فهرست مطالب

نشریه مهندسی عمران
سال پنجاه و دوم شماره 12 (اسفند 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/12/13
  • تعداد عناوین: 17
|
  • غلامحسین حامدی*، داود ساعدی، حمید شیرمحمدی، یونس آذریون صفحه 1

    امروزه، تکنولوژی آسفالت شیشه‏ای به عنوان روشی کارآمد جهت کاهش هزینه‏های تولید آسفالت، کاهش مصرف سوخت و کاهش آلودگی‏های زیست محیطی ناشی از تولید این نوع زباله به شمار می‏رود. یکی از مشکلات اصلی در جهت توسعه روزافزون آسفالت شیشه‏ای این است که این نوع مخلوط آسفالتی در برابر خرابی رطوبتی ضعیف‏تر از سایر مخلوط‏ها است. پژوهش حاضر به ارزیابی حساسیت‏های رطوبتی مخلوط‏های آسفالت شیشه‏ای (حاوی 10 درصد شیشه جایگزین قسمت ریزدانه) و مخلوط‏های آسفالت گرم و مقایسه‏ای بین عملکرد این دو نوع مخلوط به همراه تاثیر دو نوع افزودنی نانوآهک هیدراته و نانو کربنات کلسیم در برابر خرابی رطوبتی پرداخته است. ارزیابی حساسیت رطوبتی مخلوط‏های آسفالتی از طریق آزمایش مکانیکی لاتمن اصلاح شده تحت استاندارد لاتمن اصلاح‏شده و آزمایش ترمودینامیکی صفحه ویلهلمی بر اساس روش ‏های انرژی آزاد سطحی صورت گرفته است. نتایج به دست آمده از آزمایش کشش غیرمستقیم نشان می‏دهند که مقاومت مخلوط های آسفالت شیشه ای در شرایط خشک بیشتر از مخلوط ‏های آسفالت گرم است. با این حال، مخلوط ‏های آسفالت شیشه‏ای تحت شرایط مرطوب با افت مقاومت بیشتری نسبت به مخلوط‏های آسفالت گرم مواجه شده‏اند. نتایج به دست آمده از آزمایش ترمودینامیکی نیز نشان می‏دهند که اصلاح هر دو نوع قیر با استفاده از نانو آهک هیدراته و نانو کربنات کلسیم باعث افزایش انرژی آزاد سطحی کل و انرژی آزاد پیوستگی هر دو نوع قیر پایه شده است. این افزایش سبب بهبود مقاومت مخلوط‏های ساخته شده با این نوع قیرها در برابر خرابی‏های رطوبتی از نوع پیوستگی می‏شود که یک اثر مثبت در کاهش خرابی رطوبتی به شمار می‏رود.

    کلیدواژگان: مخلوط آسفالت شیشه ای، مخلوط آسفالت گرم، حساسیت رطوبتی، نانو مواد، لاتمن اصلاح شده
  • محمد امیری*، مرضیه آریانپور صفحه 2
    زمینه و هدف

    سازه های بتنی مورد استفاده در منابع مختلف از جمله صنایع ذوب آهن، آلومینیوم و دفن زباله های خطرناک ممکن است در معرض حرارت زیاد قرار گیرند و تحت تاثیر حرارت عملکرد آنها دچار نقصان شود. از سوی دیگر ژیوپلیمرها به عنوان شاخه ای از مواد آلومینوسیلیکاتی رفتار پایدارتری نسبت به بتن معمولی در مقابل حرارت از خود نشان می دهند. نانوساختار هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) و هیدرات آلومینوسیلیکات کلسیم (C-A-S-H) از محصولات فرآیند ژیوپلیمرازاسیون است بر این اساس هدف این مقاله بررسی تاثیر حرارت های زیاد بر پارامترهای مقاومتی بتن ژیوپلیمری از منظر ریزساختاری با نگرش به تغییرات نانوساختار C-S-H و C-A-S-H است.

    روش بررسی

    در این راستا حدود 300 نمونه به مدت 1تا 28 روزه درحمام رطوبت عمل آوری شده است. سپس همه آزمونه ها به مدت 2 ساعت در دماهای 25 تا 900 درجه سلسیوس قرار گرفته است. درصد تغییرات طولی و وزنی، مقاومت فشاری، آزمون امواج فراصوت و رفتار ترک خوردگی در تمام آزمونه ها مورد بررسی قرارگرفته است. همچنین برای ارزیابی رفتار ریزساختاری آزمونه ها در دماهای مختلف از تصاویر (SEM) و (EDX) استفاده شد.

    بحث و نتیجه گیری: 

    براساس نتایج پژوهش حاضر به دلیل ماهیت رفتاری نانوساختار C-S-H و C-A-S-H، تغییرات وزن، طول و مقاومت فشاری نمونه ها وابسته به رفتار این نانوساختارها است. با شروع تجزیه نانوساختار C-A-S-H بر اثر حرارت زیاد، افت مقاومت فشاری و افت وزنی مشاهده شده و ترک ها نیز گسترده تر می شود. همچنین مقاومت فشاری نمونه 28 روزه تحت دمای 900 درجه سلسیوس از kg/cm2 604 به مقدار kg/cm2 75 کاهش یافته است.

    کلیدواژگان: حرارت زیاد، بتن ژئوپلیمری، مقاومت فشاری، نانوساختار C-A-S-H، SEM
  • امیررضا مهدوی، امیررضا ممدوحی*، مهدیه الله ویرنلو صفحه 3

    شبکه های حمل و نقل همگانی، به عنوان یکی از زیرساخت های اساسی شهرها، در کاهش آلودگی هوا و ازدحام ترافیک نقش مهمی را ایفا می نمایند. برای انتخاب راهکار مناسب جهت توسعه شبکه مترو، به عنوان یکی از کاراترین شیوه های حمل و نقل همگانی، از شاخص های ارزیابی استفاده می گردد. در این پژوهش، شاخصی جهت ارزیابی شبکه های مترو ارایه می گردد که از 4 معیار طول شبکه، ویژگی های توپولوژی، تراکم ایستگاه و متوسط طول کمان برای امتیاز شکل شبکه (عدد صحیحی بین صفر و 10) و از دو معیار تعداد مسافر سالیانه و تعداد مسافر بر واحد طول به عنوان امتیاز سرویس دهی (بین صفر و یک) استفاده می گردد. بر اساس این شاخص شبکه متروی تهران با کسب امتیاز 390/4 در رتبه 29 و شبکه متروی نیویورک با کسب امتیاز 506/8 در رتبه اول در بین 52 شهر جهان قرار می گیرند. بر اساس معیارهای پیچیدگی و اتصال شبکه و با توجه به خوشه بندی فازی می توان گفت شبکه متروی تهران در مرز شبکه های متروی توسعه یافته قرار دارد. از طرفی با در نظر گرفتن معیارهای متوسط طول خط و تعداد ایستگاه های شبکه و مرزهای فازی ارایه شده، متروی تهران در مرز شبکه های دسترسی منطقه ای و پوشش منطقه ای قرار می گیرد. همچنین با توجه به مدل های رگرسیون ارایه شده برای تخمین طول و تعداد ایستگاه های شبکه مترو بر اساس روند جهانی، شهر تهران باید دارای شبکه ای با طول 3/206 کیلومتر طول (1/31 کیلومتر کمبود) و 147 ایستگاه (8 ایستگاه کمبود) باشد.

