فهرست مطالب

نشریه مهندسی عمران
سال پنجاه و دوم شماره 6 (شهریور 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/06/19
  • تعداد عناوین: 15
|
  • یحیی چوپان*، سمیه امامی، میلاد خیری قوجه بیگلو صفحه 1

    ارزیابی نوسانات سطح ایستابی در مناطق خشک و نیمهخشک کشور، نیازمند پیشبینی دقیق و کارآمدی از نوسانات آن میباشد. استفاده از روش های نوین از جمله الگوریتمهای فراابتکاری، شبکه های عصبی مصنوعی و روش های فازی، جهت تولید داده های سطح آب مصنوعی و پیشبینی آینده تراز سطح ایستابی به دلیل کارآیی بسیار بالای خود، بسیار کاربردی است. در پژوهش حاضر، با استفاده از روش های الگوریتمهای انتخابات و رقابت استعماری، شبکه عصبی مصنوعی، داده های ماهانه به مدت 9 سال و همچنین عمق سطح آب زیرزمینی 10 حلقه چاه مشاهدهای، به پیشبینی زماتی 7 ساله تراز سطح ایستابی دشت رشتخوار در استان خراسان رضوی پرداخته شد. بهمنظور آموزش مدلها از اطلاعات 10 چاه مشاهدهای که دارای آمار 9 ساله (93-1385) بودند استفاده گردید، بهنحوی که از 70 درصد داده ها به عنوان داده های آموزشی به مدل معرفی و 30 درصد داده ها به عنوان آزمون برای واسنجی بهکار گرفته شد. نتایج روش الگوریتم انتخابات، تراز سطح ایستابی آبخوان رشتخوار را برای سال 1400 را بین 14 و 5/16 متر در مناطق مختلف دشت پیشبینی کرد .براساس محاسبه های انجام شده و نتایج بهدست آمده از پارامترهای آماری، الگوریتم انتخابات به ترتیب با مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب همبستگی (R2) و معیار نش- ساتکلیف (NSE)، 029/0، 90/0 و 73/0 نسبت به دو روش شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم رقابت استعماری، دارای توانایی قابل توجهی در پیشبینی تراز سطح ایستابی بود.

    کلیدواژگان: سطح ایستابی، الگوریتم انتخابات، الگوریتم رقابت استعماری، شبکه عصبی مصنوعی، پیشبینی
  • هادی بهادری*، امین خلیلی صفحه 2

    امروزه استفاده از مشتقات تایرهای لاستیکی فرسوده در پروژه های مختلف ژیوتکنیکی به منظور جذب و کاهش ارتعاش ناشی از بارهای لرزه ای و دینامیکی گسترش یافته و از این نظر بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر روی رفتار و مشخصات دینامیکی آن ها در ترکیب با خاک از اهمیت فراوانی برخوردار می باشد. لذا در این مقاله تاثیر فرکانس بارگذاری بر روی پارامترهای دینامیکی مخلوط ماسه - پودر لاستیک از قبیل مدول برشی (G) و ضریب میرایی (D) مورد بررسی قرار گرفته است. یک سری آزمایش میز لرزه g1 بر روی مخلوط ماسه - پودر لاستیک انجام گرفت. نمونه های خاک دردو حالت غیر مسلح و مسلح به پودر لاستیک با درصدهای وزنی 5%، 10%، 15% و 20% پودرلاستیک، و در تراکم نسبی صفر درصد تحت بارگذاری سینوسی در فرکانس های 5/.، 1، 2، 3، 5، 7و 9 هرتز و تحت شتاب ورودی g1/0و g3/0 قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در همه حالات، افزایش در فرکانس بارگذاری در تعداد سیکل یکسان، باعث افزایش در مقادیر مدول برشی و نسبت میرایی می شود. ضمن اینکه با افزایش کرنش برشی مدول برشی مخلوط کاهش یافته ولی نسبت میرایی افزایش می یاید. از طرف دیگر با افزایش درصد پودر لاستیک، از مقدار مدول برشی کاسته شده ولی بر میزان ضریب میرایی افزوده می شود.

    کلیدواژگان: ماسه، پودر لاستیک، میز لرزه، مدول برشی، ضریب میرایی
  • کیومرث روشنگر*، محمدتقی اعلمی، یعقوب هوشیار صفحه 3

    لایه های رسی متراکم از متداول ترین لایه های نفوذ ناپذیر به شمار می روند . واگرایی و ترک خوردگی لایه های رسی از جمله عواملی هستند که کارایی خاک رس را کاهش و ضرورت تثبیت خاک رس را اجتناب ناپذیر می نماید. خاصیت ترمیمی خاک رس و اهمیت خودترمیمی ترکها در لایه های رسی به عنوان یکی از شاخص ها و ویژگی های مثبت رس در چند سال اخیر مورد توجه محقیقن بوده است. در این تحقیق عملکرد خودترمیمی و واگرایی لایه های رسی در اثر افزودن آهک بر روی خاک رس مصالح قرضه گرگر در سد گردیان مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته است بدین منظوربرای دو نمونه خاک (S2 و S3) واگرا (ND3 و ND4) با افزودن آهک ساختمانی به میزان 25/0، 5/0، 1 و 2 درصد و انجام آزمایشات هیدرومتری مضاعف، حدود اتربرگ و پین هول روند واگرایی و خودترمیمی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان دادکه با افزودن 1درصد آهک به خاک رس، دامنه خمیری افزایش یافته و دبی خروجی آزمایش پین هول برای هر دو نمونه 28 درصد و قطر نهایی نمونه برای هر دو خاک 67 درصد کاهش پیدا کرده که این حاکی از بهبود روند خودترمیمی وکاهش واگرایی و تبدیل شدن به خاک غیرواگرا (ND1) می باشد. همچنین نتایج نشان داد که آزمایش پین هول نتایج قابل اطمینان و دقت بیشتری نسبت به سایرآزمایشات در تعیین واگرایی خاک دارد.

