخاب شده و همچنین مقدار و نسبت تنش های برجا می باشند. درصورتیکه نسبت تنش های برجا یک باشد، خرابی از نوع بریک- اوت رخ نخواهد داد. همچنین با افزایش کیفیت سنگ، گستره خرابی بریک- اوت کم تر می شود و با کاهش مشخصات مکانیکی سنگ و افزایش مقدار و نسبت تنش های برجا محدوده خرابی بزرگ تر می شود.

    کلیدواژگان: مدل ریاضی دوبعدی، خرابی بریک-اوت، معیار خرابی موهر-کولمب، معیار خرابی هوک- براون، رفتار الاستیک
  • علی خیرالدین، مجید قلهکی*، قاسم پاچیده صفحه 7

    بررسی تاریخچه زلزله های اخیر کشور نشان می دهد که تقریبا هر 10 سال یک زلزله مخرب باعث تخریب ساختمان ها و خسارت های جانی و مالی گسترده ای شده است. مقاوم سازی لرزه ای، افزودن اعضای جدید به سازه های موجود در نواحی لرزه خیز می باشد که به موجب آن، مقاومت سازه در برابر زمین لرزه، افزایش خواهد یافت. یکی از روش های مقاوم سازی قاب های خمشی بتن آرمه، استفاده از مهاربندهای فولادی است. در این تحقیق عملکرد لرزه ای سیستم دوگانه قاب خمشی بتنی که به کمک دو نوع مهاربند فولادی همگرا (CBF) و واگرا (EBF) تقویت شدند، تحت هفت رکورد زلزله نزدیک گسل با شدت های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور دو قاب ده طبقه بتنی با پنج دهانه بر اساس روش آیین نامه ای طراحی شده و تحت تحلیل دینامیکی فزاینده قرار گرفتند. جانمایی مهاربندها در دهانه های اول و پنجم می باشد. نتایج حاکی از آن است که تقویت قاب بتنی با استفاده از مهاربند CBF و EBF، ظرفیت تسلیم قاب را به ترتیب 3/2 و 2 برابر افزایش می دهد. استفاده از مهاربند EBF در قاب بتنی تا 7 برابر از میزان برش پایه وارد بر ساختمان نسبت به قاب CBF می کاهد. با تقریب مناسبی، تغییرمکان بام در قاب EBF در حوزه نزدیک گسل، کمتر از قاب CBF می باشد. همچنین رفتار نرم تر قاب EBF در برابر رکوردهای زلزله، باعث بالا رفتن ایمنی و سطح عملکرد قاب خمشی بتنی در سطح ایمنی جانی می شود.

    کلیدواژگان: قاب خمشی بتن آرمه، مهاربند فولادی همگرا و واگرا، تحلیل دینامیکی فزاینده (IDA)، حوزه نزدیک گسل، مقاوم سازی
  • سید حسین قاسم زاده موسوی نژاد*، سمیرا کاظمی راد صفحه 8

    با توجه به توسعه ی فناوری هسته ای در دنیا و استفاده از این تکنولوژی در صنعت و مراکز درمانی، توجه و سرمایه گذاری کشورها در این حوزه بیشتر شده است. در این پژوهش، بتن های مقاوم در برابر پرتو در دو سری ساخته شده اند. در سری اول شامل پودر باریت با درصدهای 10، 25، 50، 75و 100 درصد جایگزین ماسه و در سری دوم پودر باریت با درصدهای ذکر شده به همراه 10درصد پودرگرافیت تهیه شد. در این پژوهش، عیار سیمان kg/m3 400 و نسبت آب به سیمان 0.4 و به بتن های حاوی مواد افزودنی نیز 10% میکروسیلیس نیز اضافه شده است. خواص مکانیکی این بتن ها مانند مقاومت فشاری و مقاومت کششی تعیین گردید. همچنین اثر آن ها به عنوان حفاظی در برابر پرتو گاما با استفاده از چشمه CS-137 مورد آزمایش تجربی قرار گرفتند و سپس به وسیله کد شبیه سازی MCNP به روش مونت کارلو مورد مطالعه و مقایسه قرار داده شده است. نتایج حاکی از آن بود که نمونه ی حاوی 10% پودر باریت به همراه 10% پودر گرافیت می تواند مقدار بهینه جهت حفاظت در برابر اشعه گاما باشد. همچنین مقایسه نتایج آزمایش تجربی با کد MCNP توافق نسبتا خوبی را نشان داد و روند افزایش و کاهش آن تقریبا یکسان بوده است.

    کلیدواژگان: بتن، پودر باریت، پودر گرافیت، پرتو گاما، کد MCNP
  • مجتبی اصغرخاه*، مجید مجاهد، تقی پسنده منش صفحه 9

    اجرای پروژه ها در شرایط بدون ریسک غیر ممکن است و پیامد ریسک های به وجود آمده، اهداف سه گانه پروژه (زمان، هزینه، کیفیت) را تحت تاثیر قرار می دهد و معمولا هزینه هایی بر پروژه تحمیل می کند. بنابراین با توجه به اینکه ریسک های یک پروژه از بین رفتنی نیستند بلکه توزیع شدنی اند، جهت اجرای بهینه یک پروژه باید ریسک های مهم و حیاتی آن شناسایی و رتبه بندی شده تا بتوان با تخصیص هر کدام از ریسک ها به کارفرمایان و پیمانکاران، آثار و نتایج آن ها را مورد کنترل قرار داد. با توجه به نیاز راه آهن جمهوری اسلامی ایران به سرویس دهی به لوکوموتیوهای مسافربری، در این پژوهش مجموعه نسبتا کاملی از معیارها (احتمال وقوع، اثر ریسک و احتمال کشف) با بکارگیری یکی از تکنیک های تصمیم گیری چند معیاره معرفی و ساختار وزن دهی ساده برای ارزیابی ریسک های مهم مرتبط با پروژه دپوی تجهیزاتی- تعمیراتی راه آهن مشهد پیشنهاد شده است. در این زمینه دو پرسشنامه در اختیار پنج نفر از خبرگان راه آهن مشهد قرار گرفت که به ارزیابی و رتبه بندی ریسک های شناسایی شده از طریق روش وزن دهی ساده پرداخته شد و در نهایت ریسک تاخیر در ساخت (نبود سیستم جامع مدیریت) به عنوان بحرانی ترین ریسک در نظر گرفته شد. پس از آن با استفاده از پرسشنامه ای دیگر، مناسب ترین پاسخ به بحرانی ترین ریسک شناسایی شده از طریق فرآیند سلسله مراتبی که عبارتست از بکارگیری مدیران پروژه و مشاوران قوی و آشنا با تکنیک های مدیریت ارایه گردید.

