فهرست مطالب

نشریه مهندسی عمران
سال پنجاه و دوم شماره 9 (آذر 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/09/20
  • تعداد عناوین: 15
|
  • نوید قنبری، مهدی حسینی*، مرتضی ثقفی یزدی صفحه 1

    توده سنگ به طور فزاینده ای به عنوان بستر در گستره وسیعی از فعالیت های انسانی مورد استفاده قرار می گیرد. امکانات مختلف مانند انبارهای ذخیره سازی، چاه ها، تونل ها و نیروگاه های زیرزمینی در شرایط مختلف مکانیک سنگی در انواع مختلف سنگ بستر قرار دارند. سنگ ها مواد طبیعی شکننده می باشند که تحت تاثیر عوامل محیطی زیادی از قبیل دما ، فشار محصور کننده، رطوبت و فرسایش قرار دارند. از این بین، تاثیر فشارمحصورکننده بر روی شکست سنگ در بیشتر زمینه های علوم مهندسی مورد توجه قرار گرفته است. از جمله این موارد می توان به تعیین مقاومت سازه های سنگی برای انباشت ضایعات اتمی در مخازن زیرزمینی، فرآیند شکست هیدرولیکی جهت استخراج نفت و گاز از لایه های مختلف زمین و تحلیل پایداری معادن زیرزمینی اشاره کرد. در این مقاله به بررسی تاثیر فشارمحصورکننده بر روی چقرمگی شکست مود I و مود II سنگ، پرداخته شده است. برای بررسی اثر فشارمحصورکننده بر روی چقرمگی شکست مود I و II، از دیسک برزیلی با ترک چورون استفاده شده است. در این پژوهش، نمونه ها تحت فشارمحصورکننده 3، 5، 7 و 10 مگاپاسکال قرار گرفته اند. نمونه های مورد مطالعه در این آزمایش شامل ماسه سنگ لوشان می باشد. نتایج نشان می دهد که با افزایش فشارمحصورکننده، چقرمگی شکست مود I و II ماسه سنگ به ترتیب به صورت خطی و غیر خطی افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: فشارمحصورکننده، ماسه سنگ، چقرمگی شکست، مود اول، مود دوم
  • جواد عبدالهی، شهناز دانش*، معصومه بحرینی، نیما عمرانی صفحه 2

    نماتدها به دلیل مقاومت در برابر گندزدایی و قابلیت بلعیدن و انتقال پاتوژن ها به شبکه های آب رسانی شناخته شده هستند. فرآیندهای انعقاد و فیلتراسیون نقش مهمی را در راستای حذف این ارگانیسم ها در تصفیه خانه های آب ایفا می نمایند. بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر حذف نماتدها، همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است. اما بررسی هم زمان اثرات این پارامترها نیازمند تحلیل های آماری مناسب است. در این پژوهش با استفاده از روش سطح پاسخ و طراحی مرکب مرکزی وجهی، تاثیر هم زمان غلظت کلرور فریک (به عنوان ماده منعقد کننده)، نوع بستر فیلتر و نرخ فیلتراسیون بر کارایی حذف کدورت و نماتدها در فرآیند فیلتراسیون مستقیم بررسی شد. بر اساس نتایج حاصله، متوسط راندمان حذف کدورت، نماتدهای متحرک و نماتدهای غیر متحرک در فیلتر تک لایه به ترتیب 96/14، 94/02 و 41/39 درصد و در فیلتر دولایه به ترتیب 96/61، 95/76 و 46/01 درصد بود. با افزایش غلظت کلرور فریک، راندمان حذف نماتدها به مقدار قابل توجهی بهبود یافت. افزایش نرخ فیلتراسیون سبب کاهش کارایی حذف نماتدهای غیر متحرک شد. اما افزایش این متغیر، افزایش غیرمنتظره راندمان حذف نماتدهای متحرک را به دنبال داشت. بروز این رفتار متمایز از نماتدها، موجب استقلال و عدم وابستگی راندمان حذف کل نماتدها (مجموع نماتدهای متحرک و غیر متحرک) به نرخ فیلتراسیون گردید. بر اساس نتایج، به کارگیری فیلتراسیون مستقیم برای شرایطی که کدورت ورودی به تصفیه خانه کمتر از 5 NTU باشد، توصیه می گردد. البته این روش تصفیه بایستی با گندزدایی اولیه همراه گردد تا نماتدهای متحرک را به حالت غیر متحرک درآورده و ضعف فیلترها را در حذف این نماتدها پوشش دهد.

    کلیدواژگان: تصفیه آب سطحی، فیلتراسیون مستقیم، نماتد، کدورت، روش سطح پاسخ
  • یوسف حسن زاده*، مرجان معظم نیا، سینا صادق فام، عطاالله ندیری صفحه 3

    تخمین هدایت هیدرولیکی از مهمترین بخش های مطالعات هیدروژیولوژی بوده که در مدیریت آب های زیرزمینی حایز اهمیت است. اما به علت محدودیتهای عملی، زمانی و یا هزینه ای، اندازه گیری مستقیم آن با دشواری همراه است. لذا استفاده از مدلهای هوش مصنوعی با صرف هزینه کم و کارایی بالا میتوانند جایگزین مناسبی برای این منظور باشند. از آنجا که داده های ورودی (شامل مقاومت عرضی، ضخامت آبخوان، هدایت الکتریکی و فاصله اقلیدسی) و تکنیک های آموزشی متفاوت در این نوع مدلها به عنوان مهم ترین عوامل ایجادعدم قطعیت هستند، لذا تاثیر منابع مختلف عدم قطعیت در خروجی باید درنظرگرفته شود. در این تحقیق روش میانگین گیری مدل بیزین (BMA) توسعه داده شده که شامل ترکیب مدل های شبکه عصبی مصنوعی، منطق فازی و نروفازی در تخمین هدایت هیدرولیکی و ارزیابی عدم قطعیت است. در مدل BMA، وزن مدل ها توسط معیار اطلاعات بیزین (BIC) تعیین شده و واریانس درون مدل ناشی از عدم قطعیت داده ورودی و واریانس بین مدل ها ناشی از عدم قطعیت مربوط به ذات مدل های هوش مصنوعی محاسبه می شود. در این مطالعه روش توسعه داده شده برای تخمین هدایت هیدرولیکی در آبخوان دشت ارومیه اعمال شده است. نتایج نشان می دهد اگرچه مقدار ضریب تعیین BMA نسبت به ضریب تعیین بهترین مدل، بالاتر نبوده ولی خروجی BMA حاصل اختصاص وزنهایی است که عدم قطعیت بین مدل ها و داده های ورودی را در نظر می گیرد. همچنین تاثیر تغییرات سطح آب زیرزمینی از زمان آزمون پمپاژ تا سال 1394بر مقادیر هدایت هیدرولیکی بررسی شده و نتایج تفاوت بسیار کمی در تغییرات هدایت هیدرولیکی نشان می دهد.