    کلیدواژگان: آزمایش پین هول، آزمایش هیدرومتری مضاعف، آهک، خاک رس، خود ترمیمی و هسته
  • نوید مهدوی، میلاد سلیمی، منصور قلعه نوی* صفحه 4

    به علت مزایای مناسب سازه ای ستون های فولادی پر شده با بتن (CFT)، توجه به آن ها به صورت روزافزون در حال افزایش است. باوجود تحقیقات بسیار زیاد انجام شده در رابطه با این مقاطع همچنان در برخی موارد همانند شکل مقاطعی که کمتر متداول هستند و یا استفاده از انواع مختلف بتن، نیاز به پژوهش هایی در جهت تکمیل ضوابط و دستورالعمل های طراحی ضروری به نظر می رسد. پژوهش حاضر با رویکرد آزمایشگاهی به مطالعه ی رفتار ستون های فولادی پر شده با بتن تحت بار خارج از مرکز پرداخته است. در این پژوهش 8 نمونه ستون CFT با مقطع شش ضلعی و با طول 150 سانتی متر تحت آزمایش قرارگرفته است. بتن مورداستفاده به عنوان هسته ی مقطع از نوع بتن ساده و الیافی بوده است. تغییر مکان ها در دو راستای محوری و جانبی ثبت شده و نمودار نیرو - تغییر مکان برای تمامی نمونه ها رسم شده است. پارامترهایی نظیر ظرفیت باربری، شاخص شکل پذیری، جذب انرژی و سختی موثر مورد تحلیل و مقایسه قرار گرفته است. بر اساس مقایسه ی نتایج مشخص شد در ستون هایی که تنها تحت بار محوری خالص می باشند، افزایش مقاومت هسته ی بتنی به طور قابل توجهی ظرفیت باربری نمو نه ها را افزایش می دهد به طوری که افزایش حدودا %50 مقاومت هسته ی بتنی سبب افزایش حدودا %20 ظرفیت باربری می شود؛ اما با ایجاد لنگر و افزایش آن از تاثیر مقاومت بتن به شدت کاسته می شود. بر اساس نتایج نمونه های پر شده با بتن الیافی توانایی بیشتری در حفظ سختی موثر از خود نشان می دهند. همچنین به نظر می رسد وجود الیاف در بتن بر شاخص های شکل پذیری و جذب انرژی تاثیرگذار است

    کلیدواژگان: نمودار نیرو- تغییر مکان، خروج از مرکزیت بار محوری، ظرفیت باربری، ضریب شکل پذیری، میزان جذب انرژی
  • سوسن خوش سیما، مجتبی هادوی فر*، قاسم ذوالفقاری صفحه 5

    یکی از معضلات زیست محیطی پساب ها وجود ریز مغذی ها و ماکرو مغذی ها در آن است که مهمترین آن ها فسفر و نیترات است. در این مطالعه، حذف فسفات و نیترات از فاضلاب شهری سبزوار با استفاده از فرآیند الکتروکواگولاسیون با الکترودهای آلومینیومی مورد بررسی قرار گرفت. در مطالعه ی حاضر، از یک راکتور الکتروکواگولاسیون در مقیاس آزمایشگاهی با حجم تقریبی 1200 میلی لیتر مجهز به 3 الکترود از جنس Al در ابعاد 5×12 سانتی متر به منظور حذف مورد استفاده قرار گرفت. تاثیر و تداخل پارامترهای بهره برداری از قبیل شدت ولتاژ جریان، pH، مقدار FeCl2 و زمان تماس بر حذف فسفات و نیترات توسط نرم افزار Design Expert بررسی شد. اثر پارامترهای pH و FeCl2 در حوضچه های ورودی و اختیاری نیز مورد مطالعه قرار گرفت. هم چنین تغییرات pH در روند اکسیداسیون مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت می توان گفت که فسفات به طور کامل در حوضچه های اختیاری و خروجی حذف گردید اما به دلیل غلظت اولیه ی پایین فسفات در حوضچه ی خروجی، در نهایت با ولتاژ کم تر (10 ولت)، زمان ماند پایین تر (حدود 3 دقیقه)، مقدار اندک FeCl2 (2/0 گرم بر لیتر) و pH اولیه ی محلول در مقایسه با حوضچه ی اختیاری حذف کامل فسفات انجام شد. نیترات هم در شرایط بهینه ی بهره برداری (5/5=pH، اختلاف پتانسیل 25 ولت، زمان 50/11 دقیقه و 65/0=FeCl2 گرم بر لیتر) در حوضچه ی خروجی به طور کامل حذف شد. فرآیند الکتروکواگولاسیون با استفاده از ورقه های مصرفی آلومینیوم و هم چنین سادگی و هزینه ی نسبتا کم آن، کارایی مطلوبی در حذف فسفر و نیترات دارد.

    کلیدواژگان: فسفات، نیترات، پساب شهری سبزوار، الکتروکواگولاسیون، پاسخ سطح
  • مصطفی زمانیان*، فاطمه قهرمانی صفحه 6

    فروریزش، کاهش حجم ناگهانی خاک با افزایش رطوبت است که در اثر از بین رفتن مقاومت عوامل پیونددهنده ذرات رخ می دهد. خاک های فروریزشی در مناطق وسیعی از جهان و در نواحی گرمسیری ایران، یافت می شوند. وقوع فروریزش می تواند خسارت های زیادی به تاسیسات و سازه های مجاور خاک تحمیل کند. بنابراین مطالعه رفتار خاک های فروریزشی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق تثبیت خاک فروریزشی منطقه سرکویر سمنان که از نوع لای با پیوندهای ضعیف رسی است، توسط سیمان پرتلند و نانو رس مورد مطالعه قرار گرفت. سیمان به مقدار 5/0، 1 و 5/2 و نانو رس به مقدار 05/0، 01/ و 25/0 درصد وزنی خاک خشک، به خاک فروریزشی اضافه شدند. نمونه ها با دانسیته نسبی 14 کیلونیوتون بر متر مکعب و درصد رطوبت 5%، آماده شدند. با انجام آزمایش تحکیم بر روی نمونه های بهسازی شده پس از 7، 14 و 28 روز، شاخص فروریزش مطابق با استاندارد ASTM D 5333 تعیین شد. نتایج نشان داد که هر دو ماده سیمان و نانو رس می توانند پتانسیل فروریزش را کاهش دهند. عملکرد بهسازی به طور قابل توجهی به مقدار ماده افزودنی و نیز زمان عمل آوری وابسته بود. بهترین عملکرد بهسازی در مقادیر پایین نانو رس مشاهده شد و با افزایش مقدار نانو رس، بازده بهسازی کاهش یافت. برخلاف سیمان، فرآیند تثبیت با نانو رس نسبتا سریع بود و با تبخیر آب درون خاک، تکمیل شد. علاوه بر این، در این تحقیق با عکس برداری میکروسکوپی از نمونه های بهسازی شده و بهسازی نشده، رفتار خاک از دیدگاه میکرومکانیک نیز مورد ارزیابی قرار گرفت.