    کلیدواژگان: مدیریت ریسک، روش وزن دهی ساده، فرآیند تحلیل سلسله مراتبی، دپوی تجهیزاتی- تعمیراتی راه آهن، ریسک
  • رضا معاشری، محمدرضا جلیلی قاضی زاده* صفحه 10

    نشت در شبکه های آبرسانی به علت مشکلاتی مانند هدررفتن آب، احتمال ورود آلاینده ها و نشست زمین با اهمیت می باشد. از آنجایی که روش های رایج نشت یابی معمولا پرهزینه و وقت گیر هستند، استفاده از روش های شبیه سازی هیدرولیکی شبکه به منظور تعیین محل و مقدار نشت، مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله یک روش جدید برای تعیین مقدار و محل نشت ها در شبکه های آبرسانی معرفی شده است که در آن از یک الگوریتم دومرحله ای استفاده می شود. مرحله ی اول (الگوریتم پله ای) برای تعیین محل و مرحله ی دوم (الگوریتم کرم شب تاب) برای تعیین مقدار نشت ها می باشد که در حالت دو نشت همزمان نیز قابل استفاده است. روش پیشنهادی بر اساس مقایسه ی نتایج حاصل از شبیه سازی هیدرولیکی شبکه و مقادیر داده های برداشت میدانی از شبکه (فشارسنجی یا دبی سنجی) می باشد. این روش در یک شبکه ی حلقوی 30 گره ای، برای 6 مثال مختلف اجرا شد. نتایج نشان داد که الگوریتم پیشنهادی قادر به شناسایی محل یک نشت یا دو نشت همزمان بوده و مقدار نشت متناظر با آن ها را نیز با خطای کمتر از 8 درصد بدست می آورد. هم چنین این روش حساسیتی نسبت به محل وقوع نشت ها نداشته و قادر به شناسایی مقادیر بسیار کم نشت (تا 0.27 درصد دبی ورودی به شبکه) می باشد. روش پیشنهادی توسعه داده شده در این مقاله، می تواند توسط بهره برداران شبکه های آبرسانی برای یافتن محل و مقدار نشت های گزارش نشده ، مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: الگوریتم دو مرحله ای، الگوریتم کرم شب تاب، شبکه های آبرسانی، نشت یابی، واسنجی
  • ریحانه نوری، سید احسان سیدی حسینی نیا* صفحه 11

    خطوط لوله ی مدفون برای انتقال آب، سوخت مایع، گاز، نفت و غیره کاربرد دارند که ممکن است بر روی شیروانی مستقر باشند. خطر این لوله ها، ناپایداری شیروانی بوده که منجر به اعمال تغییرشکل های بزرگ به لوله می شود. برای مدل سازی این مسیله، عمدتا از روش های تیر-فنر و تحلیلی استفاده می شود و کمتر، روش های عددی مبتنی بر محیط پیوسته بکارگرفته شده است. ضرورت توجه به این مسیله، دقت این روش ها در تخمین رفتار لوله است. در این مقاله، از شبیه سازی عددی با نرم افزار سه بعدی FLAC 3D استفاده شده است. ابتدا روش محیط پیوسته با روش تیر-فنر و روابط تحلیل مقایسه شده و سپس، به شبیه سازی یک مسئله واقعی پرداخته شده و نتایج جهت بررسی دقت روش، مقایسه شده اند. مقایسه ی نتایج این پژوهش با سایر روش ها نشان می دهد که روابط ساده موجود می تواند رفتار تغییرشکل لوله تحت بار جانبی را با تقریب تخمین بزند. ولی مدل سازی عددی می تواند تغییرمکان و کرنش های بوجودآمده را با دقت بیشتری پیش بینی کند. باتوجه به سه بعدی بودن مسیله، تنها کافی است طول کوچکی از لوله که در طرفین منطقه رانش قرار گرفته است، در مدل سازی لحاظ شود. مطالعات حساسیت نشان می دهد با انجام اقداماتی نظیر افزایش قطر لوله و افزایش ضخامت جداره لوله، می توان تغییرمکان ها، تنش ها و کرنش های ایجاد شده در لوله را تا حدی کاهش داد. با افزایش تغییرمکان زمین، کرنش بیشینه لوله به طور خطی افزایش یافته و از تغییرمکان بحرانی به بعد، کرنش بیشینه لوله ثابت می ماند.

    کلیدواژگان: لوله مدفون، ناپایداری شیروانی، مدل سازی عددی، نرم افزار FLAC 3D، اندرکنش خاک و لوله
  • غلامرضا اسدالله فردی*، مجید شیخعلی، سید شهاب امامزاده صفحه 12

    تامین و توزیع آب آشامیدنی جزء سرمایه ها و زیرساخت های کلیدی هر کشوری است و در مقابل حملات تروریستی آسیب پذیر هستند. دسترسی به آب آشامیدنی سالم، یکی از نیازهای حیاتی جوامع است. با توجه به اهمیت تاسیسات آب رسانی، گاهی در عملیات خرابکاری توسط دشمن، این تاسیسات به عنوان مراکز استراتژیک مورد هدف قرار می گیرند که ممکن است منجر به آسیب جدی به جامعه و گاهی ایجاد بحران های امنیتی شوند. با توجه به این مسئله در این پژوهش با ارایه روش تلفیقی تجزیه و تحلیل و مدیریت ریسک برای حفاظت از دارایی های حیاتی(RAMCAP) و تحلیل سلسله مراتبی (AHP) کل زیرساخت آبی شهر تهران شامل سدها، تصفیه خانه ها، مخازن ذخیره، چاها، تلمبه خانه ها و شبکه توزیع ازلحاظ آسیب پذیری بررسی شد. پژوهش حاضر در زمره تحقیقات کاربردی (نوع توسعه ای) بوده و در این مسیر از روش پرسشنامه (کمی) جهت گردآوری و تحلیل اطلاعات استفاده گردیده و روش پژوهش توصیفی- تحلیلی است. نتایج نشان می دهد، از تاسیسات اصلی شناسایی شده سامانه آب رسانی شهر تهران، بر طبق معیارهای شاخص قابلیت کشف و شناسایی، شاخص قابلیت دسترسی به هدف، شاخص ضعف بخش (آسیب پذیری در برابر تسلیحات نظامی)، شاخص قابلیت بازسازی، شاخص آسیب های ثانویه (مقدارتاثیرات سراسری در تولید برق، آب و تهدید جانی)، شاخص اثرات هم افزا، بیشترین آسیب پذیری مربوط به سد لتیان با عدد آسیب پذیری 0858/0 است و سد امیرکبیر با عدد آسیب پذیری 0779/0و سد طالقان با عدد آسیب پذیری 0721/0در رده های بعدی این ارزیابی قرار گرفتند. کمترین آسیب پذیری نیز براساس معیارهای تعریف شده مربوط به مخازن ذخیره و شبکه توزیع با عدد آسیب پذیری به ترتیب 0133/0 و 0063/0 می باشد.