    کلیدواژگان: متوسط گیری مدل بیزین، هدایت هیدرولیکی، شبکه عصبی مصنوعی، منطق فازی، نروفازی
  • جواد نظری افشار*، مجید اصلانی، نیما مهران نیا صفحه 4

    استفاده از ستون های سنگی یکی از روش های متداول در بهسازی خاک ضعیف است. یکی از روش های بررسی رفتار زمین های بهسازی شده با ستون سنگی روش همگن سازی است. در این روش مصالح ستون سنگی و خاک اطراف با یک خاک با پارامترهای معادل بهبودیافته جایگزین می شود. درروش همگن سازی پارامترهای معادل از طریق معدل گیری پارامترهای مصالح ستون سنگی و خاک اطراف به وسیله روابط خطی محاسبه می شود. در این تحقیق مقاومت برشی و پارامترهای مقاومت برشی معادل خاک بهسازی شده با ستون سنگی بر اساس روابط تحلیلی محاسبه و صحت روابط از طریق انجام آزمایش های آزمایشگاهی در دستگاه سه محوری موردبررسی قرارگرفته است. در این روش، به وسیله شبیه سازی سلول واحد در مقیاس آزمایشگاهی به بررسی رفتار ستون های سنگی پرداخته شده است. در این تحقیق از دستگاه سه محوری باقابلیت ساخت نمونه با قطر 100 میلی متر و ارتفاع 200 میلی متر استفاده شده است. قطر ستون های سنگی موردبررسی برابر با 5/37 و 51 میلی متر و آزمایش های انجام شده در حالت تحکیم نیافته- زهکشی نشده در 3 فشار دورگیر 50 و 100 و 200 کیلوپاسکال انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که با به کارگیری ستون سنگی در خاک نرم، مقاومت برشی زهکشی نشده و سختی نمونه افزایش یافته و با افزایش فشار دورگیر، درصد افزایش مقاومت زهکشی نشده روند افزایشی خواهد داشت. اختلاف بین پارامتر زاویه اصطکاک داخلی نتایج حاصل از رابطه تحلیلی و آزمایشگاهی با افزایش مقدار ضریب تمرکز تنش افزایش یافته و با افزایش مقاومت زهکشی نشده خاک اطراف کمتر شده است.

    کلیدواژگان: سلول واحد، مقاومت برشی معادل، همگن سازی، آزمایش سه محوری، ستون سنگی
  • علیرضا آذرهوش*، غفار رضوانی صفحه 5

    یکی از خرابی‏های متداول در مخلوط‏های آسفالتی، ناشی از تاثیر مخرب رطوبت بر پیوستگی قیر و چسبندگی قیر-سنگدانه می‏باشد که خرابی رطوبتی نام دارد. به منظور بهبود مقاومت مخلوطهای آسفالتی در برابر این خرابی از افزودنی های ضد عریان-شدگی به منظور افزایش چسبندگی قیر-سنگدانه و پیوستگی قیر استفاده میشود. در این پژوهش سعی شده است تا با استفاده از روش های ترمودینامیک و مکانیکی تاثیر استفاده از نانو کامپوزیت استایرن بوتادین لاستیک (SBR) به عنوان اصلاح کننده قیر بر حساسیت رطوبتی مخلوط های آسفالتی بررسی شود. برای شبیه‏سازی شرایط محیطی، نمونه‏های آسفالتی تحت 1، 3 و 5 سیکل یخ-ذوب قرار گرفته‏اند. نتایج به دست آمده در این پژوهش نشان می دهد که استفاده از نانو کامپوزیت SBR باعث شده است تا مقاومت مخلوط های آسفالتی در برابر خرابی رطوبتی به ویژه در نمونه های ساخته شده با سنگدانه های گرانیتی بهبود یابد. همچنین، نتایج روش انرژی آزاد سطحی نشان می دهد که اصلاح قیر با نانو کامپوزیت SBR باعث افزایش در مولفه بازی و کاهش در مولفه اسیدی قیر پایه می شود. این رخداد باعث بهبود چسبندگی بین قیر و سنگدانه‏های اسیدی که مستعد خرابی رطوبتی هستند، می‏شود. همچنین، استفاده از نانو کامپوزیت SBR باعث افزایش انرژی آزاد پیوستگی شده که سبب افزایش مقاومت غشای قیر در برابر گسیختگی از نوع پیوستگی می شود. به علاوه، محاسبات بر اساس مفاهیم ترمودینامیک نشان می دهد که اصلاح قیر سبب شده است تا میزان انرژی جداشدگی در رخداد عریان شدگی کاهش یابد که این رخداد از دید ترمودینامیک بیانگر کاهش تمایل سیستم به عریانشدگی است.

    کلیدواژگان: مخلوط های آسفالتی، خرابی رطوبتی، تئوری انرژی آزاد سطحی، سیکل یخ-ذوب، نانو کامپوزیت SBR
  • محمدامین حامدی راد، سید سجاد میرولد*، مسعود عطاریان، محمدابراهیم کیانی فر صفحه 6

    خاک سنگ آهک پسماندی است که در نتیجه خرد کردن سنگ های آهکی جهت تولید سنگدانه مصرفی در بتن بوجود می آید. وجود این ماده زاید در طبیعت موجب به وجود آمدن مشکلات گوناگون زیست محیطی می گردد. پژوهش حاضر به منظور تثبیت این پسماند در بتن خودتراکم و بررسی اثر آن بر خواص کارایی، مکانیکی و دوام صورت پذیرفته است. بدین منظور 9 طرح مخلوط حاوی درصدهای جایگزینی مختلفی از خاک سنگ آهک و بدون آن در انواع مواد سیمانی حاوی و فاقد میکروسیلیس مورد آزمایش و بررسی قرار گرفته اند. برای بررسی خواص مکانیکی از آزمایش های مقاومت فشاری و مقاومت کششی غیر مستقیم و برای بررسی خواص دوام، آزمایش های نفوذ یون کلراید (RCPT) و تخلخل باز بر روی نمونه های حاوی خاک سنگ آهک و همچنین نمونه شاهد فاقد آن انجام شد. خواص کارایی بتن های خودتراکم نیز با انجام آزمایش های جعبه L (L-Box) و جریان اسلامپ (Slump Flow) سنجیده شدند. نتایج نشان داد که نمونه های حاوی درصد بهینه ای (حدودا 10) از خاک سنگ آهک دارای خواص کارایی، مکانیکی و دوامی بهتری نسبت به نمونه شاهد می باشند. در نتیجه با مصرف خاک سنگ آهک به عنوان یک نوع ماده پسماند در بتن های خودتراکم، علاوه بر بهبود خواص کارایی، مکانیکی و دوام، می توان در راستای تامین اهداف توسعه پایدار و حفظ محیط زیست گام برداشت.