    کلیدواژگان: خاک فروریزشی، پتانسیل فروریزش، بهسازی خاک، سیمان پرتلند، نانو رس
  • علیرضا جهانگیر، کاظم اسماعیلی*، محمود فغفور مغربی صفحه 7

    جریان سیلابی رودخانه ها اغلب از نوع جریان غلیظ است. از این رو، شناخت و بررسی این جریان ها می تواند بخشی از مسایل رسوب گذاری را بر طرف نماید. در این پژوهش، اثر تخلخل و زاویه موانع نفوذپذیر بر کنترل و تله اندازی جریان غلیظ در آزمایشگاه بررسی شده است. برای این منظور، از یک پلیمر نامحلول و معلق ساخته شده از پلی استایرن انبساطی (EPS) با چگالی 135/1 گرم در لیتر و متوسط قطر 15/1 میلیمتر استفاده شد. موانع از صفحات پلاکسی گلاس انتخاب شدند که از دو نوع شیاری و حفره ای با عرض شیارها و قطر حفره هایی برابر با 3 میلیمتر ساخته شدند. آزمایش ها با دو غلظت متفاوت (10 و 20 درصد)، پنج تخلخل و چهار زاویه ی مختلف انجام شد. نتایج نشان دادند که با افزایش تخلخل، میزان تله اندازی تا تخلخل بهینه روند کاهشی و سپس افزایشی دارد. بر این اساس، تخلخل بهینه برای موانع حفره ای و موانع شیاری به ترتیب 22 و 19 درصد به دست آمد. در همه ی آزمایش ها، تله اندازی حفره ای، با 13/0 و 14/0 درصد به ترتیب در غلظت های 10 و 20 درصد، بیشتر از شیاری بود. علاوه بر این، با افزایش زاویه، مقدار تله اندازی کاهش یافت و مقدار آن در شیاری نسبت به حفره ای به ترتیب با ضریب همبستگی هایی برابر 961/0 و 937/0، بیشتر مشاهده شد. اثر عمده موانع، کاهش سرعت و ایجاد کندی جریان تشخیص داده شد که متوسط سرعت در حفره ای 62/3 درصد بیشتر از شیاری به دست آمد. بر مبنای نتیجه ها، در شرایط مشابه، همواره موانع حفره ای عملکرد بهتری از موانع شیاری دارند.

    کلیدواژگان: جریان غلیظ، رسوب گذاری معلق، زاویه نصب مانع، مانع نفوذپذیر، میزان تخلخل مانع
  • حمید بهبهانی، میثم عفتی*، سمانه مرتضایی صفحه 8

    تحلیل مکانی تصادفات رخداده درراه های برونشهری باهدف شناسایی پارامترهای موثربرافزایش شدت تصادفات،میتواند درتصمیم گیری متخصصین ودست اندرکاران اصلاح و بهبود ایمنی راه ها بمنظور کاهش شدت تصادفات جادهای موثر باشد.هدف این تحقیق ارایه روشی جهت تحلیل شدت تصادفات و تعیین عوامل موثربرآن در آزادراه های برونشهری مبتنی بر توابع خوشه بندی مکانی ومدل دادهکاوی درخت طبقه بندی ورگرسیون است.روش پیشنهادی در آزادراه قزوین-لوشان مورد ارزیابی و آزمون قرار میگیرد. در این راستا به منظور بررسی توزیع مکانی تصادفات در محورموردمطالعه طی دوره 6 ساله 1390 تا 1395 شمسی، از توابع خودهمبستگی مکانی گتیس-اردجی استار و تراکم کرنل استفاده شده است.خروجی تحلیلهای مکانی نشان داد، که تمرکز تصادفات دربخش اعظمی ازقوسهای افقی محور مورد مطالعه بیشترمیباشد. باتوجه به این دستاورد درفازبعدی تحقیق به منظور بررسی عوامل موثر برشدت تصادفات،از مدل دادهکاوی درخت طبقه بندی ورگرسیون برروی تصادفات رخ داده در کل محور وبه طورخاص تصادفات رخداده در قوسهای افقی استفاده گردید.نتایج حاکی ازآن بود که مهمترین عوامل موثر برافزایش شدت تصادفات درمحورموردمطالعه،دو متغیر نوع تصادفات وعامل انسانی با ضرایب اهمیت نسبی متغیرهای مستقل به ترتیب 100 و 39/7درصدبرای کل محور و 100و 65/9درصد برای قوسهای افقی هستند.بررسی اهمیت نسبی سایر متغیرهای مدل پیشنهادی نیز نشان داد که طرح هندسی،نحوه برخورد و روزوقوع تصادف از جمله عوامل موثر در افزایش تصادفات باشدت خسارتی در آزادراه قزوین-لوشان میباشد.این تحقیق نشان داد که تلفیق توابع مکانمند GISبا تحلیلهای ناپارامتریک دادهکاوی مبتنی بردرخت تصمیم که قابلیت مدلسازی توامان داده های کمی و کیفی را همزمان دارا می باشد، در تعیین عوامل موثربرشدت تصادفات وتحلیل مکانمند الگوهای رایج تصادفات درمحورهای برونشهری کاراوموثر است.

    کلیدواژگان: ایمنی راه، شدت تصادفات، مدل خودهمبستگی مکانی گتیس-ارد جی استار، تابع مکانمند تراکم کرنل، درخت طبقه بندی و رگرسیون
  • امید سلمانی نوری، مهدی ایران نژاد*، اکبر مهدیلو صفحه 9

    اثر انحلال سطحی با اسید اگزالیک بر سینتیک فلوتاسیون و سینتیک جذب کلکتور برای ایلمنیت در حضور کانی های گانگ الیوین - پیروکسن، ترمولیت - کلینوکلر و کوارتز بررسی شد. برازش مدل سینتیکی مرتبه اول بر روی نتایج فلوتاسیون قبل و بعد از انحلال سطحی نشان داد که ثابت سینتیک و بازیابی زمان بینهایت ایلمنیت افزایش و این مقادیر برای کانیهای گانگ کاهش یافته است. اندیس انتخابی سینتیکی ایلمنیت پس از انحلال سطحی در حضور کانیهای الیوین - پیروکسن، ترمولیت - کلینوکلر و کوارتز به ترتیب از 28/1 به 98/1، از 42/1 به 02/3 و از 05/3 به 58/3 افزایش یافته است که نشان دهنده تاثیر مثبت فرآیند انحلال سطحی است. بررسی نشان داد که جذب کلکتور از مدل سینتیکی مرتبه دوم پیروی می کند و پس از انحلال سطحی سینتیک جذب کلکتور و نرخ جذب اولیه کلکتور بر سطح ایلمنیت از 85/3 به 44/8 گرم بر مول دقیقه افزایش و برای کانیهای الیوین - پیروکسن، ترمولیت - کلینوکلر و کوارتز به ترتیب از 33/6 به 03/5، از 3/7 به 22/6 و از 77/7 به 37/7 گرم بر مول دقیقه کاهش یافته است. این نتایج با نتایج جذب کلکتور توسط آنالیز فرابنفش مطابقت داشت بطوریکه پس از انحلال سطحی میزان جذب کلکتور روی سطح ایلمنیت افزایش و در مورد کانیهای گانگ کاهش می یابد. نتایج میکروسکوپ الکترونی نشان داد پس از انحلال سطحی، سطح ذرات ایلمنیت هموارتر و یکنواخت تر شده و در مورد کانی های گانگ، به دلیل انحلال بیشتر کاتیون های سطحی، حفراتی در سطح ذرات ایجاد می شود.