    کلیدواژگان: آسیب پذیری، تحلیل سلسله مراتب، رمکپ، زیرساخت، منابع آب
  • مهدی توکلان*، شایان نیکوکار صفحه 13

    آنالیز موازنه زمان-هزینه یکی از پر چالش ترین مسایل برنامه ریزان پروژه های ساخت می باشد. برنامه ریزان پروژه با مسایل پیچیده و گوناگونی در بهینه سازی زمان-هزینه و در عین حال در نظر گرفتن مسایل مربوط به سود پروژه مورد استفاده قرار می گیرد، روبرو می شوند. همچنین، پیچیدگی پروژه های ساخت، اهمیت مدیریت هوشمندانه هزینه های پروژه و برنامه ریزی راهبردی پروژه را افزایش داده است. گزینه ها و محدودیت های گوناگون موجب سخت تر شدن تهیه یک برنامه سود آور مناسب با در نظر گرفتن موقعیت های زمانی پروژه توسط برنامه ریزان پروژه می شود. پارامتر هایی همچون نرخ بهره در پروژه می تواند بر روی مقدار نهایی سود پروژه تاثیر گذار باشد. به همین دلیل، یک برنامه ریز ماهر می بایست پارامتر های مختلف تاثیر گذار در برنامه ریزی پروژه را در نظر بگیرد. این پژوهش یک مدل ترکیبی از الگوریتم های فراابتکاری را برای حل یک مساله بهینه سازی سه هدفه در یک پروژه ساخت ارایه می دهد. مدل تدوین شده در ابتدا با الگوریتم های فراابتکاری رایج موجود در یک مساله ساده مقایسه شده و سپس بر روی یک مساله پیچیده مورد بررسی قرار می گیرد. جواب های بهینه مطالعه موردی نهایی دارای مقادیر زمان، هزینه و ارزش خالص فعلی سود پروژه می باشد. در این پژوهش نشان داده می شود که مدل تدوین شده عملکرد مناسبی در یافتن جواب های بهینه با هزینه و زمان اجرای کمتر و سود بیشتر در پروژه ساخت را دارد. نتایج نهایی بدست آمده از مدل بر روی یک نمودار سه بعدی پارتو نشان داده می شود. همچنین مدل تدوین شده در طی نسل های الگوریتم، جواب ها را بهبود بخشیده و جواب های بهینه را در یک زمان قابل قبول ارایه می دهد.

    کلیدواژگان: هزینه، الگوریتم فراابتکاری ترکیبی، پروژه ساخت، برنامه ریزی، بهینه سازی چند هدفه
  • غلامحسین حامدی*، علی علی پور صفحه 14

    خرابی رطوبتی یکی از متداولترین خرابیها در مخلوطهای آسفالتی است که در نتیجه‏ی تاثیر رطوبت بر روی پیوستگی قیر و چسبندگی قیر-سنگدانه است. روش های متفاوتی برای بهبود چسبندگی و کاهش خرابی رطوبتی در مخلوطهای آسفالتی وجود دارد. یکی از متداولترین روش‏های کاهش خرابی رطوبتی استفاده از اصلاح قیر با افزودنی مناسب است. در این پژوهش، تاثیر دو نوع نانوماده (نانواکسیدسیلیسیم و نانواکسیدروی) در دو درصد مختلف، دو نوع سنگدانه (گرانیت و سنگآهک) و یک نوع قیر پایه مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی تاثیر نانوموادبر کاهش خرابی رطوبتی مخلوط‏های آسفالتی از بارگذاری کشش غیرمستقیم سیکلی در شرایط خشک و مرطوب و روش انرژی آزاد سطحی استفاده شده است. شاخص حساسیت رطوبتی،درصد عریان شدگی سطح سنگدانه ها در سیکل های بارگذاری را با استفاده از نتایج انرژی آزاد سطحی و بارگذاری کشش غیرمستقیم، بر اساس نتایج آزمایش‏های مکانیکی و ترمودینامیکی به دست آمده است. نتایج آزمایش مکانیکی مورد استفاده در این پژوهش نشان میدهد که نانومواد به صورت چشمگیری مقاومت مخلوطهای آسفالتی را در مقایسه با نمونه های کنترل بهبود داده است. نتایج روش انرژی آزاد سطحی نشان میدهد که نانومواد انرژی آزاد پیوستگی را افزایش میدهند. این موضوع باعث میشود احتمال گسیختگی در غشای قیری کاهش یابد. همچنین، نانومواد جزء بازی و اسیدی انرژی آزاد سطحی را به ترتیب افزایش و کاهش دادهاند که باعث بهبود چسبندگی قیر با سنگدانه های اسیدی که مستعد خرابی رطوبتی هستند، می‏شود.

    کلیدواژگان: خرابی رطوبتی، نانومواد، مواد ضد عریانشدگی، بارگذاری سیکلی کشش غیرمستقیم، انرژی آزاد سطحی
  • مرتضی جوادی اصطهباناتی*، مصطفی شریف زاده، کوروش شهریار صفحه 15