    کلیدواژگان: خاک سنگ آهک، پسماند، بتن خودتراکم، دوام، توسعه پایدار
  • حسین میرابی بنادکی، رضا مرشد* صفحه 7

    در سازه های بنایی، دیوارهای باربر نقشی مهم و اساسی در عملکرد لرزه ای کلی و حفظ یکپارچگی سازه دارند. بنابراین استراتژی های مقاوم سازی این نوع سازه ها عموما شامل مقاوم سازی دیوارها می شود. از روش های تقویت دیوارهای بنایی، روش کاشت در نزدیک سطح با استفاده از مصالح فولادی یا کامپوزیتی است. هرچند سازه های خشتی نیز جزیی از سازه های بنایی محسوب می شوند، ولی تحقیقات کمتری در مورد مقاوم سازی این سازه ها نسبت به سایر انواع سازه های بنایی صورت گرفته است. در تحقیق حاضر مقاوم سازی لرزه ای دیوارهای خشتی در برابر بارهای جانبی با استفاده از روش کاشت نزدیک سطح میلگردهای فولادی مورد ارزیابی آزمایشگاهی قرار گرفته است. نمونه-های آزمایشگاهی شامل چهار نمونه دیوار خشتی با مقیاس یک سوم به طول یک متر، ارتفاع 800 میلیمتر و ضخامت 200 میلیمتر بودند. میلگردهای تقویت یه روش کاشت نزدیک سطح به صورت شبکه متعامد در هر دو طرف نمونه های دیوار نصب شدند. نمونه ها همزمان تحت تنش فشاری محوری ثابت یک دهم مگاپاسکال و بارگذاری جانبی درون صفحه ای چرخه ای افزایش یابنده با کنترل تغییر مکان قرار گرفتند. بر اساس نتایج آزمایش ها، روش کاشت نزدیک سطح میلگرد فولادی با سیستم مهار پیشنهادی تاثیر قابل توجهی در بهبود مقاومت جانبی، سختی جانبی درون صفحه ای و شکل پذیری نمونه های دیوار خشتی داشت.

    کلیدواژگان: دیوار خشتی، بار چرخه ای، کاشت نزدیک سطح، مقاوم سازی، شکل پذیری
  • محمد کارکن*، سلیمان قوهستانی، سید محمد صابری زاده، مجید یعقوبی صفحه 8

    در این مقاله یک جزء دو گرهی برپایه ی نگره ی برشی مرتبه یکم (FSDT)، برای تحلیل ارتعاش آزاد و کمانش تیرهای چندلایه متقارن پیشنهاد می گردد. برای رابطه سازی جزء، میدان جایجایی از درجه سوم و میدان دوران آن نیز از درجه دوم انتخاب می شود. هم چنین کرنش برشی جزء نیز مقداری ثابت فرض شده است. با نوشتن کارمایه کل تیر و ایستا کردن آن نسبت به کرنش برشی، تابع های درون یاب برای میدان جابه جایی و دوران تیر به صورت صریح محاسبه می شود. شایان ذکر است که با کاهش ضخامت تیر، تابع های درون یاب جزء پیشنهادی، به تابع های درونیاب جزء اولر-برنولی تبدیل می شوند و مشکل قفل برشی در آن رخ نمی دهد. با بهره جویی از این تابع های درون یاب، ماتریس سختی تیر محاسبه می شود. در ادامه با نوشتن معادلات حاکم بر ارتعاش آزاد تیر، شکل صریح ماتریس جرم انتقالی و دورانی جزء پیشنهادی نیز محاسبه می شود. هم چنین، با بهره جویی از تابع های درون یاب، ماتریس سختی هندسی جزء نیز در دسترس قرار می گیرد. در پایان با آزمون های عددی پرشمار دقت و کارایی جزء پیشنهادی مورد ارزیابی قرار می گیرد. برای این منظور، تیرهای چندلایه متقارن با شرط های مرزی و نسبت طول به ضخامت گوناگون تحلیل می گردد. این آزمون ها نشان دهنده ی دقت بالای جزء در تحلیل ارتعاش آزاد و کمانش تیرهای چندلایه متقارن نازک و ضخیم می باشند. هم چنین، نبود مشکل قفل برشی در جزء پیشنهادی نیز به اثبات می رسد.

    کلیدواژگان: اجزای محدود، تیر، چندلایه، ارتعاش آزاد، کمانش
  • سجاد رنجبر، فریدون مقدس نژاد*، حمزه ذاکری صفحه 9

    ارزیابی اطلاعات روسازی یکی از مهم ترین گام های پیاده سازی سامانه مدیریت روسازی است و سالانه تلاش های گسترده ای به منظور افزایش کارایی این سامانه با استفاده از فناوری های جدید انجام شده است. در سال های اخیر تمرکز سازمان ها بر توسعه سامانه های خودکار به منظور برداشت و ارزیابی بهتر اطلاعات روسازی بوده و تحقیقات گسترده ای در این زمینه انجام شده است. دانش داده کاوی و یادگیری ماشین با هدف بهره گیری از داده های موجود برای ساخت سامانه های هوشمند از جمله جدیدترین زمینه های تحقیقاتی در علوم مختلف نظیر پزشکی، مهندسی، اقتصادی است و نتایج بسیار خوبی از به کارگیری این دانش ها بدست آمده است. در زمینه مدیریت روسازی تحقیقات متعددی با هدف به کارگیری یادگیری ماشین به ویژه در ارزیابی خرابی های روسازی انجام شده است و نتایج این تحقیقات نشان می دهد که روش های مبتنی بر داده کاوی و هوش مصنوعی، ابزار های قدرتمندی در ساخت سامانه های خودکار و هوشمند هستند. در این مقاله ضمن تشریح مفاهیم تیوری، تلاش شده است که مدل هایی با هدف تشخیص و دسته بندی خرابی ترک خوردگی روسازی با استفاده از شبکه های پیچشی عمیق و به کارگیری روش انتقال یادگیری ایجاد شود و عملکرد آن ها از نظر دقت و سرعت یادگیری و اجرا مورد ارزیابی قرار گیرد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که سرعت عملکرد مدل ها تا حد زیادی به مشخصه های مدل های از پیش تعلیم یافته بستگی دارد و دقت مدل ها بر اساس معیار های مختلف (accuracy، sensitivity، F-scoreو...) در بازه 0/94 تا 0/99 است که بیانگر عملکرد خوب مدل های مبتنی بر شبکه های پیچشی عمیق در تشخیص و ارزیابی خرابی های روسازی نظیر ترک خوردگی است.