    کلیدواژگان: انحلال سطحی، سینتیک، فلوتاسیون، جذب کلکتور، ایلمنیت
  • میرمهدی راشدی، مسعود رنجبرنیا* صفحه 10

    از راه های جلوگیری از شکست صفحه ای شیروانی های سنگی، استفاده از سنگ دوزها است. سنگ دوزهای تزریقی غیرفعال با لغزش کوچک بلوک سنگ فعال شده و از سست شدگی و کاهش اتصال بین قطعات سنگی جلوگیری می کنند. در نوع پیش تنیده، نیروی کششی مطلوبی به سنگ دوز اعمال شده و انتهای آن بر صفحه بلوک سنگی پیچ و مهار می شوند. این مکانیزم موجب می شود تا لایه های سنگی بهم فشرده شده و اصطکاک بین آن ها بیشتر فعال شود و احتمالا هیچ جا به جایی بین لایه ها ایجاد نشود. اگر نیروی پیش تندگی کافی نباشد، امکان لغزش در لایه های سنگی بعد از نصب سنگ دوز پیش تنیده نیز به وجود می آید. در این مطالعه، عملکرد سنگ دوزهای تمام تزریقی در حالت غیر فعال و پیش تنیده در شیروانی های سنگی بصورت تحلیلی مدل می شوند و اثرات پارامترهای مختلف همچون زاویه-قرارگیری سنگ دوز نسبت به صفحه لغزش، زاویه اصطکاک ناپیوستگی و زاویه زبری آن، مقاومت سنگ اطراف سنگ دوز، نیروی پیش تنیدگی و ویژگی های مکانیکی سنگ دوز را بر روی نیروی مقاوم ایجاد شده توسط سنگ دوز، بصورت کمی مطالعه می شوند. جهت مدل سازی تحلیلی، فرض می شود که لغزش سنگ موجب اعمال لنگر خمشی به سنگ دوز و تشکیل دو مفصل خمشی در آن می شود. فاصله بین دو مفصل خمشی که در طرفین ناپیوستگی قرار دارند بصورت تیر دو سرگیردار در نظر گرفته شده و بار وارد بر آن که همان عکس العمل محیط اطراف سنگ دوز است بصورت یکنواخت فرض می شود. نتایج نشان می دهند پیش تنیده کردن بطور موثری موجب پایداری بیشتر شیروانی ها می شود، بویژه اگر مقاومت سنگ اطراف سنگ دوز زیاد باشد و نتوان سنگ دوز را به صورت زاویه دار نسبت به ناپیوستگی قرار داد.

    کلیدواژگان: شیروانی های سنگی، لایه های سنگی، سنگ دوزهای پیش تنیده و غیرفعال، نیروی پیش تنیدگی، مدل سازی تحلیلی
  • بنیامین کیومرثی، مجید قلهکی*، علی خیرالدین صفحه 11

    مطالعات انجام شده در زمینه عملکرد دیوارهای برشی فولادی، نشان دهنده سختی و ظرفیت باربری بالا و شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی قابل توجه این سیستم جانبی لرزه ای بوده است. بر این اساس در سا ل های اخیر استفاده از دیوار های برشی فولادی در سازه های بتن آرمه نیز موردتوجه محققان قرارگرفته است. در این مقاله برای اتصال دیوار برشی فولادی به قاب بتن آرمه دو روش اتصال مختلف با تحلیل عددی موردبررسی قرار گرفت. در اتصال اول، دیوار برشی فولادی به وسیله گل میخ هایی که در تیرها و ستون ها قرارگرفته اند و در اتصال دوم، با خاموت های اتصال که در قسمت های میانی خاموت های اصلی تیرها و ستون ها جای گذاری شده اند، به قاب بتن آرمه متصل گردید. رفتار اتصالات با استفاده از تحلیل اجزای محدود غیرخطی مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعه پارامتریک انجام شده، ضخامت دیوار برشی فولادی و طول اتصال ورق فولادی پرکننده در ستون ها می باشد. نتایج نشان داد که استفاده از هر دو روش اتصال باعث افزایش چشمگیر ظرفیت و سختی نمونه ها نسبت به قاب بتن آرمه اولیه شده است. بررسی نتایج تغییر در طول اتصال ورق فولادی پرکننده به ستون ها نشان داد که نیازی به استفاده از گل میخ ها و خاموت های اتصال در کل ارتفاع ستون نبوده و با حذف گل میخ ها و خاموت های اتصال در نواحی میانی می توان با اتصال در طولی معادل 2/0 یا 3/0 ارتفاع آزاد ستون در دو انتهای ستون به نتایج مشابه دست یافت. همچنین ضریب رفتار سیستم دوگانه قاب بتن آرمه ویژه با دیوار برشی فولادی 8 تخمین زده شد.

    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی، تحلیل اجزاء محدود غیرخطی، قاب بتن آرمه، ضریب رفتار، شکل پذیری
  • محمدحسین کیقبادی، عادل عساکره*، بهزاد کلانتری، مسعود دهقانی صفحه 12

    از پی های رینگی در صنایع مختلف از جمله نفت وگاز، استفاده می شود. بنابراین، این گونه از پی ها از اهمیت بالایی برخوردار بوده و اقداماتی برای بهبود رفتار آن، می تواند بسیار حایز اهمیت باشد. در پژوهش حاضر با استفاده از آزما یش های تجربی، رفتار پی رینگی با قطر خارجی ثابت 300 میلیمتر و مستقر بر بستر مسلح شده با خرده لاستیک دانه ای به تنهایی و همچنین در ترکیب با ژیوگرید، تحت بار استاتیکی، ارزیابی شده است. نتایج نشان می دهد در هر دو حالت بستر غیر مسلح و همچنین مسلح شده با خرده لاستیک، پی رینگی با نسبت قطر داخلی به خارجی برابر با 4/0، دارای بیشترین ظرفیت باربری می باشد. همچنین ضخامت بهینه لایه مخلوط خاک - خرده لاستیک برابر با نصف قطر خارجی پی رینگی می باشد، که در صورت استفاده از آن، ظرفیت باربری تا 5/41% نسبت به حالت غیر مسلح افزایش می یابد؛ افزایش بیشتر این ضخامت نتیجه معکوس داشته و ظرفیت باربری را کاهش و نشست را افزایش می دهد. البته استفاده از مسلح کننده ژیوگرید در ترکیب با لایه مخلوط خاک - خرده لاستیک، می تواند قدری خاصیت تسلیح کنندگی این لایه با ضخامت های زیاد را فعال کند، ولی مقدار آن به قدری نیست که بتواند بر اثرات منفی ناشی از به کارگیری این لایه با ضخامت هایی بیش از ضخامت بهینه مذکور، غلبه کند. به طور کلی استفاده ترکیبی از مسلح کننده های ژیوگرید و خرده لاستیک تاثیر بیشتری نسبت به استفاده جداگانه از آن ها، داشته و می تواند ظرفیت باربری را تا 7/62% نسبت به حالت غیر مسلح افزایش دهد.