    کلیدواژگان: شاخص ترکیبی، ارزیابی، مترو، رتبه بندی، تهران
  • رضا بابایی، احسان جباری*، مرتضی اسکندری قادی صفحه 4

    هزینه بالای ساخت شبکه، نیاز به حل اساسی وابسته به شرایط مسیله، تکینگی، شبیه سازی کل میدان و... از برجسته ترین نقاط ضعف روش های عددی باشبکه پرکاربرد در حل مسایل مکانیک محیط های پیوسته می باشد. در این پژوهش، با هدف رفع برخی از این نواقص، روش بدون شبکه پایه-شعاعی چندربعی برای آنالیز دوبعدی امواج لرزه ای در مخازن سدهای صلب توسعه داده شد. به این منظور، معادله هلمهولتز و شرایط مرزی مختلط حاکم بر مسئله با استفاده از تابع چندربعی در حوزه فرکانس بازتولید و روند حل آن ارایه گردید. نتایج نشان داد که استفاده از فرم اصلی و مختلط این تابع به ترتیب برای فرکانس های کمتر و بیشتر از فرکانس طبیعی مخزن، زمان محاسبات را بهینه می کند. همچنین برای تعیین مهم ترین عامل در دقت و همگرایی روش مذکور یعنی پارامتر شکل بهینه، ابتدا ناکارآمدی برخی از روش های پرکاربرد پیشین به اثبات رسید سپس یک الگوریتم جدید و پرسرعت معرفی گردید. نتایج این پژوهش نشان داد که پارامتر شکل بهینه برحسب فرکانس های مختلف بارگذاری قابل فرمول بندی است. چنین ویژگی کاربرد روش چندربعی در این مسئله خاص را نسبت به سایر روش ها آسان تر و هزینه های محاسباتی آن را کمتر می کند. دقت بالای روش حاضر طی دو مثال مختلف به ترتیب با و بدون در نظر گرفتن اثر جذب رسوبات کف مخزن در مقایسه با حل های دقیق نشان داده شد که خطای ناچیز آن به دلیل تعریف یک تابع تخمین پیوسته دقیق در کل دامنه مسئله و نیز استفاده از یک الگوریتم کارا برای پیدا کردن پارامتر شکل بهینه می باشند.

    کلیدواژگان: روش پایه-شعاعی چندربعی، سد بتنی وزنی، پارامتر شکل، حوزه فرکانس، فشار هیدرودینامیک
  • فرهاد بهنام فر*، مسعود شفیعی ورزنه صفحه 5

    یکی از سیستم های باربر ساختمانی متداول از سال های دور تا کنون، ساختمان با دیوار باربر بنایی می باشد. اگرچه این سیستم ساختمانی برای انتقال بارهای ثقلی مناسب می باشد ولی در صورتیکه بدون کلاف باشد برای تحمل بارهای جانبی مناسب نخواهد بود. .به منظور بررسی وضعیتساختمان های بنایی موجود نیاز است که بتوان مقاومت و سختی جانبی دیوارهای بنایی را محاسبه کرد. در دستورالعمل بهسازی ساختمان های موجود (نشریه 360) روابطی جهت محاسبه سختی دیوار بنایی بدون بازشو ارایه شده است. در این مقاله رابطه ای جهت محاسبه سختی دیوار بنایی بازشودار با کلاف و بدون کلاف بتنی ارایه شده و با استفاده از مدل های اجزاء محدود روابط محاسبه شده مورد ارزیابی قرار داده می شود.نمونه های انتخاب شده برای آزمون صحت سنجی شامل دو دیوار بنایی با کلاف های بتنی پیرامونی و یک دیوار بنایی بدون کلاف می باشند. از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس برای انجام تحلیل های غیرخطی عددی استفاده شده است. نتایج حاصله نشان می دهد وقتی نسبت سطح بازشو به سطح دیوار بزرگ بوده و مساوییک سوم است، خطای روابط تحلیلی به اوج خود می رسد. در این حالت ضریب اصلاح سختی بین 1.5 تا 3 تغییر می نماید. در چنین شرایطی مقدار ضریب اصلاح سختی به شدت به موقعیت بازشو در دیوار حساس می باشد. به طور کلی، هرچه موقعیت بازشو پایین تر باشد، دقت روابط تحلیلی بیشتر می شود که تا 2 برابر هم می رسد. این نشان می دهد که دقت فرضیات تیوری مرتبه اول در این شرایط بیشتر است.

    کلیدواژگان: دیوار بنایی، بازشو، سختی جانبی، المان محدود، کلاف بتنی
  • سید مجید موسوی، حسام سیدکابلی* صفحه 6

    با توجه به اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب، اتخاذ سیاست های سازگار با تغییر اقلیم به منظور کاهش معضلات اجتماعی-اقتصادی ناشی از آن و توسعه پایدار منابع آب، برای تصمیم سازان آب اجتناب ناپذیر خواهد بود. یکی از روش های سازگاری، افزایش بهره وری آب در پایین دست مخازن است که اثرات تغییر اقلیم شامل کاهش رواناب های ورودی به مخزن و افزایش نیاز آبی شبکه آبیاری را تعدیل خواهد کرد. در این مطالعه تاثیر بهره وری آب به عنوان راهکار سازگاری با تغییر اقلیم آتی در بهره برداری بهینه از مخزن سد جره مورد بررسی قرار گرفت. 15 سناریو تغییر اقلیم با استفاده از ریزمقیاس کردن خروجی مدل های CMIP5 برای دو دوره آتی نزدیک (2044-2020) و دور (2094-2070) تولید شد. برپایه این سناریوها میزان رواناب ورودی به مخزن و نیاز آبی پایین دست برای هر دو دوره مدل سازی شد. یک مدل بهینه ساز با درنظرگرفتن پارامتر ضریب بهره وری به منظور تعریف چهار سناریوی بهره وری آب در پایین دست (صفرS1-، 1/0S2-، 3/0S3- و 5/0S4-) توسعه داده شد. نتایج نشان می دهد که میزان جریان ورودی به مخزن تا 8/18% کاهش و میزان تقاضای آب تا 29% افزایش پیدا می کند. تخصیص آب به منظور جبران افزایش نیاز در دوره های آتی تا 7/18% نسبت به دوره پایه تحت سناریو S1 افزایش پیدا می کند که ممکن است اعتماد پذیری سیستم مخزن در تخصیص آب را کاهش دهد. افزایش ضریب بهره وری آب تا 5/0 در دوره آتی، اعتماد پذیری سیستم را تا 20% افزایش می دهد که منجر به کاهش معضلات اجتماعی-اقتصادی ناشی از تغییر اقلیم در منطقه خواهد شد.

    کلیدواژگان: ضریب بهره وری، بهینه سازی، تغییر اقلیم، مخزن، سازگاری
  • بهنام نایب زاده*، محمدعلی لطف للهی یقین، رسول دانشفراز صفحه 7

    در مطالعه حاضر برای افزایش راندمان استهلاک انرژی جریان، اثر توامان شیب شکن قایم، واگرایی تدریجی و صفحات مشبک قایم مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در یک فلوم آزمایشگاهی افقی با مقطع مستطیلی، با دو ارتفاع شیب شکن قایم و در نسبت های واگرایی دیواره 5/0 تا 1، نسبت تخلخل صفحات مشبک 40% و 50% و محدوده عدد فرود 68/0 تا 92/0 انجام گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از صفحات مشبک و واگرایی دیواره ها باعث افزایش استهلاک انرژی و کاهش عمق استخر و عمق پایین دست می گردد. بکارگیری دیواره واگرایی، صفحات مشبک و تاثیر استفاده همزمان از صفحات مشبک و دیواره واگرایی به ترتیب باعث افزایش 25، 44 و 48 درصدی راندمان استهلاک انرژی می گردد. نسبت تخلخل صفحات مشبک تاثیر چندانی بر روی استهلاک انرژی ندارند ولی باعث کاهش عمق استخر و افزایش عمق پایین دست می گردد. در شرایط هیدرولیکی یکسان، با افزایش ارتفاع شیب شکن میزان استهلاک انرژی جریان در اثر شدت برخورد بیشتر جت جریان عبوری از روی شیب شکن با کف پایین دست آن افزایش و عمق استخر کاهش می یابد. با افزایش دبی، پرش هیدرولیکی تشکیل شده در بالادست صفحات مشبک با نسبت تخلخل 40 درصد از نوع مستغرق بوده و به بالادست حرکت می کند. این در حالی است که در صفحات مشبک 50 درصد پرش ایجاد شده بصورت آزاد بوده و به سمت پایین دست حرکت می کند.