    انتخاب ابعاد مناسب برای مدل سازی جریان آب ورودی به داخل تونل با استفاده از روش های عددی، یکی از مباحث چالشی در حوزه مهندسی سازه های زیرزمینی است. هدف از این مقاله، ارایه یک چارچوب مبتنی بر معیار کمی جهت انتخاب ابعاد مناسب دامنه جریان برای مدلسازی عددی جریان (آرام، پایا و خطی) آب ورودی به داخل تونل واقع در آبخوان با گسترش عرضی نامتناهی است. بدین منظور، ابتدا یک فاکتور بی بعد تحت عنوان "نرخ تغییرات نرمال شده دبی جریان آب ورودی به داخل تونل(NRIV)" تعریف شده و سپس بر اساس یک مقدار حدی تحت عنوان "سطح پذیرش تغییرات(ALV)"، ابعاد مناسب برای دامنه جریان(SDS) تعیین شده است. این چارچوب پیشنهادی بر روی نتایج حاصل از مدل سازی عددی جریان آب ورودی به داخل تونل برای دامنه وسیعی از پارامترهای هندسی تونل و ابعاد مختلف دامنه جریان پیاده سازی شده و در نهایت کارآیی این چارچوب مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل های انجام شده نشان داد که با افزایش عمق و ابعاد فضای زیرزمینی، ابعاد مناسب برای مدل سازی جریان بصورت غیرخطی افزایش می یابد. همچنین، با کاهش ALV از 0005/0 به 0001/0، ابعاد دامنه جریان مورد نیاز برای مدل سازی بطور متوسط 8/1 برابر شده و بطور همزمان خطای نسبی نتایج مدل سازی تنها در حدود 4% کاهش می یابد. افزایش ابعاد دامنه جریان، باعث افزایش شدید زمان مدل سازی و کاهش ناچیز خطای مدلسازی شده که در نتیجه، برای کاربردهای عملی، سطح قابل قبول ALV معادل با 0005/0 پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: تونل و فضاهای زیرزمینی، جریان آب زیرزمینی، آب ورودی به تونل، ابعاد مدل عددی، دقت مدل سازی عددی
  • افشین کردنائیج*، رضا ضیایی موید، مجید سلیمانی صفحه 16

    تولید سیمان یکی از مهمترین منابع انتشار گاز دی اکسید کربن در جهان است و انرژی زیادی نیز مصرف می کند. بنابراین، جایگزین نمودن بخشی از آن با مصالح ارزان تر و مطلوب محیط زیست از قبیل زیولیت از اهمیت بالایی برخوردار است. مدول برشی کرنش کوچک (G0) خاک پارامتری مهم در بسیاری از زمینه های مهندسی ژیوتکنیک می باشد. در این تحقیق، یک سری آزمایش المان خمشی بر روی نمونه های ماسه ی تزریق شده با دوغاب زیولیت-سیمان انجام شد تا اثر سمانتاسیون بر G0 ماسه های تزریق شده مورد بررسی قرار گیرد. نتایج نشان داد که G0 نمونه های تزریق شده با افزایش مقدار جایگزینی سیمان با زیولیت (Z) تا 30% زیاد می شود. پس از این مقدار (Z30)، افزایش در میزان زیولیت سبب کاهش G0 می شود. همچنین، در همه ی نسبت های آب به مصالح سیمانی (W/CM) و Z در دوغاب، با افزایش اندازه ی ذرات ماسه، G0 کاهش می یابد. مقدار G0 متناظر با Z30 در ماسه یD11 (کوچک ترین ذرات) تزریق شده با دوغاب حاوی نسبت آب به مصالح سیمانی 3، 5 و 7 به ترتیب 7/21، 7/16 و 5/12 برابر ماسه ی خالص شده است. کمترین G0، در نمونه های تزریق شده با دوغاب حاوی Z90 و W/CM برابر با 7 مشاهده شده است که این مقدار برای ماسه هایD11 ،D1 وD2 به ترتیب 16/2، 2/1 و 19/1 برابر G0 ماسه ی متناظر در حالت تثبیت نشده است. با جایگزینی 60%-50 سیمان با زیولیت در دوغاب تزریق، کاهش نسبی در G0 نمونه های تزریق شده با سیمان تنها ایجاد نمی شود. بنابراین، از نظر اقتصادی و زیست محیطی، جایگزین نمودن این مقدار سیمان با زیولیت حایز اهمیت می باشد.

    کلیدواژگان: سیمان، زئولیت، ماسه، تزریق، مدول برشی کرنش کوچک
  • بهروز مطاعی، فریدون مقدس نژاد*، حمزه ذاکری صفحه 17

    بهبود مشخصات بافت سطحی روسازی وکیفیت زهکشی روسازی امری مهم در جهت افزایش ایمنی و کاهش نرخ تصادفات به خصوص در شرایط آب وهوایی بارانی می باشد. تاریخچه بررسی مشخصات سطحی روسازی به حدود 60 سال قبل بازمی گردد اما در زمینه زهکشی سطحی روسازی پژوهش های گسترده ای صورت نگرفته است. دراین تحقیق سیستمی جهت ارزیابی زهکشی سطحی روسازی ارایه شده است. به این منظور سخت افزاری طراحی شده است تا در شرایطی ثابت و به دور از تاثیر شرایط محیطی، امکان اشباع سازی سطح و برداشت تصاویر مربوط به روند زهکشی سطحی را فراهم سازد. اساس بخش تحلیلی سیستم مذکور بر تکنیک های پردازش تصاویر دیجیتال استوار است. براساس ویژگی های تصاویر برداشت شده، سه شاخص تغییرات آنتروپی، انرژی و نسبت پیکسل ها در تصاویر در طی زمان برای ارزیابی زهکشی سطحی روسازی تعیین گردیده است. با مقایسه عملکرد مدل های مختلف داده کاوی از الگوریتم C5.0 جهت دسته بندی روسازی ها استفاده شده و با ارایه ترکیب مناسبی از شاخص های ارایه شده، روسازی ها از نظر کیفیت زهکشی سطحی در سه دسته مناسب ،قابل قبول و نامناسب قرار گرفته اند. ارزیابی نتایج حاصل از سیستم ارایه شده ، نشان می دهد که این سیستم قادر است با دقتی معادل 95.7%، وضعیت زهکشی سطحی روسازی را ارزیابی کند. نتایج این سیستم می تواند به عنوان معیاری مناسب جهت ارزیابی ایمنی روسازی در شرایط بارندگی و همچنین ارتقای ایمنی راه ها، در سیستم های مدیریت روسازی در سطوح پروژه وشبکه مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: روسازی، زهکشی سطحی، پردازش تصویر، ایمنی، دسته بندی
  • هادی مددی قله زو، شهناز دانش، محمدرضا توکلی زاده* صفحه 18