    کلیدواژگان: پی رینگی، خرده لاستیک، ژئوگرید، ظرفیت باربری، نشست
  • شیما محبوبی، محمودرضا شیراوند* صفحه 13

    کلیدهای برشی المان هایی در کوله های پل می باشند که با کنترل حرکات عرضی پل، خسارت وارد بر دیواره ی کوله و پایه ها را محدود می کنند. کلیدهای برشی معمولا به صورت فیوز عمل می کنند و وظیفه ی انتقال نیروی عکس العمل روسازه به کوله را برعهده دارند. بنابراین، خرابی کلیدهای برشی پل، ممکن است تاثیر بسزایی در رفتار لرزه ای کوله ها و در نتیجه کل سیستم سازه ی پل داشته باشد. یکی از روش های متداول در تعیین سطوح خرابی لرزه ای المان ها، استفاده از شاخص های خرابی می باشد. در این مقاله، به منظور ارزیابی خرابی لرزه ای کلیدهای برشی کوله های پل، یک شاخص خرابی ارایه می گردد. این شاخص، براساس رفتار اصطکاکی و با استفاده از نسبت انرژی مستهلک شده به انرژی ورودی تعریف می شود. سپس به منظور ارزیابی قابلیت پیش بینی خرابی وارد بر کلیدهای برشی توسط شاخص ارایه شده، مدل رفتاری کلیدهای برشی تشریح شده و مدل اجزای محدود نمونه های کلید برشی که در مطالعات گذشته تحت بارگذاری چرخه ای آزمایش شده، تشکیل می-شود و شاخص خرابی هر یک از نمونه ها محاسبه می گردد. همچنین با انجام تحلیل دینامیکی غیرخطی فزاینده، تحت رکورد زلزله های مختلف، مقدار شاخص خرابی کلیدهای برشی در مقادیر مختلف حداکثر شتاب زلزله محاسبه شده و نتایج با مشاهدات آزمایشگاهی مقایسه می گردد. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که شاخص خرابی ارایه شده، روند خرابی وارد بر کلیدهای برشی در طول بارگذاری و سطوح خرابی مشاهده شده در آزمایش، شامل شروع لغزش و گسیختگی کلید برشی را با دقت قابل قبولی پیش بینی می کند و مقادیر مناسبی برای این سطوح در بارگذاری چرخه ای و لرزه ای ارایه می دهد.

    کلیدواژگان: کلید برشی، مدل رفتار اصطکاکی، انرژی مستهلک شده، انرژی ورودی، شاخص خرابی
  • سید رضا سلیم بهرامی، مجید قلهکی* صفحه 14

    ضریب رفتار در اثر شکل پذیری (Rμ)، مقاومت جانبی سازه یکدرجه آزادی (SDOF) را طوری تنظیم می کند که نیاز شکل پذیری به یک مقدار شکل پذیری هدف معین محدود گردد. روش های موجود در آیین نامه های لرزه ای جهت محاسبه ضریب رفتار سازه چند درجه آزادی (MDOF) به نحوی پایه ریزی شده است که در راستای کاهش اثر ورود نیروی برش پایه به ناحیه غیرالاستیک، از نتایج Rμ استفاده گردد. این درحالی است که اثرات مدلسازی سازه به صورت MDOF می تواند بر ضریب رفتار سازه MDOF اثر داشته و به کمک Rμ نیازمند اصلاحاتی می باشد. به همین دلیل در این پژوهش دو ضریب کاهش مقاومت در اثر شکل پذیری (Rμ) و نسبت تغییرشکل غیرالاستیک به الاستیک (CR) در سازه SDOF برای مولفه های موازی و عمود برگسل زلزله حوزه نزدیک و دور از گسل محاسبه شده اند. همچنین CR بدست آمده با ضریب اصلاحی C1 پیشنهادی FEMA440 مقایسه و ضریب بزرگنمایی تغییرمکان به ضریب رفتار برای سطوح مختلف شکل پذیری محاسبه شده است. در پایان این پژوهش پس از بررسی اثرات غیر خطی سازه ی SDOF از طریق ضرایب Rμ پرداخته و با احتساب اثر مودهای بالاتر، این ضرایب را برای سازه های MDOF اصلاح می نماییم و رابطه ای برای محاسبه آن پیشنهاد می گردد. نتایج بدست آمده نشان داد که Rμ ناشی از زلزله حوزه نزدیک می تواند با مقدار متناظر حاصل از زلزله دور تفاوت داشته باشد. همچنین CR چندان به نوع رکورد وابسته نبوده و با افزایش دوره تناوب اصلی سازه به یک همگرا می شود. همچنین ضریب اصلاحی با افزایش دوره تناوب اصلی سازه و افزایش تقاضای شکل پذیری، افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: ضریب رفتار، ضریب اصلاحی، سازه یکدرجه آزادی، درجات آزادی، برش پایه
  • احمد شکوه فر*، محمد رهایی، علی صحرایی صفحه 15

    مخازن بتن پیش تنیده معمولا برای ذخیره احجام بالای آب یا مایعات دیگر به کار می روند. مخازن بتن پیش تنیده آب در سیستم های آتش نشانی وتصفیه آب به کار گرفته می شود. در این مقاله پاسخ های لرزه ای مخازن بتن پیش تنیده استوانه ای تحت اثر بار زلزله موردبررسی قرارگرفته است. مجموعه ای از تحلیل های دینامیکی صریح برای بررسی تاثیر پدیده نوسانات آب به منظور مطالعه اثرات آن بر رفتار مخزن بتن پیش تنیده با استفاده از نرم افزار ABAQUS انجام شده است. آزمایش میز لرزه نیز به منظور صحت سنجی تحلیل عددی انجام شده است. بدین منظور مخزن بتن پیش تنیده استوانه ای بر روی میز لرزه موجود در آزمایشگاه میز لرزان دانشگاه صنعتی امیر کبیر قرار گرفته و رفتار لرزه ای آن تحت تحریکات لرزه ای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. برای اطمینان بیشتر روش عددی مورد استفاده با دیگر مطالعات معتبر در این زمینه مقایشه و اعتبار سنجی شد. مطالعات پارامتریک بر روی مدل های عددی با نسبت های شعاع مختلف به ارتفاع آب (R / H) صورت گرفت. شتاب رکوردهای زلزله السنترو و طبس به عنوان تحریکات لرزه ای در مدل های عددی استفاده شده اند. مقایسه نتایج تجربی و نظری با نتایج عددی یک سازگاری منطقی بین آن ها را نشان می دهد. مدل مصالح بر پایه معادلات حالت در کنار روش تحلیلی اویلری-لاگرانژی با قابلیت سازگاری مش بندی در طول تحلیل (ALE) قدرت فوق العاده ای در شبیه سازی نوسانات سطحی مایع دارد. اثرات تحریک لرزه ای بر افت پیش تنیدگی کابل ها در مخازن رو باز در محدوده مورد بررسی قابل چشم پوشی می باشد.