    کلیدواژگان: شیب شکن قائم، راندومان استهلاک انرژی، واگرایی تدریجی، صفحات مشبک، عمق استخر
  • حسین غفارزاده*، رویا راجی صفحه 8

    این مقاله از کنترلر مقاوم H∞ با فیدبک استاتیکی خروجی و تیوری نامساوی های ماتریسی خطی(LMI) و نیز تعدادی تغییرات در متغیر های LMI برای مقاوم سازی سازه های ساختمانی برشی در مقابل انواع عدم قطعیت ها و نیز نیرو های دینامیکی زلزله و باد استفاده می کند. برای جلوگیری از از بین رفتن عملکرد کل سیستم در اثر از کار افتادن کنترلر مرکزی، جلوگیری از جابه جایی حجم زیادی از داده ها بین سنسور ها و کنترلر و نیز مسایل اقتصادی، بحث جایگزینی روش کنترل متمرکز با کنترل غیر متمرکز درانواع مختلف شامل کنترل کاملا غیرمتمرکز و کنترل غیرمتمرکزجزیی درگیر و غیردرگیر مورد مطالعه قرار می گیرد و سپس میزان مقاومت روش مذکور هم در کنترل متمرکز و هم در کنترل های غیرمتمرکز در برابر نیرو های دینامیکی مانند زلزله، عدم قطعیت در تحریکات زلزله و شکست سنسورها ارزیابی می شود و با یکدیگر مقایسه می شود. در نهایت پاسخ های حاصل از الگوریتم کنترلی مورد استفاده با نتایج حاصل از کنترل رگولاتور درجه دوم خطی (LQR) مقایسه می شود. برای این ارزیابی دو مثال عددی حل شده است. یک سازه ی برشی 5 طبقه و یک سازه ی برشی بنچ مارک 20 طبقه. بر اساس نتایج، الگوریتم مذکور کاملا در برابر گسیختگی سنسورها مقاوم است، همچنین کنترلرهای غیرمتمرکز نتایج بسیار نزدیکی به کنترلر متمرکز دارند. عدم قطعیت تحریکات زلزله تغییراتی در پاسخ ها ایجاد می کند ولی باز هم پاسخ های کنترل شده به طور قابل توجهی کمتر از پاسخ های کنترل نشده هستند. لازم به ذکر است که روش مورد استفاده پاسخ ها را به صورت قابل ملاحظه ای کمتر از روش کنترلی LQR کاهش می دهد.

    کلیدواژگان: کنترل فعال، کنترل غیرمتمرکز، گسیختگی سنسور، عدم قطعیت، تحریکات زلزله
  • لیلا مرادی*، طاهر رجایی، مائده صادقپور حاجی صفحه 9

    هدف از انجام این تحقیق ارزیابی ریسک های زیست محیطی سد البرز بر روی رودخانه بابلرود واقع در شهرستان بابل، با استفاده از روش های تصمیم گیری چند شاخصه بود. در ابتدا به شناسایی محیط زیست محدوده مورد مطالعه پرداخته شد و سپس لیستی از ریسک های زیست محیطی شناسایی شده، در فاز ساختمانی و بهره برداری تهیه و در قالب پرسشنامه در اختیار کارشناسان محیط زیست و آشنا با حوزه سد البرز قرار داده شد. ریسک های زیست محیطی براساس سه شاخص شدت وقوع، احتمال وقوع و اهمیت ریسک، طبق طیف امتیازدهی لیکرت توسط کارشناسان امتیازدهی گردید، سپس با استفاده از روش های تاپسیس و تاپسیس فازی رتبه بندی ریسک های زیست محیطی انجام شد. مهمترین ریسک های سد البرز با استفاده از روش تاپسیس در فاز ساختمانی به ترتیب: تخریب جنگل در محدوده سد با امتیاز 926/0 ، جابه جایی ساکنان مخزن سد با امتیاز 837/0 و در فاز بهره برداری به ترتیب: لایه بندی حرارتی مخزن سد با امتیاز 847/0 ، زمین لغزش با امتیاز 751/0 ، همچنین مهمترین ریسک های سد البرز با استفاده از روش تاپسیس فازی در فاز ساختمانی به ترتیب: جابه جایی ساکنان مخزن سد با امتیاز 682/0 ، تخریب جنگل در محدوده سد با امتیاز 677/0 و در فاز بهره برداری به ترتیب: لایه بندی حرارتی مخزن سد با امتیاز 645/0 ، زمین لغزش با امتیاز 630/0 بدست آمد و در نهایت برای رفع تعارض بین نتایج از یکی از روش های ادغام (روش میانگین رتبه ها) استفاده شد.

    کلیدواژگان: ارزیابی ریسک زیست محیطی، تصمیم گیری چند شاخصه، تاپسیس، تاپسیس فازی، سد البرز
  • مسعود رابطی مقدم*، جهانپور منفرد، منصور پرویزی صفحه 10

    در مطالعه حاضر به بررسی اثر ژیوگرید بر ظرفیت باربری پی نواری واقع بر خاک ماسه ای تحت بار قایم با خروج از مرکزیت (VM) با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود PLAXIS 2D پرداخته شده است. بدین صورت که پس از صحت سنجی مدل عددی، تاثیر پارامترهایی نظیر میزان خروج از مرکزیت بار قایم، مقدار بار قایم اعمال شده، تعداد و چیدمان لایه های مسلح کننده بر ظرفیت باربری نهایی پی نواری مطالعه شده است. نتایج حاصل از آنالیزها در قالب نمودارهای بدون بعد ترسیم و بر اساس آن عمق بهینه قرارگیری نخستین لایه ژیوگرید از کف پی، فواصل قایم لایه های مسلح کننده از هم، تعداد و چیدمان بهینه لایه های مسلح کننده ژیوگرید تعیین گردیده است. نتایج تحلیل های نشان می دهد که با افزودن لایه های ژیوگرید، ظرفیت باربری پی تحت بار خارج از مرکز افزایش قابل توجهی می یابد. میزان این اثرگذاری، تابع چیدمان لایه ها و میزان خروج از مرکزیت بار می باشد. در حالت چیدمان بهینه، موقعیت لایه های ژیوگرید بستگی به تعداد لایه ها داشته و ترتیب ثابتی برای آن ها در عمق وجود ندارد. همچنین تعداد بهینه لایه های مسلح کننده برای حصول بیشترین ظرفیت در حالت بار خارج از مرکز در مطالعه حاضر برابر 4 لایه به دست آمد که به ترتیب لایه های اول، دوم، سوم و چهارم در فواصل بهینه 5/0، 7/0، 3/0 و 9/0 متری از کف پی قرار می گیرند.