    کلیدواژگان: یادگیری عمیق، انتقال یادگیری، ترک خوردگی روسازی، تشخیص، دسته بندی
  • سید عباس حسینی*، صادق اعتدالی صفحه 10

    مقدار چسبندگی بین بتن و میلگردهای مسلح کننده نقش تعیین کننده ای در رفتار سازه های بتن مسلح و همچنین مود شکست آنها دارد. این چسبندگی که تحت عنوان مقاومت باند شناخته می شود، اکثرا توسط پیوستگی مهاری تامین می شود و می تواند به واسطه تغییر ترکیبات بتن دستخوش تغییر گردد. مقاله حاضر به ارزیابی آزمایشگاهی مقاومت باند بین میلگرد و بتن حاوی پودر سنگ آهک پرداخته است. برای این منظور، مقادیر 5، 15 و 30 درصد سیمان نمونه بتنی شاهد (بدون پودرسنگ آهک) با سنگ آهک جایگزین شده و مقدار مقاومت باند به همراه مقاومت فشاری برای نمونه ها در سنین 7، 28 و 90 روزه بدست آمده است. دراین تحقیق از نمونه های مکعبی با ابعاد 15 سانتیمتر و میلگرد با قطر 16 میلیمتر برای ارزیابی باند استفاده شده است. درصد آب به سیمان ثابت و برابر با 4/0 در نظر گرفته شده است. همچنین مقدار مقاومت باند بین بتن و میلگرد از طریق آزمایش بیرون کشیدن میلگرد محاسبه شده است. نتایج کلی نشان می دهند که مقاومت باند با افزایش درصد سنگ آهک در بتن کاهش می یابد، مقدار این کاهش برای نمونه با 5 درصد پودر سنگ آهک کمتر از 10 درصد و برای نمونه با 30 درصد پودر سنگ آهک تقریبا 40 درصد بدست آمده است. همچنین ارزیابی مدل های موجود برای پیش بینی مقاومت باند نشان می دهد که این مدل ها مقاومت باند بزرگتری نسبت به نتایج آزمایشگاهی ارایه می دهند که در جهت خلاف اطمینان است. لذا ارایه یک مدل مناسب برای تخمین مقاومت باند نمونه های بتنی حاوی پودرسنگ آهک ضرورت می یابد

    کلیدواژگان: تکنولوزی بتن، مقاومت باند، پودر سنگ آهک، مقاومت فشاری، آزمایش بیرون کشیدن میلگرد
  • احمد شوشتری*، سجاد بایگی صفحه 11

    ایجاد و گسترش ترک در محیط متخلخل اشباع یکی از نکات مهمی است که در چند سال اخیر تحقیقات گسترده ای بر روی آن انجام شده است، یکی از روش های نوین برای بررسی و تحلیل ناپیوستگی در محیط دو فاز مانند گسترش ترک، روش المان محدود توسعه یافته می باشد. مزیت این روش نسبت به روش-های دیگر عدم نیاز به مش بندی مجدد محیط در هر مرحله از آنالیز می باشد. در روش المان محدود توسعه یافته با غنی کردن المان هایی که ناپیوستگی در آن ها وجود دارد، نیاز به مش بندی مجدد در هر مرحله از تحلیل نمی باشد. در این مقاله به بررسی گسترش ترک چسبنده در محیط متخلل اشباع دو فاز با استفاده از روش المان محدود توسعه یافته پرداخته شده است. برای تحلیل محیط متخلخل اشباع ابتدا معادلات بقای جرم، بقای مومنتوم و بقای انرژی برای در نظر گرفتن تاثیر همزمان جابجایی، فشار و دمای محیط متخلخل اشباع بر گسترش ترک بدست آمده و برای در نظر گرفتن نحوه گسترش ترک از مدل ترک جسبنده استفاده شده است. برای غنی کردن المان های ترک خورده از تابع هویساید و برای حل همزمان معادلات از روش نیوتن رافسون استفاده شده است. در انتها دو مدل عددی که توسط محققان دیگر مورد تحلیل قرار گرفته است، برای بررسی صحت سنجی روابط بدست آمده، مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج عددی بدست آمده نشان دهنده حداکثر 5 درصد اختلاف با نتایج کارهای عددی گذشته می باشد.

    کلیدواژگان: المان محدود توسعه یافته، مش بندی، محیط متخلل اشباع، ترک چسبنده، رشد ترک
  • سالار منیعی*، کاوه کرمی، پژمان فاتحی صفحه 12

    اخیرا شناسایی لحظه ای سازه ها تنها براساس خروجی اندازه گیری شده حین ارتعاش مورد توجه خاصی قرار گرفته است. یکی از روش‎های قدرتمند شناسایی آفلاین سیستم، روش آنالیز اجزای پراکنده می باشد که در زیرمجموعه روش‎های شناسایی کور منبع (BSI) قرار دارد. این روش با انتقال پاسخ‎های دینامیکی سازه از حوضه زمانی به فرکانسی موجب پراکندگی داده‎ها شده و بر اساس آن پارامترهای مودال سیستم شناسایی می گردد. در بخش انتقال داده ها به حوضه فرکانسی وجود مشکلاتی از قبیل حجم زیاد داده ها و نیاز به تغییر مداوم ابعاد پنجره های زمانی با توجه به تغییرات ورودی امکان شناسایی لحظه ای سیستم را دچار مشکل جدی می نماید. برای حل این چالش، در این پژوهش یک روش آنالیز اجزای پراکنده توسعه یافته برمبنای انتقال موجک (WT-SCA) به منظور شناسایی لحظه ای سیستم پیشنهاد می گردد. در ادامه، با بکارگیری WT-SCA و یک میراگر جرمی تنظیم شونده نیمه فعال (STMD) الگوریتمی برای توسعه یک سازه هوشمند ارایه می شود؛ به طوری که اگر در اثر تحریکات محیطی شدید در پارامترهای مودال سازه تغییری ایجاد شود مشخصات مکانیکی STMD به کمک WT-SCA به گونه ای تنظیم مجدد می گردد که همواره در برابر این تغییرات مقاوم و پایدار باشد. ارزیابی عملکرد و دقت روش پیشنهادی از طریق مثال‎های عددی انجام می گیرد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که WT-SCA با دقت قابل قبول سیستم را به صورت لحظه ای شناسایی و پاسخ های دینامیکی سازه مجهز به STMD را نیز به طور موثری کاهش می دهد.