    کلیدواژگان: تحریک لرزه ای، نوسانات سطحی مایع، بتن پیش تنیده، مخزن آب، تغییرات پیش تنیدگی
|
  • Yahya Choopan *, Somayeh Emami, Milad Kheiri Ghooje Bigloo Page 1

    Evaluating the groundwater level in arid and semi-arid regions of the country requires accurate prediction and efficiency of its fluctuations. The use of modern methods, including evolutionary algorithms, artificial neural networks and fuzzy methods, is very useful for prediction the groundwater level and generating artificial water surface data due to its high efficiency. In this research, by using Election and Imperialist Competitive Algorithms, artificial neural network, monthly data for 9 years as well as groundwater level of 10 wells, predicted the 7-year the groundwater level of Reshtkhar plain in khorasan-Razavi. In order to train the models, the statistic data was provided on 10 observation wells with a 9-year (2002-2014), which 70% of the data was introduced as training data to the model and 30% of the data was used as a test for calibration of the model. The results of the Election Algorithm predicted Reshtkhar groundwater level for the year 1400, between 14 to 16.5 meters in diffirent areas of the plain. Based on the calculations and the results obtained from the statistical parameters, the Election algorithm was RMSE, R2 and NSE, 0.029, 0.90 and 0.73 respectively, compared with the two methods of artificial neural network and Imperialist Competitive Algorithm has a significant ability to predicte the groundwater level.

    Keywords: Groundwater Level, Election Algorithm, Imperialist Competitive Algorithm, artificial neural network, Peridiction
  • hadi bahadori*, amin khalili Page 2

    Today, the use of waste tires has been expanded in various geotechnical projects to absorb and reduce the vibration caused by seismic and dynamic loads, and therefore it is important to study the effect of different parameters on their behavior and dynamic characteristics in combination with soil. So this study examined the effects of loading frequency on dynamic properties of sand-‌tire powder mixtures such as shear modulus (G) and damping ratio (D). A series of 1-g shaking table tests were performed on sand-‌tire powder mixture. Tire powders were added to the sand with 5%, 10%, 15% and 20% in gravimetric basis and with a relative density of zero were subjected to sinusoidal loading at frequencies of 0.5, 1, 2, 3, 5, 7 and 9 Hz and at input acceleration of 0.1g and 0.3g. The results showed that in all cases, the increase in frequency in the same cycles increased the shear modulus and the damping ratio. Also, with increasing shear strain, the shear modulus of the mixture decreased, but the damping ratio increased. On the other hand, by increasing the tire powder, the value of the shear modulus is reduced, but the amount of damping ratio is increased.

    Keywords: Sand, Tire Powder, shaking table, Shear Modulus, Damping Ratio
  • Kiyoumars Roushangar *, MohammadTaghi Alami, Yagoub Houshyar Page 3

    Compact clay layers are one the most impermeable layers. Dispersivity and cracking of clay layers are among the factors that reduce the efficiency of clay and necessitate clay stabilization. Clay healing properties and the importance of self-healing cracks in clay layers as one of the characteristics and attributes of clay in recent years have been studied. In this research, the self-healing performance of clay layers due to the addition of lime to the clay materials of Gordyan dam borrow pit (Gargar) was investigated. For this purpose, two dispersive (S2 and S3) soil samples (ND3 and ND4) were investigated by adding lime to the extent 0.25, 0.5, 1 and 2%, and Double Hydrometer, Atterberg limits and Pinhole tests of dispersivity and self-healing were investigated. The results showed that by adding 1% of lime to clay, the range of plasticity index increased and the discharge rate of the pinhole test for both samples was 28% and the final diameter of the sample for both samples decreased by 67%, indicating an improvement in self-healing process and a reduction of dispersivity and becoming non-dispersive soil (ND1). The results also showed that pinhole testing has reliable and more accurate results than other tests in determining soil dispersivity.

    Keywords: Clay soil, Double hydrometer Test, Lime, Pinhole Test, Self-healing, Core
  • Navid Mahdavi, Milad Salimi, Mansour Ghalehnovi * Page 4

    Due to the advantages of Concrete Filled Tube (CFT), attention to them is increasingly on the rise. In spite of the extensive research done in these sections, in some cases, as in the case of less frequent sections or using different types of concrete, the need for research to complete the design rules and guidelines seems necessary. The present study was conducted with an experimental approach to the study of CFT under Eccentric load. In this study, 8 CFT columns with a hexagonal cross section of 150 cm in length were tested. Concrete used as the core of the samples was plain and fiber concrete. The displacements in two directions been recorded and the force - displacement diagram for all samples has been drawn. Parameters such as bearing capacity, ductility index, energy dissipation and effective hardness have been analyzed and compared. Based on the comparison of the results, it was found that in columns that are only under axial load, the increase in concrete core strength significantly increases the bearing capacity of the specimens, so that an increase of about 50% of the concrete core strength causes an increase of about 20% of the loaded capacity of the specimen; However, by increasing the bending moment, the effect of concrete core resistance is greatly reduced. Also it was found that specimens filled with fiber concrete have greater ability to maintain effective hardness. It also seems that the presence of fibers in concrete affects the ductility and energy dissipation parameters

    Keywords: Force-Displacement Diagram, Eccentric Axial Load, Bearing Capacity, Ductility Ratio, Energy Absorption
  • Susan Khoshsima, Mojtaba Hadavifar *, Ghasem Zolfaghari Page 5

    One of the environmental problems of wastewater is the presence of micro and macro nutrients, the most important of which is phosphorus and nitrate. Hence, in this study removal of phosphate and nitrate from aqueous solution was conducted using electrocoagulation (EC) processes with Al electrodes. In the present study, an electrocoagulation reactor was used in a laboratory scale with a volume of approximately 1200 ml equipped with 3 Al-electrode in a size of 5 × 12 cm to remove phosphate and nitrate. The effects of operating parameters such as applied voltage, initial pH of the solution, value of FeCl2 and reaction times were evaluated. The effect of pH and FeCl2 parameters in inlet and facultative ponds were also studied. Also, pH changes in the oxidation process were investigated. Finally, it can be said that phosphate was completely eliminated in facultative and outflow ponds, but due to the low initial concentration of phosphate in the outlet, less voltage (10 V), less time (about 3 minutes), low FeCl2 dosage (0.2 mg/l) and original pH of the solution were applied compared to the facultative pond., 100 % of nitrate in optimum condition (pH =5.5, applied voltage = 25 V, FeCl2 = 0.65 mg/l, time = 11.50 min) in output pond has been removed. In EC process the electrocoagulation process using aluminum electrode, as well as it's relatively low cost and simplicity, has a good effect on phosphorus and nitrate removal compared to other methods.