    کلیدواژگان: ظرفیت باربری، پی نواری، ژئوگرید، بارگذاری با خروج از مرکزیت، چیدمان بهینه ژئوگریدها
  • رضا کامگار*، نورالله مجیدی، علی حیدری صفحه 11

    در طراحی سازه طراح می بایستی سازه را برای بیشینه باری که احتمال می رود سازه در طول عمر خود با آن مواجه شود، طراحی کند. در این مقاله با توجه به اطلاعاتی که از زمین لرزه های رخ داده درگذشته به دست می آید، تحریکات بحرانی قاب برشی مجهز شده به مهاربند بازویی، تحت دو حالت قیدی محاسبه می شوند. بدین منظور یک مسئله ی بهینه سازی غیرخطی حل می شود و در آن تابع هدف بیشینه سازی جابجایی بام سازه در نظر گرفته می شود. در هر حالت قیدی تحریکات بحرانی محاسبه و به ترتیب تحت عنوان تحریکات بحرانی اول و دوم شناخته می شوند. در حالت قیدی اول انرژی و بیشینه شتاب به عنوان قیود در نظر گرفته می شود درحالی که در حالت قیدی دوم، قید حد فوقانی طیف فوریه به این قیود اضافه می شود. درنهایت خصوصیات تحریکات بحرانی به همراه زلزله های استفاده شده جهت تولید تحریکات بحرانی با استفاده از روش تحلیل فوریه و تبدیل موجک پیوسته بررسی می شود. نتایج مثال عددی ارایه شده نشان می دهد که طیف فوریه ی زلزله ی بحرانی حالت اول در فرکانسی نزدیک به فرکانس مود اول ارتعاشی سازه 68/6 برابر بیشینه مقدار متناظر در سایر زلزله ها است و همین امر منجر به تولید زمین لرزه ای بحرانی تر شده است. همچنین با استفاده از منحنی زمان- فرکانس، نشان داده می شود که تقریبا زمان غالب فرکانس ها (زمانی که بیشتر فرکانس ها در آن زمان رخ می دهند) برای تمامی زلزله ها بیشتر از ده ثانیه است و همچنین مدت زمان حرکت قوی هر زلزله در داخل بازه ی زمانی مربوط به زمان غالب فرکانسی همان زلزله قرار دارد.

    کلیدواژگان: تحریک بحرانی، قاب برشی، تبدیل موجک، تحلیل فوریه، بهینه سازی
  • حمیدرضا توکلی*، مجید مرادی صفحه 12

    ارایه بازه تغییرات پاسخ سازه ها به خصوص پل ها نسبت به تغییرات متغیرهای تصادفی می تواند منجر به شناخت دو عامل مهم شود. اولین عامل این است که تغییرات متغیرهای تصادفی تا چه میزان می تواند بر پاسخ پل ها تاثیرگذار باشد و دوم اینکه تغییرات در کدام پارامتر باعث ایجاد حساسیت بیشتر بر پاسخ می شود. در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از روش ها تحلیل حساسیت اثر تغییر مشخصات مصالح بر پاسخ لرزه ای یک پل کابلی معلق مجهز به جداساز RNC بررسی شود. یک پل کابلی با و بدون جداساز RNC پس از مدل سازی اولیه تحت یک زلزله ی سنفرنادو به صورت دینامیکی غیرخطی تحلیل شده است. سپس تاثیر متغیرهای تصادفی بر پاسخ این سازه ها با استفاده از روش های حساسیت سنجی مونت کارلو و مرتبه اول ممان دوم بررسی شده است. در نهایت دقت روش تحلیل FOSM نسبت به روش مونت کارلو ارزیابی شده است. دو پارامتر برش پایه و بیشینه جابجایی عرشه به عنوان پاسخ های سازه در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد در بین مشخصات مصالح مقاومت نهایی بتن، تنش تسلیم آرماتور و مدول الاستیسیته کابل ها بیشترین تاثیر را بر پاسخ لرزه ای این سازه ها دارد. همچنین میزان حساسیت این پارامترها در پل دارای جداساز لرزه ای کمتر از پل بدون جداساز لرزه ای است.

    کلیدواژگان: پل کابلی، جداساز RNC، تحلیل حساسیت، متغیر تصادفی، زلزله حوزه نزدیک
  • دلارام استاد، جلیل شفائی* صفحه 13

    در زلزله های اخیر ساختمان های مصالح بنایی به دلیل وزن زیاد و شکل پذیری پایین و ضعف مقاومت برشی کم در برابر زلزله مقاوم نبوده است، و خسارات زیادی را تجربه کرده اند. بهسازی و مقاوم سازی سازه های مصالح بنایی غیرمسلح بحث جدی در ساخت و ساز شهری می باشد. دیوار های مصالح بنایی در برابر زلزله کمبود مقاومت نداشته است و ضعف اساسی آن ها در شکل پذیری است؛ زمانی که نسبت طول به ارتفاع دیوار افزایش می یابد، علاوه برکاهش مقاومت دیوار، شکل پذیری آن هم کاهش پیدا می کند. هدف از این تحقیق بررسی عملکرد لرزه ای دیوار های مصالح بنایی با دو نسبت ارتفاع به طول 5/0 و 7/0 با مقیاس 1:2 است و مقاوم سازی دیوار های مصالح بنایی با استفاده از چیدمان های مختلف تسمه های فولادی می باشد. ارزیابی تحلیلی رفتار لرزه ای دیوار مصالح بنایی تقویت شده با تسمه های فولادی، با استفاده از نرم افزار المان محدود ABAQUS انجام شده است. با روش FEMA356 نمودارهای نیرو - جابه جایی تمام نمونه ها دو خطی شده است و نتایج تحلیلی در غالب مقاومت نهایی، سختی موثر و شکل پذیری با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که بهترین حالت قرار گیری تسمه های فولادی با حالت ضربدری دو طرف دیوار بیشترین تاثیر را در بهبود مشخصات لرزه ای دیوار دارد. افزایش مقاومت نهایی 10 برابری و سختی موثر 2 برابری و شکل پذیری بیشتر نسبت به دیگر نمونه های تقویت شده با استفاده از تسمه های فولادی نسبت به نمونه شاهد را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: دیوارهای بنایی غیر مسلح، مقاوم سازی لرزه ای، عملکرد لرزه ای، تسمه فولادی، تحلیل المان محدود
  • زهرا حاجیان نژاد، محسن کرامتی*، مرتضی محمدعلی نژاد، رضا نادری صفحه 14

    باتوجه به تولید روزافزون مواد پلاستیکی، دغدغه ی بین المللی دفع یا بازیافت ضایعات پلاستیکی در جهان مطرح است. یکی از راه-کارهای استفاده ی مجدد از ضایعات پلاستیکی، استفاده از آن ها در مهندسی و بهسازی ساخت گاه ها یا زمین های سست است. هدف از انجام این پژوهش یافتن راهی برای استفاده ی مجدد نوعی خاص از پلاستیک ها (بطری های دوغ، نوشابه، آب معدنی و...) در کارهای ژیوتکنیکی جهت بهسازی خاک می باشد. در این مقاله رفتار مکانیکی ماسه ی بندر انزلی که با خرده های پلی اتیلن ترفتالات 1×1سانتی متری و نوارهای 5×1سانتی متری به مقادیر 0 و 0.1 و 0.5 و 1 و 2 درصد و الیاف پلی اتیلن ترفتالات به مقادیر 0 و 0.1 و 0.5 درصد از وزن خاک خشک به طور جداگانه مسلح شده، مورد ارزیابی قرار گرفته است. آزمایش های برش مستقیم بزرگ مقیاس بر روی نمونه های دارای تراکم %76 انجام شده و تاثیر پارامترهایی چون ابعاد، درصد وزنی مسلح کننده ها در خاک و همچنین سربار قایم بررسی گردیده است. نتایج آزمایش ها نشان داده اگرچه خرده ها و نوارهای پلی اتیلن ترفتالات موجب بهبود رفتار مکانیکی خاک ماسه ای شده اند؛ اما تاثیر تسلیح با الیاف بر بهبود خصوصیات مکانیکی خاک به مراتب بیشتر بوده است. همچنین درصد بهینه ی مسلح کننده های نواری و خرده های پلی اتیلن ترفتالات 1% از وزن خاک خشک به دست آمده است. مقایسه ی بین نمونه های مسلح و غیر مسلح نشان داده است نمونه های مسلح دارای شکل پذیری و مقاومت بیشتری بوده اند.