    کلیدواژگان: آنالیز اجزای پراکنده، تبدیل موجک، شناسایی کورمنابع، شناسایی لحظه ای، میراگر جرمی تنظیم شونده نیمه فعال
  • محمود نادری*، علیرضا کبودان صفحه 13

    به دلیل نفوذ عوامل مخرب به داخل بتن و کاهش پایایی آن، اطلاع از میزان نفوذپذیری بتن بسیار مهم می باشد. در آیین‎ نامه‎ ها، نفوذپذیری بر اساس فشار و زمان مشخصی انجام می‎شود. درصورتی که مقدار فشار و مدت اعمال آن از عوامل مهم نفوذپذیری می‎باشند. لذا، اثر مقدار فشار، مدت اعمال آن و جهت بتن‎ریزی بر نفوذپذیری نمونه ‎های مکعبی بتنی ساخته شده با استفاده از سنگدانه‎ های خشک و نسبت‎ های آب به سیمان پرتلند تیپ 2 برابر با 4/0، 5/0 و 6/0 در سنین 7، 28 و 91 روز با استفاده از روش”محفظه استوانه‎ای“بررسی شده است. همچنین روش”پیچش“برای تعیین مقاومت نمونه‎ ها بکاررفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد رابطه خطی بین تنش برشی حاصل از پیچش و مقاومت فشاری وجود داشته و نفوذپذیری در جهت بتن ریزی کمتر از جهت عمود بر آن بوده و مقدار توان به دست آمده در تقریب رابطه بین حجم و عمق نفوذ با مقدار فشار، صرف‎نظر از نسبت آب به سیمان، در یک سن و جهت مشخص تقریبا ثابت است. این موضوع در تقریب رابطه بین حجم و عمق نفوذ با مدت اعمال فشار با استفاده از تابع توانی مشاهده نگردید. رابطه معکوسی بین مقاومت فشاری و نفوذپذیری نمونه‎ ها نیز مشاهده گردید. همچنین رابطه بین عمق و حجم نفوذ با استفاده از تابع خطی با دقت بسیار بالایی تقریب زده شد. اعداد رینولدز محاسبه شده نیز نشان‎دهنده جریان لایه‎ای نفوذ آب در نمونه‎ های بتنی است.

    کلیدواژگان: نفوذپذیری _”محفظه استوانه‎ای“_”پیچش“_ فشار آب، جهت بتن‎ریزی‎
  • رمضانعلی ایزدی فرد*، مهرداد عبدی مقدم صفحه 14

    یکی از مهمترین عوامل آلودگی محیط زیست تولید سیمان و یکی از عوامل آسیب به سازه های بتن آرمه دماهای بالا میباشد.در این مطالعه تاثیر جایگزینی 10 و 20 درصدوزنی سیمان با زیولیت بر مشخصات مکانیکی و دوام سازه های بتنی بررسی شده است. مشخصات مکانیکی شامل مقاومت فشاری و مقاومت کششی در حالت داغ و مشخصات دوام شامل جذب آب سطحی، عمق نفوذآب، مقاومت الکتریکی و افت وزنی بتن حرارت دیده است. دماهای بررسی شده بازه دمایی 28 تا 800 درجه سانتیگراد است. نتایج نشان داد که جایگزینی سیمان با زیولیت موجب کاهش جزیی مقاومت فشاری و کششی 28 و 42 روزه بتن معمولی شده است. این بررسی در دماهای بالا نشان داد که اگرچه جایگزینی درصدی از سیمان با زیولیت مقاومت فشاری بتن معمولی را به میزان کمی کاهش داده است، دررابطه با مقاومت فشاری نرمال شده در بیشتر دماهای آزمایش موجب بهبود این پارامتر شده است. علاوه براین، ملاحظه گردید برای جایگزینی 10 و 20 درصدوزنی سیمان با زیولیت مقاومت کششی بتن در دماهای بالا رابه ترتیب 21 و 13 افزایش داده است. این بررسی در رابطه با مقاومت کششی نرمال شده بتن در دماهای بالا برای درصدهای یاد شده، به ترتیب افزایش 22 و 14 درصدی را نشان داد. در رابطه با مشخصات دوام بتن ملاحظه گردید که اگرچه افزایش دمای آزمایش مشخصات دوام بتن معمولی را دچار آسیب کرده است، جایگزینی زیولیت با سیمان موجب بهبود آن مشخصات شده است. نتایج به نحوی بود که بهترین عملکرد دوام بتن، در نمونه های حاوی درصدهای بالاتر زیولیت حاصل گردید.

    کلیدواژگان: زئولیت، مشخصات مکانیکی، مشخصات دوام، دمای بالا، درصد جایگزینی با سیمان
  • وحید توفیق*، ریحانه باغبان شوکت آباد، محمدمحسن توفیق صفحه 15

    امروزه سیمان به عنوان پرمصرف ترین و رایج ترین تثبیت کننده خاک، مورد استفاده قرار گرفته است. ولی با توجه به آثار نامطلوب زیست-محیطی سیمان، ضرورت استفاده از ژیوپلیمرها بدلیل جنبه های مطلوب زیست محیطی به عنوان جایگزینی مناسب برای سیمان حایز اهمیت می-باشد. در این مطالعه از ژیوپلیمر بر پایه پوزولان طبیعی تفتان و نانومواد که شامل نانوسیلیس و نانورس می باشد، برای تثبیت خاک ماسه ای استفاده شده است. پارامترهای مختلف مانند نوع نانومواد، مقدار نانومواد، نسبت محلول فعال کننده قلیایی و زمان عمل آوری به عنوان عوامل موثر بر رفتار نمونه های تثبیت شده مورد توجه قرار گرفت. برای ارزیابی تاثیر ژیوپلیمر و نانومواد بر رفتار مکانیکی نمونه ها، آزمایش مقاومت فشاری محدودنشده و مقاومت کششی که معیار اصلی مقایسه نمونه ها بوده اند، انجام شده است. از طرفی تحلیل XRD و SEM جهت بررسی ریزساختاری خاک تثبیت شده، انجام گرفت. نتایج نشان می دهد که ژیوپلیمر بر پایه پوزولان طبیعی و نانومواد، جایگزین مناسبی برای مواد سیمانی در تثبیت خاک هستند، به طوری که افزودن پوزولان و نانومواد به خاک باعث افزایش مقاومت و بهبود رفتار مکانیکی نمونه ها می شود. از طرفی با افزایش میزان نانومواد (تا 2 درصد) و محلول قلیایی، مقاومت فشاری و کششی نمونه ها افزایش می یابد. مقاومت های به دست آمده، با مقاومت نمونه های تثبیت شده با سیمان مورد مقایسه قرار گرفته شده است. همچنین نتایج تحلیل ریزساختاری نشان دهنده واکنش شدید افزودنی های شیمیایی و تشکیل ژل آلومینوسیلیکاتی در ترکیبات ژیوپلیمری است که خود باعث افزایش ظرفیت باربری خاک و تثبیت آن می-شود.