    نیاز روز افزون ساختمان سازی و مصرف بالای انرژی در این بخش از یک سو و اهمیت محیط زیست و توسعه ی پایدار از سوی دیگر، ضرورت تامل بیشتر در انتخاب روش های ساخت و نوع مصالح مصرفی در این صنعت را یادآور می شود. دیوارها به عنوان جدا کنندگان فضای داخلی و محافظان حریم پیرامونی، از جمله مهمترین اجزاء ساختمانی هستند. با توجه به اهمیت استفاده ی حداکثر از فضا، صرف کمترین هزینه و افزایش سرعت اجرا، تولید کنندگان به ارایه ی انواع مختلفی از مصالح سازنده ی دیوار پرداخته اند. بدیهی است که در چنین شرایطی، ارزیابی و سنجش گزینه های موجود، کمک شایانی به صنعت ساختمان کشور خواهد کرد. تحقیق حاضر بدین منظور، با در نظر گرفتن چهار معیار «زیست محیطی»، «اقتصادی»، «فنی» و «اجرایی»، به بررسی و انتخاب گزینه ی بهینه ی دیوارچینی از میان پنج گزینه ی رایج «آجرهای فشاری»، «بلوک های سفالی»، «بلوک های بتن سبک گازی»، «پانل های سه بعدی» و «صفحات گچی» پرداخته است. بر این اساس به جهت ارزیابی گزینه های موجود، ابتدا هر یک از معیارها به چندین زیرمعیار تقسیم شدند؛ و از آنجا که تصمیم گیری بر اساس معیارهای کمی و کیفی متعدد، نیازمند روش های علمی و قابل اطمینان است؛ از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP)، به عنوان یکی از بهترین روش های ارزیابی چند معیاره، استفاده شد. نتایج تحلیل ها دلالت بر آن دارد که از میان گزینه های مورد بررسی، صفحات گچی با امتیاز نسبی 368/0 بهترین گزینه ی دیوارچینی هستند؛ همچنین، امتیاز نسبی بلوک های بتن سبک گازی، بلوک های سفالی، آجرهای فشاری و پانل های سه بعدی به ترتیب برابر 177/0، 152/0، 151/0 و 144/0 به دست آمدند.

    کلیدواژگان: دیوارهای ساختمانی، روش تحلیل سلسله مراتبی، اثرات زیست محیطی، معیارهای اقتصادی، معیارهای فنی و اجرایی
|
  • Somayeh Emami *, Yahya Choopan, Farzin Salmasi Page 1

    In recent decades, the optimal use of dam reservoirs among water resource management researchers has been of great interest. So, due to the high performance and capabilities of evolutionary algorithms, in this study, using gray wolf optimizer algorithm (GWO) to predict Urmia Shaharchay dam reservoir and present a short-term forecast program for next years. The gray wolf algorithm imitates the hierarchy of leadership and the mechanism of hunting gray wolves in nature. In this algorithm, four types of gray wolves consists of alpha, beta, delta and omega have been used to simulate the hierarchy of leadership. In this study, considering the annual planning and monthly intervals, GWO algorithm was firstly evaluated for prediction storage of Urmia shaharchay reservoir during 2006-202014 years and the results compared with ICA algorithm. The results showed that GWO algorithm, with a high accuracy of 90%, provides better results in finding optimal response, convergence rate and lower computational cost compared to ICA algorithm. The results of this study indicated that GWO algorithm, an appropriate algorithm to solve the optimal operation of dam reservoir system problem.

    Keywords: Gray Wolf Algorithm, Imperialist Competitive Algorithm, Optimal Operation, Prediction, Shaharchay Dam
  • Saeed Abbasi, Akbar Bathaei, S. Mehdi Zahrai * Page 2

    In this study, to improve the efficiency of TLD, a Variably Baffled Tuned Liquid Damper (VBTLD) was used. The baffles are so that they divide the tank into three equal parts when they are fully closed. Furthermore, when they are open or partially closed, they can serve as some obstacles and improve the energy dissipation parameters. When this damper meets an excitation with a specific frequency, the baffles can be tuned to make the frequency of sloshing equal to that frequency. VBTLD used in this paper could be set for frequency range from 1.73 to 3 times of a specific frequency. Compared to a simple TLD, VBTLD can be tuned to a range of frequencies and improve the performance of structure against external excitation. At first, the benchmark building was modeled in OpenSees, then the performance of the device was verified by previous test results. To examine performance of VBTLD, Tuned Mass Damper (TMD) with optimal parameters was used in this study. Results show that when the baffles are at the best angle, VBTLD with water depths of 42 mm has maximum response reduction for the numerical model subjected to the Kobe earthquake at intensities of 2, 4, 6 and 8% of the Initial maximum acceleration of the earthquake (PGA=0.87g). The improvement of structural behavior compared to the optimal mass damper at maximum acceleration are respectively 23.1, 22, 14.6 and 10.5% while for damper with water depths of 63 mm, they are respectively 8.2, 9.5, 6. 7 and 6.8%.

    Keywords: Seismic behavior, Tuned Liquid Dampers (TLD), rotatable baffles, Tuned Mass Damper (TMD), Earthquake excitation
  • Ali Kavand *, Ali Sadeghi Meibodi Page 3

    In this paper, a 3D coupled soil-water finite element analysis is employed to simulate the behavior of a pile group subjected to liquefaction-induced lateral spreading. The results demonstrate that the numerical model can satisfactorily simulate the response of soil including its accelerations, excess pore water pressures and displacements as well as that of the piles including displacements and bending moments. Time histories of excess pore water pressure show that liquefaction in free field soil begins at the initial stages of shaking and upon liquefaction, the amplitude of soil acceleration decreases. The maximum lateral displacement of ground is observed at the regions far from the piles. In contrary, the extent of ground displacement decreases in areas close to the piles. The numerical model was able to predict the bending moment profiles in piles and particularly their maximum values. The maximum negative bending moments occur nearby the pile cap while their maximum positive values are observed at the base of the piles. Moreover, the maximum bending moment in downslope piles of the group is about 70% greater than that in upslope one. The results of the parametric study show that the displacement of piles and the bending moment in them decrease with increasing either the flexural stiffness of piles or the relative density of the sand. Also, it is revealed that the amplitude of input acceleration is the most influencing factor affecting the pile response as increasing it by a factor of 3.5 induces 3.6 times greater bending moments in piles.

    Keywords: Liquefaction, Lateral Spreading, Pile Group, Numerical Modelling, OpenSEES
  • Ali Yousefi Rashid, Babak Golchin * Page 4

    Due to the sudden increase in the price of binder in recent years and the cracking of asphalt pavements, especially in cold areas, major problems with the implementation and operation of asphalt pavement in some parts of the country can be solved with the use of roller compacted concrete pavements. Therefore, the main objective of this research is to investigate the effect of synthetic fibers on fracture resistance of roller compacted concrete pavement in different loading modes (pure mode I, pure mode II and mixed mode). For this purpose, fracture toughness of roller compacted concretes containing 0.1, 0.2 and 0.3% of a synthetic fiber named Forta was evaluated using linear elastic fracture mechanics. The results show that the effects of the fiber percentages on the mixed mode fracture toughness is very significant and adding this fiber more than 0.3% by weight of the mixture does not lead to a significant improvement of the fracture resistance. Also, by transferring from the pure mode I to pure mode II, the resistance of roller compacted concrete pavement modified with synthetic and without fibers is reduced.