    کلیدواژگان: ماسه، پلی اتیلن ترفتالات، برش مستقیم بزرگ مقیاس، تسلیح، رفتار مکانیکی خاک
  • فرزین سلماسی*، بهرام نورانی، حسین حکیمی خانسر صفحه 15

    در این تحقیق به بررسی تاثیر پارامترهای مصالح خاکی شامل وزن مخصوص (γ) چسبندگی (C)، زاویه اصطکاک داخلی (∅) و پارامتر های هندسی شیب شامل زاویه نسبت به افق (β) و ارتفاع شیب (H) بر ضریب اطمینان پایداری شیب خاکریز در حالت خاک خشک و اشباع با افت سطح آب پرداخته می شود. به علاوه نوع دایره لغزش نیز بررسی می گردد. برای این منظور از روش تعادل حدی (LEM) استفاده شد. نتایج نشان داد که ضریب اطمینان با کاهش تراز سطح آب، به دلیل حذف فشار هیدرواستاتیک روی شیب کاهش پیدا می کند. بدین ترتیب که با پایین آمدن 5/5 متری سطح آب، میزان ضریب اطمینان به اندازه %42/41 کاهش را نشان داد و نوع دایره لغزش نیز تغییر نمود. همچنین روش لغزش صفحه ای با روش لغزش دایروی نیز مقایسه گردید و مشاهده شد روش لغزش صفحه ای نتایج قابل قبولی برای شیب های ملایم ارایه نمی کند. در صورتی که (β60°) باشد، دایره لغزش از نوع دایره عبوری از پنجه می باشد. در روش تعادل حدی بیشاب ضریب تبیین (R^2) و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) به ترتیب 93/0 و 121/0 به دست آمد که خطای این روش نسبت به روش های دیگر 3/1 درصد می باشد که این در مقایسه با کاربرد روش های دقیق تر و پیچیده قابل چشم پوشی است.

    کلیدواژگان: تراز سطح آب، شکست شیب، شیب خاکی، ضریب اطمینان لغزش، فشار هیدرو استاتیک
  • جعفر چابکپور* صفحه 16

    به منظور مقایسه کارایی سه مدل تحلیلی VART، Gaussian و ADZ در تخمین موقعیت ورود آلاینده ها به رودخانه، از یک سری داده آزمایشگاهی و چندین سری داده صحرایی که توسط USGS در رودخانه های مونوکیسی و آنتیاتیم برداشت شده بود، استفاده گردید. حل تحلیلی برای شرایط تزریق آنی برای مدل VART و رابطه گشتاور مرکزی مرتبه دوم مدل های Gaussian و ADZ بدین منظور استفاده شد و برای تمامی داده های آزمایشگاهی و صحرایی، ابتدا پارامتر های مدل ها استخراج شد سپس با استفاده از این پارامتر ها و با به کارگیری روابط مورد اشاره، تحقیق حاضر انجام شد. نتایج نشان داد که دقت مدل VART برای تشخیص منبع آلاینده برای داده های آزمایشگاهی برابر با 25 % و برای داده های رودخانه ای برابر با 8/4 % می باشد. همچنین خطای نسبی مدل قوسی نیز برای تشخیص موقعیت آلاینده رودخانه ای برابر با 65/1 % و همچنین میزان خطای نسبی مدل ADZ برابر با 14% محاسبه گردید که مشاهده می شود که دقت روش قوسی بسیار مطلوب می باشد. نتایج تحقیق موید این نکته بود که در عین حال که هر سه روش از کارایی مناسبی برای تشخیص منبع آلاینده در رودخانه ها برخوردار هستند ولی رابطه قوسی هم از دیدگاه تعداد پارامتر ها و هم از دیدگاه دقت محاسباتی به دو مدل دیگر برتری دارد. همچنین به منظور ارزیابی برازش منحنی های غلظت-زمان آزمایشگاهی و صحرایی بر روی منحنی های تحلیلی نیز از شاخص نش-شاتکلیف استفاده گردید و مقدار متوسط آن برای تمامی داده ها برابر با 97/0 محاسبه شد که نشان دهنده دقت بسیار مطلوب منحنی های تحلیلی بازسازی شده است.

    کلیدواژگان: ردیاب، موقعیت منبع آلاینده، مدل VART، مدل Gaussian، مدل ADZ
  • محمد مهدی بخشی، بیتا آیتی*، حسین گنجی دوست صفحه 17

    روش های مختلفی جهت تثبیت خاک نظیر استفاده از بادبند، کاشت گیاه و استفاده از مالچ وجود دارد. استفاده از روش های نوین تثبیت خاک به دلیل کاهش اثرات سو بر محیط زیست، جایگزینی مناسب برای مالچ نفتی است. تثبیت خاک با استفاده از نانو پلیمر پلی لاتیس قشر یکنواخت به هم چسبیده ای را به وجود می آورد که در برابر سرعت بالای باد مقاوم بوده و اثرات تخریبی کمتری بر روی محیط زیست دارد. در این تحقیق، از خاک منطقه حسین آباد میش مست در نزدیکی دریاچه نمک قم، جهت بررسی تثبیت خاک با استفاده از نانو پلیمر پلی لاتیس استفاده شده است. خاک ها پس از گذشتن از الک 2 میلی متر در سینی هایی به ابعاد 80*80*3 سانتی متر و با مقدار 1، 5/1 و 2 لیتر بر مترمربع پلی لاتیس تثبیت شده اند. این نمونه ها در بازه های زمانی 7 و 30 روزه پس از مالچ پاشی در معرض باد با سرعت های 10، 15 و 20 متر بر ثانیه قرار گرفته و پایداری آن ها در برابر باد بررسی شد. نمونه های تثبیت شده 7 و 30 روزه با مقدار 1 لیتر بر مترمربع پلی لاتیس در سرعت باد 20 متر بر ثانیه پایداری خود را از دست دادند؛ اما سایر نمونه ها در برابر باد با سرعت های مختلف، پایداری خود را حفظ نمودند. در نمونه های تثبیت شده با 2 لیتر بر مترمربع پلی لاتیس و سرعت باد 20 متر بر ثانیه، غلظت گرد و غبار خاک منطقه حسین آباد نسبت به خاک شاهد در تثبیت 7 و 30 روزه به ترتیب کاهشی 60 و 50 برابری داشته و مقدار ذرات ته نشین شده در طول کانال نیز کاهش چشمگیری یافت.