    کلیدواژگان: تثبیت خاک، ژئوپلیمر، پوزولان تفتان، نانومواد، محلول قلیایی
|
  • Navid Ghanbari, Mehdi Hosseini *, Morteza Saghafiyazdi Page 1

    Rock masses are increasingly used as the substrate in a wide range of human activities. Facilities such as storage depots, wells, tunnels, and underground power plants are exposed to different rocky mechanics conditions in different types of bedrocks. Rock is a brittle naturally material that is subjected to a variety of environment impacts, such as temperature, confining pressure, humidity and water erosion. Moreover, the effect of confining pressure on rock fracture in most engineering fields has been considered. These include the stability analysis of rock to accumulate atomic waste in underground reservoirs, the hydraulic fracture process for extraction of oil and gas from different layers of the earth and analysis of the stability of underground mines. In this paper, Effect of confining pressure on Mode I and Mode II fracture toughness of Lushan sandstone were investigated. To investigate the effect of confining pressure on mode I and II fracture toughness, was used a Cracked Chevron Notched Brazilian Disc. In this study, the specimens were subjected to a confining pressure of 3, 5, 7and 10 MPa. In this experiments, samples of Lushan sandstone is studied samples. The results show that, with increasing confining pressure, mode I and II fracture toughness of sandstone increases linearly and nonlineary respectively.

    Keywords: Confining pressure, Sandstone, Fracture Toughness, Mode I, Mode II
  • Javad Abdollahi, Shahnaz Danesh *, Masoumeh Bahreini, Nima Emrani Page 2

    Nematodes are well-known due to their resistance to disinfectants and their ability to ingest and carry pathogens to water distribution systems. Coagulation and filtration play significant roles in removing these organisms in water treatment plants. Investigating the effect of different parameters on the nematodes removal has always been an interest to researchers. However, the simultaneous evaluation of these parameters needs a comprehensive statistical analysis. In this study, the effects of ferric chloride dosage, filter media type, and filtration rate were investigated on the removal efficiency of turbidity and nematodes in direct filtration process using response surface methodology and central composite face-centered design. Based on the results, the average removal efficiency of turbidity, motile nematodes and non-motile nematodes in single-media filter were 96.14, 94.02 and 41.39%, respectively. Meanwhile, these numbers for dual-media filter were obtained as 96.61, 95.76 and 46.01%, respectively. With the increase in coagulant dosage, the removal efficiency of nematodes was improved significantly. Furthermore, the removal efficiency of non-motile nematodes was increased as the filtration rate decreased. However, an increase in the filtration rate led to an unexpected increase in the removal efficiency of motile nematodes. This distinct behavior of the nematodes led to the independence of total nematodes removal from the filtration rate. According to the results, using the direct filtration process is suggested, when the turbidity of raw water is lower than 5 NTU. However, primary disinfection must be applied to immobilize the nematodes and compensate the weakness of granular beds in the removal of motile nematodes.

    Keywords: Surface water treatment, direct filtration, nematode, turbidity, Response surface methodology
  • Yousef Hassanzadeh *, Marjan Moazamnia, Sina Sadeghfam, AtaAllah Nadiri Page 3

    The estimation of hydraulic conductivity is one of the most important part of hydrogeological studies which is important in groundwater management. But due to practical, time or cost constraints, direct measurement is difficult. Hence, the using artificial intelligence models with low cost and high performance can be an appropriate alternative for this purpose. Since input data and different training techniques in these models are the most important source of uncertainty, the effect of various sources of uncertainty in output should be considered. In this research a Bayesian Model Averaging (BMA) are developed which includes the model combination of artificial neural network, fuzzy logic and neuro-fuzzy to estimate hydraulic conductivity and uncertainty analysis. In the BMA model, the weight of the models is determined by the Bayesian information criterion (BIC), and the within-model variance, steam from the uncertainty of input data and the between-model variance steam from uncertainty associated with the nature of the artificial intelligence model are calculated. In this study, the developed method has been applied to estimate the hydraulic conductivity in the Urmia aquifer. The results show that although the determination coefficient of BMA is not higher than the determination coefficient of the best model, the output of the BMA is the result of assigning weights that take into account the uncertainty between the models and the input data. Also, the effect of groundwater level variation on estimated hydraulic conductivity from pumpage test up to 2015 was evaluated and the result indicated an insignificant changes in hydraulic conductivity.

    Keywords: Bayesian Model Averaging, Hydraulic conductivity, artificial neural network, Fuzzy Logic, neuro-fuzzy
  • Javad Nazariafshar *, Majid Aslani, Nima Mehrannia Page 4

    The use of stone column is an effective method in modifying of poor soils. One of the methods of studying the behavior of soils improving with stone columns is homogenization method. In this method, the stone column and the surrounding soil are replaced with a homogenous soil. In homogenization method the equivalent parameters are calculated by means of weighted average of soil and column parameters with linear relations. In this study, equivalent shear strength and shear strength parameters of the soil improved with stone columns was calculated based on the analytical relationships and the accuracy of the relationships used was evaluated through triaxial tests. In this study with help of simulation of the unit cell in the laboratory scale and investigating the shear strength of soil improved with stone columns, behavior of stone columns was investigated. The laboratory experiment consisted of series of the triaxial tests with a diameter of 100 mm and height of 200 mm and sand column with diameter of 37.5 and 51 mm and 3 confining pressure 50,100,200 kPa. The results of this study shows that with the use of a stone columns in soft soil, the undrained shear strength and the stiffness of the sample is increased and with increased confining pressure, the percentage of undrained shear strength increased. The difference between shear strength parameters obtained from experiments and those predicted by analytical relationships with the increase in the stress concentration ratio increased and decreased with increasing undrained shear strength of the surrounding soil.

    Keywords: Unit Cell, Equivalent shear strenght, Homogenization, Triaxial Test, Stone Column
  • AliReza Azarhoosh *, Ghafar Rezvani Page 5

    Moisture damage is one of the common damages of asphalt mixtures due to the deteriorating effect of moisture on asphalt cement cohesion and asphalt cement-aggregate adhesion. Anti-stripping additives are used to enhance the strength of asphalt mixtures against this damage in order to increase the asphalt cement-aggregate adhesion and asphalt cement cohesion. In the present study, it has been tried to examine the effect of the nano clay/styrene-butadiene rubber (SBR) nanocomposite as asphalt cement modifier on the moisture susceptibility of asphalt mixtures using thermodynamic and mechanical technics. The asphalt specimens were placed under 1, 3, and 5 freeze-thaw cycles in order to simulate environmental conditions. The findings of this study indicated that the application of SBR nanocomposite has led to the improvement of the strength of the asphalt mixtures to moisture damage, particularly in specimens made using granite aggregates. In addition, the results of the surface free energy theory showed that asphalt cement modification using SBR nanocomposite increased and decreased the basic and acidic components of the base asphalt cement, respectively. This improved the adhesion between asphalt cement and acidic aggregates, which are prone to moisture damage. Moreover, the SBR nanocomposite use increased the cohesion free energy, hence increasing the resistance of asphalt film against the cohesion-type rupture. Furthermore, calculations based on thermodynamic concepts revealed that the asphalt cement modification has led to a reduction in the de-bonding energy in the stripping event; this event indicates a decrease in the tendency of the system to stripping from the thermodynamics view.