    Keywords: phosphate, nitrate, municipal wastewater, electrocoagulation, Response surface methodology
  • Mostafa Zamanian *, Fatemeh Qahremani Page 6

    Collapse refers to sudden decrease in the soil volume upon wetting which is attributed to loss in the strength of the inter-particle bonds. Collapsible soils can be founded at vast areas around the word and subtropical areas of Iran. Collapse characteristics contribute to various problems to infrastructures that are constructed on loess soils. For this reason, collapse behavior of loess soils has been subject of interest. In this study, stabilization of Semnan loess which is composed of fine sand and silt bonded by weak clay bonds has been investigated. The loess was mixed with Portland cement in the order of 0.5%, 1%, and 2.5% for and with nano-clay in order of 0.05%, 0.1%, and 0.25%. The specimens were prepared to achieve dry density of 14 kN/m3 and water content of 5%. Oedeometer tests were performed to determine the collapse potential according to ASTM D5333 after 7, 14, and 28 days. Results showed that both Portland cement and nano-clay can reduce collapse potential. Improvement performance was significantly dependent on the binder content and curing time. The best improvement performance was observed at low nano-clay content and it was reduced by increasing nano-clay content. Unlike the cement stabilization, treatment process with nano-clay was relatively fast that terminated when soil moisture content was evaporated. In addition, in this study micromechanical soil behaviors were investigated by scanning electron microscopy (SEM) image of the treated and untreated specimens.

    Keywords: Collapsible soil, collapse potential, Soil improvement, Portland cement, nano-clay
  • Alireza Jahangir, Kazem Esmaili *, Mahmoud Faghfour Maghrebi Page 7

    Flood flow in rivers is often of density current type. Hence, recognizing and exploring these currents can solve some problems of sedimentation. In this study, the effect of porosity and the angle of permeable obstacles on the control and trapping of density current have been investigated in the laboratory. For this purpose, an expanded polystyrene (EPS) polymer was used with 1.135 g/L density and average diameter of 1.15 mm. The experiments were carried out with two concentrations (10 and 20%) and 5 porosity and 4 angles. The obstacles were made of palsy glass plates and two types of groove and cavity with 8.2 mm width of the groove and the diameter of the cavity. The results showed that, with an increase in porosity ratio, the amount of trapping to optimum porosity decreases and then increases. The optimal porosity of the cavity and groove is 22 % and 19%, respectively. In experiments, the cavity trapping was observed more than the groove, in the concentrations of 10.20% it was 0.13 and 0.14%, respectively. In addition, with the increase of the angle, the amount of trapping has reduced and its value was observed in the groove more than the cavity. The correlation coefficient in the grooves and cavities was 0.996 and 0.937, respectively. The major effect of obstacles, reducing velocity and slowing flow were identified as the average velocity in the cavity was 62.3% higher than the groove. Accordingly, in the same conditions, the cavity obstacles have better performance than the groove obstacles.

    Keywords: Density current, Suspended Sedimentation, Obstacle Angle, Permeable Obstacle, Obstacle porosity
  • Hamid Behbahani, Meysam Effati *, Samane Mortezaei Page 8

    The spatial analysis of accidents occurring in Highway with the aim of identifying theeffective parameters on the increase in the severity of accidents can be effective in decision making by professionals and decision makers to improve road safety in order to reduce the severity of road accidents.The purpose of this study is to provide a method for analyzing the severity of crashes and determining its effective factors in the freeways based on the spatial clustering functions and the data mining model of the regression tree.The proposedmethodis evaluated and tested on the Qazvin-Loshan freeway.In order to investigate the spatialdistributionofcrashes inthe axis of the study during the period of from2011to2016,the Geographic Information System’s spatial functions such as Getis-OrdG*Autocorrelation andkernel density functions have been Used.The preliminary results of spatial analysis showed that the focus of accidents in horizontal curves was greater.According to this achievement, in the next phase of the study, in order to study the factors affecting the severity of accidents, the Classification andRegressionTree was used on accidents occurringinthewholeaxisandspecifically in thehorizontal curveswith highcrashes.Thestudy of the relative importance of other variables in the proposed model shows that the geometric design,type of crashes and day of theaccident are the effective factors in increasing the accident severity at the Qazvin-Loshan Freeway.Inaddition,the results of modeling on horizontal curves crashes showed that the accident location,especiallytheshoulder,as well as the time of the accident,cause serious accidents.The results showedthattheintegrationofGISspatialfunctions withnon-parametricdecision-making tree-based datamining analysis,which is capable ofsimultaneous modelingofquantitativeandqualitativedata,is used to determine the factors affecting theseverityofaccidents andtospatial analyzethe patternsofaccidents usedinsuburbanarea,iseffective.

    Keywords: Road Safety, Accidents Severity, Getis-Ord G* Autocorrelation, Kernel Density Spatial Function, Classification, Regression Tree
  • Omid Salmani Nuri, Mehdi Irannajad *, Akbar Mehdilo Page 9

    The effects of surface dissolution by oxalic acid were investigated on the flotation kinetics and kinetics of collector adsorption in ilmenite flotation in the presence of olivine-pyroxene, tremolite-clinochlore and quartz. Fitting of first order kinetic model on the results of flotation before and after surface dissolution showed that flotation kinetic constant (K) and ultimate recovery (R∞) of ilmenite is increased after surface dissolution and they are decreased for gangue minerals. The results showed that kinetic selectivity index of ilmenite in the presence of olivine-pyroxene, tremolite-clinochlore and quartz are increased from 1.28 to 1.98, 1.42 to 3.02 and 3.58, respectively, after surface dissolution indicating the positive effect of surface dissolution process. Investigating the kinetics of collector adsorption showed that the collector adsorption is conforming to second order kinetic model. After surface dissolution, the kinetics of collector adsorption and initial rate of collector adsorption on ilmenite surface is increased from 3.85 to 8.44 g.mol-1 min-1 and it is decreased for olivine-pyroxene, tremolite-clinochlore and quartz from 6.33 to 5.03, 7.3 to 6.22 and 7.77 to 7.37 g.mol-1 min-1, respectively. These results are in good agreements with the results of collector adsorption via UV analysis which the collector adsorption on ilmenite surface is increased and it is decreased for gangue minerals after surface dissolution. The results of SEM showed that the surface of ilmenite becomes smoother and uniform and about the gangue minerals, some cavities are produced due to dissolution of surface cations.

    Keywords: Surface dissolution, Kinetics, Flotation, Collector adsorption, Ilmenite
  • MirMahdi Rashedi, Masoud Ranjbarnia * Page 10

    Rockbolts are one the best systems to stabilize plane failure of rock slopes. The passive bolts are loaded and activated when rock block slides while pre-tensioned types are initially loaded prior to any rock sliding. The pre-tensioned rock bolts make the rock layers pressed together and the friction between them is activated before slipping, and probably no displacement between the layers is occured. If a slippage occurs after the installation of a pre-tensioned rock-bolt, an excessive load is applied. In this paper, the bolt contribution generated by the pre-tensioned and passive rock-bolt in discontinuity is analytically simulated, and the effect of roughness angle, inclination of the bolt to the joint plane, pre-tensioned force, and strength of the rock are evaluated. For modeling, it is assumed the sliding imposes a bending moment to the rockbolt, which leads two plastic hinges to be created. The part of bolt between two hinges (located in either sides of the joint) is considered a beam with two cantilever supports, which is loaded by a uniform distribution generated by surrounding grout/ rock.The results show the pre-tensioned rock-bolts are effective when the resistance of the rock or grout around the bolt is high.