    کلیدواژگان: تثبیت خاک، فرسایش باد، مالچ، نانو پلیمر پلی لاتیس، حسین آباد قم
|
  • GholamHossein Hamedi *, Davud Saedi, Hamid Shirmohammadi, Yunes Azaryun Page 1

    Today, glasphalt technology is considered as an efficient way to reduce asphalt production costs, reduce fuel consumption, and reduce environmental pollution caused by the production of this type of waste. Despite the advantages of glasphalt, moisture damage is a weak point for these types of mixtures. The present study evaluated the moisture sensitivities of glasphalt and HMA and compared the performance of these two types of mixtures, along with the effects of two types of additives, nano hydrated lime and nano calcium carbonate on moisture damage. The moisture sensitivity of both types of mixtures was evaluated using a modified Lotttman test and a thermodynamic test of Wilhelm plate based on surface free energy methods. The results of the indirect tensile strngth test showed that the resistance of glasphalt in dry conditions was higher than that of HMA. However, glasphalt are exposed to wet conditions with a higher resistance to HMA. The results obtained from the thermodynamic test also showed that the modification of both types of asphalt binder (AC 60-70 and AC 85-100) using nano hydrated lime and nano calcium carbonate increases the total surface free energy and adhesion of the bonding of both types of base asphat binders. This increase improves the strength of mixtures made with this type of asphat binders against moisture damage of cohesion type, which is a positive effect in reducing the moisture damage.

    Keywords: Glasphalt, Hot mix asphalt, Moisture sensitivity, Nanomaterials, modified Lottman
  • Mohammad Amiri *, Marziyeh Aryanpoor Page 2
    Background and Objective

    The concrete structures used in various applications including iron and aluminum foundries and hazardous waste disposal lose performance when subjected to heat. As aluminum silicate materials however, geopolymers behave in a much more stable manner than normal concrete when exposed to high temperatures. Calcium silicate hydrate (C-S-H) and calcium-aluminum-silicate-hydrate nanostructures, which are products of the geopolymerization process that strengthens geopolymer concrete, undergo many changes when exposed to heat. The study therefore investigates the effect of high temperatures on geopolymer concrete’s strength parameters from a microstructural perspective and according to nanostructural changes of C-S-H and C-A-S-H.

    Material and method

    In this regard, about 300 samples were cured in the humidity bath for 1, 3, 7, 14, and 28 days. All samples were then put in of 25, and 900°C temperatures for 2 hours. Length and weight change percentages, compressive strength, and ultrasonic and cracking behavior tests were performed on all samples. Images from the (SEM) and the energy-dispersive X-ray (EDX) analysis were also used to evaluate the microstructural behavior of samples in various temperatures.

    Result and discussion

    According to the results, sample weight and length changes and compressive strength depended on the behavioral nature of C-S-H and C-A-S-H nanostructures. Nanostructural analysis of C-A-S-H points to high temperatures reducing compressive strength and weight as well as causing more cracks. The compressive strength of the 28 samples in 900°C temperature also decreased from 604 kg/cm2 to 75 kg/cm2. The complete disintegration of the C-S-H and C-A-S-H nanostructures.

    Keywords: High Temperatures, Geopolymer Concrete, Compressive Strengths, C-A-S-H, SEM
  • AmirReza Mahdavi, Amirreza Mamdoohi *, Mahdieh Allahviranloo Page 3

    As an essential infrastructure of cities, public transit networks have special importance in decreasing traffic congestion and air pollution. Metro network is known as the most efficient mode of public transit due to green. Usually, based on evaluation indices, a suitable approach to the development of a metro network is chosen. In this study, the mixed evaluation index is composed of two component that they are shape and service points. The shape point is calculated by utilizing network length, topology characteristics, station density, and average edge length (integer value between zero and ten). Also, annual passenger and passenger per unit length are utilized to calculate the service point (between zero and one). Metro network data of 52 cities in the world are collected. Based on the mixed index, the score of Tehran and New York metro network are equal to 4.390 (rank 29) and 8.506 (rank 1), respectively. Metro networks are classified into three groups based on connectivity and complexity indices with utilizing fuzzy c-means (FCM) clustering method. Results indicated that the Tehran metro network is a relatively developed system. Another classification with fuzzy boundaries based on average line length and total number of stations is accomplished. This classification results in the Tehran metro network is partly a regional accessibility system. Finally, Results of regression models based on the world trend indicate that currently, length and number of stations of the Tehran metro network should be equal to 206.3 km (31.1 km deficiency) and 147 (8 stations deficiency), respectively.

    Keywords: Mixed index, Evaluation, Ranking, Metro, Tehran
  • Reza Babaee, Ehsan Jabbari *, Morteza Eskandari Ghadi Page 4

    The high costs of meshing, required problem dependent fundamental solutions, singularity, modeling all over the domain and … are the most important weaknesses in the common numerical mesh methods for solving continuum mechanics problems. In this study, aiming for eliminating some of these shortcomings, one of the well-known Radial Basis Functions (RBF) methods, Multiquadric (MQ), was developed for analyzing 2D seismic waves in reservoirs of rigid dams. In this regard, the Helmholtz equation and the governing complex boundary conditions are reproduced using MQ function in the frequency domain. The results showed that using the real and complex forms of the MQ function, the computational time will be optimized for frequencies smaller and larger than the natural frequency of the reservoir, respectively. Also, to determine the most important factor in accuracy and convergence of MQ method, the optimal shape parameter, firstly the inefficiency of some of the previously introduced methods was shown, then a new high-speed algorithm was presented. The results of this research show that the optimal shape parameter can be formulated in terms of the frequencies of earthquake loads. This advantage simplifies considerably application of MQ method in this particular problem and reduces its computational time. The high accuracy of the present method compared to the exact solutions was shown in two different examples with and without considering effects of sediment absorption. The achieved high accuracy is due to a continuous estimation function defined all over the domain and using an exact algorithm for finding the optimal shape parameter.

    Keywords: Radial Basis Function (MQ-RBF), Concrete Gravity Dam, Shape parameter, Frequency Domain, hydrodynamic pressure
  • Farhad Behnamfar *, Masood Shafiei Varzane Page 5

    In this study, lateral response of masonry walls with openings is studied. The numerical modeling and analysis is followed and the developed models are validated using available experimental results.Samples selected for validation analysis include two masonry walls confined with reinforced concrete perimeter ties and one masonry wall with no ties. Validity of the numerical models has been established against the experimental samples within Abaqus software using nonlinear static analysis. Variation in the size, location and aspect ratio of the opening are taken into account and the lateral stiffness and strength of the walls are calculated. In addition, a series of equations have been developed based on strength of materials for simple calculation of lateral stiffness, strength and ductility of masonry walls with opening. This has the important advantage of avoiding complex and time consuming 3D nonlinear finite element analysis for the same purpose. To do this task, three different cases of failure are accounted for the walls including: when presence of the opening is not effective, when behavior of the two piers besides the opening is governing, and when the overhead lintel governs the lateral behavior of wall. Each of the mentioned cases are in turn divided into other sub-cases and several nonlinear finite element analysis have been undertaken. Results of the developed analytical equations are compared and calibrated with those of the finite element analysis and desirable accuracy of the relations developed in this study is confirmed.