    Keywords: Asphalt mixtures, moisture damage, Surface free energy theory, freeze-thaw cycle, SBR nanocomposite
  • Mohammadamin Hamedirad, Sajjad Mirvalad *, Masoud Attarian, MohamadEbrahim Kianifar Page 6

    Limestone dust is the by-product of limestone grinding in the process of concrete aggregate production. Such waste material causes various environmental problems. The present experimental study has focused on stabilization of limestone dust in self-consolidating concrete (SCC) in order to decrease its negative environmental effects; the workability, mechanical and durability properties of different SCC samples were investigated. With that regards, nine SCC mixtures containing different percentages of limestone dust, Portland cement and silica fume were devised and casted. Overall, compressive strength, indirect tension, rapid chloride penetration, density, absorption, voids, slump flow, and L Box tests were performed on all mixtures. Considering the results, concrete mixtures which contained 10 percent limestone dust performed the best compared to the control sample and other blends form the point of view of workability, compressive and tensile strength, absorption, and resistance against chloride ions penetration. Accordingly, in addition to stabilization of limestone dust in concrete, which well satisfies the global approach towards sustainable development, workability, mechanical, and durability properties of SCC samples were considerably improved.

    Keywords: Limestone dust, waste, self consolidating concrete, Durability, Sustainable Development
  • Hosein Mirabi Banadaki, Reza Morshed * Page 7

    In masonry structures, load bearing walls play a crucial role in the overall seismic performance and structural integrity. Thus, their retrofitting strategies typically involve retrofitting of their walls. One of the retrofitting technique can be using steel or composite materials in the form of near-surface-mounted (NSM) reinforcement. Despite being considered as masonry structures, there have been fewer investigations on seismic retrofitting of the adobe structures. In the current study, the efficiency of NSM steel rebars in improving the seismic performance of adobe wall is investigated through experimental investigations. The test specimens were comprised of four scaled-down (1/3) adobe walls measuring 1000 mm in length, 800 mm in height, and 200 in thickness. Retrofitting bars, in the form of two perpendicular NSM meshes, were applied on both sides of the walls. The specimens were tested under an incremental in-plane cyclic loading reversals applied simultaneously with a constant axial pre-compression of 0.1 MPa. Based on the obtained experimental results, NSM technique accompanied with the proposed anchorage system had a considerable effect in improving the lateral strength, lateral in-plane stiffness, and ductility of adobe wall specimens.

    Keywords: Adobe wall, Cyclic loading, NSM technique, Retrofitting, Ductility
  • Mohammad Karkon *, Soliman Ghoohestani, Seyed Mohammad Saberizadeh, Majid Yaghoobi Page 8

    In this paper, a new 2-node element is proposed for free vibration and buckling analysis of symmetrically laminated beams. The element’s formulation is based on first order shear deformation theory (FSDT). For this aim, the deflection and rotation field of the element is selected from third and second order functions, respectively. Moreover, the shear strain is assumed to be constant along with the element. By establishing the total strain energy in the element and stationary with respect to shear strain, the explicit form of the shape functions of deflection and rotation fields of the proposed element, are obtained. It should be mentioned, by decreasing the element’s thickness, these shape functions are approach to the Euler-Bernoulli shape’s functions and the shear locking problem does not occurred in the element. By utilizing the obtained shape functions, the explicit form of the stiffness matrix are calculated for the element. On the other hand, by using the governing equation of the free vibration and buckling of the beam, the explicit form of the translation and rotary mass matrices, and geometric stiffness matrix of the element are obtained. Finally, several numerical tests fulfill to assess the robustness of the developed element. For this purpose, free vibration and buckling analysis of symmetrically laminated beams with different boundary conditions and aspect ratios, are performed. The results of the numerical tests demonstrate high accuracy and efficiency of the proposed element for free vibration and buckling analysis of laminated beams.

    Keywords: finite element, laminated, beam, free vibration, Buckling
  • Sajad Ranjbar, Fereydoon Moghaddasnezhad *, HAMZEH ZAKERI Page 9

    Pavement inspection is one of the most important steps in implementation of pavement management system and extend efforts have been done to increase the efficiency of this system by using the new technologies. In recent years, transportation agencies focus on creating automatic and more efficient systems for pavement inspection and a large number of researches have been done for this aim. According to progress of computer science, data mining and machine learning as computer-based methods are used more in various areas (such as engineering, medical and economy) and significant results have been achieved. In pavement management area, several researches have been performed with aim of the applying the machine learning especially in pavement distresses evaluation. In this paper, the theoretical concepts have been explained and several models have been created based on deep convolutional networks using transfer learning to detect and classify pavement cracks as the most prevalent pavement distress, and the performance of these models has been evaluated considering learning and test speed, and accuracy as the most important performance parameters. The results of this research indicate that the speed of models almost depends on the pre-trained models characteristics that applied in transfer learning process. Also the accuracy of models based on various metrics (Sensitivity, F-score, etc.) is in range of 0.94 to 0.99 and indicates that deep learning method can be used to create expert systems for detection, classification, and quantification of pavement distresses such as cracking.

    Keywords: Deep learning, transfer learning, pavement cracking, Detection, Classification
  • Seyed Abbas Hosseini *, Sadegh Etedali Page 10

    The amount of adhesion between the concrete and the reinforcing bars plays a decisive role in the behavior of the RC structures, as well as their failure mode in the final extreme cases. This adhesion, known as band resistance, can be altered by changing the concrete mix. Laboratory evaluation of bond strength between rebar and concrete containing limestone powder is carried out in the present paper. For this purpose, 5, 15 and 30% of the cement of the control specimen (without limestone powder) is replaced with limestone powder and bond and compressive strength are obtained for specimens at the age of 7, 28 and 90 days. In this study, 15 cm concrete cubic and 16 mm diameter rebar is used to evaluate the bond. The water to binder ratio (w/b) is fixed at 0.4. Also, the test of pulling out the rebar is applied to calculate the bond strength between the concrete and steel reinforcement. The overall results show that the bond strength decreases with the increasing percentage of limestone in concrete, the amount of this reduction is less than 10% for a sample with 5% limestone powder, while a reduction about 40% is obtained for a sample with 5% limestone powder. The assessment of the exciting models for prediction the bond strength indicates that these models estimate a bond strength larger than those given by the experimental results. Therefore, it is necessary to provide a suitable model for estimating the bond strength of concrete containing limestone powder.