    Keywords: linear elastic, Fracture mechanics, roller compacted concrete, poly-olefin aramid fiber, fracture resistance
  • Farzaneh Sayadzadeh, Seyed Habib Musavi Jahromi *, Hosein Sedghi, Amir Khosrojerdi Page 5

    ABSTRACT Morning glory spillway is built upstream of dam in the reservoir to convey water from reservoir to the downstream. The main problem of the spillway is swirling flow and vortex around spillway's axis. By increasing the submergence height, the vortex will increase which leads to reduction of flood conveyance efficiency due to decrease the discharge coefficient of the spillway. It is well known that the vortex breakers are the best for increasing the discharge coefficient of the morning glory spillway. In the present article, a physical model of morning glory spillway is designed and constructed to study the effect of number and characteristics of pyramidal vortex breakers on the discharge coefficient of the spillway. 209 experiments have been conducted in the Hydraulic Laboratory of SRBIAU, Tehran. Applying nonlinear regression analyses, empirical equations were obtained for estimating the discharge coefficient of morning glory spillway with pyramidal vortex breakers. Through comparison of results of the new equations and observed data, the determination coefficients of training and testing data for triangular and square pyramidal vortex breakers was calculated as 0.99 and 0.926, respectively. In addition, sensitivity analysis is performed to investigate the efficient variables on the discharge coefficient of morning glory spillway with pyramidal vortex breakers. Findings show that pyramidal vortex breakers in a group of six increase the discharge coefficient, significantly. The discharge coefficient performance due to pyramidal vortex breakers existence increases by 11.80% up to 16.13% compared to the non vortex breaker morning glory spillway.

    Keywords: Morning glory spillway, Vortex, Discharge Coefficient, Experimental study, pyramidal vortex breaker
  • Ali Lakirouhani *, Jabbar Addin Abbassi Page 6

    By drilling borehole in the ground, the distribution of stress around it changes and stress concentration is created. If the shear stresses induced by in- situ stresses is more than rock strength, it causes a kind of failure around the borehole, which is called breakout. It has been observed that breakout failure zones are initiated and propagated in the direction of minimum in- situ stress. In this paper, by assumption of elasticit behavior of rock mass, the analytical 2D analysis of breakout failure using the Mohr-Coulomb and Hoek-Brown failure criteria is addressed and the failure zone is obtained by using these two criteria. According to the results of the mathematical model, the effective parameters in the depth and width of the breakout occurring around the borehole are depended on the mechanical properties of the materials in the medium as well as the amount and ratio of in- situ stresses. If the ratio of stresses is one, breakout failure will not occur. Also, with increasing the rock quality, the breakout depth decreases, and with decreasing rock strength and increasing the amount and ratio of stresses, the breakout area becomes larger.

    Keywords: 2D Analytical Model, Breakout Failure, Mohr-Coulomb Failur Criterion, Hoek-Brown Failure Criterion, elastic behavior
  • Ali Kheyroddin, Majid Gholhaki *, Ghasem Pachideh Page 7

    History of the earthquakes occurred in Iran indicates that almost every 10 years, a destructive earthquake inflicts damages to the buildings leading to broad life and financial losses. Indeed, seismic retrofit is the process of retrospectively adding elements into the existing buildings in seismically active areas in order to enhance their resistance to the shakings during earthquake events. In doing so, one of the efficient methods is to utilize steel bracing system. To better understand the seismic performance of such systems, in this paper, RC frames retrofitted by CBF and EBF systems were subjected to 7 near-field earthquakes with varying intensities. To this end, two 10-story frames were first designed in compliance with code-based provisions and then, an IDA was conducted on them. The braces are placed in the first and fifth bays of the frame. Based on the results, retrofit of the RC frames by means of concentric and eccentric braces manages to enhance the yield capacity of the frame by 2.3 and 2times, respectively. Moreover, it was found that application of eccentric braces in RC frames, is capable of reducing the base shear by 7times, compared to the frame benefitting from concentric braces. Concerning the impact of this retrofit system on displacement demands, it was observed that when eccentric braces are employed, the roof drifts are less than those of the CBF. Lastly, it was concluded that more flexible behavior of EBF against earthquake records, increases safety and performance level of the structure in Life Safety performance level.

    Keywords: Reinforced concrete, Concentrically, Eccentrically Steel Bracing, incremental dynamic analysis (IDA), Near-field ground motion, Seismic Retrofit
  • Seyed Hosein Ghasemzadeh Mosavinejad *, Samira Kazemi Rad Page 8

    With regard to the development of nuclear technology in the world and the use of this technology in the industry and medical centers, the attention of countries to this topic and investment in this area has increased. In this research, concrete is made in two series. In the first series, barite powder was replaced with 10, 25, 50, 75 and 100 percent sand replacement and in the second series, barite powder with the percentages mentioned and 10 percent graphite powder was prepared. In present study, the amount of cement 400 kg/m3 and water to cement ratio of 0.4 and additives have been added to the concrete containing 10% microsilica. The mechanical properties of these concrete were determined such as compressive strength and tensile strength. Their effect was also tested as a protection against gamma radiation using the CS-137 source, and then examined by comparing the MCNP simulation code by Monte Carlo method. The results indicated that a sample containing 10% barite powder plus 10% graphite powder could be an optimal amount of protection against gamma rays. Also, the comparison of experimental results with the MCNP code showed a fairly good agreement, and the trend of increasing and decreasing it was almost the same.

    Keywords: Concrete, Barite powder, Graphite Powder, gamma ray, MCNP code
  • Mojtaba Asgharkhah *, Majid Mojahed, Taghi Pasandehmanesh Page 9

    It is impossible to implement projects in a risk-free environment, and the consequences of the project will affect the project's three main objectives (time, cost, quality) and usually impose costs for the project. Therefore, considering that the risks of a project are not eliminable but they are distributable, in order to optimize the objectives of a project, important and critical risks of the project should be identified and ranked, so that we can assign each risk to the employer or the contractors and monitor the consequences.Considering the Islamic Railways of Iran need for maintaining and repairing locomotives, this study introduces a fairly complete set of criteria (probability of occurrence, risk effect and probability of discovery) using multi-criteria decision making technique and SAW method has been proposed to assess all important risks related to Equipment - maintenance depot of Mashhad Railway. In this regard, two questionnaires were sent to five experts of Mashhad railway, and they evaluate and rank the identified risks through the SAW method, and finally, the risk of delay in construction (lack of integrated management system) identified as the most critical risk. Then the best response to the most critical risk was identified through the AHP model using the other questionnaire, which is “employing professional project managers and counselors familiar with management techniques.