    Keywords: Masonry wall, Opening, lateral stiffness, Finite Elements, concrete tie
  • Seyed Majid Mosavi, Hesam Seyed Kaboli * Page 6

    Impacts of climate change on water resources will force decision-makers to adopt climate change adaptation policies in order to reduce social-economic problems and difficulties resulting from it and water resource sustainable development. One of the adaptation methods is to increase water use efficiency in agriculture that will adjust climate change impacts include decreasing runoff and increasing water demands. In this study, the impact of water use efficiency as a climate change adaptation approach is assessed in the optimal operation of JAREH dam. Fifteen climate change scenarios were generated by using downscaling technique on CMIP5 data for the near (2020-2044) and far (2070-2094) future. Based on these scenarios, time series of reservoir inflow and downstream water demand were projected for both future periods. An optimization model is developed considering the water efficiency coefficient parameter in order to define four water use efficiency scenarios (0-S1, 0.1-S2, 0.3-S3, 0.5-S4). Results show that reservoir inflow decreases up to 18.8% and water agriculture demand increases up to 29%. The amount of water allocation would increase up to 18.7% in the future periods than in the baseline period under S1 scenario to supply the increased water demand, which may decrease reliability of reservoir system for water allocation. Increasing water use efficiency coefficient up to 0.5 in the future periods would increase system reliability up to 20% that will reduce social-economic problems caused by climate change impact in this study area.

    Keywords: Efficiency Coefficient, optimization, climate change, Reservoir, Adaptation
  • Behnam Nayebzadeh *, MohammadAli Lotfollahi Yaghin, Rasoul Daneshfaraz Page 7

    In the present study, the effect of vertical drop, gradually expanding and vertical screens are investigated to increase the efficiency of the energy dissipation of the flow. The experiments were carried out in a horizontal laboratory flume with a rectangular cross section, two vertical drop heights, and the wall expanding ratios of 0.5 to 1, the porosity ratio of the screens of 40% and 50%, and The range of Froude number of 0.86-0.92. The results showed that the use of screens and expansion of the walls would increase energy dissipation and decrease the pool depth and the downstream depth. The application of expanding wall, screen and the effect of simultaneous use of screens and expanding walls increases the efficiency of energy dissipation by 25, 44 and 48 percent, respectively. The porosity ratio of the screen is not much efficient in energy dissipation, but it reduces the pool depth and increases the downstream depth. In the same hydraulic conditions, energy dissipation is increased and the depth of the pool decreases by increasing the height of the drops due to the increased jet severity over the drop striking the downstream bed. By increasing the discharge, the hydraulic jump formed in the upstream of the screens with a porosity ratio of 40% is submerged and moves upwards. However, in screens 50% of the jump is free and moves downward.

    Keywords: Vertical drop, Energy dissipation efficiency, Gradually Expanding, Screens, Pool depth
  • Hosein Ghaffarzadeh *, Roya Raji, Ali Hadidi Page 8

    This work uses the H_∞ static output-feedback controller with linear matrix inequality (LMI) theory and some variations in LMI variables for retrofitting the shear structures against a variety of uncertainties as well as the dynamic forces of the earthquake and wind. To prevent the system from losing control due to the failure of the central controller, preventing the large amount of data transfer between sensors and controller, as well as economic issues, the discussion of the replacement of a centralized control with decentralized control in various types, including fully decentralized controller, partial coupled and uncoupled decentralized controllers is studied. Then the robustness of the method is evaluated both in centralized control and in decentralized control against dynamic forces such as earthquakes, uncertainty in earthquake excitations and failure of sensors, and are compared with each other. Finally, the responses obtained from the control algorithm used are compared with the results of the linear quadratic regulator control (LQR). Two numerical examples are solved for this assessment. A 5-story shear building structure and a 20-story bench mark structure. Based on the results, the algorithm is completely resistant to the failure of the sensors, as well as decentralized controllers have very close results to the central controller. The uncertainty of earthquake provokes changes in responses, but the controlled responses are significantly less than uncontrolled responses. It should be noted that the method used reduces the responses considerably less than the LQR control method.

    Keywords: active control, decentralized control, Robust Control, Uncertainty, Earthquake excitation
  • Leila Moradi *, Taher Rajaee, Maedeh Sadeghpoor Page 9

    The purpose of this study was to evaluate the environmental risks of Alborz Dam on Bababrood River in Babol city, using multi-criteria decision making methods. Initially, environmental identification of the study area was carried out, Then a list of environmental risks identified in the construction and exploitation phase was prepared and presented to environmental experts familiar with the Alborz dam area in the form of a questionnaire. environmental risks scored by environmental experts based on three indicators, Severity of occurrence, Probability of occurrence, Then environmental risks ranking was performed using TOPSIS and Fuzzy TOPSIS methods. The most important risks of Alborz dam using TOPSIS method in the construction phase, respectively: Was Obtained, Destruction of forest within the dam with a score of 0.926, Displacement of reservoir residents with a score of 0.837 And in the phase of operation: Thermal stratification of dam reservoir with a score of 0.847, Landslide with a score of 0.751. Also, the most important risks of the Alborz dam using the Fuzzy Topsis method in the construction phase, respectively: Was Obtained, Displacement of reservoir residents with a score of 0.682, Demolition of forest within the dam with a score of 0.677, And in the phase of operation, respectively: Thermal stratification of dam reservoir with a score of 0.645, Landslide with a score of 0.630. Finally, one method of integration (average rating method) was used to resolve the conflict between the results.

    Keywords: Environmental risk assessment, multi-criteria decision-making, Topsis, Fuzzy TOPSIS, Alborz Dam
  • Masoud Rabeti Moghadam *, Jahanpour Monfared, Mansour Parvizi Page 10

    In this study, the effect of geogrid on the ultimate bearing capacity of strip footing, which was imbedded on sandy soil and under eccentric loads (VM) was investigated by using PLAXIS 2D finite element software. After numerical verification, the effect of parameters, such as the amount of eccentricity, applied vertical force, the number of reinforced layers and layout of the layout of geogrid layers on the ultimate bearin capacity of strip footing were studied. The results of analyzes were presented in the form of dimensionless graphs. Based on the analyses result, the optimum depth of first geogrid layer from foundation (u), the vertical intervals of the layers (h), the number (N) and layout of the geogrid layers have been determined. The results of the analysis show that by adding the geogrid layers, the bearing capacity of footing under the eccentric load increases significantly. The amount of the effectivity is related to the layout of layers and and the amount of the eccentricity. In the optimum layout of the layers, the position of geogrid layers depends on the number of layers. Also, the optimum number of layers for obtaining the maximum bearing capacity at eccenric load condition was obtained to be 4 layres in the present study. The optimum depth for the first, second, third and fourth layers, at the optimal layout, was 0.5, 0.7, 0.3 and 0.9 meters from the base of the footing, respectively.

    Keywords: Bearing Capacity, Strip Footing, Geogrid, Eccentric Loading, Optimum Layout of Geogrids
  • Reza Kamgar *, Noorollah Majidi, Ali Heidari Page 11

    A designer needs to design a structure with the aim of obtaining the maximum possible load expected for the structure during its lifetime. In this paper, with regards to the information obtained from the earthquakes, the critical earthquakes were computed for a shear frame building, equipped with a belt truss system and subjected to two constraint scenarios. For this purpose, a nonlinear optimization problem has been solved, in which the objective function was the maximization of the roof displacement. In the first constraint scenario, the computed critical earthquake was known as the first state critical earthquake. In addition, for the second constraint scenario, the earthquake was named as the second state critical earthquake. In the first scenario, the energy and peak ground acceleration was considered as the constraints, while in the second scenario, the upper bound Fourier spectrum was added to these constraints. Finally, properties of the initial and critical earthquakes were investigated using the Fourier analysis method and continuous wavelet transform. The numerical results showed that the Fourier spectrum of the first critical earthquake was 6.86 times higher than the maximum values for the same parameter for other earthquakes at a frequency near the first natural frequency of the structure. Also, using time-frequency curve, it was shown that duration of the strong ground motion of all earthquake places within the dominant duration of the frequencies of the same earthquake was more than 10 sec.