    Keywords: Concrete technology, Bond Strength, Limestone Powder, Compressive Strength, Pull Out Test
  • Ahmad Shooshtari *, Sajjad Baygi Page 11

    Initiation and progression of cracks in a saturated porous media is an important topic which has attracted considerable attention from researchers in the recent years. Extended finite element method (EFEM) is a contemporary technique removing the necessity of consecutive meshing of the problem in the analysis process. In the EFEM by enriching the elements whose discontinuity there exists, there is no need for re-meshing at each step of the analysis. .In this paper, EFEM is used to evaluate progression of cohesive crack in a two phase saturated porous media. To analyze the saturated porous media, at the first, the equations of mass conservation, momentum conservation, and energy conservation are established to consider simultaneous effects of displacement, pressure, and temperature on the crack progression. The cohesive model is used to simulate crack progression. Heavy-side functions are used to enrich finite elements and the resulting system of equations are solved by Newton Raphson method. Finally, the two numerical models were analyzed by other researchers is considered to evaluate the derived relationships. Numerical result show that maximum variation by other researchers is 5%.

    Keywords: extended finite element method, meshing, Saturated porous media, cohesive crack, growth of crack
  • Salar Manie *, Kaveh Karami, Pejman Fatehi Page 12

    Recently, output only based real time identification of structures has attracted attention. One of the powerful offline system identification is the sparse component analysis (SCA) methods which are essentially a subset of blind source identification methods. This methods by transferring the dynamic response of the structure from time domain to frequency domain results in sparsity of the data and identifies the modal parameters of the system. In transferring data to the frequency domain, issues such as high data volume and continuous need for changing the time windows according to the variations in the input data result in limitations for real time identification. To overcome these problems, in this study, a wavelet transform-based sparse component analysis (WT-SCA) method is proposed for real time identification of structures. Then, using the proposed WT-SCA method and a semi-active tuned mass damper (STMD), an algorithm is proposed for developing a smart structure in a way that if any changes tend to occur in modal parameters of the structure due to a strong environmental excitation, the mechanical characteristics of the STMD using the WT-SCA method are retuned such that the system is stable and quite robust against the variations. The performance and accuracy of the proposed method are evaluated using numerical examples. Results demonstrate that the WT-SCA identities the real-time system state of the system with acceptable accuracy and reduces the dynamic response of structures equipped with STMD device effectively.

    Keywords: Sparse component analysis, Wavelet transform, blind source identification, real time identification, semi-active tuned mass damper
  • Mahmood Naderi *, Alireza Kaboudan Page 13

    Due to penetration of harmful agents into concrete and reduction of its durability, having knowledge about the value of concrete permeability is of importance. Permeability tests are conducted using a specified pressure and duration in concrete codes. While pressure value and its duration are important factors effecting permeability. So, the effects of the test pressure value, its duration and the direction of the casting on the permeability of cubic concrete samples made of dried aggregates and different water to type II Portland cement ratios equal to 0.4, 0.5 and 0.6 at the ages of 7, 28 and 91 days are evaluated using ‘‘cylindrical chamber’’ method. ‘‘Twist-off’’ method is also used for determination of concretes strength. The obtained results show that a linear relationship exists between shear stress of twisting moment and compressive strength and permeability of the samples in casting direction is lower than the permeability perpendicular to casting direction and the exponent obtained to approximate the relationship between penetration volume and depth with pressure is approximately constant in a specific age and test direction, regarding the water to cement ratio. This issue wasn’t observed in approximation of the relationship between penetration volume and depth with the pressurizing time using power function. An inverse relationship between compressive strength and permeability of samples was also observed. The relationship between penetration volume and depth was approximated with high accuracy using linear function. The calculated Reynolds number also shows that flow regime is laminar in concrete samples.

    Keywords: Permeability, “Cylindrical Chamber”, “Twist-Off”, Water Pressure, Casting Direction
  • RAMEZAN ALI IZADIFARD *, Mehrdad Abdi Moghadam Page 14

    One of the major environmental contamination factors is cement production and of major damaging factors of reinforced concrete structures is high temperatures. In this study, the effect of substitution of 10 and 20% of cement weight with zeolite on mechanical and durability properties of concrete structures at high temperatures has been investigated. Mechanical properties including compressive and tensile strength of concrete in the hot condition and the durability characteristics of the concrete after cooling, including surface water absorption, the penetration depth of water, electrical resistance and weight loss have been investigated. This study covers temperatures of 28 to 800 ° C. The results showed that the replacement of cement with zeolite reduced the compressive strength and tensile strength of 28 and 42 days. This assessment at high temperatures showed that although the replacement a portion of cement with zeolite decreased the compressive strength of normal concrete, the normalized compressive strength improved at most test temperatures. In addition, it was observed that by substitution 10 and 20% of cement weight with zeolite, the tensile strength of normal concrete at high temperatures increased by 21 and 13 percent averagely. This improvement for normalized tensile strength was 22 and 14%, respectively for mentioned substitution. Although the increase in the test temperature has had adverse effects on the durability of concrete, the replacement of cement with zeolite has improved the durability specification. The best durability properties of concrete were achieved in samples containing higher percentages of zeolite.

    Keywords: zeolite, Mechanical Properties, durability properties, high temperature, content of zeolite
  • Vahid Toufigh *, Reyhane Baghban Shokatabad, MohammadMohsen Toufigh Page 15

    Today, Portland cement is used as the most common material for construction purposes and stabilizer forbuilding bases and substrates in civil engineering. However, engineers are looking for a replacement of cementdue to adverse environmental impacts. Geopolymer and alkali activated materials as environmentally friendlymaterials are a suitable alternative to cement. In this study, geopolymers based on Taftan natural pozzolan and nanomaterials (nanoclay and nanosilica) were used to stabilize sandy soil. Various parameters such as type ofnanomaterial, amount of nanomaterial, alkaline activator solution ratio and curing time were taken intoaccount as the affecting factors on the behavior of stabilized specimens. To evaluate the effect of geopolymerand nanomaterials on sandy soil stabilization, in addition to testing of the unconfined compressive strength(UCS) and the tensile strength, which is the main criterion for comparison of specimens, X-ray diffraction andscanning electron microscopy were performed to verify the microstructure of the stabilized soil. Based on thisstudy, natural pozzolan and nanomaterials are appropriate and beneficial alternative materials in stabilizationof earth structures. The results showed that the addition of pozzolan and nanomaterials to soil and increasingthe amount of alkaline solution caused an increase in the unconfined compressive strength and the tensilestrength of the soil and thus the soil stabilization. Additionally, the results of the microstructural analysisindicate a strong reaction of chemical additives and the formation of aluminosilicate gel in geopolymercompounds, which itself increases the load-bearing capacity of the soil and stabilizes it.

    Keywords: Soil Stabilization, Geopolymer, Taftan pozzolan, Nanomaterials, Alkaline solution