    Keywords: Risk Management, Simple Additive Weighting (SAW), Analytical Hierarchy Process (AHP), Equipment - maintenance depot of Railway, Risk
  • Reza Moasheri, Mohammadreza Jalili Ghazizadeh * Page 10

    Leakage in water distribution system is a crucial issue because of problems such as water loss, water pollution, and land subsidence. Current leakage detection methods are usually costly and time-consuming, therefore new methods have been developed based on water networks simulation. In this paper, a new method for identifying the location and amount of leakage in water distribution system based on a two-step Algorithm is introduced. The first (Stepped Algorithm) and second (Firefly Algorithm) steps for determination of leak location and amount of leakage are respectively used which is applicable for even two simultaneous leaks. The proposed method is based on the comparison of the network hydraulic simulation results and some field network data (pressure or flow or their combination). The obtained results for six examples in a looped-water network are presented. The results show that the proposed algorithm is able to locate either one leak or two simultaneous leaks and their leakage values with less than 8% error. The proposed method developed in this paper can be utilized by operators of water supply networks for identifying the position and amount of leaks.

    Keywords: Calibration, Firefly algorithm, Leak detection, The Two-step algorithm, Water supply networks
  • Reihaneh Nouri, Ehsan Seyedi Hosseininia * Page 11

    Buried pipelines are used to transport water, liquid fuel, gas, oil, etc and they must remain in service in all circumstances such as permanent transverse ground deformation caused by slope instability. In the literature, modeling of soil-pipe interaction is carried out by using two methods of soil-equivalent springs and continuum. In this paper, numerical simulation in domain of continuum is applied to predict the behavior of the pipe embedded inside the slope. Problem modeling has been done in the FLAC 3D software by using finite difference method. The effect of parameters such as pipe diameter and thickness, width of the slope, soil adhesion and internal friction angle of soil on soil and pipe interactions were investigated. Comparison of the present numerical model with other numerical, analytical and physical models, indicates that the maximum displacement of the transverse ground and pipe occurs in the center of the area and reaches zero in the sides. Also, the anchor and force in the pipe are symmetric to the center of the model and reach a maximum value in the center. By taking steps such as increasing the diameter of the pipe, increasing the thickness of the pipe wall and reducing the angle of the slope, the displacements, tensions and strains created in the pipe can be reduced to some extent. On the other hand, the internal angle of friction of the soil and cohesion are effective in increasing the soil's resistance and also reducing the deformations in the pipe.

    Keywords: BURIED PIPELINES, Slope Instability, Numerical modeling, FLAC 3D SOFTWARE, SOIL, PIPE INTERACTIONS
  • Gholamreza Asadollahfardi *, Majid Sheykhali, Seyed Shahab Emamzadeh Page 12

    The supply and distribution network for drinking water is one of the key assets and infrastructure of any country and is vulnerable to terrorist attacks. Access to safe drinking water is one of the vital needs of communities.Importance of water supply facilities, sometimes in the enemy's sabotage operation, these facilities are targeted as strategic centers, which may lead to serious damage to society and sometimes security crises. Regarding this issue, in this research, a total of vulnerabilities was investigated by providing a combination of analysis and risk management for vital asset protection (RAMCAP) and Analytical Hierarchy Process (AHP) analysis of the total water infrastructure of Tehran. The present research is an applied research (extension type). In this way, a questionnaire (quantitative) method has been used for collecting and analyzing information and the research method is descriptive-analytic. The results show that the main facilities identified in the city of Tehran's water supply system, according to the criteria for the ability to discover and identify, the ability to reach the target, the weakness index, the index of resilience, the secondary damage index, the combined effects index, the most vulnerability of the Letyan dam is 0.0858, and Amir Kabir Dam with a vulnerability of 0.0779 and Taleghan dam with a vulnerability of 0.0721 are included in the next assessment. The lowest vulnerability was 0.0133 and 0.0063, respectively, based on the defined criteria for storage tanks and distribution network with vulnerability numbers.

    Keywords: AHP, Infrastructure, RAMCAP, vulnerability, water supply
  • Shayan Nikoukar Page 13

    Time-cost trade-off analysis is one of the most challenging tasks of construction project planners. Project planners face complicated multivariate, Time-Cost Optimization (TCO) problems, which require simultaneous minimization of total project duration and total project cost, while considering issues related to the optimal present value of profit. Also, the complexity of construction projects in recent years has risen up the importance of cleverly management in cases of project financing and scheduling. There are choices and limits that make it difficult to project planners to develop a proper financing plan considering project time status. Therefore, the methods of financing affect the project plan. Therefore, a skilled planner should consider various effective parameters for scheduling projects. This study presents a hybrid meta-heuristic algorithms to solve a multi-objective optimization problem in construction project planning and finance. First, the model is compared with common meta-heuristic algorithms in a simple case study. Then it is applied to a complex case study and it shows the optimal solutions which have time, cost and net present value of profit. It is shown that the proposed model is superior to the existing optimization algorithms to find better project planning solutions with less total project duration, less total project cost, and optimal profit in the construction project problems. The cumulative results are shown in a three-dimensional Pareto front. Also, the proposed model improves the solutions through generations and provide optimal solutions in an acceptable processing time.

    Keywords: Profit, Hybrid Meta-Heuristic Algorithm, Construction Project, Planning, Multi-objective optimization
  • GholamHossein Hamedi *, Ali Ali Pour Page 14

    One of the most common damages in asphalt mixtures is due to the destructive effects of moisture on the cohesion of asphalt binder and adhesion of asphalt binder-aggregate which is called moisture damage. There are several different approaches for improving adhesion and reducing moisture sensitivity in asphalt mixtures. One convenient approach is modifying the asphalt binder with suitable agents. In this research, the effects of two types of nanomaterials in two different percentages (nano ZNO and SiO2), two types of aggregates (granite and limestone), and one base asphalt binder were evaluated. To assess the effect of nanomaterials, the indirect tensile cyclyc loading (similar to resilient modulus test) in dry and wet conditions and surface free energy (SFE) tests have been used. Moisture sensitivity index, which is the percentage of the aggregate surface exposed to water as calculated by using the measured SFE and indirect tensile cyclic results, was considered an index for the moisture susceptibility of mixtures. Mechanicaltest results used in this study show that using nanomaterials significantly improves the moisture strength of samples made with the modified asphalt binder in comparison with the control samples. Results of surface free energy theory show that the nanomaterials increase the cohesion free energy of the asphalt binder that decreases the probability of the occurrence of cohesion failure in the mastic. Also, nanomaterials decrease the acid component and increase the base component of surface free energy of the asphalt binder which increases its adhesion with the aggregates that are prone to moisture damage.