    Keywords: Rock slope, pre-tensioned, passive rock-bolt, bedding rock, Pre-tensioned force, Analytical modeling
  • Benyamin Kioumarsi, Majid Gholhaki *, Ali Kheyroddin Page 11

    Studies conducted on Steel Plate Shear Walls (SPSWs) performances indicate high stiffness, capacity, ductility and significant potential of energy absorption of this lateral seismic system. In this regard, using SPSWs in Reinforced Concrete (RC) constructions has recently been considered by researchers. In this paper, two different connection types have been proposed and numerically investigated to connect SPSW to RC frame (RCF). In the first type connection, SPSW has been embedded in RCF by a few studs through fish plates. However, in the second type it has been connected to RCF by additional stirrups through, which has been welded to the endplate. The behavior of connections has been evaluated using non-linear finite element analysis (NLFEA). Parametric study has been conducted on the thickness of SPSWs and the way of studs and stirrups placement in the length of columns. Results of the specimens with different types of connections demonstrated that using both connection types lead to prominent increase in stiffness and capacity comparing to the reference RCF. Investigating the studs and stirrups placement showed that there is no need to use studs and stirrups in whole column height. Similar results can be obtained by connection in a length of 0.3 or 0.2 of the column free height. Dual system behavior factor of special RC frame with SPSW was estimated to be 8.

    Keywords: Steel plate shear wall (SPSW), Non-linear finite element analysis (NLFEA), Reinforced concrete frame (RCF), behavior factor, Ductility
  • MohammadHossein Keyghobadi, ADEL ASAKEREH *, Behzad Kalantari, Masoud Dehghani Page 12

    Ring footings have been used in various industries like oil and gas. So this kind of footings is very important and doing some works to improve their behavior, can be very important. In the present study, by using experimental tests, the behavior of ring footings with a constant outer diameter of 300 mm based on reinforced bed with granular rubber particles alone and also in combination with a geogrid layer, subjected to static loads, has been investigated. The results showed in both unreinforced and rubber-reinforced bed, the ring footing with inner to outer diameter ratio of 0.4 had the maximum bearing capacity. Also the optimum thickness of rubber-reinforced layer is equal to 0.5 times the outer diameter of ring footing; in this case the bearing capacity can be increased by 41.5% compared with the unreinforced bed; more increases than optimum value, have reverse results and lead to decrease in bearing capacity and increase in settlement. Using geogrid layer can activate reinforcing effects of rubber-reinforced layer with high thicknesses, but its value is not big enough to overcome the negative effects of using rubber-reinforced layers with higher thicknesses than optimum value. At last, using geogrid reinforcement in combination with rubber particles can be more effective than using each of them alone. In geogrid-rubber reinforced bed, the bearing capacity can be increased by 62.7% compared with the unreinforced bed.

    Keywords: Ring footing, rubber particle, Geogrid, Bearing Capacity, Settlement
  • Shima Mahboubi, Mahmoud R. Shiravand * Page 13

    Shear keys are bridge components that support the superstructure in transverse direction and may experience large displacements and extensive damages during earthquakes. Shear keys are designed to limit damage to abutment walls and piles by restraining the transverse movements. The shear force transferred to the abutments is controlled by the design and detailing of the shear keys. Damage to shear keys during earthquakes may affect significantly on seismic behavior of the abutments and consequently the bridge system. In this paper, a damage index is proposed for damage assessment of the bridge shear keys. The proposed damage index is defined based on the friction behavior and the ratio of the energy dissipation capacity to input energy. To evaluate the reliability of the damage index in damage assessment of the shear keys, finite element models of shear keys units, previously tested under cyclic loadings are developed and the proposed damage index is calculated. In addition, seismic response of shear key specimens are obtained under seven earthquake records using incremental dynamic analysis and the damage index is calculated for the shear keys in different PGA values of earthquakes. The results indicate that the proposed damage index can predict the damage progression in shear keys throughout loading histories and can provide reliable values for damage levels of shear keys with respect to the experiment observations.

    Keywords: Shear key, friction behvior, Dissipated Energy, input energy, damage index
  • Seyyed Reza Salim Bahrami, Majid Gholhaki * Page 14

    The influence of the strength reduction factor due to nonlinear behavior (Rμ) on the lateral strength of Single-Degree-Of-Freedom (SDOF) structures causes to limit the displacement ductility demand to the predetermined maximum tolerable ductility. In addition, Rμ is used for determining the behavior factor in Multi-Degree-Of-Freedom (MDOF) structures. Following this, in this paper, Rμ and the inelastic displacement ratio (CR) for equivalent SDOF systems under strike-parallel (NF-SP) and strike-normal (NF-SN) components of near-field ground motion, and also far-field (FF) ground motion were assessed. Furthermore, CR obtained by this study was compared with C1 proposed by FEMA440. The deflection amplification factor-to-behavior factor ratio (Cd/Ru) for different ductility levels was computed. After evaluating nonlinear effects of SDOF structures based on Rμ factors, these factors for MDOF structure were modified considering higher mode effects, and a simplified practical expression was proposed to estimate the base shear modification factor. The results indicated that Rμ, corresponds to near and far-field ground motions can be different. In addition, CR does not depend on type of earthquake, and it converges to 1 by increasing the period of vibration. In addition, modification factor can be increased with period and ductility demand.

    Keywords: behavior factor, Modification Factor, SDOF Structure, MDOF, Base Shear
  • Ahmad Shokoohfar *, Mohammad Rahai, ALI Sahrai Page 15

    Prestressed cylindrical tanks are commonly utilized to store the large volume of water or other various fluids. The prestressed water tanks are used as a part of the fire-fighting system or water refinery process. In this article, the seismic responses of the prestressed concrete cylindrical tanks are investigated under earthquake inputs. A series of dynamic-explicit analyses are performed to study water sloshing phenomena effects on the prestressed concrete tank behavior using ABAQUS software. A shaking table test program is conducted to validate the numerical analysis. A cylindrical prestressed concrete tank was constructed and subjected to several seismic records. In addition, the numerical analysis capability to simulate the sloshing waves is verified using other research results. Several numerical models are prepared with different radius to water height ratios (R/H). The recorded El-Centro and Tabas accelerations are employed as seismic excitations in the numerical models. Comparisons of the experimental and numerical results demonstrate a reasonable agreement between them. The numerical analysis results demonstrates that the Arbitrary Eulerian-Lagrangian analysis method has a considerable capability to simulate the water sloshing. The seismic excitation effect on the tendons prestress loss is negligible in the investigated numerical models.

    Keywords: Seismic excitation, Sloshing, prestressed concrete, water containment, prestress variations