    Keywords: Critical excitation, shear frame, Wavelet transform, Fourier frequency, optimization
  • Hamidreza Tavakoli *, Majid Moradi Page 12

    Several factors can affect the responses of structures under seismic loads. The properties of the materials can be different from the parameters required in the design of the structures. This difference can affect the response of the structures. In this research, it is tried to investigate the effect of changing the characteristics of materials on the seismic response of a suspended cable bridge equipped with a RNC separator whit sensitivity analysis. A cable bridge with and without an RNC isolator has been analyzed dynamically nonlinear after initial modeling under a San Fernando record. Then, the effect of random variables on the response of these structures was investigated using Monte Carlo sensitivity tests and the second-order second moment (FOSM). Finally, the accuracy of the FOSM analysis method is evaluated in a Monte Carlo method. Two basic parameter, maximum deck displacement and maximum base shear was considered as structural responses. The results show that, among the specification of concrete strength materials, the yield stress of the reinforcement and the modulus of elasticity of the cables, the most effect on the seismic response of these structures. Also, the sensitivity of these parameters to the isolated bridge is less than the bridge without isolation.

    Keywords: Cable bridge, RNC isolator, Sensitivity analysis, Random Variables, Near-Field Earthquake
  • Delaram Ostad, Jalil Shafaei * Page 13

    In recent earthquakes, masonry structures have not been resistant to earthquake due to high weight and low ductility and low shear resistance, and they have experienced a lot of damage. The improvement and strengthening of masonry structures is a serious discussion in urban construction. The walls of masonry are not resistant to the earthquake and their basic weakness is in ductility; its ductility is reduced when the length ratio increases to the wall height, in addition to the wall resistance. The purpose of this study is to investigate the seismic performance of masonry structures with two aspect ratio of 0.5 and 0.7 with scale 1: 2 and strengthening of masonry walls using different layouts of steel tie. The analytical evaluation of seismic behavior of reinforced masonry structures has been done using ABAQUS finite element software. In the FEMA356 method, the displacement curve of all samples is bilinear. Analytical results were compared in dominant resistance, effective stiffness and ductility. The ultimate strength, effective stiffness and ductility of strengthened specimens using steel tie increased in comparison to the control sample.

    Keywords: Unreinforced Masonry Wall, Seismic Retrofit, seismic performance, Steel Tie, Finite element analysis
  • Zahra Hajiannejad, Mohsen Keramati *, Morteza Alinejad, Reza Naderi Page 14

    Due to the increasing production of plastic materials, there is an international concern about disposal or recycling of plastic waste in the world. One of the ways to reuse plastic waste is to use it in the engineering works to modify mechanical properties of loose soils. The purpose of this research is to find a way to reuse a particular kind of plastics (bottles of dough, soft drinks, mineral water, etc.) in geotechnical works to improve soil.In this paper, the mechanical behavior of Anzali Port sand, reinforced with 1×1 cm polyethylene terephthalate crumbs and 1×5cm strips, to 0, 0.1 , 0.5 , 1 and 2% and polyethylene terephthalate fibers to 0 and 0.1 and 0.5% of the dry weight of the soil which were arranged separately, was evaluated. Samples were prepared at the relative density of 75%. The effects of parameters such as dimensions, the weight percentage of reinforcers in the soil and vertical stress were investigated. The results of the experiments showed that although the polyethylene terephthalate crumbs and strips improve the mechanical behavior of sandy soil, but the effect of fiber reinforcers on soil mechanical properties has been much higher. Also, the optimum percentage of polyethylene terephthalate crumbs and strips reinforcers was 1% of sand dry weight. The comparison between reinforced and unreinforced samples showed that reinforced specimens had more ductility and resistance.

    Keywords: Sand, PolyethilenTerphetelate, Large scale direct shear test, Reinforcement, Mechanical Behavior
  • Farzin Salmasi *, Bahram Nourani, Hosein Hakimi Khansar Page 15

    In this study, the effect of soil material parameters including soil specific weight (γ), cohesion (C) and angle of internal friction (∅) and geometric parameters of slope including angle with the horizontal (β) and slope height (H) on factor of safety (Fs) are investigated. Slope factor of safety is considered in two scenarios: (i) slope with dry condition and (ii) slope with steady-state saturated condition that comprises water level drawdown circumstances. In addition, the type of slip circle investigated. For this purpose, the limit of equilibrium method (LEM) is implemented. Results indicated that, decreasing of water level and omitting the hydrostatic pressure on the slope, would result in safety factor decrement such a way that with drawdown of 5.5 m water level, the factor of safety decreases about 41.42 % and also the type of slip circle is changed. Comparison of the plane and circular failure surfaces showed that plane failure method has good results for near-vertical slopes only. Determination of clip type showed that for β〖60〗^o only toe circle can happen. Application of the LEM in Bishop’s method resulted the values of R2 and RMSE equal to 0.93 and 0.121, respectively that the error of this method is 1.3% respect to other methods, which can be neglected in comparison with the complex and accurate methods.

    Keywords: Earthen slope, hydrostatic pressure, safety factor against sliding, slope failure, water surface draw down
  • Jafar Chabokpour * Page 16

    A series of experimental data and two series of field data which have been extracted by USGS in the MONOCACY River and ANTIETAM creek have been utilized to compare source identification accuracy of the Gaussian, ADZ, and VART models. To achieve the object of the study, the theoretical solution of the VART model for sudden release, and the second-order central moment equation of the Gaussian and ADZ models have been operated For all of the experimental and field data series, firstly, all of the model parameters have been computed and then by operation of the extracted parameters and the mentioned relationships, the accuracy of them have been calculated. The results showed that the accuracy of the VART model for experimental and field data is 25% and 4.8% respectively. Also, the average relative errors of the Gaussian and ADZ models are 1.65% and 14%, respectively, which confirms the desirable accuracy of the Gaussian model. The results of the present study have been revealed that the Gaussian model in both of the model parameter numbers and the calculation accuracy is superior to the others. Also, to assess the goodness of fit between experimental and field data series and the theoretical Breakthrough curves, the average Nash-Sutcliffe parameters have been calculated about 0.97, which exhibits the favorable goodness in the fits.

    Keywords: Tracer, Location of the Pollution Source, VART Model, Gaussian Model, ADZ model
  • MohammadMehdi Bakhshi, Bita Ayati *, Hossein Ganjidoust Page 17

    There are different methods for soil stabilization, such as using windbreak, planting and use of mulch. The use of new soil stabilization methods, due to reduced environmental impacts, is a suitable alternative for oil mulch. Soil stabilization by using Nano polymer Polylatice creates a uniformly coherent cortex that is resistant to high wind speed and has less environmental degradation effects. In this research, the soil of the Hossein Abad area, near the salt lake of Qom, has been used for wind erosion test to verify the stabilization with the use of nano polymer Polylatice. After passing through a 2 mm sieve, the soils were stabilized with concentrations of 1, 1.5 and 2 L/m2 of Polylatice in trays with dimensions of 80*80*3 cm. These specimens were exposed to wind by three different velocities, including 10, 15 and 20 m/s, during 7 and 30 days and their stabilities were analyzed against wind. The concentration of dust of the Hossein Abad area in the 7 and 30-day stabilization decreased by 60 and 50 times at a wind speed of 20 m/s, respectively and as time passed by after adding mulch, the amount of particles deposited along the channel were also decreased significantly.

    Keywords: Soil Stabilization, wind erosion, Mulch, Nano Polymer Polylatice, Hossein Abad Qom