    Keywords: moisture damage, Nanomtareials, Anti-stripping materials, Indirect tensile cyclic loading, surface free energy
  • Morteza Javadi *, Mostafa Sharifzadeh, Korosh Shahriar Page 15

    Selecting the appropriate model size is a challenging issue in the numerical modelling of groundwater inflow into underground excavation. This issue was studied in this paper by presenting a methodology for selecting appropriate domain size for numerical modeling of groundwater inflow into tunnel that is excavated inside of semi-infinite aquifer. To reach this goal, first, a dimensionless factor, so-called normalized rate of inflow variation (NRIV), was defined in cooperation with its limit value, so-called acceptable level of variation (ALV). Then, the appropriate or suitable domain size (SDS) of numerical model was determined based on the NRIV and ALV. The applicability of suggested methodology was evaluated for the results of wide range geometrical parameter of tunnel (including different tunnel radiuses and depths) and different flow domain sizes. The results of this study indicate that the required domain size for numerical modelling of groundwater inflow into tunnel increase nonlinearly for larger and deeper tunnels. Moreover, the required domain size increases to 1.8 times by decreasing the level of ALV from 0.0005 to 0.0001, where the relative accuracy of results has only increased up to 4%. Since the larger domain size requires much computational difficulties and insignificant accuracy, the ALV in the level of 0.0005 is suggested for practical numerical modelling of groundwater inflow into tunnels.

    Keywords: Tunnel, Underground Excavation, Groundwater, Water Inflow into Tunnel, Numerical Model Size, Accuracy of Numerical models
  • Afshin Kordnaeij *, Reza Ziaie Moayed, Majid Soleimani Page 16

    Cement production is one of the most important sources of CO2 emission in the world and an energetically demanding process. Therefore, the replacement of a part of it with cheaper and environmentally friendly materials such as zeolite is of great importance. Small strain shear modulus (G0) of soil is an important parameter in many aspects of geotechnical engineering. In the present study, a series of bender element tests on loose sandy soils grouted with zeolite and cement was conducted to investigate the effects of cementation on the G0 of them. The results showed that the G0 of grouted samples increased with an increase in zeolite content up to 30%. After this (Z30), any increase in the zeolite content reduced the G0. Also, in all W/CM and Z, the G0, decreased with increase in the sand grain size. The G0 corresponding to Z30 for D11 sand (the smallest particles) samples grouted with suspension having W/CM of 3, 5 and 7 is, respectively, 21.7, 16.7 and 12.5 times that of pore sand. The minimum G0 is observed in samples grouted with Z90 and W/CM of 7, which is 2.16, 1.2 and 1.19 times the G0 of corresponding unstabilized sands for D11, D1 and D2 sands, respectively. By replacing 50-60% cement with zeolite in the grouting suspension, no reduction in the G0 of the grouted specimens compared to specimens grouted with cement is achieved. Therefore, from an economic and environmental point of view the replacing this amount of cement with zeolite is important.

    Keywords: Cement, zeolite, Bnder element test, Grouting, Small strain shear modulus
  • Behrouz Mataei, Fereydoon Moghaddasnezhad *, HAMZEH ZAKERI Page 17

    Improvement of the pavement surface texture charactristics and drainage quality is an important issue in the field of increasing roads safety and reducing the rate of accidents, especially in rainy weather conditions. The assessment of the pavement surface features and its relation with the accident rate is a common research topic, but no extensive research has been carried out on the evaluation of the pavement surface drainage. In this research, a system has been developed to assess the surface drainage of the pavements. For this purpose, a hardware is designed which is able to saturate the surface and capture the drainage process under constant conditions without the effects of environmental factors. The basis of the presented system is based on digital image processing techniques. Using image processing methods, three time-related indexes including Entropy,Energy and pixels proportion have been determined for the assessment of surface drainage quality of the pavement. Providing a proper combination of the indexes, the pavements are classified as appropriate, acceptable and inappropriate in terms of surface drainage performance using C5.0 datamining algorithm. The validation of the results of the proposed system shows that this system can evaluate the surface drainage situation with 95.7% accuracy. The presented system results can be used in the pavement management systems at project and network levels as a suitable measure for the evaluation of pavement safety in the rainy conditions as well as improving roads safety.

    Keywords: Pavement, surface drainage, image preocessing, Safety, Classification
  • Hadi Madadighollehzoo, Shahnaz Danesh, Mohammadreza Tavakkolizadeh * Page 18

    The techniques and types of materials used in construction sites are very important considering mechanical, environmental and economical issues. Separating different parts of a building from each other and protect the interior space from outside environment requires effective walls. In order to satisfy needs such as lowering cost, increasing speed and minimizing overall energy consumption of buildings, construction material industries produce and introduce different types of separating walls for buildings. This research was conducted to assess the environmental, economical, technical and operational impacts of different types of separating walls. Five different types of walls, including solid clay (SC) bricks, hollow clay (HC) blocks, autoclaved aerated concrete (AAC) blocks, three-dimensional (3D) sandwich panels and gypsum boards were investigated in this regard. The goal was to find the most effective type of separating wall among the choices investigated. Each of the fore mentioned criteria were divided into several sub-criteria, and the Analytical Hierarchy Process (AHP), as one of the best-known multi-criteria decision-making methods, was implemented in the assessments. Evaluations were based on both qualitative and quantitative criteria. Technical data and information were used for quantitative criteria and different types questionnaires were developed regarding the qualitative criteria. The results of this study, on the basis of all criteria, showed that the gypsum board with the relative priority value of 0.368, is the best choice between the assessed separating walls. The calculated relative priority values of AAC blocks, HC blocks, SC bricks, and 3D panels were 0.177, 0.152, 0.151 and 0.144 respectively.

    Keywords: Analytical Hierarchy Process, Environmental impacts, economical impacts, technical, operational impacts, Separating walls